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Stand der Technik
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Kraftstofffördermodule werden in Kraftstofftanks eingesetzt, um Kraftstoffe wie Diesel oder Benzin aus einem Kraftstofftank zu einer Brennkraftmaschine, insbesondere zu einem Verbrennungsmotor zu fördern. Hierzu kann ein Kraftstofffördermodul einen Speichertopf aufweisen, in dem Kraftstoff bereitsteht, welcher dann z.B. von einer Elektrokraftstoffpumpe, zur Brennkraftmaschine gepumpt wird. Der Speichertopf wird dabei mittels einer Saugstrahlpumpe befüllt. Derartige Kraftstofffördermodule können kostengünstig und effizient hergestellt werden.
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Bei Satteltanks kann das Kraftstofffördermodul z.B. auf der in Fahrtrichtung rechten Sattelseite angeordnet sein. Der Kraftstoff wird sowohl von der rechten als auch von der linken Sattelseite in das Kraftstofffördermodul gepumpt. Hierzu ist an der linken Sattelseite eine Saugleitung vorgesehen, die mit einer ggf. zusätzlichen Saugstrahlpumpe im Kraftstofffördermodul verbunden ist. Die Herstellung und Montage dieser Saugstrahlpumpe kann allerdings mit hohen Kosten und hohem Aufwand verbunden sein.
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Offenbarung der Erfindung
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Es kann daher ein Bedarf an einer kostengünstig und unkompliziert herstellbaren und montierbaren Kraftstofffördervorrichtung bestehen, die insbesondere für eine Verwendung in einem Satteltank geeignet ist.
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Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Im Folgenden werden Merkmale, Einzelheiten und mögliche Vorteile einer Vorrichtung gemäß Ausführungsformen der Erfindung im Detail diskutiert.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Kraftstofffördervorrichtung für einen Kraftstofftank vorgestellt. Die Kraftstofffördervorrichtung weist einen Filter mit einem Filtergehäuse auf. Ferner weist sie eine zweite Saugstrahlpumpe mit einer Düse und einem Mischrohr auf. Das Mischrohr der zweiten Saugstrahlpumpe ist im Wesentlichen senkrecht zum Speichertopfboden angeordnet. Die zweite Saugstrahlpumpe ist dabei zumindest teilweise in das Filtergehäuse integriert.
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Anders ausgedrückt basiert die Idee der vorliegenden Erfindung darauf, die zweite Saugstrahlpumpe, die mit einer linken Satteltankhälfte verbindbar ist, in die bereits vorhandenen Komponenten der Kraftstofffördervorrichtung zu integrieren. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass Teile der zweiten Saugstrahlpumpe, wie z.B. das Mischrohr, einstückig mit dem Filtergehäuse ausgeführt werden. Weitere Teile der Kraftstofffördervorrichtung wie z.B. der Filterdeckel können ferner als Teil der zweiten Saugstrahlpumpe fungieren. Z.B. kann der Filterdeckel die Düse der zweiten Saugstrahlpumpe abdecken.
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Dank der Integration der zweiten Saugstrahlpumpe in bestehende Komponenten der Kraftstofffördervorrichtung können Herstellungskosten eingespart werden. Ferner kann hierdurch ein zusätzlicher Zeitaufwand bei der Montage von diversen separat ausgeführten Bauteilen vermieden werden.
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Die Kraftstofffördervorrichtung kann z.B. in Kraftstofftanks und insbesondere in Satteltanks von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Die zweite Saugstrahlpumpe wird als zweite bezeichnet, da wie weiter unten dargestellt eine weitere Saugstrahlpumpe vorhanden sein kann, die im Folgenden als erste Saugstrahlpumpe bezeichnet wird. Die zweite Saugstrahlpumpe kann als einzige Saugstrahlpumpe einer Kraftstofffördervorrichtung eingesetzt werden oder alternativ als Ergänzung zu einer bereits vorhandenen ersten Saugstrahlpumpe in die Kraftstofffördervorrichtung eingebaut werden.
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Die zweite Saugstrahlpumpe, auch als zweite SSP oder stehende Strahlpumpe bezeichnet, dient dem Befüllen des Speichertopfs mit Kraftstoff aus der linken und aus der rechten bzw. lediglich aus der linken Sattelseite. Die zweite SSP kann insbesondere derart ausgeführt sein, dass der Kraftstoff die zweite SSP von oben nach unten passiert.
