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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung zum Fördern von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Kraftstofftank, welcher eine derartige Fördervorrichtung umfasst.
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Eine derartige Fördervorrichtung ist beispielsweise aus der
DE 10 2006 051 590 A1 bekannt. Hierbei umfasst die Fördervorrichtung eine Kraftstoffpumpe, eine Druckleitung, ein Rückschlagventil, welches in der Druckleitung vorgesehen ist, und eine Druckentlastungsleitung mit einem Druckentlastungsventil. Die Druckentlastungsleitung zweigt von der Druckleitung stromab des Rückschlagventils ab. Ferner liegt der Öffnungsdruck des Druckentlastungsventils unter dem von der Kraftstoffpumpe aufgebauten maximalen Systemdruck, um eine Druckbelastung der Fördervorrichtung im Abstellfall der Brennkraftmaschine bzw. der Fördervorrichtung zu vermeiden. Dabei ist es aber nachteilig, dass im Abstellfall der Brennkraftmaschine bzw. der Fördervorrichtung der in der Druckleitung stromab des Rückschlagventils befindliche Kraftstoff unter niedrigem Druck steht. So kann der Kraftstoff ausgasen, was bei einem nächsten Start der Brennkraftmaschine zu einer Beeinträchtigung der Leistung bzw. der Funktion der Brennkraftmaschine führen kann. Wenn eine zusätzliche Kraftstoffpumpe in der Druckleitung stromab des Rückschlagventils vorgesehen ist, kann das Ausgasen des Kraftstoffs zum einen den Wirkungsgrad der zusätzlichen Kraftstoffpumpe reduzieren. Zum anderen können Beschädigungen der zusätzlichen Kraftstoffpumpe verursacht werden, da die in der Kraftstoffpumpe entstehenden Dampfblasen Druckwellen mit hohen Druckspitzen erzeugen können.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Fördervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass im Abstellfall der Brennkraftmaschine bzw. der Fördervorrichtung der Kraftstoff nicht ausgasen kann. Somit kann ein Heißstart der Brennkraftmaschine ermöglicht werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass in der Druckleitung ein zusätzliches Rückschlagventil und eine zusätzliche Druckentlastungsleitung mit einem Druckentlastungsventil vorgesehen sind. Dadurch kann ein Druck in einem Druckleitungsbereich nach dem zusätzlichen Rückschlagventil innerhalb eines vorbestimmten Druckbereichs aufrechterhalten sein. Hierbei umfasst die Fördervorrichtung zum Fördern von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine eine Kraftstoffpumpe, eine Druckleitung, ein erstes Rückschlagventil, welches in der Druckleitung vorgesehen ist, und eine erste Druckentlastungsleitung mit einem ersten Druckentlastungsventil, wobei die erste Druckentlastungsleitung von der Druckleitung stromab des ersten Rückschlagventils abzweigt. Erfindungsgemäß umfasst die Fördervorrichtung ein zweites Rückschlagventil, welches stromab der ersten Druckentlastungsleitung in der Druckleitung vorgesehen ist und die Druckleitung in einen ersten Druckleitungsbereich und in einen zweiten Druckleitungsbereich unterteilt. Ferner umfasst erfindungsgemäß die Fördervorrichtung eine zweite Druckentlastungsleitung mit einem zweiten Druckentlastungsventil, welche vom zweiten Druckleitungsbereich stromab des zweiten Rückschlagventils abzweigt, wobei im Abstellfall der Brennkraftmaschine ein Druck im zweiten Druckleitungsbereich innerhalb eines vorbestimmten Druckbereichs aufrechterhalten ist. Das zweite Rückschlagventil und das zweite Druckentlastungsventil stellen somit sicher, dass aufgrund des aufrechterhaltenen Drucks im zweiten Druckleitungsbereich keine Entgasung des zu führenden Kraftstoffs vor der Brennkraftmaschine entsteht. Dadurch kann bei einem neuen Start der Brennkraftmaschine eine schnelle und ausfallsichere Förderung des Kraftstoffs ermöglicht werden. Insbesondere dient das zweite Rückschlagventil dazu, dass im Abstellfall der Brennkraftmaschine der Druck im zweiten Druckleitungsbereich nicht sinkt, wobei das zweite Druckentlastungsventil temperaturbedingte Druckanstiege im zweiten Druckleitungsbereich stromab des zweiten Rückschlagventils verhindert.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Vorzugsweise kann das zweite Druckentlastungsventil einstellbar sein. Somit kann unter unterschiedlichen Betriebsumständen z.B. unterschiedlichen Umgebungstemperaturen und/oder je nach Anwendung der Öffnungsdruck des zweiten Druckentlastungsventils so eingestellt sein, dass eine ausfallsichere und ausreichende Förderung von Kraftstoff ermöglicht werden kann.
