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Die Erfindung betrifft ein Baukastensystem für eine Mehrzahl von Bauvarianten einer Kraftstofffördereinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine.
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Aus dem Serienfahrzeugbau beispielsweise von Nutzkraftwagen ist es bekannt, für unterschiedliche Zwecke und Anwendungsfälle unterschiedliche Bauvarianten der Nutzkraftwagen zu schaffen. Diese Bauvarianten unterscheiden sich beispielsweise in ihrem jeweiligen Antriebsstrang und somit auch in ihrer jeweiligen Kraftstofffördereinrichtung. Mit anderen Worten sind bei den unterschiedlichen Bauvarianten jeweilige, voneinander unterschiedliche Kraftstofffördereinrichtungen vorgesehen.
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Eine solche Kraftstofffördereinrichtung dient dazu, flüssige Kraftstoffe wie beispielsweise Benzin oder Diesel von einem Kraftstoffbehälter zu einer Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben des Kraftwagens zu fördern. Die Kraftstofffördereinrichtungen sind beispielsweise an jeweilige, spezifische Verwendungszwecke angepasst und demzufolge spezifisch für jeweilige Tankanlagen ausgelegt. Die Tankanlagen und die Kraftstofffördereinrichtungen sind beispielsweise derart ausgelegt, dass der Kraftstoff auch bei unterschiedlichen, extremen Neigungen des jeweiligen Nutzkraftwagens sicher gefördert werden kann. Aufgrund der jeweiligen, spezifischen Auslegung der Kraftstofffördereinrichtungen sind diese jeweils lediglich für eine vorgegebene, bestimmte Geometrie des zugehörigen Kraftstoffbehälters verwendbar. Diese Vielzahl an unterschiedlichen erforderlichen Bauvarianten führt zu einem hohen Herstellungs- und Kostenaufwand.
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Die
DE 10 2007 054 857 A1 offenbart eine Kraftstofffördereinheit zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter zu einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Die Kraftstofffördereinrichtung besteht aus mehreren Komponenten, wobei die Komponenten ein Flansch zum Verschließen einer Öffnung des Kraftstoffbehälters, ein mit dem Flansch über Abstützelemente verbundener Schwalltopf, eine darin angeordnete Kraftstoffpumpe, ein Kraftstofffilter, ein Druckregler, ein Füllstandsgeber und ein Pumpenvorfilter sind. Die Kraftstofffördereinheit besteht auch aus Mitteln zum Verbinden jeder einzelnen Komponente mit einem Massepotenzial des Kraftfahrzeugs. Dabei ist es vorgesehen, dass vom Kraftstoff durchströmte oder umspülte Komponenten über mindestens zwei elektrisch leitende Verbindungen mit dem Massepotenzial verbunden sind.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Baukastensystem zu schaffen, mittels welchem sich mehrere, voneinander unterschiedliche Bauvarianten einer Kraftstofffördereinrichtung auf einfache und kostengünstige Weise realisieren lassen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Baukastensystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Ein erfindungsgemäßes Baukastensystem für eine Mehrzahl von Bauvarianten einer Kraftstofffördereinrichtung zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter zu einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens umfasst wenigstens eine bauvariantenübergreifende Hauptkomponente der Kraftstofffördereinrichtung. Mit anderen Worten wird die bauvariantenübergreifende Hauptkomponente sowohl für eine erste der Bauvarianten als auch für zumindest eine von der ersten Bauvariante unterschiedliche, zweite der Bauvarianten der Kraftstofffördereinrichtung verwendet.
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Das Baukastensystem umfasst zudem wenigstens zwei voneinander unterschiedliche Nebenkomponenten der Kraftstofffördereinrichtung, wobei die Nebenkomponenten wahlweise mit der bauvariantenübergreifenden Hauptkomponente verbindbar sind. Dies bedeutet beispielsweise, dass eine erste der Nebenkomponenten für die erste Bauvariante, jedoch nicht für die zweite Bauvariante der Kraftstofffördereinrichtung verwendbar beziehungsweise vorgesehen ist, während die zweite Nebenkomponente für die zweite Bauvariante, jedoch nicht für die erste Bauvariante der Kraftstofffördereinrichtung verwendbar beziehungsweise vorgesehen ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die voneinander unterschiedlichen Nebenkomponenten bei der jeweiligen Bauvariante den gleichen Zweck beziehungsweise die gleiche Funktion erfüllen, jedoch jeweils spezifisch an einen jeweiligen Verwendungszweck oder an eine jeweilige Anwendung der Kraftstofffördereinrichtung und somit des Kraftwagens angepasst sind.
