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Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens, insbesondere eines Nutzkraftwagens, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Derartige Kraftstoffversorgungseinrichtungen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau hinlänglich bekannt. Eine solche Kraftstoffversorgungseinrichtung dient zum Versorgen einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens, insbesondere eines Nutzkraftwagens, mit flüssigem Kraftstoff, mit welchem die Verbrennungskraftmaschine betrieben wird. Die Kraftstoffversorgungseinrichtung umfasst wenigstens einen Kraftstofffilter zum Filtern des der Verbrennungskraftmaschine zuzuführenden Kraftstoffs. Mittels des Kraftstofffilters können beispielsweise unerwünschte Partikel aus dem Kraftstoff herausgefiltert werden, um so beispielsweise zu vermeiden, dass ein Einspritzsystem der Verbrennungskraftmaschine verstopft.
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Die Kraftstoffversorgungseinrichtung umfasst auch eine von dem Kraftstoff durchströmbare Kraftstoffleitung, welche an ihrem ersten Ende mit dem Kraftstofffilter fluidisch verbunden und an ihrem dem ersten Ende gegenüberliegenden, zweiten Ende mit einem Tank zum Aufnehmen des Kraftstoffes fluidisch verbindbar ist. In mit dem Tank verbundenen Zustand kann der Kraftstoff, welcher beispielsweise mittels einer Pumpe gefördert wird, die Kraftstoffleitung durchströmen und zum Kraftstofffilter geführt werden. Der Kraftstofffilter ist üblicherweise entlüftet, so dass in ihm keine Luft mehr vorhanden ist. Dadurch kann vermieden werden, dass Luft in das Einspritzsystem eindringen kann.
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Es hat sich jedoch gezeigt, dass es bei der Montage oder bei der Reparatur der Kraftstoffversorgungseinrichtung sowie beim Schleppen des Kraftwagens, wobei eine Vorderachse des Kraftwagens angehoben wird, dazu kommen kann, dass Luft in die Kraftstoffleitung und über diese in den Kraftstofffilter einströmen kann. In der Folge wird der Kraftstofffilter unerwünschterweise belüftet und es kann gegebenenfalls zu Kraftstoffleckagen kommen, bevor die Kraftstoffleitung wieder an den Tank angeschlossen wird.
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Soll die Verbrennungskraftmaschine dann aktiviert werden, so muss zuvor der Kraftstofffilter zeit- und kostenaufwändig wieder entlüftet werden. Darüber hinaus können die Kraftstoffleckagen zu unerwünschten Verunreinigungen sowie zu umwelt- und sicherheitstechnischen Beeinträchtigungen kommen, welche nur besonders aufwändig zu vermeiden oder zu beseitigen sind. Die zusätzliche Befüllung des Kraftstofffilters mit Kraftstoff und die damit einhergehende Entlüftung des Kraftstofffilters führen zu einer unerwünscht hohen Taktzeit im Rahmen der Montage der Kraftstoffversorgungseinrichtung, wodurch die Effizienz der Montage beeinträchtigt wird.
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Die
DE 32 42 945 A1 offenbart eine Ventilanordnung zum geregelten Ableiten einer in einem geschlossenen Gefäß angesammelten Flüssigkeit mit einem Ventilgehäuse, welches fest an dem Gefäß montierbar ist und mit einem in dem Gehäuse montierten und relativ sich zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung befindenden beweglichen Ventilkörper.
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Der
DE 101 60 645 A1 ist eine Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff für den Tank eines Kraftfahrzeugs als bekannt zu entnehmen, mit einer Förderpumpe und einem Feinfilter, der vor der Pumpe angeordnet ist. Dabei ist es vorgesehen, dass die Förderpumpe eine bürstenlose Pumpe ist.
