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Gegenstand
der Erfindung ist eine Saugstrahlpumpe, bestehend aus einem Gehäuse mit
einem Anschluss einer Treibmittelleitung, einer Treibstrahldüse, einem
sich daran anschließenden Mischrohr
und einer stromaufwärts
des Mischrohres angeordneten Ansaugstelle. Derartige Saugstrahlpumpen
finden Verwendung in Kraftstoffbehältern von Kraftfahrzeugen,
um Kraftstoff aus verschiedenen Bereichen des Kraftstoffbehälters zu
einer im Kraftstoffbehälter
angeordneten Kraftstoffpumpe zu fördern.
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Saugstrahlpumpen
der eingangs genannten Art werden bei Mehrkammertanksystemen, in
denen der Kraftstoffbehälter
mindestens zwei Kammern aufweist, verwendet, um insbesondere bei
einem niedrigen Füllstand
im Kraftstoffbehälter
alle Kammern bestmöglich
entleeren zu können.
Es werden zwei Arten von Saugstrahlpumpen unterschieden. Die erste
Art saugt Kraftstoff mehr oder weniger unmittelbar durch eine Ansaugstelle
an. Die Saugstrahlpumpe ist dazu an der Stelle angeordnet, von der
der Kraftstoff gefördert
wird. Die zweite Art von Saugstrahlpumpen sind saugende Saugstrahlpumpen,
deren Ansaugstelle mit einer Ansaugleitung verbunden ist. Die Ansaugleitung
ist bis in den Bereich geführt,
aus dem der Kraftstoff gefördert
werden soll. Neben den etwas erhöhten
Aufwendungen zur Erzeugung eines ausreichenden Unterdrucks für die Ansaugleitung
besitzt diese Art von Saugstrahlpumpe den Vorteil, unabhängig von
dem Ort zu sein, von dem der Kraftstoff gefördert werden soll. Nachteilig
bei beiden Arten von Saugstrahlpumpen ist, dass bei einer Vielzahl
von zu entleerenden Kammern ebenso viele Saugstrahlpumpen notwendig
sind. Trotz ihres relativ einfachen Aufbaus bedingen sie einen gewissen
Teile- und einen nicht unerheblichen Montageaufwand.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, den Aufwand für die Entleerung
eines Kraftstoffbehälters
mit mehreren zu entleerenden Kammern oder Bereichen zu verringern.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe dadurch gelöst,
dass die Saugstrahlpumpe eine zweite Ansaugstelle besitzt.
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Mit
der Anordnung einer zweiten Ansaugstelle wird eine Saugstrahlpumpe
mit passiver Sekundäransaugung
geschaffen, die keinen zusätzlichen Antrieb
in Form eines weiteren Treibstrahls benötigt. Auf diese Weise lässt sich
die Anzahl der für
einen Kraftstoffbehälter
mit mehreren Kammern erforderlichen Saugstrahlpumpen um die Hälfte reduzieren. Dies
führt insbesondere
zu einem erheblich reduzierten Montageaufwand. Weiterhin verbessert
sich der Wirkungsgrad des gesamten Kraftstofffördersystems, da aufgrund des
nicht benötigten
Treibstrahls für
die zweite Ansaugstelle weniger hydraulische Leistung von der Kraftstoffpumpe
zum Antrieb der Saugstrahlpumpe bereitgestellt werden muss. Die eingesparte
hydraulische Leitung kann entweder als zusätzliche Fördermenge der Brennkraftmaschine des
Kraftfahrzeugs zugeführt
werden, oder die Kraftstoffpumpe kann kleiner dimensioniert werden.
Insbesondere bei kleinen Fördermengen
ist die Saugstrahlpumpe mit passiver Sekundäransaugung besonders effektiv.
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Die
zweite Ansaugstelle lässt
sich in besonders einfacher Weise ausbilden, wenn die Ansaugstelle
in das Mischrohr der Saugstrahlpumpe mündet.
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Die
Anordnung der zweiten Ansaugstelle gestaltet sich an der Saugstrahlpumpe,
insbesondere am Mischrohr, konstruktiv relativ einfach, wenn sie
einen kleineren Querschnitt als die erste Ansaugstelle aufweist.