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Mittels des Baukastensystems ist es möglich, die unterschiedlichen, an jeweilige Anwendungen angepassten Bauvarianten der Kraftstofffördereinrichtung mit einer nur geringen Teileanzahl zu schaffen, da für beide Bauvarianten die Hauptkomponente verwendet werden kann. Eine spezifische Anpassung der Kraftstofffördereinrichtung an jeweilige Verwendungszwecke beziehungsweise Anwendungsfälle erfolgt durch die bauvariantenspezifischen Nebenkomponenten. Mittels des Baukastensystems ist es somit beispielsweise möglich, die Kraftstofffördereinrichtung unter Verwendung und Beibehaltung der Hauptkomponente an unterschiedliche Geometrien des Kraftstoffbehälters und/oder an unterschiedliche Werkstoffe des Kraftstoffbehälters, beispielsweise an Stahl- oder Kunststoffbehälter, anzupassen. Hierdurch ist es auf einfache Weise möglich, die Kraftstofffördereinrichtung für unterschiedliche Tankanlagen wie beispielsweise Einkammer- oder Satteltankanlagen zu verwenden und daran anzupassen. Auf diese Weise können unterschiedliche Kraftstofffördermodule in Form der unterschiedlichen Bauvarianten schnell und kostengünstig entwickelt und hergestellt werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Baukastensystem eine Mehrzahl von bauvariantenübergreifenden, miteinander verbindbaren Hauptkomponenten, mit welchen die Nebenkomponenten wahlweise verbindbar sind. Vorzugsweise sind die Hauptkomponenten durch Verbinden der Hauptkomponenten miteinander zu einem Modulbauteil vormontierbar, mit welchem die Nebenkomponenten wahlweise verbindbar sind. Das Modulbauteil stellt einen Zusammenbau der bauvariantenübergreifenden Hauptkomponenten dar. Die Hauptkomponenten können somit zu einer sehr kompakten Einheit in Form des Modulbauteils zusammengeführt werden, wozu die Hauptkomponenten beispielsweise jeweilige, standardisierte Befestigungselemente aufweisen, mittels denen die Hauptkomponenten miteinander verbindbar sind.
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Durch den wahlweisen Einsatz der Nebenkomponenten ist es beispielsweise auch möglich, unterschiedliche Einbaulagen der wenigstens einen Hauptkomponente beziehungsweise des Modulbauteils darzustellen. Mit anderen Worten ist es möglich, mittels der Nebenkomponenten unterschiedliche Einbaulagen der wenigstens einen Hauptkomponente beziehungsweise des Modulbauteils auf einfache Weise darstellen zu können, so dass die Kraftstofffördereinrichtung beispielsweise für unterschiedliche Tankanlagen mit unterschiedlichen Geometrien verwendet werden kann. Somit ist ein flexibles Baukastensystem geschaffen, mittels welchem die Kraftstofffördereinrichtung an unterschiedliche Einbausituationen in entsprechenden Tankanlagen unter Verwendung der wenigstens einen Hauptkomponente beziehungsweise der gleichen Hauptkomponenten angepasst werden kann.
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Als die wenigstens eine Hauptkomponente beziehungsweise als Hauptkomponenten umfasst das Baukastensystem beispielsweise wenigstens eine Kraftstoffpumpe, einen Hauptfilter, ein Rückschlagventil, ein Druckbegrenzungsventil, eine Saugstrahlpumpe, einen Flansch und/oder einen Sensor. Der Flansch dient beispielsweise zum Verbinden der Kraftstofffördereinrichtung mit einem korrespondierenden Bauelement, insbesondere mit dem Kraftstoffbehälter. Bei dem Sensor kann es sich um einen Sensor zum Erfassen wenigstens eines den Kraftstoff und/oder den Betrieb der Kraftstofffördereinrichtung charakterisierenden Signals handeln. Insbesondere kann der Sensor als Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur des Kraftstoffes oder als Drucksensor zum Erfassen eines Drucks des Kraftstoffes ausgebildet sein.
