DE102005014287A1

DE102005014287A1 - Fördereinheit

Info

Publication number: DE102005014287A1
Application number: DE200510014287
Authority: DE
Inventors: Klaus Markefka
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2005-03-24
Filing date: 2005-03-24
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2025-03-25
Also published as: EP1861612B1; EP1861612A1; DE102005014287B4; US8387658B2; DE502006006792D1; US20080190495A1; CN101146992B; WO2006100130A1; CN101146992A

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Fördereinheit (4) mit einem Schwalltopf (5), einer in dem Schwalltopf (5) angeordneten Kraftstoffpumpe (6) und einer in den Schwalltopf (5) fördernden Saugstrahlpumpe (8), wobei die Saugstrahlpumpe (8) aus einer Treibstrahldüse (13) mit einer Düsenöffnung, einem Mischrohr (14), einer Ansaugöffnung, einer daran angeordneten Saugleitung (11) besteht und stromabwärts des Mischrohrs (14) ein Prallelement (16) angeordnet ist.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Fördereinheit mit einem Schwalltopf, einer in dem Schalltopf angeordneten Kraftstoffpumpe und einer in den Schwalltopf fördernde Saugstrahlpumpe, wobei die Saugstrahlpumpe aus einer Treibstrahldüse mit einer Düsenöffnung, einem Mischrohr, einem Mischrohr, einer Ansaugöffnung, einer daran angeschlossenen Saugleitung besteht. Die Saugstahlpumpe dient zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter in einem Schwalltopf, der innerhalb des Kraftstoffbehälters angeordnet ist.
Es ist bekannt, dass Kraftstoffbehälter vielfältige Formen aufweisen. Mit der Anpassung des Kraftstoffbehälters an das Kraftfahrzeug unter Nutzung des vorhandenen Bauraumes entstehen Kraftstoffbehälter, die in mehrere Kammern unterteilt sind.
Diese Kammern sind größtenteils mit einem Sattel verbunden. Bei derartigen Kraftstoffbehältern tritt das Problem auf, dass der Kraftstoff bei niedrigem Füllstand aus der einen Kammer nicht mehr über den Sattel in die andere Kammer gelangen kann. Da üblicherweise nur eine Fördereinheit in einem Kraftstoffbehälter angeordnet ist, kann der in einer anderen Kammer befindliche Kraftstoff die Fördereinheit nicht erreichen. In diesen Fällen werden Saugstrahlpumpen eingesetzt, um den in anderen Bereichen des Kraftbehälters vorhandene Kraftstoff der Fördereinheit zuzuführen oder den Kraftstoff zumindest in die Kammer oder den Bereich, in dem sich die Fördereinheit befindet, zu fördern.
Herkömmliche Saugstrahlpumpen werden am Boden der Kammern oder der Bereiche des Kraftstoffbehälters angeordnet, aus denen der Kraftstoff zur Fördereinheit gefördert werden soll. Mit der Anordnung der Ansaugöffnung der Saugstrahlpumpe am Boden des Kraftstoffbehälters befindet sich die Saugstrahlpumpe immer im Kraftstoff und ist somit immer betriebsbereit. Derartige Saugstrahlpumpen zeichnen sich durch einen guten Wirkungsgrad aus. Der Förderfaktor, das heißt, das Verhältnis von Summenstrahl zu Treibstrahl, liegt mindestens bei 7. Nachteilig hierbei ist, dass mit der Treibmittelleitung zur Saugstrahlpumpe und der Summenleitung von der Saugstrahlpumpe zwei Leitungen erforderlich sind, die im Kraftstoffbehälter verlegt und befestigt werden müssen.