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Schließlich offenbart die
DE 10 2006 049 344 A1 eine Kraftstoffversorgungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Kraftstoffbehälter, einem Kraftstofffördermodul, einer Be- und/oder Entlüftungseinheit, die mit einer Be- und/oder Entlüftungsleitung zum Druckausgleich des Kraftstoffbehälters mit der Umgebung verbunden ist und mit einer mit einer Pumpeinheit verbundenen Leitung, die mit der Be- und/oder Entlüftungsleitung verbunden ist und mittels der angesammeltes Kraftstoffvolumen aus der Be- und/oder Entlüftungsleitung absaugbar ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftstoffversorgungseinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die unerwünschte Belüftung des Kraftstofffilters und der damit einhergehende Austritt von Kraftstoff aus dem Kraftstofffilter und der Kraftstoffleitung auf besonders einfache Weise zumindest gering gehalten werden können.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kraftstoffversorgungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Kraftstoffversorgungseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei welcher die Entlüftung des Kraftstofffilters sowie ein damit einhergehender Austritt von Kraftstoff aus dem Kraftstofffilter und der Kraftstoffleitung auf besonders einfache Weise gering gehalten oder vermieden werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kraftstoffleitung wenigstens einen Siphon aufweist. Der Siphon umfasst ausgehend von einem der Enden in Richtung des anderen Endes der Kraftstoffleitung wenigstens einen sich in Fahrzeughochrichtung in eine erste Richtung erstreckenden, ersten Längenbereich und wenigstens einen sich an den ersten Längenbereich anschließenden, zweiten Längenbereich, wobei sich der zweite Längenbereich in eine der ersten Richtung entgegengesetzte, zweite Richtung erstreckt.
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Erstreckt sich beispielsweise der von dem Kraftstoff durchströmbare, erste Längenbereich in Fahrzeughochrichtung nach oben, so erstreckt sich der von dem Kraftstoff durchströmbare und sich an den ersten Längenbereich anschließende, zweite Längenbereich in Fahrzeughochrichtung nach unten. Erstreckt sich im Gegensatz dazu der erste Längenbereich in Fahrzeughochrichtung nach unten, so erstreckt sich der unmittelbar beziehungsweise direkt an den ersten Längenbereich anschließende, zweite Längenbereich in Fahrzeughochrichtung nach oben. Durch den Siphon kann vermieden werden, dass Luft oder Luftbläschen in die Kraftstoffleitung über ihr zweites Ende eindringen kann oder dass teilweise in die Kraftstoffleitung über ihr zweites Ende eingedrungene Luft beziehungsweise Luftbläschen bis zum Kraftstofffilter in der Kraftstoffleitung aufsteigen und eine Belüftung und einen damit einhergehenden Austritt von Kraftstoff aus dem Kraftstofffilter und der Kraftstoffleitung bewirken können. Diese Vermeidung des Kraftstoffaustritts kann im Vergleich zu anderen Lösungsmöglichkeiten, beispielsweise im Vergleich zum Einsatz von Ventilen, auf besonders einfache, kosten- und gewichtsgünstige Weise realisiert werden, da lediglich eine entsprechende Führung beziehungsweise ein entsprechender Verlauf der Kraftstoffleitung vorgesehen ist und nicht etwa zusätzliche Schalt-, Rückschlag- und/oder Absperrventile zum Einsatz kommen.
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Ein aus dem Einsatz des Siphons etwaig resultierender Druckverlust ist vernachlässigbar. Darüber hinaus besteht kein Risiko einer Fehlbedienung, eines Defekts oder eines Verschleißes von bewegbaren Teilen. Durch die Verwendung des Siphons ist der Kraftstofffilter auch dann luftdicht zu seiner Umgebung abgeschlossen, wenn die Kraftstoffleitung vom Tank demontiert ist und/oder wenn ihr zweites Ende vom Kraftstoff freigegeben ist, das heißt wenn ihr zweites Ende nicht mehr in den im Tank aufgenommen Kraftstoff eingetaucht ist.
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Der Siphon kann beispielsweise durch eine vertikale Schleife oder einen vertikalen U-Verlauf der Kraftstoffleitung dargestellt werden und ist vorzugsweise so ausgelegt, dass bei für die Verbrennungskraftmaschine zulässigen Kipplagen kein Kraftstoff aus dem Kraftstofffilter und aus der Kraftstoffleitung austreten beziehungsweise keine Luft oder Luftbläschen über die Kraftstoffleitung in den Kraftstofffilter gelangen kann.
