DE102016224171A1

DE102016224171A1 - Pumpeinrichtung zum Druckaufbau in einem Kraftstofftank

Info

Publication number: DE102016224171A1
Application number: DE102016224171.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Gutscher; Andreas Posselt; Marko Lorenz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-12-05
Filing date: 2016-12-05
Publication date: 2018-06-07
Also published as: US10267268B2; CN108146229A; US20180156163A1; CN108146229B

Abstract

Es sind schon Pumpeinrichtungen bekannt, mit einer elektrischen Förderpumpe, einem ersten Anschluss zum Verbinden mit einem Luftfilter, einem zweiten Anschluss zum Verbinden mit einem Kraftstofftank, einer Verbindungsleitung, die den ersten Anschluss mit dem zweiten Anschluss über eine erste Ventilöffnung verbindet, und einer Bypassleitung, die von der Verbindungsleitung stromauf der ersten Ventilöffnung abzweigt und über einen gedrosselten Bypassausgang in die Verbindungsleitung stromab der ersten Ventilöffnung mündet. An der ersten Ventilöffnung ist dabei ein erster Ventilsitz gebildet, der mit einem in einer Ventilkörperaufnahme beweglich angeordneten Ventilkörper zusammenwirkt. Die Pumpeinrichtung umfasst ein elektrisches Schaltventil, das einen elektrischen Aktor, beispielsweise eine Magnetspule zum Bewegen des Ventilkörpers aufweist.Bei der erfindungsgemäßen Pumpeinrichtung werden die Herstellungskosten verringert und der erforderliche Bauraum verkleinert.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Förderpumpe (3) derart angeordnet ist, dass der Ventilkörper (13) durch den Förderstrom der Förderpumpe (3) in Richtung des ersten Ventilsitzes (12) verstellbar ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Pumpeinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon eine Pumpeinrichtung aus der DE197 35 549 B4 bekannt, mit einer elektrischen Förderpumpe, einem ersten Anschluss zum Verbinden mit einem Luftfilter, einem zweiten Anschluss zum Verbinden mit einem Kraftstofftank, einer Verbindungsleitung, die den ersten Anschluss mit dem zweiten Anschluss über eine erste Ventilöffnung verbindet, und einer Bypassleitung, die von der Verbindungsleitung stromauf der ersten Ventilöffnung abzweigt und über einen gedrosselten Bypassausgang in die Verbindungsleitung stromab der ersten Ventilöffnung mündet. An der ersten Ventilöffnung ist dabei ein erster Ventilsitz gebildet, der mit einem in einer Ventilkörperaufnahme beweglich angeordneten Ventilkörper zusammenwirkt. Die Pumpeinrichtung umfasst ein elektrisches Schaltventil, das einen elektrischen Aktor, beispielsweise eine Magnetspule, zum Bewegen des Ventilkörpers aufweist.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Pumpeinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass anstatt dem elektrischen Aktor der Förderstrom der elektrischen Förderpumpe dazu genutzt wird, die erste Ventilöffnung zu öffnen oder zu schließen. Da der elektrische Aktor als Zusatzbauteil entfällt, werden die Herstellungskosten der Pumpeinrichtung verringert. Außerdem werden durch den Entfall des Aktors der Bauraum der Pumpeinrichtung verkleinert und die Geräusche der Pumpeinrichtung reduziert. Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem die Förderpumpe derart angeordnet ist, dass der Ventilkörper durch den Förderstrom der Förderpumpe in Richtung des ersten Ventilsitzes verstellbar ist. Auf diese Weise wird die Funktion der Verstellung des Ventilkörpers in die elektrische Förderpumpe und in deren Ansteuerung integriert.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Pumpeinrichtung möglich.
Besonders vorteilhaft ist, wenn der Druck der Förderpumpe über eine Steuerleitung auf eine dem ersten Ventilsitz abgewandte Fläche des Ventilkörpers leitbar ist. Auf diese Weise liegt an dem Ventilkörper ein Staudruck an, der den Ventilkörper in Richtung des ersten Ventilsitzes drückt.
Auch vorteilhaft ist, wenn ein Ausgang der Förderpumpe über die Steuerleitung mit der Ventilkörperaufnahme strömungsverbunden ist. Auf diese Weise wirkt der Förderstrom der Förderpumpe unmittelbar auf den Ventilkörper, so dass dieser einen Hub in Richtung des ersten Ventilsitzes ausführt.
Außerdem vorteilhaft ist, wenn die Steuerleitung eine Bypassleitung ist, die von einem ersten Abschnitt der Verbindungsleitung zwischen dem ersten Anschluss und der ersten Ventilöffnung abzweigt und in einen zweiten Abschnitt der Verbindungsleitung zwischen dem zweiten Anschluss und der ersten Ventilöffnung mündet. Auf diese Weise kann die Förderpumpe Luft über den ersten Anschluss ansaugen, so dass kein dritter Anschluss für den Eingang der Förderpumpe erforderlich ist und eine sehr kompakte Pumpeinrichtung erreicht wird, die wenig Bauraum benötigt.