Ausgehend von einem Querschnitt der ersten Ansaugstelle im Bereich
von 100 mm2-200 mm2 kann
die zweite Ansaugstelle im Querschnitt bis um den Faktor 100 kleiner
sein.
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Die
Montage einer Ansaugleitung an der zweiten Ansaugstelle lässt sich
mit geringem Aufwand durchführen,
wenn die zweite Ansaugstelle in einen Diffusor des Mischrohres mündet, wobei
der Diffusor an der der Treibstrahldüse abgewandten Seite des Mischrohres
angeordnet ist.
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Bei
geringer axialer Länge
des Diffusors kann sich die Anordnung der zweiten Ansaugstelle unter
Umständen
als schwierig erweisen. Es hat sich daher als vorteilhaft erwiesen,
die zweite Ansaugstelle in einem stromaufwärts des Diffusors gelegenen Abschnitt,
vorzugsweise einem zylindrischen Abschnitt, des Mischrohres einmünden zu
lassen. Dieser Abschnitt weist eine ausreichende axiale Länge auf,
der die Anordnung der zweiten Ansaugstelle problemlos ermöglicht.
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In
einer anderen Ausführung
ist die zweite Ansaugstelle bezogen auf die axiale Erstreckung der Saugstrahlpumpe
im Bereich der ersten Ansaugstelle, vorzugsweise im Gehäuse der
Saugstrahlpumpe, angeordnet. In dieser Ausführung bleibt das Mischrohr
unverändert,
so dass bisherige Mischrohrformen Verwendung finden können. Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass Saugstrahlpumpen, die über das Mischrohr
montiert werden, in dem es z. B. mit dem Mischrohr in einen Schwalltopf
eingesteckt wird, unverändert
montiert werden können.
Die zweite Ansaugstelle hat somit keine Auswirkungen auf die Montage
der Saugstrahlpumpe.
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Die
zweite Ansaugstelle ist am Umfang der Saugstrahlpumpe bezogen auf
die erste Ansaugstelle in einem Winkel von 20° bis 180°, vorzugsweise zwischen 90° und 180° angeordnet.
Damit lässt
sich durch gezielte Auswahl des Winkels die Saugstrahlpumpe an die
geometrischen Einbaugegebenheiten problemlos anpassen.
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Große Winkel
haben sich im Bereich von 180° zwischen
den beiden Ansaugstellen dann als vorteilhaft erwiesen, wenn die
erste Ansaugstelle in Einbaulage der Saugstrahlpumpe senk recht nach unten
gerichtet ist, und die Einbaugegebenheiten in horizontaler Erstreckung
begrenzt sind. Die Ansaugleitung der zweiten Ansaugstelle führt in diesem
Fall im Wesentlichen senkrecht zur Saugstrahlpumpe hin. Des Weiteren
ist ein großer
Winkel dann von Vorteil, wenn die Saugstrahlpumpe zwischen zwei
Bereichen, aus denen Kraftstoff angesaugt werden soll, angeordnet
ist. Die beiden Ansaugstellen sind dann im Wesentlichen horizontal
ausgerichtet. Unnötige Umlenkungen
der Ansaugleitungen werden somit vermieden.
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Ein
kleiner Winkel ist von Vorteil, wenn die Bereiche, aus denen die
Saugstrahlpumpe Kraftstoff ansaugen soll, in einer Richtung zu der
Saugstrahlpumpe liegen, oder beide Ansaugleitungen in Folge der
Platzverhältnisse
im Kraftstoffbehälter
in eine Richtung verlegt werden müssen.
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Eine
gute Entformbarkeit und somit einfach zu gestaltende Werkzeuge werden
mit einer mittels Spritzgießens
hergestellten Saugstrahlpumpe erreicht, wenn die zweite Ansaugstelle
in ihrer axialen Erstreckung senkrecht zur axialen Erstreckung der Saugstrahlpumpe
angeordnet ist.