Weiterhin ist bekannt, saugende Saugstrahlpumpen zu verwenden, die im Bereich der Fördereinheit angeordnet sind. Von der Saugstrahlpumpe führt eine Saugleitung in dem Bereich, aus dem der Kraftstoff gefördert werden soll. Zur Erzeugung des notwendigen Unterdrucks in der Saugleitung besitzt die Saugstrahlpumpe eine spezielle Treibstrahldüse. Die Austrittsöffnung der Treibstrahldüse ist als Schlitz ausgeführt. In Folge des Schlitzes wird der Treibstrahl nach dem Austreten aus der Treibstrahldüse aufgefächert. Der aufgefächerte Treibstrahl verschließt das Mischrohr, wodurch der notwendige Unterdruck erzeugt wird, um über die relativ lange Ansaugleitung den Kraftstoff ansaugen zu können. Dadurch ist nur eine statt wie bisher zwei im Kraftstoffbehälter zu verlegende und zu befestigende Leitungen notwendig. Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist der niedrige Förderfaktor der saugenden Saugstrahlpumpe, der ungefähr bei 2 liegt. Dieser niedrige Förderfaktor ist bedingt durch das Auffächern des Treibstrahls nach dem Verlassen der Treibstrahldüse.
Es ist weiter eine Saugstrahlpumpe bekannt, die mit dem Austrittsende des Mischrohres in einem Topf angeordnet ist, so dass das im Topf befindliche Fördermedium das Mischrohrende gegen die Atmosphäre abdichtet. Durch diesen Flüssigkeitsverschluß wird am Mischrohreintritt ein Unterdruck erzeugt werden, der zur Verbesserung der Saugleistung beiträgt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass unter bestimmten Umständen die Saugleistung nicht erreicht wird, was darauf schließen lässt, dass der Flüssigkeitsverschluß des Mischrohraustritts nicht immer gewährleistet ist. Dies kann beispielsweise dadurch bedingt sein, dass eine zu geringe Menge der geförderten Flüssigkeit im Topf vorhanden ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine saugende Saugstrahlpumpe mit einem verbesserten Förderfaktor zu schaffen, wobei die Saugleistung auch unter ungünstigen Umständen gewährleistet ist. Die Saugstrahlpumpe soll darüber hinaus einfach und kompakt aufgebaut und leicht zu montieren sein.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass stromabwärts des Mischrohres ein Prallelement angeordnet ist.
Durch das stromabwärts des Mischrohres angeordnete Prallelement wird das mit hoher Geschwindigkeit aus dem Mischrohr austretende geförderte Medium aufgespalten und um Bereich der Auslassöffnung des Mischrohres verwirbelt. Diese Verwirbelung des Mediums gewährleistet einen dauerhaften und zuverlässigen Flüssigkeitsverschluß der Auslassöffnung des Mischrohres, so dass sich in der Saugstrahlpumpe ein ausreichender Unterdruck ausbilden kann, der das Ansaugen des zu fördernden Mediums über eine weite Strecke ermöglicht.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die dem Mischrohr zugewandte Oberfläche des Prallelementes konkav oder als Tasche ausgebildet. Eine derartige Ausbildung ist mit geringem Aufwand herstellbar und daher besonders kostengünstig.
Eine ebenso günstig herzustellende Gestaltung des Prallelementes ist mit Rippen an der dem Mischrohr zugewandten Oberfläche des Prallelements gegeben. Die Rippen können dabei einteilig am Prallelement angeformt sein, wenn das Prallelement mittels Spritzgießens hergestellt wird.
Die Kosten für die Erzeugung der konkaven Oberfläche oder der Rippen lassen sich verringern, wenn diese im Bereich der Auslassöffnung des Mischrohres angeordnet sind.
Das Prallelement ist überdies kostengünstig herstellbar, wenn es mittels einer Rast- und Steckverbindung mit der Saugstrahlpumpe verbunden ist. Die Verbindung kann dabei sowohl mit dem Mischrohr als auch mit dem Gehäuse der Saugstrahlpumpe erfolgen.