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Durch den Siphon kann auch dann eine Belüftung des Kraftstofffilters sowie ein Kraftstoffaustritt vermieden werden, wenn der insbesondere als Nutzkraftwagen ausgebildete Kraftwagen geschleppt wird, wobei beispielsweise die Vorderachse des Nutzkraftwagens in Fahrzeughochrichtung nach oben angehoben wird und es zu einer Schrägstellung des Kraftwagens insgesamt und somit zu einer Kipplage der beispielsweise als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine kommt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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1 und 2 dienen dabei zur Erläuterung des Hintergrunds der Erfindung.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Seitenansicht einer Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine eines Nutzkraftwagens, mit einem Kraftstofffilter und mit einer Kraftstoffleitung, welche einenends mit dem Kraftstofffilter fluidisch verbunden und andernends fluidisch mit einem Tank verbindbar ist;
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2 eine schematische Seitenansicht der Kraftstoffversorgungseinrichtung, wobei die Kraftstoffleitung andernends fluidisch mit dem Tank verbunden ist;
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3 eine schematische Seitenansicht einer Kraftstoffversorgungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform für eine Verbrennungskraftmaschine eines Nutzkraftwagens, mit einem Kraftstofffilter und mit einer Kraftstoffleitung, welche einenends fluidisch mit dem Kraftstofffilter verbunden und andernends fluidisch mit einem Tank verbindbar ist und einen Siphon aufweist;
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4 eine schematische Seitenansicht der Kraftstoffversorgungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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5 ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht der Kraftstoffversorgungseinrichtung gemäß dritten Ausführungsform;
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6 eine schematische Seitenansicht der Kraftstoffversorgungseinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform;
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7 eine schematische Seitenansicht der Kraftstoffversorgungseinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform; und
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8 ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht der Kraftstoffversorgungseinrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine in Form einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine eines Nutzkraftwagens. Die Verbrennungskraftmaschine dient dabei zum Antreiben des Nutzkraftwagens, welcher eine Vorderachse sowie wenigstens eine in Fahrzeuglängsrichtung dahinter angeordnete Hinterachse umfasst.
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Die Kraftstoffversorgungseinrichtung 10 umfasst einen Kraftstofffilter 12, mittels welchem der Verbrennungskraftmaschine zuzuführender, flüssiger Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine gefiltert wird. Die Kraftstoffversorgungseinrichtung 10 umfasst darüber hinaus eine Kraftstoffleitung 14, welche ein erstes Ende 16 und ein dem ersten Ende 16 gegenüberliegendes, zweites Ende 18 aufweist. An ihrem ersten Ende 16 ist die Kraftstoffleitung 14 fluidisch mit dem Kraftstofffilter 12 verbunden. An ihrem zweiten Ende 18 ist die Kraftstoffleitung 14 fluidisch mit einem aus 2 erkennbaren Kraftstofftank 20 verbindbar. Der Kraftstofftank 20 dient zum Aufnehmen beziehungsweise Speichern des flüssigen Kraftstoffs, welcher beispielsweise mittels wenigstens einer Pumpe aus dem Tank 20 gefördert und über die Kraftstoffleitung 14 und den Kraftstofffilter 12 der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird. Der Kraftstofffilter 12 dient dabei zum Filtern des flüssigen Kraftstoffs, bevor dieser der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird. So können beispielsweise Partikel aus dem Kraftstoff herausgefiltert werden, um zu verhindern, dass ein Einspritzsystem der Verbrennungskraftmaschine verstopft.
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Üblicherweise ist der Kraftstofffilter 12 entlüftet, wodurch vermieden werden kann, dass Luft in das Einspritzsystem eindringt. Wird nun jedoch die Kraftstoffleitung 14 – wie es in 1 veranschaulicht ist – von dem Tank 20 demontiert, so kann – wie in 1 durch einen Richtungspfeil 22 angedeutet ist – Luft in die Kraftstoffleitung 14 über ihr zweites Ende 18 eindringen, die schräg zur Fahrzeuglängsrichtung beispielsweise in Fahrzeuglängsrichtung von hinten unten nach vorne oben verlaufende Kraftstoffleitung 14 aufsteigen und in den Kraftstofffilter 12 eindringen, was in 1 durch schematisch dargestellte Luftbläschen 24 veranschaulicht ist. Darüber hinaus kann – wie in 1 durch einen Richtungspfeil 26 veranschaulicht ist – Kraftstoff aus dem Kraftstofffilter 12 und der Kraftstoffleitung 14 ausströmen, was zu unerwünschten Verschmutzungen führen kann. Durch das Eindringen der Luft wird der Kraftstofffilter 12 belüftet. Bevor die Verbrennungskraftmaschine gestartet wird, muss der Kraftstofffilter 12 daher wieder zeit- und kostenaufwändig entlüftet werden.