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Weiter bevorzugt kann das zweite Rückschlagventil einstellbar sein. Somit kann die Fördervorrichtung an unterschiedliche Betriebsumstände angepasst werden.
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Vorteilhafterweise kann der Druck im zweiten Druckleitungsbereich im Abstellfall der Brennkraftmaschine zwischen 5 × 10^5 Pa bis 15 × 10^5 Pa, insbesondere ungefähr 10 × 10^5 Pa, sein. Somit kann eine optimale Funktion der Fördervorrichtung bzw. der Brennkraftmaschine ermöglicht werden.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Fördervorrichtung können die Druckleitung und/oder die erste Druckentlastungsleitung und/oder die zweite Druckentlastungsleitung und/oder das erste Druckentlastungsventil und/oder das zweite Druckentlastungsventil und/oder das erste Rückschlagventil und/oder das zweite Rückschlagventil aus Kunststoff ausgebildet sein. Somit kann das Gewicht der Fördervorrichtung erheblich reduziert werden. Außerdem sind Kunststoffteile benzinbeständig und temperaturbeständig. Somit können die Kunststoffteile die geplante Lebensdauer der Brennkraftmaschine überstehen, was zu reduzierten Ersatzteilkosten führen kann.
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Weiterhin bevorzugt kann die erfindungsgemäße Fördervorrichtung ferner eine Steuereinheit umfassen, welche eingerichtet ist, nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne das zweite Druckentlastungsventil und/oder das zweite Rückschlagventil zu öffnen. Dadurch kann eine mechanische Überlastung der verschiedenen Komponenten der Fördervorrichtung vermieden werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die verschiedenen Komponenten der Fördervorrichtung aus Kunststoff ausgebildet sind. In einem solchen Fall kann die Steuereinheit eingerichtet sein, das zweite Druckentlastungsventil und/oder das zweite Rückschlagventil nach ungefähr 200 Stunden zu öffnen, wenn die Komponenten unter einem Druck von ungefähr 10 × 10^5 Pa (10bar) stehen. Besonders bevorzugt ist die Steuereinheit eingerichtet, nach der vorbestimmten Zeitspanne das zweite Rückschlagventil zu öffnen.
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Des Weiteren vorteilhaft ist wenn die Steuereinheit eine Temperaturerfassungseinheit zum Erfassen einer Temperatur in der Druckleitung aufweist, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, das Öffnen oder das Verschließen des zweiten Druckentlastungsventils und/oder des zweiten Rückschlagventils basierend auf der über die Temperaturerfassungseinheit in der Druckleitung erfassten Temperatur zu steuern. Somit kann der Einfluss z.B. einer hohen Temperatur, was zu einem erhöhten Druck führen könnte, mitberücksichtigt werden. Besonders bevorzugt kann die Temperatur im zweiten Druckleitungsbereich erfasst werden, um eine genauere Steuerung des zweiten Druckentlastungsventils und/oder des zweiten Rückschlagventils zu ermöglichen.
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Weiter bevorzugt kann die Kraftstoffpumpe eingerichtet sein, ungefähr 85 Liter von Kraftstoff pro Stunde bei einem Druck von 10,5 × 10^5 Pa zu fördern.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Kraftstofftank, welcher eine erfindungsgemäße Fördervorrichtung zum Fördern von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine umfasst, wobei bevorzugt das zweite Rückschlagventil in oder an der Wandung des Kraftstofftanks angeordnet ist. Somit kann ein schnelles Anordnen des zweiten Rückschlagventils erfolgen.
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Vorzugsweise kann der Kraftstofftank ferner einen Deckel aufweisen, an dem das zweite Rückschlagventil angeordnet ist. Somit kann ein modularer Aufbau ermöglicht werden, wobei der Deckel z.B. an die Anforderungen unterschiedlicher Fahrzeughersteller angepasst werden kann.
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Ferner bevorzugt kann das zweite Druckentlastungsventil in den Kraftstofftank entlüften. Somit kann der über die zweite Druckentlastungsleitung bzw. das zweite Druckentlastungsventil entweichende Kraftstoff wieder zur Verfügung stehen.