Vorteilhaft ist, wenn der Ventilkörper zwischen dem ersten Ventilsitz und einem an der Ventilkörperaufnahme ausgebildeten Anschlag entlang einer Ventilachse beweglich ist. Auf diese Weise kann der Ventilkörper durch den Förderstrom der Förderpumpe vom Anschlag bis an den ersten Ventilsitz bewegt werden. Die Ventilkörperaufnahme und der erste Ventilsitz sind beispielsweise konzentrisch bezüglich der Ventilachse angeordnet.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn ein Federelement, insbesondere eine Schraubenfeder, eine Membran oder ein Faltenbalg, vorgesehen ist, das in Richtung des Anschlages rückstellend auf den Ventilkörper wirkt. Auf diese Weise ist nach dem Ausschalten der Förderpumpe eine schnelle Rückstellung des Ventilkörpers zurück an den Anschlag und damit ein schnelles Freigeben des vollen Querschnittes der ersten Ventilöffnung erreichbar.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn zumindest eine zweite Ventilöffnung vorgesehen ist, mittels der eine Strömungsverbindung von der Steuerleitung in den zweiten Abschnitt der Verbindungsleitung abhängig von einer Stellung des Ventilkörpers in der Ventilkörperaufnahme steuerbar ist. Die zumindest eine zweite Ventilöffnung führt zu einem verringerten Staudruck am Ventilkörper und ist deshalb derart auszulegen, dass der Staudruck am Ventilkörper noch ausreicht, den Ventilkörper an den ersten Ventilsitz zu bewegen.
Nach einem vorteilhaften Ausführung sind zumindest zwei in axialer Richtung bezüglich der Ventilachse hintereinander angeordnete zweite Ventilöffnungen vorgesehen, die mit der Ventilkörperaufnahme oder dem Ventilkörper zusammenwirken, wobei die in Öffnungsrichtung des Ventilkörpers gesehen zuerst öffnende zweite Ventilöffnung kleiner ist als die zumindest eine weitere zweite Ventilöffnung. Die kleinere zweite Ventilöffnung dient dazu, mit der Förderpumpe eine Referenzmessung durchzuführen. Bei dieser Referenzmessung wird ein Förderstrom der Förderpumpe über die kleinere der beiden zweiten Ventilöffnungen in die Verbindungsleitung gefördert und dabei die Stromstärke der Förderpumpe gemessen und ausgewertet, um auf die Volumenstrom-Streuung der Förderpumpe 3 rückschließen zu können. Während der Referenzmessung kann die erste Ventilöffnung geöffnet sein. Zum Durchführen einer Tankleckdiagnose wird der Förderstrom der Förderpumpe bei geschlossener erster Ventilöffnung über beide zweite Ventilöffnungen in die Verbindungsleitung und von dort über den zweiten Anschluss in den Kraftstofftank geleitet, um dort einen Druckaufbau zu erreichen.
Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn eine einzige zweite Ventilöffnung vorgesehen ist und die Steuerleitung einen in den zweiten Abschnitt der Verbindungsleitung mündenden und von der Stellung des Ventilkörpers unabhängigen Drosselausgang mit einer verengten Drosselöffnung aufweist. Der Drosselausgang dient dazu, mit der Förderpumpe eine Referenzmessung durchzuführen. Bei dieser Referenzmessung wird ein Förderstrom der Förderpumpe über die Drosselöffnung in die Verbindungsleitung gefördert und dabei die Stromstärke der Förderpumpe gemessen und ausgewertet. Während der Referenzmessung kann die erste Ventilöffnung geöffnet sein. Zum Durchführen einer Tankleckdiagnose wird der Förderstrom der Förderpumpe bei geschlossener erster Ventilöffnung über die zweite Ventilöffnung und die Drosselöffnung in die Verbindungsleitung und von dort über den zweiten Anschluss in den Kraftstofftank geleitet, um dort einen Druckaufbau zu erreichen.
Auch vorteilhaft ist, wenn ein der Ventilkörperaufnahme zugewandter Abschnitt der Bypassleitung als elastischer Faltenbalg ausgebildet ist, der mit einem Ende an dem Ventilkörper und mit dem anderen Ende an einer Öffnung der Bypassleitung befestigt ist. Die Funktion des Federelementes zur Rückstellung des Ventilkörpers ist dadurch in der Bypassleitung 11 integriert. Außerdem wird der Ventilkörper 13 auf diese Weise mit dem Faltenbalg 18 gekoppelt. Der Druck der Förderpumpe 3 wird über die Bypassleitung 11 und den Faltenbalg 18 an die der ersten Ventilöffnung 10 abgewandte Seite des Ventilkörpers 13 geleitet.
Nach einem vorteilhaften zweiten Ausführungsbeispiel ist die Steuerleitung ausschließlich über einen in den zweiten Abschnitt der Verbindungsleitung mündenden und von der Stellung des Ventilkörpers unabhängigen Drosselausgang mit dem zweiten Abschnitt der Verbindungsleitung verbunden ist. Dadurch ist die Pumpeinrichtung besonders einfach aufgebaut.