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Zu einer solchen Belüftung des Kraftstofffilters 12 sowie zu einem solchen Kraftstoffaustritt kann es auch dann kommen, wenn beispielsweise die Vorderachse des Nutzkraftwagens angehoben wird, um den Nutzkraftwagen bei deaktivierter Verbrennungskraftmaschine, das heißt bei abgestellter Verbrennungskraftmaschine, zu schleppen. Dies ist in 2 veranschaulicht. Ein solches Schleppen des Nutzkraftwagens ist beispielsweise vorgesehen, um den Nutzkraftwagen von seinem Herstellungswerk zu einer Vertriebsniederlassung zu transportieren. Dieser Transport erfolgt mit angehobener Vorderachse und mit entleertem oder nahezu entleertem Tank 20, was aus 2 anhand eines sehr niedrigen Pegels 28 des Kraftstoffs veranschaulicht ist.
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Durch das Anheben der Vorderachse kommt es zu einer Schräglage des Nutzkraftwagens und insbesondere des Tanks 20, so dass das zweite Ende 18 nicht mehr in den Kraftstoff eingetaucht ist. Dadurch kann Luft in die Kraftstoffleitung 14 und in den Kraftstofffilter 12 eindringen sowie Kraftstoff aus dem Kraftstofffilter 12 und der Kraftstoffleitung 14 in den Tank 20 einströmen. Infolge dessen kommt es zur Belüftung des Kraftstofftanks 12, so dass dieser vor Inbetriebnahme der Verbrennungskraftmaschine wieder entlüftet werden muss. Eine solche Entlüftung erfolgt beispielsweise durch Befüllen des Kraftstofffilters 12 mit Kraftstoff, was zeit- und somit kostenaufwändig ist.
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3 zeigt eine Kraftstoffversorgungseinrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform, bei welcher die geschilderte, unerwünschte Entlüftung und der geschilderte, unerwünschte Kraftstoffaustritt auf besonders einfache Weise vermieden oder zumindest gering gehalten werden können. Die Kraftstoffleitung 14 weist einen Siphon 30 auf, welcher ausgehend von dem zweiten Ende 18 in Richtung des ersten Endes 16 der Kraftstoffleitung 14 einen sich in Fahrzeughochrichtung nach unten erstreckenden, ersten Längenbereich 32 und wenigstens einen sich unmittelbar an den ersten Längenbereich 32 anschließenden, zweiten Längenbereich 34 umfasst, welcher sich in Fahrzeughochrichtung nach oben erstreckt. Der Kraftstofffilter 12 ist somit auch dann luftdicht verschlossen, wenn der Nutzkraftwagen geschleppt wird oder wenn die Kraftstoffleitung 14 vom Tank 20 demontiert wird. Wie aus 3 erkennbar ist, kann die Luft nicht in die Kraftstoffleitung 14 und in den Kraftstofffilter 12 eindringen oder nicht vollständig die Kraftstoffleitung 14 bis zum Luftfilter 12 aufsteigen. Mit anderen Worten kann Luft oder können Luftbläschen den Siphon 30 nicht passieren, wodurch eine Belüftung des Kraftstofffilters 12 vermieden werden kann.
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Wie aus 3 erkennbar ist, schließt sich der erste Längenbereich 32 ausgehend von dem zweiten Ende 18 in Richtung des ersten Endes 16 an einen dritten Längenbereich 36 der Kraftstoffleitung 14 an, wobei der dritte Längenbereich 36 einen zumindest im Wesentlichen geraden Verlauf aufweist. Darüber hinaus schließt sich ausgehend vom zweiten Ende 18 in Richtung des ersten Endes 16 an den zweiten Längenverlauf 34 ein vierter Längenverlauf 38 der Kraftstoffleitung 14 an, wobei auch der vierte Längenbereich 38 einen zumindest im Wesentlichen geraden Verlauf aufweist.