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Eine
Verringerung des Bauraums in radialer Erstreckung wird in einer
anderen Ausgestaltung mit einer Saugstrahlpumpe erreicht, bei der
die zweite Ansaugstelle in ihrer axialen Erstreckung in einem von
der Senkrechten abweichenden Winkel zur axialen Erstreckung der
Saugstrahlpumpe angeordnet ist.
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Die
zweite Ansaugstelle lässt
sich besonders kostengünstig
herstellen, wenn sie einteilig mit der Saugstrahlpumpe ausgebildet
ist. Insbesondere bei einer Anordnung der zweiten Ansaugstelle bezogen auf
die erste Ansaugstelle in einem Winkel von 180° lässt sich ein derart ausgebildetes
Gehäuse,
bzw. eine Saugstrahlpumpe aufgrund der guten Entformbarkeit besonders
kostengünstig
herstellen.
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In
einer einfachen Ausgestaltung ist die zweite Ansaugstelle als Stutzen
ausgebildet, an dem eine als Ansaugleitung ausgebildete Leitung
anschließbar ist.
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In
einer anderen Ausgestaltung ist die zweite Ansaugstelle als Bohrung
ausgebildet, in die eine als Ansaugleitung ausgebildete Leitung
einsetzbar ist.
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Entsprechend
den Einbaugegebenheiten ist der Anschluss der Treibmittelleitung
radial oder axial zur axialen Erstreckung der Saugstrahlpumpe angeordnet.
Bei Saugstrahlpumpen mit einem radialen Anschluss der Treibmittelleitung
hat sich eine Ausbildung der Saugstrahlpumpe als vorteilhaft erwiesen, bei
der die zweite Ansaugstelle dieselbe radiale Ausrichtung wie der
Anschluss aufweist. Zum einen benötigt eine derartige Saugstrahlpumpe
in radialer Erstreckung weniger Bauraum. Zum anderen lässt sich eine
derartige Saugstrahlpumpe kostengünstig mittels Spritzgießens herstellen,
wobei in Folge der gleichen radialen Ausrichtung von Anschluss und
zweiter Ansaugstelle und der damit einhergehenden gemeinsamen Entformungsrichtung
die Werkzeuge besonders einfach ausgebildet sind.
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Eine
erweiterte Anpassungsmöglichkeit
der erfindungsgemäßen Saugstrahlpumpe
an verschiedene Einbaugegebenheiten wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung
mit einem separaten Diffusor erreicht, der zum Verbinden mit dem
Mischrohr ausgebildet ist. Je nach radialer Ausrichtung des Diffusors bei
der Montage mit dem restlichen Mischrohr wird die radiale Lage der
zweiten Ansaugstelle festgelegt und somit an die konkrete Einbausituation
angepasst. Eine derartige Saugstrahlpumpe ist somit vielseitig einsetzbar.
Die Verbindung des Diffusors mit dem restlichen Mischrohr ist in
besonders einfacher Weise als Rast- und Steckverbindung ausgebildet. Es
ist aber auch denkbar, den Diffusor mittels Schweiß- oder
Klebverbindung mit dem restlichen Mischrohr zu verbinden.
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An
mehreren Ausführungsbeispielen
wird die Erfindung näher
erläutert.
Die Zeichnung zeigt in
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1 die
Anordnung einer Saugstrahlpumpe in einem Kraftstoffbehälter,
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2 einen
Schnitt durch eine erfindungsgemäße Saugstrahlpumpe
und
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3-6 weitere
Ausführungsformen
der Saugstrahlpumpe nach 2.
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Der
in 1 dargestellte Kraftstoffbehälter 1 besteht aus
zwei Kammern 2, 3, die über einen Sattel 4 miteinander
verbunden sind. In der Kammer 2 ist eine Fördereinheit 5 angeordnet,
welche über
eine mit einem Flansch 6 verschlossene Öffnung 7 in den Kraftstoffbehälter 1 montiert
ist. Die Fördereinheit 5 besteht
aus einem Schwalltopf 8, in dem eine Kraftstoffpumpe 9 angeordnet
ist. Von der Kraftstoffpumpe 9 aus dem Schwalltopf 8 über einen
Pumpenvorfilter 10 angesaugter Kraftstoff wird über eine
Vorlaufleitung 11 durch den Flansch 6 zu einer
nicht dargestellten Brennkraftmaschine gefördert.