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Die Düse und das Mischrohr der zweiten SSP werden als zweite Düse und zweites Mischrohr bezeichnet. Die Mischrohre können auch als Mischkammern bezeichnet werden. Das zweite Mischrohr ist im Wesentlichen senkrecht zu einer Horizontalen z.B. zum Boden des Kraftstofftanks, angeordnet. D.h. das Mischrohr ist gegenüber der Senkrechten um maximal 30°, vorzugsweise um maximal 10° und insbesondere um 0° geneigt.
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Die zweite SSP kann ferner an eine Zulaufleitung angeschlossen sein, durch die das Treibmedium Kraftstoff, z.B. von einer Elektrokraftstoffpumpe (EKP), an die Düse bereitgestellt wird. Aus der Zulaufleitung, auch als Treibleitung bezeichnet, gelangt der Kraftstoff in die Düse und tritt durch eine kleine Öffnung der Düse in das Mischrohr ein. Im Mischrohr findet ein Druckabfall statt, wodurch das Saugmedium, nämlich Kraftstoff aus der linken Satteltankhälfte über eine Saugleitung bzw. aus der rechten Satteltankhälfte über ein Bodenventil angesaugt wird.
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Der Filter kann ein Kraftstofffilter mit einem Filtergehäuse und einem Filterdeckel sein. Der Filter und die zweite SSP können ein Modul bilden, das optional zusätzlich eine Elektrokraftstoffpumpe und eine erste SSP aufweist. Dieses Modul kann in einem Speichertopf angeordnet sein oder alternativ bspw. an einem Tankflansch über Führungsstangen verbunden sein. Die zweite SSP ist dabei zumindest teilweise am Filtergehäuse und an weiteren Komponenten der Kraftstofffördervorrichtung integriert. D.h. die zweite SSP ist z.B. mit Hilfe eines Spritzgussverfahrens einstückig mit diesen Komponenten und insbesondere mit dem Filtergehäuse ausgeführt. Beispielsweise kann das Mischrohr der zweiten SSP zusammen mit dem Filtergehäuse spritzgegossen werden. Alternativ können Teile des zweiten Mischrohrs oder Befestigungskomponenten für das zweite Mischrohr einteilig mit dem Filtergehäuse ausgeführt sein. Insbesondere kann die zweite SSP in die folgenden bestehenden Komponenten der Kraftstofffördereinrichtung integriert sein: Elektrokraftstoffpumpe, Filtergehäuse, Filter und Filterdeckel.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die zweite Düse, d.h. die Düse der zweiten SSP, separat vom Filtergehäuse ausgeführt. Die zweite Düse kann beispielsweise in einem zusätzlichen Verfahrensschritt spritzgegossen werden und ist nicht Teil des Filtergehäuses oder des zweiten Mischrohrs. Auf diese Weise kann einerseits das Filtergehäuse mit Teilen der zweiten SSP kostengünstig hergestellt werden. Andererseits kann die zweite Düse durch eine separate Herstellung sehr präzise bearbeitet werden. Insbesondere kann auf diese Weise eine zweite Düse bereitgestellt werden, die einen Durchmesser einer Düsenbohrung bzw. -Öffnung von ca. Ø 0,3 mm aufweist. Bei einer Fertigung der Düse integral mit weiteren Komponenten der zweiten SSP würde der Düsen-Durchmesser dagegen bei ca. Ø 0,6 mm liegen, wodurch bei hohen Vorlauf-Drücken ein starker Anstieg der Treibmenge erfolgen würde, was wiederum eine EKP mit höherer Fördermenge und schlechterem Wirkungsgrad bedeuten würde. Durch Verkleinerung des Durchmessers der Düsenöffnung kann hierdurch auf zusätzliche Drosselelemente stromaufwärts der zweiten Düse verzichtet werden.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der zweiten Düse ein Filterelement vorgesehen. Das Filterelement kann z.B. umspritztes Filtergewebe sein. Das Filterelement dient dem Schutz der zweiten Düse und beugt Verstopfungen der Düsenöffnung vor.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Filter einen Filterdeckel auf. Die zweite Düse ist dabei zwischen dem Filtergehäuse und dem Filterdeckel angeordnet. Der Filterdeckel kann eine nach oben offene Seite der zweiten Düse verschließen. Auf diese Weise ist die zweite SSP derart in die Komponenten der Kraftstofffördervorrichtung integriert, dass der Filterdeckel Schutz für die zweite Saugstrahlpumpe bietet.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das zweite Mischrohr integral, d.h. z.B. einstückig mit dem Filtergehäuse ausgeführt. Dies kann z.B. durch ein Spritzgießverfahren realisiert werden. Wahlweise kann die zweite Düse auch einstückig, mit bspw. Düsen-Ø 0,6mm, als Bestandteil des Filtergehäuses ausgeführt werden. Alternativ kann die Speisung der SSP auch über einen Rücklauf aus einem Druckregler erfolgen.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Kraftstofffördervorrichtung einen unterhalb dem Mischrohr angeordneten Starttopf, auch als Anti-Siphon-Vorrichtung bezeichnet, auf. Der Starttopf weist eine Öffnung auf, durch die das zweite Mischrohr in den Starttopf hineinragt. Der Starttopf ist dabei derart im Speichertopf angeordnet, dass ein Starten bzw. Anlaufen der zweiten SSP beschleunigt wird. Dies wird dadurch ermöglicht, dass durch den Starttopf permanent ein Kraftstoffvolumen für die zweite SSP bereitgestellt wird, in welches z.B. das zweite Mischrohr eingetaucht sein kann. Zusätzlich kann der Starttopf eine Anti-Siphon-Funktion erfüllen, indem er ein Abfließen von Kraftstoff aus dem Speichertopf durch das zweite Mischrohr bzw. durch eine Saugleitung verhindert. Insbesondere kann durch den Starttopf ein Abfließen von Kraftstoff aus dem Speichertopf in die linke Satteltankhälfte verhindert werden.
