DE102004055442A1

DE102004055442A1 - Fördereinrichtung zur Förderung von Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter

Info

Publication number: DE102004055442A1
Application number: DE200410055442
Authority: DE
Inventors: Lothar Dickenscheid
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2004-11-17
Filing date: 2004-11-17
Publication date: 2006-05-24
Also published as: EP1831536A1; EP1831536B1; DE502005004428D1; ES2308557T3; US7658181B2; WO2006053803A1; US20090064973A1

Abstract

Bei einer Fördereinrichtung zur Förderung von Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter (1) ist ein Ansauganschluss (13) einer Kraftstoffpumpe (3) mit einem Mischrohr (11) einer Saugstrahlpumpe (6) verbunden. Die Saugstrahlpumpe (6) saugt Kraftstoff über ein Bodenventil (12) aus dem Kraftstoffbehälter (1) an. Das Mischrohr (11) hat ein Überströmventil (17), welches eine Verbindung zu einem Schwalltopf (2) steuert. Hierdurch vermag die Kraftstoffpumpe (3) bei leerem Schwalltopf (2) Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter (1) anzusaugen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung zur Förderung von Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter zu einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges mit einer Kraftstoffpumpe, mit einem ein Bodenventil aufweisenden Schwalltopf und mit einer Saugstrahlpumpe, wobei ein Ansauganschluss der Saugstrahlpumpe mit dem Kraftstoffbehälter verbunden ist.
Solche Fördereinrichtungen werden in heutigen Kraftfahrzeugen häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Dabei fördert die Kraftstoffpumpe in der Regel Kraftstoff aus dem Schwalltopf über eine Vorlaufleitung zu der Brennkraftmaschine. Die Saugstrahlpumpe wird über von der Brennkraftmaschine rückgeführten Kraftstoff oder über einen Abzweig der Vorlaufleitung mit Kraftstoff als Treibmittel versorgt. Die Saugstrahlpumpe dient zur Förderung von Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter in den Schwalltopf. Die Förderung der Saugstrahlpumpe setzt jedoch erst ein, wenn von der Kraftstoffpumpe Kraftstoff aus dem Schwalltopf gefördert werden kann.
Nachteilig bei der bekannten Fördereinrichtung ist, dass bei einer Erstbefüllung oder bei einem Nachfüllen nach einer völligen Entleerung des Kraftstoffbehälters eine große Menge an Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter eingefüllt werden muss, damit der Schwalltopf ebenfalls befüllt wird. Erst dann kann die Kraftstoffpumpe Kraftstoff ansaugen und die Saugstrahlpumpe betreiben. Bei einer sehr großen Fläche des Bodens des Kraftstoffbehälters erfordert die Erstbefüllung mehrere Liter an Kraftstoff. In der Praxis hat sich gezeigt, dass für die Erstbefüllung ein Füllstand von 18 mm im Kraftstoffbehälter erforderlich ist, damit die Kraftstoffpumpe Kraftstoff ansaugen kann.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Menge an Kraftstoff, die bei der Erstbefüllung notwendig ist, zu minimieren.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Ansauganschluss der Kraftstoffpumpe unmittelbar mit einem Mischrohr der Saugstrahlpumpe verbunden ist.

Durch diese Gestaltung vermag die Kraftstoffpumpe nach einer Erstbefüllung unmittelbar Kraftstoff über den Ansauganschluss der Saugstrahlpumpe und das Mischrohr aus dem Kraftstoffbehälter anzusaugen. Hierfür genügt der Saugdruck bei eingeschalteter Kraftstoffpumpe. Ein Betrieb der Saugstrahlpumpe ist hierfür nicht erforderlich. Sobald die Kraftstoffpumpe einen ausreichenden Druck aufgebaut hat und Kraftstoff liefert, wird auch die Saugstrahlpumpe mit Kraftstoff als Treibmittel versorgt. In der Praxis hat sich gezeigt, dass mit der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung für eine Förderung von Kraftstoff eine Füllhöhe von 3 mm im Kraftstoffbehälter ausreicht.