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Zur
Befüllung
des Schwalltopfes 8 ist in dessen Bodenbereich eine Saugstrahlpumpe 12 angeordnet,
welche Kraftstoff über
eine erste Ansaugstelle 13 aus dem Kraftstoffbehälter 1 ansaugt
und in den Schwalltopf 8 fördert. Die Saugstrahlpumpe 12 wird durch
eine Treibmittelleitung 14 mit von der Kraftstoffpumpe 9 gefördertem
Kraftstoff angetrieben. Während
in der gezeigten Darstellung die Treibmittelleitung 14 von
der Vorlaufleitung 11 abzweigt, ist es auch denkbar, die
Treibmittelleitung 14 direkt aus der Pumpstufe der Kraftstoffpumpe 9 zu
speisen.
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Im
Bereich des Mischrohres 15 der Saugstrahlpumpe 12 weist
diese eine zweite Ansaugstelle 16 auf, die mit einer An saugleitung 17 verbunden
ist. Die Ansaugleitung 17 ist bis in den Bodenbereich der
Kammer 3 geführt,
so dass beim Betrieb der Saugstrahlpumpe 12 Kraftstoff
aus der Kammer 3 in den Schwalltopf 8 gefördert wird.
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2 zeigt
die Saugstrahlpumpe 12 aus 1. Die Saugstrahlpumpe 12 besitzt
ein gemeinsames Gehäuse 18,
welches die einzelnen Bereiche der Saugstrahlpumpe 12 miteinander
zu einer einteiligen Bauweise verbindet. In dem Gehäuse 18 ist eine
Treibstrahldüse 19 mit
einer Düsenöffnung 20 angeordnet,
welche axial zum Mischrohr 15 ausgerichtet ist. Das Mischrohr 15 besteht
aus einem Einlassbereich 21, einem zylindrischen Abschnitt 22,
an den sich stromabwärts
ein Diffusor 23 anschließt. In Strömungsrichtung vor dem Mischrohr 15 ist
eine erste Ansaugstelle 13 als Primäransaugung angeordnet. Die
erste Ansaugstelle 13 ist in der gezeigten horizontalen
Einbaulage der Saugstrahlpumpe 12 senkrecht nach unten
ausgerichtet.
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Die
Treibstrahldüse 19 ist
mit einem Anschlussstutzen 24 einteilig verbunden, der
an seinem der Treibstrahldüse 19 abgewandten
Ende mit einem Tannenbaumprofil, zum Anschluss der nicht dargestellten
Treibmittelleitung 14, versehen ist. Der Anschlussstutzen 24 ist
senkrecht zur axialen Erstreckung der Saugstrahlpumpe 12 und
bezogen auf die erste Ansaugstelle 13 in einem Winkel von
180° am Umfang
der Saugstrahlpumpe 12 angeordnet. In der Treibstrahldüse 19 ist
eine der Düsenöffnung 20 gegenüberliegende,
herstellungsbedingte Öffnung
mittels einer eingepressten Kugel 25 verschlossen.
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Der
zylindrische Abschnitt 22 weist einen Stutzen 26 auf,
der in gleicher Weise wie der Anschlussstutzen 24 senkrecht
zur axialen Erstreckung der Saugstrahlpumpe 12 und bezogen
auf die erste Ansaugstelle 13 in einem Winkel von 180° am Umfang
der Saugstrahlpumpe 12 angeordnet ist. An dem Stutzen 26 ist
die nicht dargestellte Ansaugleitung 17 angeschlossen,
wodurch der Stutzen 26 die zweite Ansaugstelle 16 bildet.
Zur Anordnung der Ansaugleitung 17 an dem Stutzen 26 kann
dieser analog zum Anschlussstutzen 24 mit einem Tannenbaumprofil
ausgebildet sein.