Des Weiteren ist vorteilhaft, wenn der Ventilkörper einen Kolben oder Hohlkolben umfasst, da auf diese Weise eine gute mechanische Führung des Ventilkörpers in der Ventilkörperaufnahme erreicht wird.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

1 zeigt im Schnitt eine vereinfacht dargestellte Pumpeinrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 den Ventilkörper nach 1 mit einem alternativen Federelement,
3 eine alternative Ausführung des Ventilkörpers nach 1 oder 2,
4 eine weitere alternative Ausführung des Ventilkörpers nach 1 oder 2,
5 im Schnitt eine vereinfacht dargestellte Pumpeinrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,
6 im Schnitt eine vereinfacht dargestellte Pumpeinrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel,
7 im Schnitt eine vereinfacht dargestellte Pumpeinrichtung nach einem vierten Ausführungsbeispiel,
8 im Schnitt eine vereinfacht dargestellte Pumpeinrichtung nach einem fünften Ausführungsbeispiel,
9 im Schnitt eine vereinfacht dargestellte Pumpeinrichtung nach einem sechsten Ausführungsbeispiel und
10 im Schnitt eine vereinfacht dargestellte Pumpeinrichtung nach einem siebten Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt im Schnitt eine vereinfacht dargestellte Pumpeinrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel.
Die Pumpeinrichtung 1 dient dazu, eine Tankleckdiagnose durchzuführen, bei der ein Kraftstofftank 2 eines Fahrzeugs auf ein Leck überprüft wird. Dazu weist die Pumpeinrichtung 1 eine elektrische Förderpumpe 3 auf, mit deren Förder- bzw. Volumenstrom ein Druckaufbau im Kraftstofftank 2 erreichbar ist. Ein Gehäuse 4 der Pumpeinrichtung 1 hat einen ersten Anschluss 5 zum Verbinden mit der Atmosphäre 7, beispielsweise über einen Luftfilter, und einen zweiten Anschluss 6 zum Verbinden mit dem Kraftstofftank 2, beispielsweise mittelbar über einen Aktivkohlefilter. Über den ersten Anschluss 5 kann die Pumpeinrichtung 1 Frischluft, insbesondere gefiltert, aus der Atmosphäre ansaugen und zum Druckaufbau in den Kraftstofftank 2 fördern. Weiterhin ist im Gehäuse 4 eine Verbindungsleitung 9 vorgesehen, die den ersten Anschluss 5 mit dem zweiten Anschluss 6 über eine erste Ventilöffnung 10 verbindet. Die erste Ventilöffnung 10 weist einen ersten Ventilsitz 12 auf, der mit einem in einer Ventilkörperaufnahme 15 des Gehäuses 4 beweglich angeordneten Ventilkörper 13 zusammenwirkt. Wenn der Ventilkörper 13 an dem ersten Ventilsitz 12 anliegt, ist die erste Ventilöffnung 10 dicht verschlossen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Förderpumpe 3 derart angeordnet ist, dass der Ventilkörper 13 durch den Förderstrom der Förderpumpe 3 in Richtung des ersten Ventilsitzes 12 verstellbar ist. Dies wird dadurch erreicht, dass der Druck der Förderpumpe 3 bei Betrieb der Förderpumpe 3 auf eine dem ersten Ventilsitz 12 abgewandte Fläche des Ventilkörpers 13 wirkt. Auf diese Weise kann die erste Ventilöffnung 10 allein durch den Betrieb der Förderpumpe 3 geschlossen werden.
Durch die Förderpumpe 3 wird also eine pneumatische Verstellung des Ventilkörpers 13 erreicht. Die Förderpumpe 3 erfüllt dadurch die zwei Funktionen, die erste Ventilöffnung 10 zu schließen bzw. zu öffnen und einen Förderstrom zum Druckaufbau im Kraftstofftank 2 bereitzustellen. Nachdem die erste Ventilöffnung 10 geschlossen ist, wird die Förderpumpe 3 so weiterbetrieben, dass die erste Ventilöffnung 10 weiter geschlossen bleibt und ihr Förderstrom über die zweite Ventilöffnung 20 zum Druckaufbau in den Kraftstofftank 2 geleitet wird. Die Förderpumpe 3 selbst wird von einem Antrieb 3.3, beispielsweise einem Elektromotor, angetrieben.