Ein Leerlaufen des Schwalltopfes lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn das Bodenventil im Ansauganschluss der Saugstrahlpumpe angeordnet ist und von einem Unterdruck im Ansauganschluss der Saugstrahlpumpe gegenüber dem Druck am Boden des Kraftstoffbehälters in die Offenstellung und bei einem Druckgleichgewicht in die Schließstellung bewegbar ist.

Bei leerem Kraftstoffbehälter vermag die Kraftstoffpumpe unmittelbar aus dem Schwalltopf Kraftstoff anzusaugen, wenn in einer Verbindung des Mischrohrs mit dem Schwalltopf ein in den Schwalltopf mündendes Überströmventil angeordnet ist.

Die Steuerung des Überströmventils in Abhängigkeit von dem Füllstand im Schwalltopf gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach, wenn das Überströmventil einen im Schwalltopf angeordneten Schwimmer hat und von dem Schwimmer oberhalb eines vorgesehenen Füllstandes im Schwalltopf in die Offenstellung und unterhalb des vorgesehenen Füllstandes in die Schließstellung schaltbar ist.

Die Verbindung des Schwalltopfes mit dem Ansauganschluss der Kraftstoffpumpe wird gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bereits bei niedrigen Füllständen im Schwalltopf geöffnet, wenn der Schwimmer des Überströmventils nahe dem Boden des Schwalltopfes angeordnet ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass bei leerem Kraftstoffbehälter nahezu der gesamte Kraftstoff aus dem Schwalltopf von der Kraftstoffpumpe abgesaugt werden kann.

Sofern im Normalbetrieb die Saugstrahlpumpe mehr Kraftstoff fördert als die Kraftstoffpumpe verbraucht, wird gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Befüllung des Schwalltopfes zuverlässig sichergestellt, wenn das Überströmventil als Überdruckventil ausgebildet ist, welches sich bei einem im Verhältnis zu dem Druck im Bodenbereich des Schwalltopfes hohen Druck im Mischrohr öffnet. Hierdurch strömt von der Saugstrahlpumpe geförderter, überschüssiger Kraftstoff über das Überströmventil in den Schwalltopf.

Die wahlweise Führung von von der Saugstrahlpumpe gefördertem und über das Bodenventil einströmendem Kraftstoff zu der Kraftstoffpumpe erfordert gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen kon struktiven Aufwand, wenn im Bodenbereich des Schwalltopfes eine Mischkammer angeordnet ist, wenn die Mischkammer eine Düse der Saugstrahlpumpe und einen Anschluss für das Mischrohr der Saugstrahlpumpe aufweist und wenn das Bodenventil in die Mischkammer mündet.

Das Überströmventil könnte beispielsweise ebenfalls an der Mischkammer angeordnet sein. Ein Ansaugen von Kraftstoff aus dem Schwalltopf durch die Saugstrahlpumpe lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach verhindern, wenn das Überströmventil an dem Mischrohr angeordnet ist.

Das Bodenventil und/oder das Überströmventil vermögen gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kurzzeitig große Strömungsquerschnitte zu steuern, wenn das Bodenventil und/oder das Überströmventil ein eine Öffnung abdeckendes tellerförmiges Bauteil aufweisen/aufweist. Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung besteht darin, dass das Bodenventil oder das Überströmventil hierdurch einen besonders geringen Bauraum benötigen.

Die Führung des tellerförmigen Bauteils des Bodenventils und/oder des Überströmventils erfordert gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen baulichen Aufwand, wenn das tellerförmige Bauteil mit einem Führungsschaft verbunden ist.

Bei leerem Kraftstoffbehälter lässt sich ein Ansaugen von Luft durch die Saugstrahlpumpe einfach vermeiden, wenn das Bodenventil von einem feinmaschigen Filterelement abgedeckt ist. Solche feinmaschigen Filterelemente ermöglichen einen Durchlass von Kraftstoff, sperren oder drosseln jedoch einen Durchlass von Luft und sind bei Fördereinrichtungen für Kraftstoff allgemein bekannt. In der Regel weisen solche feinmaschigen Filterelemente zudem eine Beschichtung aus Teflon auf. Weiterhin wird bei leerem Kraftstoffbehälter ein Ansaugen von Luft durch die Auslegung der Saugstrahlpumpe mit geringer Leistung vermieden. Eine entsprechend leistungsschwache Saugstrahlpumpe vermag keine Luft anzusaugen.