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Wird
der Saugstrahlpumpe 12 über
die Treibmittelleitung Kraftstoff zugeführt, tritt dieser über die Düsenöffnung 20 aus
und in das Mischrohr 15 ein. Der aus der Düsenöffnung 20 austretende
Kraftstoff erzeugt dabei im Bereich der ersten Ansaugstelle 13 einen
Unterdruck, wodurch Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter über diese
Primäransaugung
der ersten Ansaugstelle 13 angesaugt und über das
Mischrohr 15 in den Schwalltopf gefördert wird. Mit der Förderung
des Kraftstoffs durch das Mischrohr 15 wird im Stutzen 26 der
zweiten Ansaugstelle 16 ebenfalls ein Unterdruck erzeugt,
wodurch Kraftstoff über
die Ansaugleitung aus der anderen Kammer des Kraftstoffbehälters angesaugt
und in den Schwalltopf gefördert
wird.
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Die
Saugstrahlpumpe 12 in 3 unterscheidet
sich vom Aufbau gegenüber
der Saugstrahlpumpe in 2 dadurch, dass der Anschlussstutzen 24 koaxial
zur horizontalen Erstreckung der Saugstrahlpumpe 12 angeordnet
ist. Im Gehäuse 18 ist
bezogen auf die axiale Erstreckung im Bereich der ersten Ansaugstelle 13 der
Stutzen 26 der zweiten Ansaugstelle 16 angeordnet.
Der Stutzen 26 ist wiederum senkrecht zur axialen Erstreckung
der Saugstrahlpumpe 12 und bezogen auf die erste Ansaugstelle 13 in
einem Winkel von 180° am
Umfang der Saugstrahlpumpe 12 angeordnet.
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4 zeigt
eine Saugstrahlpumpe 12 als Schnitt in einer Draufsicht,
wobei der Grundaufbau im Wesentlichen der Saugstrahlpumpe nach 3 entspricht.
Die Saugstrahlpumpe 12 besitzt einen horizontalen Anschlussstutzen 24,
der in das Gehäuse 18 übergeht.
Die erste Ansaugstelle 13 befindet sich wiederum an der
Unterseite der Saugstrahlpumpe 12, so dass sie von der
Treibstrahldüse 19 verdeckt wird.
Im Gegensatz zur 3 ist der Stutzen 26 der zweiten
Ansaugstelle 16 bezogen auf die erste Ansaugstelle 13 in
einem Winkel von 90° am
Umfang der Saugstrahlpumpe 12 und somit in der Zeichnungsebene
angeordnet. Die Saugstrahlpumpe 12 besitzt dadurch eine
besonders geringe Bauhöhe
in vertikaler Richtung. Der Stutzen 26 ist bezogen auf die
axiale Erstreckung der Saugstrahlpumpe 12 in einem von
der Senkrechten abweichenden Winkel angeordnet, wobei der Winkel α zwischen
der axialen Erstreckung der Saugstrahlpumpe 12 und der
axialen Erstreckung des Stutzens 26 55° beträgt.
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5 zeigt
eine Saugstrahlpumpe 12 mit einem Grundaufbau gemäß 3.
Die zweite Ansaugstelle 16 ist im Bereich des Diffusors 23 angeordnet und
als Bohrung 27 ausgebildet, in der die nicht dargestellte
Ansaugleitung mittels Einstecken befestigt wird.
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Die
Saugstrahlpumpe 12 in 6 zeigt
eine weitere Ausführungsform
der Saugstrahlpumpe nach 5. Der Diffusor 23 weist
einen Stutzen 26 als zweite Ansaugstelle 16 auf,
wobei der Diffusor 23 als separates Bauteil gestaltet ist.
Auf seiner dem Mischrohr 15 zugewandten Seite besitzt der
Diffusor 23 an seinem Innendurchmesser eine radial umlaufende Nut.
Diese wirkt mit einem am Außendurchmesser des
Mischrohres 15 radial umlaufenden Wulst 28 zusammen.
Die so gebildete Klipsverbindung ermöglicht die Befestigung des
Diffusors 23 am Mischrohr 15. Die radial umlaufende
Ausbildung von Nut und Wulst 28 ermöglicht die radiale Ausrichtung
des Stutzens 26 in einen beliebigen Winkel senkrecht zur
axialen Erstreckung der Saugstrahlpumpe 12.