Eine Montage des Prallelementes mit der Saugstrahlpumpe wird gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung vermieden, wenn das Prallelement einteilig mit der Saugstrahlpumpe verbunden ist. Im einfachsten Fall ist diese Verbindung als mindestens ein Steg ausgebildet, der sich vom Mischrohr bis zum Prallelement erstreckt. Auf diese Weise bilden Prallelement und Saugstrahlpumpe eine Einheit. Die Saugstrahlpumpe ist dadurch an beliebigen Orten einsetzbar.
Wird die Saugstrahlpumpe zur Befüllung des Schwalltopfes verwendet, kann die Saugstrahlpumpe über den oberen Rand in den Schwalltopf fördern, wobei sie im Bereich des oberen Randes angeordnet ist. Hierbei besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Fördereinheit darin, dass Prallelement an einem anderen Bauteil der Fördereinheit, insbesondere dem Schwalltopf, der Kraftstoffpumpe, Filter oder Druckregler, angeordnet ist.
Die Anordnung des Prallelementes an Bauteilen der Fördereinheit kann dabei mittels einer Rast- und Steckverbindung, mittels Kleben oder Schweißens oder durch eine einteilige Ausbildung an einem Bauteil, z.B. durch Anspritzen am Schwalltopf erfolgen.
An mehreren Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen die Figuren in
1: eine schematische Anordnung einer Fördereinheit in einem Kraftstoffbehälter,
2a, b: die vergrößerte Darstellung der Saugstrahlpumpe mit Prallelement gemäß 1,
3: eine Schnittdarstellung durch ein Mischrohr einer Saugstrahlpumpe mit Prallelement,
4: eine perspektivische Ansicht eines Mischrohres mit Prallelement und
5: den Schwalltopf einer Fördereinheit mit einem Prallelement.
In 1 ist ein aus zwei Kammern 2, 3 bestehender Kraftstoffbehälter 1 dargestellt. In dem Kraftstoffbehälter 1 ist eine Fördereinheit 4, bestehend aus einem Schwalltopf 5 und einer darin angeordneten Kraftstoffpumpe 6, befestigt. Über eine Vorlaufleitung 7 wird der von der Kraftstoffpumpe 6 geförderte Kraftstoff zu einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine geleitet. An der Innenwand des Schwalltopfes 5 ist eine Saugstrahlpumpe 8 angeordnet, wobei deren Mischrohr 9 in dem Schwalltopf hineinragt. Über eine Leitung 10 wird aus der Kraftstoffpumpe 6 Kraftstoff der Saugstrahlpumpe 8 zugeführt. Eine weitere Leitung 11 erstreckt sich von der Saugstrahlpumpe 9 in die andere Kammer 2. Über die Leitung 11 wird Kraftstoff aus der Kammer 2 direkt in den Schwalltopf 5 gefördert. Stromabwärts der Saugstrahlpumpe 8 ist ein Prallelement 12 angeordnet.
Die in der 2a dargestellte Saugstrahlpumpe 8 besteht aus einer Treibstrahldüse 13, einem Mischrohr 14 mit einer Auslassöffnung 15 und der Ansaugleitung 11. Im Bereich der Auslaßöffnung 15 ist ein Prallelement 16 angeordnet. Dessen der Auslassöffnung 15 zugewandte Oberfläche 17 ist konkav ausgebildet, so dass der aus dem Mischrohr 14 austretende Strahl durch die konkave Oberfläche 17 verwirbelt wird und zu einem Flüssigkeitsverschluß des Mischrohres 14 führt. Infolge des Flüssigkeitsverschlusses kann sich in der Saugstahlpumpe 8 ein hinreichender Unterdruck aufbauen, durch den Kraftstoff über die Ansaugleitung 11 aus dem Kraftstoffbehälter gefördert wird.
Die in 2b dargestellte Saugstrahlpumpe 8 unterscheidet sich gegenüber der Pumpe gemäß 2a im Prallelement 16. An dem Prallelement 16 sind Rippen 18 einteilig angeformt, mit denen derselbe Effekt wie mit der konkaven Oberfläche erzeugt wird.