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Als die flexiblen Nebenkomponenten umfasst das Baukastensystem beispielsweise wenigstens einen Schwalltopf, einen Pumpenvorfilter, eine von dem Kraftstoff durchströmbare Leitung zum Führen des Kraftstoffes, ein Halteelement und/oder ein Abstützelement. In Strömungsrichtung des Kraftstoffes durch die Kraftstofffördereinrichtung ist der Vorfilter, welcher üblicherweise auch als Pumpenvorfilter bezeichnet wird, stromauf des Hauptfilters und/oder stromauf der Kraftstoffpumpe angeordnet. Das Halteelement dient beispielsweise zum Befestigen einer Komponente der Kraftstofffördereinrichtung an. einem korrespondierenden Bauelement des Kraftwagens. Das Abstützelement dient beispielsweise zum Abstützen der Kraftstofffördereinrichtung an einem korrespondierenden Bauelement des Kraftwagens.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine schematische und perspektivische Explosionsansicht eines Modulbauteils, welches bauvariantenübergreifende Hauptkomponenten eines Baukastensystems für eine Mehrzahl von unterschiedlichen Bauvarianten einer Kraftstofffördereinrichtung zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter zu einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens umfasst, wobei die Hauptkomponenten miteinander verbindbar sind;
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2 eine schematische Perspektivansicht auf die Kraftstofffördereinrichtung gemäß einer ersten der Bauvarianten mit dem Modulbauteil, welches durch Verbinden der Hauptkomponenten geschaffen ist;
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3 eine schematische und perspektivische Ansicht auf die Kraftstofffördereinrichtung gemäß einer zweiten der Bauvarianten, wobei wenigstens eine bauvariantenspezifische Nebenkomponente des Baukastensystems mit dem Modulbauteil verbunden ist;
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4 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Draufsicht auf die Kraftstofffördereinrichtung gemäß einer dritten der Bauvarianten;
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5 eine schematische und perspektivische Draufsicht auf die Kraftstofffördereinrichtung gemäß einer vierten der Bauvarianten; und
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6 eine schematische und perspektivische Draufsicht auf die Kraftstofffördereinrichtung gemäß einer fünften der Bauvarianten.
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1 zeigt in einer schematischen und perspektivischen Explosionsansicht ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes und aus 2 erkennbares Modulbauteil eines Baukastensystems für eine Mehrzahl von Bauvarianten einer aus 2 bis 6 erkennbaren Kraftstofffördereinrichtung 12. Die Kraftstofffördereinrichtung 12 dient zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter zu einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens, insbesondere eines Nutzkraftwagens. Das Modulbauteil 10 ist ein Zusammenbau aus bauvariantenübergreifenden Hauptkomponenten des Baukastensystems. Mit anderen Worten werden die gleichen Hauptkomponenten für jede oder für zumindest eine Mehrzahl von Bauvarianten der Kraftstofffördereinrichtung 12 verwendet. Dadurch kann auf einfache, zeit- und kostengünstige Weise unter Verwendung der gleichen Hauptkomponenten eine Vielzahl von unterschiedlichen Bauvarianten der Kraftstofffördereinrichtung 12 geschaffen werden, wie im Folgenden noch näher erläutert wird.
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Eine erste der Hauptkomponenten ist eine sogenannte Sensorik 14, welche wenigstens einen Sensor umfasst. Bei diesem Sensor kann es sich um einen Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur des Kraftstoffs oder um einen Drucksensor zum Erfassen eines Drucks des Kraftstoffs handeln. Der Kraftstoff ist beispielsweise ein flüssiger Kraftstoff wie Diesel oder Benzin.
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Eine zweite der Hauptkomponenten ist ein Rückschlagventil 16, welches eine Strömung des Kraftstoffs in eine erste Richtung zulässt und in eine der ersten Richtung entgegengesetzte, zweite Richtung verhindert. Eine dritte der Hauptkomponenten ist ein Druckbegrenzungsventil 18, welches auch als Druckregelventil, Druckregler oder Druckeinstellventil bezeichnet wird. Mittels des Druckbegrenzungsventils 18 wird verhindert, dass der Druck des Kraftstoffs einen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet. Auf diese Weise kann der Druck des Kraftstoffs eingestellt werden. Eine vierte der Hauptkomponenten ist ein Hauptfilter 20 zum Filtern des Kraftstoffs. Eine fünfte der Hauptkomponenten ist eine Saugstrahlpumpe 22 der Kraftstofffördereinrichtung 12. Eine sechste der Hauptkomponenten ist ein sogenannter Verbinder 24. Eine siebte der Hauptkomponenten ist eine Kraftstoffpumpe 26 zum Fördern des Kraftstoffs. Die Kraftstoffpumpe 26 umfasst beispielsweise wenigstens ein um eine Drehachse drehbares Förderelement, welches von einem Motor, insbesondere einem Elektromotor, antreibbar ist. Bei der Kraftstoffpumpe 26 handelt es sich dabei beispielsweise um eine Flügelzellenpumpe.