Ein Ausgang 3.2 der Förderpumpe 3 ist über eine Steuerleitung 11 mit der Ventilkörperaufnahme 15 strömungsverbunden, so dass der Druck der Förderpumpe auf die dem ersten Ventilsitz 12 abgewandte Fläche des Ventilkörpers 13 geleitet wird. Die Steuerleitung 11 ist nach 1 eine Bypassleitung, die von einem ersten Abschnitt 9.1 der Verbindungsleitung 9 zwischen dem ersten Anschluss 5 und der ersten Ventilöffnung 10 abzweigt und in einen zweiten Abschnitt 9.2 der Verbindungsleitung 9 zwischen dem zweiten Anschluss 6 und der ersten Ventilöffnung 10 mündet. Nach dieser Ausführung ist der Eingang 3.1 der Förderpumpe 3 mit dem Abschnitt der Bypassleitung 11 strömungsverbunden, der von dem ersten Abschnitt 9.1 der Verbindungsleitung 9 abzweigt. Die Bypassleitung 11 verläuft auf diese Weise über den Einlass 3.1 und den Auslass 3.2 der Förderpumpe 3.
Die Bypassleitung 11 führt stromab der Förderpumpe 3 in die Ventilkörperaufnahme 15, in der der Ventilkörper 13 beweglich gelagert ist. Der Ventilkörper 13 ist zwischen dem ersten Ventilsitz 12 und einem an der Ventilkörperaufnahme 15 ausgebildeten Anschlag 16 entlang einer Ventilachse 17 beweglich. Die Ventilkörperaufnahme 15 und die erste Ventilöffnung 10 sind derart einander gegenüberliegend angeordnet, dass deren Symmetrieachsen gemeinsam auf der Ventilachse 17 liegen. Die Ventilkörperaufnahme 15 und die erste Ventilöffnung 10 sind also konzentrisch angeordnet.
Die Rückstellbewegung des Ventilkörpers 13 in Richtung des Anschlages 16 erfolgt beispielsweise durch ein Federelement 18, das nach dem ersten Ausführungsbeispiel eine Zugfeder, beispielsweise eine Schraubenzugfeder, ist und in Richtung des Anschlages 16 rückstellend auf den Ventilkörper 13 wirkt. Die Zugfeder 18 ist in der Bypassleitung 11 angeordnet und mit einem Ende am Gehäuse 4 und mit dem anderen Ende am Ventilkörper 13 befestigt. Das Federelement 18 kann aber auch eine Druckfeder sein. Alternativ kann das Federelement 18 entfallen und der Ventilkörper 13 allein durch sein Eigengewicht rückgestellt werden.
An der Pumpeinrichtung 1 ist zumindest eine zweite Ventilöffnung 20 vorgesehen, mittels der eine Strömungsverbindung von der Bypassleitung 11 in den zweiten Abschnitt 9.2 der Verbindungsleitung 9 abhängig von einer Stellung des Ventilkörpers 13 in der Ventilkörperaufnahme 15 steuerbar ist.
Nach dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Ventilkörper 13 als Hohlkolben ausgeführt, an dem die zumindest eine zweite Ventilöffnung 20 vorgesehen ist. Der Hohlkolben hat einen Hohlraum, der an der dem ersten Ventilsitz 12 abgewandten Stirnseite des Ventilkörpers 13 zur Bypassleitung 11 hin geöffnet und an der anderen Stirnseite geschlossen ist.
Die zumindest eine zweite Ventilöffnung 20 wird durch das Zusammenwirken mit der Ventilkörperaufnahme 15 gesteuert, also beispielsweise geöffnet, wenn die zumindest eine Ventilöffnung 20 aus der Ventilkörperaufnahme 15 in die Verbindungsleitung 9 vorsteht. Dazu ist die zumindest eine zweite Ventilöffnung 20 als Durchgangsöffnung am Umfang des Hohlkolbens vorgesehen.
An dem Hohlkolben des Ventilkörpers 13 ist nach dem ersten Ausführungsbeispiel ein mit den Ventilsitzen 12,16 zusammenwirkender Tellerabschnitt 21 vorgesehen. Der Anschlag 16 ist an der dem Tellerabschnitt 21 des Ventilkörpers 13 zugewandten Stirnseite des Gehäuses 4 bzw. der Ventilkörperaufnahme 15 vorgesehen.
Alternativ zu der Ventilfeder 18 nach 1 kann nach 2 eine elastisch federnde Membran 18 vorgesehen sein, die den Ventilkörper 13 an den Anschlag 16 rückstellt. Dazu ist ein innerer Randbereich der Membran 18 an dem Ventilkörper 13 und ein äußerer Randbereich der Membran 18 an dem Gehäuse 4 der Pumpeinrichtung 1 befestigt.
Nach der Ausführung nach 3 kann zumindest eine zweite Ventilöffnung 20, beispielsweise eine einzige zweite Ventilöffnung 20, am Ventilkörper 13 vorgesehen sein, deren Öffnungsquerschnitt sich in einer zur ersten Ventilöffnung 10 hin verlaufenden Öffnungsrichtung kontinuierlich erweitert.