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Das Vorsehen eines Starttopfs in der Kraftstofffördervorrichtung kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die Kraftstoffflussrichtung der zweiten SSP von oben nach unten orientiert ist. Der Starttopf kann z.B. becherförmig ausgeführt sein und nach oben hin zum Speichertopfrand geöffnet sein.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Kraftstofffördervorrichtung eine erste Saugstrahlpumpe mit einer ersten Düse und einem ersten Mischrohr auf. Das erste Mischrohr ist dabei parallel zum Boden des Kraftstofftanks angeordnet. Der Starttopf ist integral bzw. einstückig mit der ersten Saugstrahlpumpe ausgeführt. Die erste Saugstrahlpumpe, auch als erste SSP oder liegende Strahlpumpe bezeichnet, kann dem Befüllen des Speichertopfs mit Kraftstoff aus der rechten Sattelseite dienen. Die Düse und das Mischrohr der ersten SSP werden als erste Düse und erstes Mischrohr bezeichnet. Die erste SSP kann ebenso wie die zweite SSP an eine Zulaufleitung angeschlossen sein.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Kraftstofffördervorrichtung einen Speichertopf auf. Der Speichertopf kann dabei möglichst nahe am Boden des Kraftstofftanks, in der in Fahrtrichtung rechten Sattelseite, positioniert sein. Der Filter, die zweite SSP, die erste SSP und ggf. weitere Komponenten sind im Speichertopf angeordnet. Der Starttopf ist dabei integral mit dem Speichertopf, insbesondere mit dem Speichertopfboden ausgeführt.
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Hierbei kann der Starttopf z.B. in einem Spritzgussverfahren zusammen mit der ersten SSP oder mit dem Speichertopf hergestellt werden bzw. als separates Bauteil bspw. mit dem Mischrohr der zweiten SSP verclipst werden. Dabei kann der Starttopf z.B. über dem ersten Mischrohr bzw. auf dem Speichertopfboden angeordnet sein.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind der Starttopf, sowie die Düse integral bzw. einstückig mit dem zweiten Mischrohr ausgeführt. Beispielsweise können das zweite Mischrohr und der Starttopf, sowie die Düse in einem Stück spritzgegossen werden. Bei einer integralen Ausgestaltung des zweiten Mischrohrs mit dem Starttopf kann es sinnvoll sein dieses Bauelement separat zu fertigen. D.h. bei dieser Ausgestaltung ist das zweite Mischrohr nicht bzw. nicht komplett in das Filtergehäuse integriert. Allerdings kann das Filtergehäuse Befestigungselemente bereitstellen, so dass das Bauteil aus zweitem Mischrohr und Starttopf an das Filtergehäuse z.B. angeknipst werden kann. Auf diese wird die Komplexität des Spritzguß-Werkzeuges des Filtergehäuses reduziert und die Anpassbarkeit der zweiten SSP an alternative Kundenvorgaben vereinfacht.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Herstellungsverfahren für eine oben beschriebene Kraftstofffördervorrichtung vorgestellt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Bereitstellen eines Filters mit einem Filtergehäuse Anordnen einer zweiten Saugstrahlpumpe mit einer zweiten Düse und einem zweiten Mischrohr derart am Filter, dass das zweite Mischrohr senkrecht zu einem Boden eines Kraftstoftanks ausgerichtet ist; Integrieren der zweiten Saugstrahlpumpe im Filtergehäuse.