Nach 3 ist das Mischrohr 14 der Saugstrahlpumpe 8 mit einer außenliegenden, umlaufenden Nut 19 versehen. In dieser Nut 19 ist ein Klips 20 angeordnet, der in einen Steg 21 übergeht. An dem Steg 21 ist einteilig das Prallelement 16 mit einer Tasche 22 angeformt. Dieser das Prallelement 16 aufweisende Klips 20 ist als einfach ausgebildetes Formteil besonders kostengünstig mittels Spritzgießens hergestellt.
Gemäß 4 ist das Prallelement 16 einteilig mit der Saugstrahlpumpe 8 gefertigt, indem es über Stege 23 mit der Auslassöffnung 15 des Mischrohrs 14 verbunden ist.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Fördereinheit, bei der die Saugstrahlpumpe 8 an einem Deckel 24 des Schwalltopfes 5 befestigt ist. Mittels der Treibstrahlleitung 10 wird ein Treibstrahl von der nicht dargestellten Kraftstoffpumpe der Saugstrahlpumpe 8 zugeführt. Ein Rückschlagventil in der Treibstrahlleitung dichtet diese gegen ein Leerlaufen ab. Im Bereich der Treibstrahldüse 13 mündet die Ansaugleitung 11 in die Saugstrahlpumpe 8. Der Treibstrahl tritt durch die Treibstrahldüse 13 aus und in das Mischrohr 14 ein. Nach dem Verlassen des Mischrohres 15 trifft der Strahl auf die Tasche 22, wodurch der Strahl verwirbelt und die Auslassöffnung 15 abdichtet. Die Tasche 22 ist Teil des Prallelementes 16, welches an der Innenwand des Schwalltopfes 5 angeschweißt ist. Das Prallelement 16 kann aber auch mit dem Schwalltopf 5 verklipst, insbesondere am oberen Rand des Schwalltopfes 5 eingehangen oder am Deckel 24 angeordnet sein. Aufgrund des von dem Prallelement hervorgerufenen Flüssigkeitsverschlusses des Mischrohres 14 erzeugt der Treibstrahl einen wesentlich größeren Unterdruck, der wiederum ausreichend ist, um eine größere Menge an Kraftstoff über eine relativ große Entfernung mittels der Ansaugleitung 11 in den Schalltopf 5 zu fördern.

Claims

Fördereinheit mit einem Schwalltopf, einer in dem Schwalltopf angeordneten Kraftstoffpumpe und einer in den Schwalltopf fördernden Saugstrahlpumpe, wobei die Saugstrahlpumpe aus einer Treibstrahldüse mit einer Düsenöffnung, einem Mischrohr, eine Ansaugöffnung, einer daran angeordneten Saugleitung besteht, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts des Mischrohres (14) ein Prallelement (16) angeordnet ist.
Fördereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Mischrohr (14) zugewandte Oberfläche (17) des Prallelementes (16) konkav ausgebildet ist.
Fördereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Mischrohr (14) zugewandte Oberfläche des Prallelements (16) Rippen (18) aufweist.
Fördereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (18) einteilig an dem Prallelement (16) angeformt sind.
Fördereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallelement (16) über eine Rast- und Steckverbindung (19, 20) mit der Saugstrahlpumpe (8) verbunden ist.
Fördereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallelement (16) über mindestens einen Steg (23) einteilig mit der Saugstrahlpumpe (8) verbunden ist.
Fördereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallelement (16) an einem anderen Bauteil der Fördereinheit (4), insbesondere dem Schwalltopf (5) oder der Kraftstoffpumpe (6) angeordnet ist.
Fördereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallelement (16) einteilig an der Fördereinheit (4) angeformt ist.
Fördereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallelement (16) mittels einer Rast- und Steckverbindung an der Fördereinheit (4) befestigt ist.