Bei der Ausführung nach 4 hat der Ventilkörper 13 zumindest zwei, beispielsweise drei in axialer Richtung bezüglich der Ventilachse 17 hintereinander angeordnete zweite Ventilöffnungen 20, die mit der Ventilkörperaufnahme 15 zusammenwirken, wobei die in Öffnungsrichtung des Ventilkörpers 13 gesehen zuerst öffnende zweite Ventilöffnung 20.1 kleiner ist als die zumindest eine weitere zweite Ventilöffnung 20.2. Zum Durchführen einer Referenzmessung wird die Förderpumpe 3 mit einer bestimmten Spannung derart betrieben, dass der Ventilkörper 13 nur soweit aus der Ventilkörperaufnahme 15 vorsteht, dass nur die kleinere zweite Ventilöffnung 20.1 geöffnet ist.
5 zeigt im Schnitt eine vereinfacht dargestellte Pumpeinrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach 5 sind die gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel nach 1 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass ein der Ventilkörperaufnahme 15 zugewandter Abschnitt der Bypassleitung 11 als elastischer Faltenbalg ausgebildet ist, der mit einem Ende an dem Ventilkörper 13 und mit dem anderen Ende an einer Öffnung der Bypassleitung 11 befestigt ist. Die Funktion des Federelementes 18 ist dadurch in der Bypassleitung 11 integriert und der Ventilkörper 13 ist auf diese Weise mit dem Faltenbalg 18 gekoppelt. Der Druck der Förderpumpe 3 wird über die Bypassleitung 11 und den Faltenbalg 18 an die der ersten Ventilöffnung 10 abgewandte Seite des Ventilkörpers 13 geleitet. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass der Ventilkörper 13 nicht als Hohlkolben ausgebildet ist und keine zweite Ventilöffnung 20 aufweist. Stattdessen ist der Ventilkörper 13 als Kolben aus Vollmaterial oder als Kolben mit eingeschlossenem Hohlraum ausgeführt. Der Ventilkörper 13 steuert beim zweiten Ausführungsbeispiel also nur die erste Ventilöffnung 10 und keine zweite Ventilöffnung 20. Damit die Förderpumpe 3 den Kraftstofftank 2 mit Druck beaufschlagen kann, hat die Bypassleitung 11 einen in den zweiten Abschnitt 9.2 der Verbindungsleitung 9 mündenden und von der Stellung des Ventilkörpers 13 unabhängigen Drosselausgang 25 mit einer verengten Drosselöffnung 26. Die Steuerleitung 11 ist also ausschließlich über den Drosselausgang 25,26 mit dem zweiten Abschnitt 9.2 der Verbindungsleitung 9 verbunden.
Beim Betrieb der Förderpumpe 3 wirkt der Druck der Förderpumpe 3 auf den Ventilkörper 13 derart, dass der Ventilkörper 13 an den ersten Ventilsitz 12 bewegt wird und die erste Ventilöffnung 10 dicht verschließt. Über die Drosselöffnung 26 fließt ein Förderstrom der Förderpumpe 3 in die Verbindungsleitung 9 und von dort in den Kraftstofftank 2. Die Drosselöffnung 26 ist derart auszulegen, dass der von der Förderpumpe 3 erzeugte Staudruck am Ventilkörper 13 ausreicht, die erste Ventilöffnung 10 beim Durchführen einer Tankleckdiagnose geschlossen zu halten.
Da der Ventilkörper 13 keinen Tellerabschnitt 21 wie in 1 aufweist, ist der Anschlag 16 an einer Schulter 22 der Ventilkörperaufnahme 15 vorgesehen, die an einem der ersten Ventilöffnung 10 abgewandten Ende der Ventilkörperaufnahme 15 ausgebildet ist.
6 zeigt im Schnitt eine vereinfacht dargestellte Pumpeinrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel nach 6 sind die gegenüber dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel nach 1 und 5 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Beim dritten Ausführungsbeispiel nach 6 ist wie nach 5 ein der Ventilkörperaufnahme 15 zugewandter Abschnitt der Bypassleitung 11 als elastischer Faltenbalg ausgebildet, der mit einem Ende an dem Ventilkörper 13 und mit dem anderen Ende an einer Öffnung der Bypassleitung 11 befestigt ist. Die Funktion des Federelementes 18 ist dadurch in der Bypassleitung 11 integriert und der Ventilkörper 13 ist auf diese Weise mit dem Faltenbalg 18 gekoppelt. Der Druck der Förderpumpe 3 wird über die Bypassleitung 11 und den Faltenbalg 18 an die der ersten Ventilöffnung 10 abgewandte Seite des Ventilkörpers 13 geleitet. Auch die Ventilkörperaufnahme 15 ist wie beim zweiten Ausführungsbeispiel ausgestaltet.
Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich jedoch gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel darin, dass der Ventilkörper 13 als Hohlkolben ausgebildet ist, der an seinem Umfang zumindest eine zweite Ventilöffnung 20, beispielsweise zwei Ventilöffnungen 20, als Durchgangsöffnung aufweist. Die am Ventilkörper 13 ausgebildeten zweiten Ventilöffnungen 20 wirken mit der Ventilkörperaufnahme 15 zusammen, so dass der Ventilkörper 13 die zweiten Ventilöffnungen 20 abhängig von seiner Stellung in der Ventilkörperaufnahme 15 steuert, also öffnet oder schließt.