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Die Schritte des Verfahrens können in unterschiedlichen Reihenfolgen ausgeführt werden. Beispielsweise kann vor dem Anordnen der zweiten Saugstrahlpumpe im Speichertopf die Integration der zweiten Saugstrahlpumpe in das Filtergehäuse stattfinden. Die Integration kann dabei in einem Spritzgießverfahren stattfinden. Ferner kann das Verfahren noch die folgenden Schritte aufweisen: Bereitstellen eines Speichertopfs mit einem Speichertopfboden; Anordnen einer ersten Saugstrahlpumpe mit einer ersten Düse und einem ersten Mischrohr derart im Speichertopf, dass das erste Mischrohr parallel zum Speichertopfboden ausgerichtet ist; Anordnen einer zweiten Saugstrahlpumpe, derart im Speichertopf, dass das zweite Mischrohr senkrecht zum Speichertopfboden angeordnet ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.
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1 zeigt eine Seitenansicht einer Kraftstofffördervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
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2 zeigt einen Querschnitt durch eine in 1 gezeigte zweite Saugstrahlpumpe
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3 zeigt eine Draufsicht auf einen Filterdeckel
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4 zeigt ein Filtergehäuse mit einem integrierten zweiten Mischrohr
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5 zeigt eine Draufsicht auf eine Kraftstofffördervorrichtung mit alternativen Positionen für eine Saugleitung
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6 zeigt einen Querschnitt durch eine zweite Saugstrahlpumpe mit einem im Speichertopfboden integrierten Starttopf
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7 zeigt eine Seitenansicht einer Kraftstofffördervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung
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Alle Figuren sind lediglich schematische Darstellungen erfindungsgemäßer Vorrichtungen bzw. ihrer Bestandteile gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. Insbesondere Abstände und Größenrelationen sind in den Figuren nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. In den verschiedenen Figuren sind sich entsprechende Elemente mit den gleichen Referenznummern versehen.
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1 zeigt eine Seitenansicht einer Kraftstofffördervorrichtung 1, die in einem Kraftstofftank 3 angeordnet ist. Insbesondere ist die Kraftstofffördervorrichtung 1 in einer in Fahrtrichtung rechten Satteltankhälfte angeordnet. Eine Saugleitung 31 verbindet eine linke Satteltankhälfte mit der Kraftstofffördervorrichtung 1. In der Kraftstofffördervorrichtung 1 wird Kraftstoff gesammelt und über ein Förderaggregat, das im Ausführungsbeispiel als Elektrokraftstoffpumpe 37 ausgeführt ist, zu einer Brennkraftmaschine 39 gefördert.
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Die Kraftstofffördervorrichtung 1 weist einen Speichertopf 5 mit einem Speichertopfboden 7 auf. Die Elektrokraftstoffpumpe 37 kann Kraftstoff aus dem Speichertopf 5 z.B. über einen Vorfilter ansaugen und über einen Filter 9 und eine Druckleitung an die Brennkraftmaschine 39 bereitstellen. Ferner kann ein Teil des durch die Elektrokraftstoffpumpe 37 angesaugten Kraftstoffs in eine weitere Leitung, eingebracht werden. Diese weitere Leitung kann als Zulaufleitung 35 bezeichnet werden und ist z.B. in 3 und 4 dargestellt. Der in der Zulaufleitung 35 geführte Kraftstoff wird als Treibmittel für eine erste Saugstrahlpumpe 15 und eine zweite Saugstrahlpumpe 21 verwendet. Dabei kann die Zulaufleitung 35, wie in 4 gezeigt, aufgespalten sein, um einerseits eine hydraulische Anbindung an die erste Saugstrahlpumpe 15 und andererseits an die zweite Saugstrahlpumpe 21 bereitzustellen. Ferner kann die Zulaufleitung 35 teilweise im Filtergehäuse 11, wie in 4 dargestellt, und teilweise im Filterdeckel 13, wie in 3 gezeigt, verlaufen. Erfolgt die Speisung der Saugstrahlpumpen 15, 21 z.B. über den Rücklauf aus einem Druckregler, kann die Zulaufleitung 35 zur EKP 37 hin verschlossen sein.
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Die Saugstrahlpumpen 15, 21 verhindern ein Leerpumpen des Speichertopfes 5 durch die Elektrokraftstoffpumpe 37, indem sie den Speichertopf 5 mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 3 füllen. Dabei saugt die erste Saugstrahlpumpe 15 Kraftstoff aus der in 1 dargestellten rechten Satteltankhälfte in den Speichertopf 5. Sie ist dabei als liegende Strahlpumpe ausgeführt und saugt z.B. über ein Bodenventil Kraftstoff an. Die zweite Saugstrahlpumpe 21 saugt über die Saugleitung 31 Kraftstoff aus der linken Satteltankhälfte in den Speichertopf 5. Sie ist dabei als stehende Strahlpumpe ausgeführt. Der Kraftstoff fliest dabei senkrecht zum Speichertopfboden 7 von oben nach unten durch die zweite Saugstrahlpumpe 21.