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Die Längenbereiche 32, 34, 36, 38 sind fluidisch miteinander verbunden, so dass sie von dem flüssigen Kraftstoff durchströmbar sind, wenn dies erwünscht ist und beispielsweise durch das Fördern des Kraftstoffs mittels der Pumpe bewirkt wird.
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4 zeigt die Kraftstoffversorgungseinrichtung 10 mit dem Siphon 30 gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei sich der erste Längenbereich 32 ausgehend vom zweiten Ende 18 in Richtung des ersten Endes 16 in Fahrzeughochrichtung nach oben erstreckt und wobei sich der daran anschließende, zweite Längenbereich 34 in Fahrzeughochrichtung nach unten erstreckt. Durch diese jeweiligen Erstreckungen der Längenbereiche 32, 34 in einander entgegengesetzte Richtungen ist der Siphon 30 dargestellt, welcher nicht von Luft durchströmt werden kann, da der Siphon 30 zumindest teilweise mit flüssigem Kraftstoff gefüllt ist.
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5 zeigt die Kraftstoffversorgungseinrichtung 10 gemäß einer dritten Ausführungsform, welche gemäß der ersten Ausführungsform einen zumindest im Wesentlichen U-förmigen Siphon 30 mit den Längenbereichen 32, 34 aufweist.
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6 zeigt die Kraftstoffversorgungseinrichtung 10 gemäß einer vierten Ausführungsform, wobei der Siphon 30 zumindest im Wesentlichen schleifenförmig oder nach Art eines Loopings beziehungsweise einer Schlinge ausgebildet ist. Wie aus 6 erkennbar ist, erstreckt sich der erste Längenbereich 32 in Fahrzeughochrichtung nach oben, wobei sich der zweite Längenbereich 34 in Fahrzeughochrichtung nach unten erstreckt.
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7 zeigt die Kraftstoffversorgungseinrichtung 10 gemäß einer fünften Ausführungsform, wobei auch die Kraftstoffversorgungseinrichtung 10 gemäß der fünften Ausführungsform den Siphon 30 aufweist, welcher nach Art einer zumindest im Wesentlichen vertikalen Schleife ausgebildet ist. Gemäß der vierten Ausführungsform weist die Schleife in Fahrzeughochrichtung nach oben, wobei die Schleife gemäß der fünften Ausführungsform in Fahrzeughochrichtung nach unten weist. Auch bei den Siphons 30 gemäß der vierten und fünften Ausführungsformen ist eine Belüftung des Kraftstofffilters 12 vermieden oder zumindest gering gehalten, da die Luft den Siphon 30 nicht passieren kann. Bei der fünften Ausführungsform erstreckt sich der erste Längenbereich 32 in Fahrzeughochrichtung nach unten, wobei sich der dritte beziehungsweise zweite Längenbereich in Fahrzeughochrichtung nach oben erstreckt.
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8 zeigt die Kraftstoffversorgungseinrichtung 10 gemäß einer sechsten Ausführungsform, welche zwei Kraftstoffleitungen 14 mit jeweiligen, zumindest im Wesentlichen schleifenförmigen Siphons 30 umfasst. Auch hierdurch kann eine übermäßige Entlüftung des Kraftstofffilters 12 vermieden werden. Bei der sechsten Ausführungsform erstreckt sich der jeweilige, erste Längenbereich 32 in Fahrzeughochrichtung nach oben, wobei sich der daran anschließende, jeweilige zweite Längenbereich 34 in Fahrzeughochrichtung nach unten erstreckt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kraftstoffversorgungseinrichtung
- 12
- Kraftstofffilter
- 14
- Kraftstoffleitung
- 16
- erstes Ende
- 18
- zweites Ende
- 20
- Tank
- 22
- Richtungspfeil
- 24
- Luftbläschen
- 26
- Richtungspfeil
- 28
- Pegel
- 30
- Siffon
- 32
- erster Längenbereich
- 34
- zweiter Längenbereich
- 36
- dritter Längenbereich
- 38
- vierter Längenbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3242945 A1 [0006]
- DE 10160645 A1 [0007]
- DE 102006049344 A1 [0008]