7 zeigt im Schnitt eine vereinfacht dargestellte Pumpeinrichtung nach einem vierten Ausführungsbeispiel.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel nach 7 sind die gegenüber dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel nach 1, 5 und 6 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel nach 1 darin, dass das Federelement 18 nicht als Zugfeder, sondern als Druckfeder, beispielsweise als Schraubendruckfeder, ausgebildet und in der Verbindungsleitung 9 zwischen dem ersten Ventilsitz 12 und dem Ventilkörper 13 angeordnet ist. Die Druckfeder 18 stützt sich mit einem Ende an dem Gehäuse 4 ab und wirkt mit dem anderen Ende rückstellend auf den Ventilkörper 13. Damit der Ventilkörper 13 die erste Ventilöffnung 10 trotz der im Bereich der ersten Ventilöffnung 10 angeordneten Druckfeder 18 schließen kann, ist am Ventilkörper 13 ein ringförmiger Vorsprung 23 vorgesehen, der die Druckfeder 18 umschließt und im zusammengedrückten Zustand vollständig aufnehmen kann. Der Vorsprung 23 kann beispielsweise ein Dichtelement sein, das mit dem ersten Ventilsitz 12 dichtend zusammenwirkt.
Außerdem führt die Bypassleitung 11 ohne einen elastischen Faltenbalgabschnitt in die Ventilkörperaufnahme 15. Die Stellung des Ventilkörpers 13 in der Ventilkörperaufnahme 15 stellt sich abhängig vom Kräftegleichgewicht zwischen der Druckkraft der Förderpumpe 3 und der Federkraft der Druckfeder 18 ein.
Der Ventilkörper 13 kann wie im ersten oder dritten Ausführungsbeispiel als Hohlkolben ausgeführt sein und hat beispielsweise zwei in axialer Richtung hintereinander angeordnete zweite Ventilöffnungen 20, 20.1,20.2. Die Ventilkörperaufnahme 15 ist wie beim zweiten oder dritten Ausführungsbeispiel ausgebildet.
8 zeigt im Schnitt eine vereinfacht dargestellte Pumpeinrichtung nach einem fünften Ausführungsbeispiel.
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel nach 8 sind die gegenüber dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel nach 1 und 5 bis 7 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Das fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber dem vierten Ausführungsbeispiel darin, dass eine einzige zweite Ventilöffnung 20 am Ventilkörper 13 vorgesehen ist und die Bypassleitung 11 den in den zweiten Abschnitt 9.2 der Verbindungsleitung 9 mündenden und von der Stellung des Ventilkörpers 13 unabhängigen Drosselausgang 25 mit der verengten Drosselöffnung 26 aufweist. Die zweite Ventilöffnung 20 dient einem schnellen Druckaufbau im Kraftstofftank 2 und kann auch entfallen.
Der Ventilkörper 13 ist wie im dritten und vierten Ausführungsbeispiel als Hohlkolben ausgeführt. Das Federelement 18 ist beispielsweise als Schraubendruckfeder in der Verbindungsleitung 9 angeordnet, so dass die Bypassleitung 11 ohne einen elastischen Faltenbalgabschnitt in die Ventilkörperaufnahme 15 führt. Die Ventilkörperaufnahme 15 ist wie beim zweiten, dritten oder vierten Ausführungsbeispiel ausgebildet.
9 zeigt im Schnitt eine vereinfacht dargestellte Pumpeinrichtung nach einem sechsten Ausführungsbeispiel.
Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel nach 9 sind die gegenüber dem ersten bis fünften Ausführungsbeispiel nach 1 und 5 bis 8 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Das sechste Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber dem fünften Ausführungsbeispiel darin, dass die einzige zweite Ventilöffnung 20 nicht am Ventilkörper 13, sondern an der Ventilkörperaufnahme 15 des Gehäuses 4 vorgesehen ist. Die zweite Ventilöffnung 20 wirkt mit dem Ventilkörper 13 zusammen und ist abhängig von der Stellung des Ventilkörpers zumindest teilweise geöffnet oder geschlossen. Die zweite Ventilöffnung 20 führt dabei von der Ventilkörperaufnahme 15 in den zweiten Abschnitt 9.2 der Verbindungsleitung 9. Der Ventilkörper 13 ist beispielsweise aus Vollmaterial hergestellt, kann aber auch einen eingeschlossenen Hohlraum haben.
Der Anschlag 16 ist an der Schulter 22 der Ventilkörperaufnahme 15 vorgesehen, die an dem der ersten Ventilöffnung 10 abgewandten Ende der Ventilkörperaufnahme 15 ausgebildet ist.
Zusätzlich umfasst die Bypassleitung 11 den in den zweiten Abschnitt 9.2 der Verbindungsleitung 9 mündenden und von der Stellung des Ventilkörpers 13 unabhängigen Drosselausgang 25 mit der verengten Drosselöffnung 26. Das Federelement 18 ist beispielsweise als Schraubendruckfeder in dem zweiten Abschnitt 9.2 der Verbindungsleitung 9 angeordnet. Die zweite Ventilöffnung 20 dient einem schnellen Druckaufbau im Kraftstofftank 2 und kann auch entfallen.