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Eine achte der Hauptkomponenten ist eine sogenannte Brücke 28, an welcher das Rückschlagventil 16, das Druckbegrenzungsventil 18, die Sensorik 14, der Hauptfilter 20 und die Saugstrahlpumpe 22 sowie die Kraftstoffpumpe 26 befestigt werden. Die Befestigung der Saugstrahlpumpe 22 an der Brücke 28 erfolgt dabei über den Verbinder 24. Eine neunte der Hauptkomponenten ist ein Flansch, welcher als Tankflansch 30 bezeichnet wird. Der Tankflansch 30 dient dazu, die Kraftstofffördereinrichtung 12 an einem jeweiligen, korrespondierenden Bauelement des Kraftwagens, beispielsweise an dem Kraftstoffbehälter, zu befestigen.
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2 zeigt eine schematische Perspektivansicht der Kraftstofffördereinrichtung gemäß einer ersten Bauvariante, welche das bauvariantenübergreifende Modulbauteil 10 umfasst, wobei bauvariantenspezifische Nebenkomponenten des Baukastensystems mit dem Modulbauteil 10 verbunden sind.
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Werden die Hauptkomponenten des Baukastensystems miteinander verbunden, so wird dadurch das aus 2 erkennbare Modulbauteil 10 gebildet. In 1 sind auch bauvariantenspezifische Nebenkomponenten des Baukastensystems erkennbar. Die bauvariantenspezifischen Nebenkomponenten sind mit dem Modulbauteil 10 verbindbar, um dadurch das Modulbauteil 10 beziehungsweise die Kraftstofffördereinrichtung 12 insgesamt gezielt und spezifisch auf einen vorgegebenen Verwendungszweck der Verbrennungskraftmaschine und des Nutzkraftwagens insgesamt auszulegen und daran anzupassen. Dadurch kann gewährleistet werden, dass die Kraftstofffördereinrichtung 12 gemäß der ersten Bauvariante beim Einsatz des Nutzkraftwagens den Kraftstoff sicher zur Verbrennungskraftmaschine fördern kann.
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Bei einer ersten dieser bauvariantenspezifischen Nebenkomponenten handelt es sich um einen Pumpenvorfilter 32 zum Filtern des Kraftstoffs. Bezogen auf eine Strömungsrichtung des Kraftstoffs durch die Kraftstofffördereinrichtung 12 ist der Pumpenvorfilter 32 stromauf der Kraftstoffpumpe 26 und insbesondere stromauf des Hauptfilters 20 angeordnet. Eine zweite der bauvariantenspezifischen Nebenkomponenten ist ein Leitungselement in Form einer Kraftstoffleitung 34, die mit Kraftstoff durchströmbar ist und zum Führen des Kraftstoffs dient.
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Zur Schaffung der Kraftstofffördereinrichtung 12 gemäß der ersten Bauvariante werden der Pumpenvorfilter 32 und die Kraftstoffleitung 34 mit dem vormontierten Modulbauteil 10 verbunden. Mit anderen Worten können die Hauptkomponenten unabhängig von den Nebenkomponenten zum Modulbauteil 10 zusammengebaut werden, bevor die Nebenkomponenten mit den Hauptkomponenten beziehungsweise mit dem Modulbauteil 10 verbunden werden.
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Zur Schaffung weiterer unterschiedlicher Bauvarianten umfasst das Baukastensystem zum Beispiel wenigstens eine weitere, von der Kraftstoffleitung 34 unterschiedliche Kraftstoffleitung zum Führen des Kraftstoffs, welche bei der entsprechenden Bauvariante anstelle der Kraftstoffleitung 34 mit dem Modulbauteil 10 zu verbinden ist. Hierdurch kann der Kraftstoff auf unterschiedliche Weise und beispielsweise über unterschiedliche Strecken geführt werden, um so die Kraftstofffördereinrichtung 12 beispielsweise an unterschiedliche Tankanlagen, beispielsweise an unterschiedliche Geometrien von Tankanlagen, anzupassen.