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Der oben erwähnte Filter 9 weist ein Filtergehäuse 11 und einen Filterdeckel 13 auf. Die erste Saugstrahlpumpe 15 weist eine erste Düse 17 und ein erstes parallel zum Speichertopfboden 7 orientiertes Mischrohr 19 auf. Die zweite Saugstrahlpumpe 21 weist eine zweite Düse 23 und ein zweites Mischrohr 25 auf. Dies ist detaillierter in 2 dargestellt.
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Erfindungsgemäß ist die zweite Saugstrahlpumpe 21 bzw. Teile der zweiten Saugstrahlpumpe 21 in das Filtergehäuse 11 und ggf. in weitere Komponenten der Kraftstofffördervorrichtung 1 integriert. Auf diese Weise können Kosten gespart werden und ein Montageprozess der Kraftstofffördervorrichtung 1 vereinfacht werden.
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In den Ausführungsbeispielen in 1 bis 6 und 7 ist das zweite Mischrohr 25 integral bzw. einstückig mit dem Filtergehäuse 11 ausgeführt. Dies ist besonders deutlich in 4 dargestellt, die das spritzgegossene Filtergehäuse 11 in einer perspektivischen Ansicht zeigt.
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Die zweite Düse 23 kann dabei als separates Bauteil ausgeführt sein, um eine präzisere Bearbeitung und damit eine kleinere Düsenöffnung zu ermöglichen. Alternativ kann die zweite Düse 23 einstückig mit weiteren Komponenten ausgeführt sein. Die Ausgestaltung der zweiten Düse als separates Bauteil ist z.B. in den 2 und 6 verdeutlicht. Die zweite Düse 23 kann dabei z.B. separat spritzgegossen werden. In der zweiten Düse 23 kann ein Filterelement 27 vorgesehen sein. Ferner ist die zweite Düse 23, wie in 2 gezeigt zwischen dem Filterdeckel 13 und dem Filtergehäuse 11 angeordnet und auf diese Weise ins Filtergehäuse 11 integriert.
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Ferner weist die Kraftstofffördervorrichtung einen Starttopf 29 auf. Der Starttopf 29 stellt ein permanentes Kraftstoffvolumen, in welches das zweite Mischrohr 25 eingetaucht ist, bereit und ermöglicht auf diese Weise ein schnelles Starten der zweiten Saugstrahlpumpe 21. Ferner ist diese z.B. becherförmig ausgeführt und verhindert ein unerwünschtes Abfließen von Kraftstoff aus dem Speichertopf 5.
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Im Ausführungsbeispiel in 1 ist der Starttopf 29 integral mit der ersten Saugstrahlpumpe 15 ausgeführt. Insbesondere entspricht dabei z.B. ein Boden des Starttopfs 29 einem oberen Bereich des ersten Mischrohrs 19.
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Im Ausführungsbeispiel in 6 ist der Starttopf 29 einstückig mit dem Speichertopf 5 ausgeführt. Insbesondere ist der Starttopf 29 in den Speichertopfboden 7 integriert.
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Alternativ kann der Anschluss 43 wie in 2 gezeigt als separates Klemmelement ausgeführt sein. Ferner können zwischen der Saugleitung 31 und dem Anschluss 43 O-Ringe 33 zur Abdichtung der Leitung vorgesehen sein. In 5 sind unterschiedliche Möglichkeiten für die Positionierung von Saugleitungen 31, 31‘ und 31‘‘ gezeigt.
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In 7 ist eine alternative Ausgestaltung der Kraftstofffördervorrichtung 1 ohne Speichertopf dargestellt. Dabei ist das Modul aus Filter 9, zweiter Saugstrahlpumpe 21 und Elektrokraftstoffpumpe 37 an einem Flansch 45 eines Kraftstofftanks 3 angeordnet. Das Modul ist über Führungsstangen 47 mit dem Fansch 45 verbunden und kann ggf. über Federelemente an den Boden des Kraftstofftanks 3 gedrückt werden.
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Abschließend wird angemerkt, dass Ausdrücke wie „aufweisend“ oder ähnliche nicht ausschließen sollen, dass weitere Elemente oder Schritte vorgesehen sein können. Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Außerdem können in Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen beschriebene Merkmale beliebig miteinander kombiniert werden. Es wird ferner angemerkt, dass die Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Umfang der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen.