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Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit der beschriebenen Fördervorrichtung, umfassend die Schritte des Abstellens der Brennkraftmaschine und des Schließens des zweiten Rückschlagventils zum Aufrechterhalten eines Drucks im zweiten Druckleitungsbereich innerhalb eines vorbestimmten Druckbereichs. Damit sind die oben mit Bezug auf die Fördervorrichtung genannten Vorteile verbunden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
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1 eine schematische, vereinfachte Ansicht einer Fördervorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die Fördervorrichtung in einem Kraftstofftank gezeigt ist, und
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2 eine schematische Skizze der in der 1 gezeigten Fördervorrichtung.
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Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 eine Fördervorrichtung 1 zum Fördern von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine 17 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
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Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst die Fördervorrichtung 1 eine Kraftstoffpumpe 2, eine Druckleitung 3, ein erstes Rückschlagventil 4, welches in der Druckleitung 3 vorgesehen ist, und eine erste Druckentlastungsleitung 5 mit einem ersten Druckentlastungsventil 50. Die erste Druckentlastungsleitung 5 zweigt von der Druckleitung 3 stromab des ersten Rückschlagventils 4 ab. Ferner liegt vorzugsweise ein Öffnungsdruck des ersten Druckentlastungsventils 50 unter dem von der Kraftstoffpumpe 2 aufgebauten maximalen Systemdruck. In der ersten Druckentlastungsleitung 5 ist ferner eine Drossel 51 vorgesehen, welche aber nur in 2 zu sehen ist.
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Weiterhin umfasst die Fördervorrichtung 1 ein zweites Rückschlagventil 6. Das zweite Rückschlagventil 6 ist stromab der ersten Druckentlastungsleitung 5 in der Druckleitung 3 vorgesehen und unterteilt die Druckleitung 3 in einen ersten Druckleitungsbereich 30 und in einen zweiten Druckleitungsbereich 31.
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Des Weiteren umfasst die Fördervorrichtung 1 eine zweite Druckentlastungsleitung 7 mit einem zweiten Druckentlastungsventil 70, welche vom zweiten Druckleitungsbereich 31 stromab des zweiten Rückschlagventils 6 abzweigt.
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Das zweite Druckentlastungsventil 70 dient dazu, temperaturbedingte Druckanstiege im zweiten Druckleitungsbereich 31 zu verhindern, die z.B. in einem Abstellfall der Brennkraftmaschine 17 aufgrund der Erwärmung der Druckleitung 3 durch die hohe Temperatur der Brennkraftmaschine 17 auftreten. Übersteigt der Druck in der zweiten Druckentlastungsleitung 7 also einen vorbestimmten Wert (Öffnungsdruck des zweiten Druckentlastungsventils 70), so öffnet das zweite Druckentlastungsventil 70. Dadurch kann Kraftstoff aus dem zweiten Druckleitungsbereich 31 entweichen, so dass der ungewünschte Druckanstieg wieder abgebaut wird.
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Ferner sind das zweite Druckentlastungsventil 70 und das zweite Rückschlagventil 6 einstellbar. Vorzugsweise ist der Öffnungsdruck des zweiten Druckentlastungsventils 70 und ein Öffnungsdruck des zweiten Rückschlagventils 6 auf 10 × 10^5 Pa (10 bar) eingestellt.
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Die Fördervorrichtung 1 ist zum größten Teil in einem Kraftstofftank 15 angeordnet und dort innerhalb eines Speicherbehälters 16 vorgesehen. Der Kraftstofftank 15 weist einen Deckel 18 auf, an dem das zweite Rückschlagventil 6 angeordnet ist. Ferner entlüftet das zweite Druckentlastungsventil 70 in den Kraftstofftank 15.
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Der in diesem Ausführungsbeispiel topfförmig ausgebildete Speicherbehälter 16 dient dazu, die Kraftstoffpumpe 2 mit ausreichendem Kraftstoff zu versorgen. Stromab der Kraftstoffpumpe 2 und stromauf des ersten Rückschlagventils 4 zweigt eine Treibleitung 9 von der Druckleitung 3 ab. Der über die Treibleitung 9 abströmende Kraftstoff treibt eine Saugstrahlpumpe 10 an, welche Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 15 in den Speicherbehälter 16 fördert. Somit kann z.B. auch bei einer Kurvenfahrt und den dadurch bedingten Schwappbewegungen des Kraftstoffs im Kraftstofftank 15 eine Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine 17 durch die Fördervorrichtung 1 sichergestellt sein.
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In der Druckleitung 3 ist stromauf der Kraftstoffpumpe 2 ein erstes Filter 11 (Vorfilter) vorgesehen, welches die Kraftstoffpumpe 2 bzw. die Fördervorrichtung 1 vor im Kraftstoff enthaltenen groben Schmutzpartikeln schützt. Außerdem ist stromab des ersten Rückschlagventils 4 ein zweites Filter 12 (Hauptfilter) vorgesehen, das feine Schmutzpartikel aus dem Kraftstoff herausfiltert.