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3 zeigt die Kraftstofffördereinrichtung 12 gemäß einer zweiten Bauvariante, welche eine sogenannte hängende Variante für flache Tankanlagen ist, bei denen ein Schwalltopf fest an einem Boden des Kraftstoffbehälters angeordnet ist. Der Schwalltopf wird üblicherweise auch als Beruhigungstopf bezeichnet und dient dazu, die Versorgung der Verbrennungskraftmaschine mit dem Kraftstoff auch auf unebener Fahrbahn und in Kurven zu sichern, indem er Schwappbewegungen und ein Aufschaukeln des Kraftstoffs im Kraftstoffbehälter zumindest gering hält.
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Das Baukastensystem kann als bauvariantenspezifische Komponenten auch mehrere Schwalltöpfe umfassen. Ein erster dieser bauvariantenspezifischen Schwalltöpfe ist aus 4 erkennbar und mit 36 bezeichnet. 4 zeigt die Kraftstofffördereinrichtung 12 gemäß einer dritten Bauvariante, bei welcher das Modulbauteil 10 mit dem Schwalltopf 36 verbunden und in dem Schwalltopf 36 angeordnet ist. Hierdurch ist eine sogenannte liegende Variante der Kraftstofffördereinrichtung 12 geschaffen, welche für flache Tankanlagen verwendbar ist.
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5 zeigt die Kraftstofffördereinrichtung 12 gemäß einer vierten Bauvariante, welche einen mit 38 bezeichneten, zweiten der bauvariantenspezifischen Schwalltöpfe umfasst. Wie aus einer Zusammenschau von 4 mit 5 erkennbar ist, unterscheiden sich die Schwalltöpfe 36, 38 hinsichtlich ihrer Geometrie und insbesondere hinsichtlich ihrer Höhe, wobei das Modulbauteil 10 auch bei der vierten Bauvariante in dem Schwalltopf 38 angeordnet ist. Durch die vierte Bauvariante ist eine sogenannte Topfvariante der Kraftstofffördereinrichtung 12 geschaffen, welche für Tankanlagen in Zwei-Schalentechnik beispielsweise aus Stahl oder Kunststoff verwendbar ist.
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6 zeigt die Kraftstofffördereinrichtung 12 gemäß einer fünften Bauvariante, bei welcher anstelle der Schwalltöpfe 36, 38 ein mit 40 bezeichneter, dritter der bauvariantenspezifischen Schwalltöpfe mit dem Modulbauteil 10 verbunden ist. Auch bei der fünften Bauvariante ist das Modulbauteil 10 im Schwalltopf 40 angeordnet, welcher sich deutlich von den Schwalltöpfen 36, 38 unterscheidet. Durch die fünfte Bauvariante ist ebenfalls eine sogenannte Topfvariante geschaffen, welche für Tankanlagen in Blastechnik verwendbar ist. Die Montage beziehungsweise der Einbau der Kraftstofffördereinrichtung 12 gemäß der fünften Ausführungsform erfolgt beispielsweise über einen 130-Millimeter-Flansch.
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Bei den unterschiedlichen Bauvarianten der Kraftstofffördereinrichtung 12 wird stets das bauvariantenübergreifende Modulbauteil 10 mit den bauvariantenübergreifenden Hauptkomponenten verwendet, wobei zur Schaffung der jeweiligen spezifischen Bauvarianten unterschiedliche Nebenkomponenten mit den Hauptkomponenten verbunden werden. Hierdurch kann die Kraftstofffördereinrichtung 12 mit einer nur sehr geringen Teileanzahl sowie einfach und kostengünstig an unterschiedliche Verwendungs- und Einsatzzwecke angepasst werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Modulbauteil
- 12
- Kraftstofffördereinrichtung
- 14
- Sensorik
- 16
- Rückschlagventil
- 18
- Druckbegrenzungsventil
- 20
- Hauptfilter
- 22
- Saugstrahlpumpe
- 24
- Verbinder
- 26
- Kraftstoffpumpe
- 28
- Brücke
- 30
- Tankflansch
- 32
- Pumpenvorfilter
- 34
- Kraftstoffleitung
- 36
- Schwalltopf
- 38
- Schwalltopf
- 40
- Schwalltopf
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007054857 A1 [0004]