10 zeigt im Schnitt eine vereinfacht dargestellte Pumpeinrichtung nach einem siebten Ausführungsbeispiel.
Bei dem siebten Ausführungsbeispiel nach 10 sind die gegenüber dem ersten bis sechsten Ausführungsbeispiel nach 1 und 5 bis 9 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Das siebte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber den übrigen Ausführungsbeispielen darin, dass die Steuerleitung 11 nicht als Bypassleitung, sondern als separate Leitung ausgeführt ist, die zwar über den Drosselausgang 25 mit dem zweiten Abschnitt 9.2 der Verbindungsleitung 9, aber nicht mit dem ersten Abschnitt 9.1 der Verbindungsleitung 9 strömungsverbunden ist. Anstatt die Luft aus dem ersten Anschluss 5 anzusaugen, saugt die Förderpumpe 3 über ihren Eingang 3.1 Luft aus der Atmosphäre 7 an. Der Eingang 3.1 des Förderaggregates 3 bildet dabei einen dritten Anschluss 8. Die Steuerleitung 11 verzweigt sich beispielsweise und mündet mit einem Abschnitt in die Ventilkörperaufnahme 15 und ist über den Drosselausgang 25 mit dem zweiten Abschnitt 9.2 der Verbindungsleitung 9 strömungsverbunden. Alternativ kann der Anschluss 3.1 der Förderpumpe 3 auch mit dem ersten Anschluss 5 verbunden sein und auf diese Weise von dort Luft ansaugen.
Die Ventilkörperaufnahme 15 weist wie im sechsten Ausführungsbeispiel nach 9 beispielsweise eine zweite Ventilöffnung 20 auf, die mit dem Ventilkörper 13 zusammenwirkt und von der Ventilkörperaufnahme 15 ausgehend in den zweiten Abschnitt 9.2 der Verbindungsleitung 9 führt, beispielsweise über den Drosselausgang 25 stromab der Drosselöffnung 26. Die Ventilöffnung 20 dient einem schnelleren Druckaufbau im Kraftstofftank 2 und kann auch entfallen.
Der Ventilkörper 13 ist beispielsweise aus Vollmaterial hergestellt, kann aber auch einen eingeschlossenen Hohlraum haben.
Eine den Ventilkörper 13 rückstellende Ventilfeder 18 kann bei dieser Ausführung vorgesehen sein, ist aber in dieser Ausführung beispielsweise entfallen.
Die zuvor beschriebenen Pumpeinrichtungen können in einem Referenzbetrieb oder einem Tankleckdiagnosebetrieb betrieben werden. Vor dem Durchführen der Tankleckdiagnose kann die Förderpumpe in dem Referenzbetrieb mit einer ersten Spannung derart betrieben werden, dass der Förderstrom, also der Volumenstrom der Förderpumpe 3 ausschließlich über ein Referenzleck in die Verbindungsleitung 9 gelangt. Das Referenzleck kann je nach Ausführungsbeispiel die zweite Ventilöffnung 20.1 oder die Drosselöffnung 26 der Steuerleitung 11 sein. Bei der Referenzmessung wird die Stromstärke der Förderpumpe gemessen und ausgewertet, um auf die Volumenstrom-Streuung der Förderpumpe 3 rückschließen zu können. Es können auch mehrere Referenzmessungen bei unterschiedlichen ersten Spannungen durchgeführt werden, wodurch die Pumpengüte der Förderpumpe 3 noch genauer bestimmbar ist.
Zum Durchführen der Tankleckdiagnose wird die Förderpumpe 3 in einem Tankleckdiagnosebetrieb mit einer zweiten, bezüglich der ersten Spannung höheren Spannung derart betrieben, dass die erste Ventilöffnung 10 durch den Ventilkörper 13 dicht verschlossen ist und Förderstrom der Förderpumpe über den zweiten Anschluss 2 in den zu prüfenden Kraftstofftank 2 geleitet wird. Der Förderstrom kann dabei über die zumindest eine zweite Ventilöffnung 20 und/oder über die Drosselöffnung 26 des Drosselausgangs 25 in die Verbindungsleitung 9 und von dort in den Kraftstofftank 2 gelangen. Während des Tankleckdiagnosebetriebs wird der Verlauf der Stromstärke der Förderpumpe 3 gemessen, ausgewertet und mit einem Referenzkennlinie verglichen. Wenn die gemessene Stromstärke größer ist als der jeweilige Referenzwert, liegt kein Leck vor, da sich aufgrund eines fehlenden Lecks ein hoher Gegendruck im Kraftstofftank 2 aufbaut, gegen den die Förderpumpe 3 arbeiten muss. Wenn die gemessene Stromstärke kleiner ist als der jeweilige Referenzwert, liegt ein Leck vor, da sich aufgrund des Lecks kein entsprechend hoher Gegendruck im Kraftstofftank 2 aufbaut, gegen den die Förderpumpe 3 arbeiten muss.