Ein Eintrag von Schmutz in das Mischrohr lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn das Überströmventil von einem feinmaschigen Filterelement abgedeckt ist. Damit ermöglicht das Filterelement ebenfalls ein ausschließliches Durchströmen mit Kraftstoff und verhindert bei einer Leckage des Überströmventils oder bei leerem Schwalltopf ein Eindringen von Luft in das Mischrohr.

Zur Verringerung der Bauhöhe der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung trägt es bei, wenn die Saugstrahlpumpe neben der Kraftstoffpumpe angeordnet ist.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
1 schematisch eine Schnittdarstellung durch einen Kraftstoffbehälter mit einer erfindungsgemäßen Fördereinrichtung,
2 stark vergrößert einen Teilbereich der Fördereinrichtung aus 1.
1 zeigt einen Kraftstoffbehälter 1 in einer Schnittdarstellung mit einem darin angeordneten Schwalltopf 2. In dem Schwalltopf 2 ist eine Kraftstoffpumpe 3 angeordnet, welche Kraftstoff über eine Vorlaufleitung 4 zu einer Brennkraftma schine 5 eines Kraftfahrzeuges fördert. Weiterhin ist in dem Schwalltopf 2 eine Saugstrahlpumpe 6 angeordnet, welche über einen an der Vorlaufleitung 4 angeschlossenen Abzweig 7 mit Kraftstoff als Treibmittel versorgt wird.
Die Saugstrahlpumpe 6 weist eine in eine Mischkammer 8 mündende Düse 9 auf und ist in 2 stark vergrößert dargestellt. Die Mischkammer 8 hat einen Anschluss 10 für ein Mischrohr 11 und ein Bodenventil 12. Das Mischrohr 11 führt zu der in 1 dargestellten Kraftstoffpumpe 3. Damit bildet das strömungsseitige Ende des Mischrohres 11 einen Ansauganschluss 13 der Kraftstoffpumpe 3. Das Bodenventil 12 weist einen Ventilkörper 14 auf, welcher eine Öffnung 15 im Boden des Schwalltopfes 2 verschließt oder freigibt. Die Öffnung 15 im Boden des Schwalltopfes 2 bildet damit einen Ansauganschluss 16 der Saugstrahlpumpe 6. Das Mischrohr 11 weist ein Überströmventil 17 auf, welches mit einem Ventilkörper 18 eine zu dem Schwalltopf 2 führende Öffnung 19 verschließt oder freigibt. Der Ventilkörper 18 des Überströmventils 17 ist mit einem Schwimmer 20 verbunden. Das Bodenventil 12 und das Überströmventil 17 sind jeweils von einem feinmaschigen Filterelement 21, 22 abgedeckt. Die Ventilkörper 14, 18 des Überströmventils 17 und des Bodenventils 12 weisen jeweils ein tellerförmiges Bauteil 23, 24 und einen mit dem tellerförmigen Bauteil 23, 24 verbundenen Führungsschaft 25, 26 auf, durch den die Bewegung des tellerförmigen Bauteils 23, 24 geführt ist. Im einfachsten Fall sind die Ventilkörper 14, 18 jeweils vollständig aus gummielastischem Material gefertigt, verschließen in Ruhestellung die jeweilige Öffnung 15, 19 und werden bei entsprechenden Differenzdruck von der Öffnung 15, 19 wegbewegt. Das Überströmventil 17 wird durch den Schwimmer 20 zudem bei entsprechendem Füllstand im Schwalltopf 2 in die Offenstellung bewegt.
Wenn die in 1 dargestellte Kraftstoffpumpe 3 Kraftstoff aus dem Mischrohr 11 in die Vorlaufleitung 4 fördert, gelangt über den Abzweig 7 Kraftstoff zu der Saugstrahlpumpe 6. Die Saugstrahlpumpe 6 saugt Kraftstoff über das Bodenventil 12 an und fördert diesen in das Mischrohr 11 zu der Kraftstoffpumpe 3. Damit kann die Kraftstoffpumpe 3 bei leerem Schwalltopf 2 und einer sehr geringen Menge an Kraftstoff in dem Kraftstoffbehälter 1 Kraftstoff ansaugen. Wird mehr Kraftstoff von der Saugstrahlpumpe 6 gefördert als die Kraftstoffpumpe 3 verbraucht, gelangt überschüssiger Kraftstoff durch das Überströmventil 17 in den Schwalltopf 2. Bei ausreichend gefülltem Schwalltopf 2 bewegt zudem der Schwimmer 20 das Überströmventil 17 in die Offenstellung. Damit kann die Kraftstoffpumpe 3 Kraftstoff zudem aus dem Schwalltopf 2 ansaugen. Die feinmaschigen Filterelemente 21, 22 sind beispielsweise mit Teflon beschichtet und sind ausschließlich durchlässig für Kraftstoff und verhindern ein Passieren von Luft.