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Die Druckleitung 3, die erste Druckentlastungsleitung 5, die zweite Druckentlastungsleitung 7, das erste Druckentlastungsventil 50, das zweite Druckentlastungsventil 70, das erste Rückschlagventil 4 und das zweite Rückschlagventil 6 sind aus Kunststoff ausgebildet. Somit kann ein leichter Aufbau der Fördervorrichtung 1 ermöglicht werden.
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Die Fördervorrichtung 1 weist ferner eine Steuereinheit 8 auf, welche eingerichtet ist, nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne das zweite Druckentlastungsventil 70 zu öffnen. Die Steuereinheit 8 weist eine Temperaturerfassungseinheit 80 zum Erfassen einer Temperatur im zweiten Druckleitungsbereich 31 auf. Dementsprechend ist die Steuereinheit 8 eingerichtet, das Öffnen oder das Verschließen des zweiten Druckentlastungsventils 70 basierend auf der im zweiten Druckleitungsbereich 31 erfassten Temperatur zu steuern.
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Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Fördervorrichtung 1 im Detail beschrieben.
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Im Betrieb der Fördervorrichtung 1 wird von der Kraftstoffpumpe 2 ein Systemdruck in der Druckleitung 3 aufgebaut, der beispielsweise ungefähr 10,5 × 10^5 Pa (10,5 bar) beträgt. Die Kraftstoffpumpe 2 saugt Kraftstoff aus dem Speicherbehälter 16 über das erste Filter 11 an und fördert diesen über die Druckleitung 3 zu der Brennkraftmaschine 17. Die Kraftstoffpumpe 2 ist eingerichtet, ungefähr 85 Liter von Kraftstoff pro Stunde im Systemdruck zu liefern. Durch die Treibleitung 9 bzw. die Saugstrahlpumpe 10 werden pro Stunde 45 Liter von Kraftstoff in den Speicherbehälter 16 zurückgeführt.
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Da der Öffnungsdruck des ersten Druckentlastungsventils 50 unter dem Systemdruck in der Druckleitung 3 liegt, ist das erste Druckentlastungsventil 50 im Betrieb der Fördervorrichtung 1 überwiegend geöffnet. Dadurch kommt es zu einer Leckage bzw. Verlustmenge aus der Druckleitung 3 stromab des ersten Rückschlagventils 4. Die Verlustmenge ist allerdings über die Drossel 51 sehr gering gehalten. Beispielsweise beträgt die Verlustmenge etwa 10 Liter pro Stunde. Diese Verlustmenge gelangt zurück in den Speicherbehälter 16. Somit können ungefähr 30 Liter von Kraftstoff pro Stunde für die Brennkraftmaschine 17 zur Verfügung stehen.
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Nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 17 bzw. der Fördervorrichtung 1 bleibt das erste Druckentlastungsventil 50 zunächst geöffnet, bis der Druck im ersten Druckleitungsbereich 30 durch die Leckage über die Drossel 51 unter den Öffnungsdruck des ersten Druckentlastungsventils 50 gesunken ist. Inzwischen schließt das zweite Rückschlagventil 6, sobald der Druck im ersten Druckleitungsbereich 31 unter den Öffnungsdruck des zweiten Rückschlagventils 6 gesunken ist.
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Somit ist im Abstellfall der Brennkraftmaschine 17 bzw. der Fördervorrichtung 1 ein Druck im zweiten Druckleitungsbereich 31 innerhalb eines vorbestimmten Druckbereichs aufrechterhalten. Insbesondere weist der im zweiten Druckleitungsbereich 31 (stromab des zweiten Rückschlagventils 6) befindliche Kraftstoff im Abstellfall der Brennkraftmaschine 17 aufgrund des zweiten Druckentlastungsventils 70 einen Druck von ungefähr 10 × 10^5 Pa (10 bar).
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Dadurch kann eine Ausgasung des Kraftstoffs bzw. Verdampfung von leichtflüchtigen Bestandteilen des Kraftstoffs im zweiten Druckleitungsbereich 31 vermieden werden.
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Somit kann durch die erfindungsgemäße Fördervorrichtung 1 ein Heißstart der Brennkraftmaschine 17 ohne Probleme, wie z.B. das Entstehen von Gasblasen, sichergestellt werden. Ferner kann durch die Einstellbarkeit sowie die Steuerung der bei der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung 1 benutzten Ventile eine ausfallsichere Funktion der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung 1 unter verschiedenen Betriebsumständen ermöglicht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006051590 A1 [0002]