Es kann ein Drucksensor 28 vorgesehen sein, der den Druck in der Steuerleitung 11, in der Ventilkörperaufnahme 15 oder im Kraftstofftank 2 misst. Der Drucksensor 28 kann alternativ oder ergänzend zu der im Referenzbetrieb und im Tankleckdiagnosebetrieb durchgeführten Messung der Stromstärke der Förderpumpe 3 vorgesehen sein.
Das Umschalten von der ersten Spannung auf die zweite Spannung kann stufenförmig oder kontinuierlich erfolgen. Das kontinuierliche Anheben der Spannung auf den Wert der zweiten Spannung hat den Vorteil, dass der Ventilkörper 13 sanft an den ersten Ventilsitz 12 bewegt wird, so dass das Schließen der ersten Ventilöffnung 10 nicht hörbar ist und somit die Schaltgeräusche der Vorrichtung verringert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19735549 B4 [0002]

Claims

Pumpeinrichtung zum Druckaufbau in einem Kraftstofftank (2), mit einer elektrischen Förderpumpe (3), einem ersten Anschluss (5) zum Verbinden mit einer Atmosphäre (7), einem zweiten Anschluss (6) zum Verbinden mit dem Kraftstofftank (2), eine Verbindungsleitung (9), die den ersten Anschluss (5) mit dem zweiten Anschluss (6) über eine erste Ventilöffnung (10) verbindet, wobei die erste Ventilöffnung (10) einen ersten Ventilsitz (12) aufweist, der mit einem in einer Ventilkörperaufnahme (15) beweglich angeordneten Ventilkörper (13) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderpumpe (3) derart angeordnet ist, dass der Ventilkörper (13) durch den Förderstrom der Förderpumpe (3) in Richtung des ersten Ventilsitzes (12) verstellbar ist.
Pumpeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck der Förderpumpe über eine Steuerleitung (11) auf eine dem ersten Ventilsitz abgewandte Fläche des Ventilkörpers leitbar ist.
Pumpeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgang (3.2) der Förderpumpe (3) über die Steuerleitung (11) mit der Ventilkörperaufnahme (15) strömungsverbunden ist.
Pumpeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitung (11) eine Bypassleitung ist, die von einem ersten Abschnitt (9.1) der Verbindungsleitung (9) zwischen dem ersten Anschluss (5) und der ersten Ventilöffnung (10) abzweigt und in einen zweiten Abschnitt (9.2) der Verbindungsleitung (9) zwischen dem zweiten Anschluss (6) und der ersten Ventilöffnung (10) mündet.
Pumpeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (13) zwischen dem ersten Ventilsitz (12) und einem an der Ventilkörperaufnahme (15) ausgebildeten Anschlag (16) entlang einer Ventilachse (17) beweglich ist.
Pumpeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement (18), insbesondere eine Schraubenfeder, eine Membran oder ein Faltenbalg, vorgesehen ist, das in Richtung des Anschlages (16) auf den Ventilkörper (13) wirkt.
Pumpeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zweite Ventilöffnung (20) vorgesehen ist, mittels der eine Strömungsverbindung von der Steuerleitung (11) in den zweiten Abschnitt (9.2) der Verbindungsleitung (9) abhängig von einer Stellung des Ventilkörpers (13) in der Ventilkörperaufnahme (15) steuerbar ist.
Pumpeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei in axialer Richtung bezüglich der Ventilachse (17) hintereinander angeordnete zweite Ventilöffnungen (20) vorgesehen sind, die mit der Ventilkörperaufnahme (15) oder dem Ventilkörper (13) zusammenwirken, wobei die in Öffnungsrichtung des Ventilkörpers (13) gesehen zuerst öffnende zweite Ventilöffnung (20) kleiner ist als die zumindest eine weitere zweite Ventilöffnung (20).
Pumpeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige zweite Ventilöffnung (20) vorgesehen ist und die Steuerleitung (11) einen in den zweiten Abschnitt (9.2) der Verbindungsleitung (9) mündenden und von der Stellung des Ventilkörpers (13) unabhängigen Drosselausgang (25) mit einer verengten Drosselöffnung (26) aufweist.
Pumpeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Ventilkörperaufnahme (15) zugewandter Abschnitt der Bypassleitung (11) als elastischer Faltenbalg (18) ausgebildet ist, der mit einem Ende an dem Ventilkörper (13) und mit dem anderen Ende an einer Öffnung der Bypassleitung (11) befestigt ist.
Pumpeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitung (11) ausschließlich über einen in den zweiten Abschnitt (9.2) der Verbindungsleitung (9) mündenden und von der Stellung des Ventilkörpers (13) unabhängigen Drosselausgang (25) mit dem zweiten Abschnitt (9.2) der Verbindungsleitung (9) verbunden ist.
Pumpeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (13) einen Kolben oder Hohlkolben umfasst.