1: Kraftstoffbehälter
2: Schwalltopf
3: Kraftstoffpumpe
4: Vorlaufleitung
5: Brennkraftmaschine
6: Saugstrahlpumpe
7: Abzweig
8: Mischkammer
9: Düse
10: Anschluss
11: Mischrohr
12: Bodenventil
13: Ansauganschluss
14: Ventilkörper
15: Öffnung
16: Ansauganschluss
17: Überströmventil
18: Ventilkörper
19: Öffnung
20: Schwimmer
21, 22: Filterelement
23, 24: tellerförmiges Bauteil
25, 26: Führungsschaft

Claims

Fördereinrichtung zur Förderung von Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter zu einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges mit einer Kraftstoffpumpe, mit einem ein Bodenventil aufweisenden Schwalltopf und mit einer Saugstrahlpumpe, wobei ein Ansauganschluss der Saugstrahlpumpe mit dem Kraftstoffbehälter verbunden ist, da durch gekennzeichnet, dass ein Ansauganschluss (13) der Kraftstoffpumpe (3) unmittelbar mit einem Mischrohr (11) der Saugstrahlpumpe (6) verbunden ist.
Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenventil (12) im Ansauganschluss (16) der Saugstrahlpumpe (6) angeordnet ist und von einem Unterdruck im Ansauganschluss (16) der Saugstrahlpumpe (6) gegenüber dem Druck am Boden des Kraftstoffbehälters (1) in die Offenstellung und bei einem Druckgleichgewicht in die Schließstellung bewegbar ist.
Fördereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Verbindung des Mischrohres (11) mit dem Schwalltopf (2) ein in den Schwalltopf (2) mündendes Überströmventil (17) angeordnet ist.
Fördereinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überströmventil (17) einen im Schwalltopf (2) angeordneten Schwimmer (20) hat und von dem Schwimmer (20) oberhalb eines vorgesehenen Füllstandes im Schwalltopf (2) in die Offenstellung und unterhalb des vorgesehenen Füllstandes in die Schließstellung schaltbar ist.
Fördereinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmer (20) des Überströmventils (17) nahe dem Boden des Schwalltopfes (2) angeordnet ist.
Fördereinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überströmventil (17) als Überdruckventil ausgebildet ist, welches sich bei einem im Verhältnis zu dem Druck im Bodenbereich des Schwalltopfes (2) hohen Druck im Mischrohr (11) öffnet.
Fördereinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bodenbereich des Schwalltopfes (2) eine Mischkammer (8) angeordnet ist, dass die Mischkammer (8) eine Düse (9) der Saugstrahlpumpe (6) und einen Anschluss (10) für das Mischrohr (11) der Saugstrahlpumpe (6) aufweist und dass das Bodenventil (12) in die Mischkammer (8) mündet.
Fördereinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überströmventil (17) an dem Mischrohr (11) angeordnet ist.
Fördereinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenventil (12) und/oder das Überströmventil (17) ein eine Öffnung (15, 19) abdeckendes, tellerförmiges Bauteil (23, 24) aufweisen/aufweist.
Fördereinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das tellerförmige Bauteil (23, 24) mit einem Führungsschaft (25, 26) verbunden ist.
Fördereinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenventil (12) von einem feinmaschigen Filterelement (21) abgedeckt ist.
Fördereinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überströmventil (17) von einem feinmaschigen Filterelement (22) abgedeckt ist
Fördereinrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe (6) neben der Kraftstoffpumpe (3) angeordnet ist.