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Die
Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.
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Es
ist schon eine Vorrichtung aus der
DE 100 44 610 A1 bekannt, bei der eine in
einem Speicherbehälter
angeordnete Förderpumpe
Kraftstoff über einen
Vorfilter ansaugt. Bei Dieselkraftstoff besteht das Problem, daß bei niedrigen
Temperaturen Paraffin im Dieselkraftstoff entsteht. Bei einem Fahrzeugstart
verstopft das nach einem längeren
Fahrzeugstillstand am Boden des Speicherbehälters angesammelte Paraffin
den Vorfilter, so daß kein
Kraftstoff zu der Förderpumpe
gelangt und das Fahrzeug nicht gestartet werden kann.
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Aus
der
EP 0 905 370 B1 ist
bekannt, am Vorfilter ein Heizelement anzuordnen, das bei verstopftem
Vorfilter den Kraftstoff am Vorfilter erwärmt und das Paraffin auflöst, so daß der Vorfilter
wieder für
den Kraftstoff durchlässig
ist und das Fahrzeug starten kann. Nachteilig ist, daß das zusätzliche
Heizelement sehr teuer und aufwendig ist.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den
Vorteil, daß auf
einfache Art und Weise der Fahrzeugstart bei niedrigen Temperaturen
verbessert wird, indem ein Zusatzvorfilter stromauf der Förderpumpe
vorgesehen ist, der einen größeren Abstand
zu einem Topfboden des Speicherbehälters aufweist als der Vorfilter
und zum Vorfilter parallelgeschaltet ist. Da sich das Paraffin nach
einem längeren
Fahrzeugstillstand am Topfboden des Speicherbehälters ansammelt, verstopft
der aus einem beabstandeten Bereich zum Topfboden ansaugende Zusatzvorfilter
wesentlich geringer als der Vorfilter, so daß zumindest der Zusatzvorfilter
für den
Kraftstoff durchlässig
bleibt. Somit ist die Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine
beim Fahrzeugstart gewährleistet
und das Fahrzeug startet zuverlässig.
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Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Vorrichtung möglich.
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Besonders
vorteilhaft ist, wenn der Zusatzvorfilter senkrecht zum Topfboden
angeordnet ist, da Kraftstoff aus Bereichen mit unterschiedlichem
Abstand zum Topfboden angesaugt werden kann und daher die Gefahr
der vollständigen
Verstopfung auch des Zusatzvorfilters verringert wird. Wenn der
Zusatzvorfilter in einem dem Topfboden zugewandten unteren Filterbereich
verstopft, ist zumindest noch der dem Topfboden abgewandte obere
Filterbereich des Zusatzvorfilters für den Kraftstoff durchlässig.
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Auch
vorteilhaft ist, wenn der Zusatzvorfilter an einem Pumpenhalter
angeordnet ist, da auf diese Weise im Pumpenhalter neben der Funktion
der Pumpenlagerung im Speicherbehälter und der Vorfilterung des
Kraftstoffs eine weitere Funktion der Bypaßfilterung beim Fahrzeugstart
integriert ist.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Pumpenhalter topfförmig ausgebildet,
wobei der Vorfilter in einem Topfboden und der Zusatzvorfilter an einem
Umfang des Pumpenhalters angeordnet ist. Der Zusatzvorfilter kann
auch vorteilhafterweise in oder an einem an dem Pumpenhalter angeordneten Filtergehäuse vorgesehen
sein.
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Sehr
vorteilhaft ist es, wenn der Pumpenhalter mittels Haltearmen an
dem Speicherbehälter
gehalten ist.
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In
einer vorteilhaften Ausführung
hat der Zusatzvorfilter eine Maschenweite von 300 Mikrometern und
ist eben, gewölbt
oder schlauchförmig
ausgebildet. Der Abstand einer vom Topfboden abgewandten Filteroberkante
des Zusatzvorfilters zum Topfboden beträgt vorteilhafterweise 45 Millimeter.
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Zeichnung
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 im Schnitt ein erstes
Ausführungsbeispiel und 2 ein zweites Ausführungsbeispiel.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorichtung
zum Fördern
von Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter zu einer Brennkraftmaschine.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
weist ein in einem Vorratsbehälter 1 angeordnetes
Kraftstofffördermodul 2 auf.
In dem Vorratsbehälter 1 ist
ein Kraftstoff 3, beispielsweise Diesel-Kraftstoff, gespeichert.
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Das
Kraftstofffördermodul 2 besteht
aus einem beispielsweise topfförmigen
Speicherbehälter 4, in
dem eine Förderpumpe 7 angeordnet
ist, die Kraftstoff beispielsweise über einen Vorfilter 8 und
einen Eingangskanal 9 der Förderpumpe 7 aus dem Speicherbehälter 4 in
die Förderpumpe 7 ansaugt und
druckerhöht über einen
Ausgangskanal 10 der Förderpumpe 7 in
eine zu einer Brennkraftmaschine 11 führenden Druckleitung 12 fördert. Der
Speicherbehälter 4 bevorratet
ausreichend viel Kraftstoff, damit eine Kraftstoffversorgung der
Brennkraftmaschine 11 durch die Förderpumpe 7 sichergestellt
ist, auch wenn, beispielsweise durch eine Kurvenfahrt und dadurch
bedingte Schwappbewegungen des Kraftstoffs im Vorratsbehälter 1,
kein Kraftstoff in den Speicherbehälter 4 gefördert wird.
Die Förderpumpe 7 ist
mit dem Eingangskanal 9 beispielsweise nahe einem Topfboden 14 des
topfförmigen Speicherbehälters 4 und
der Speicherbehälter 4 beispielsweise nahe
einem Tankboden 15 des Vorratsbehälters 1 angeordnet.
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Die
Förderpumpe 7 ist
eine Verdrängerpumpe,
beispielsweise eine Rollenzellenpumpe, die elektrisch von einem
Aktor, beispielsweise einem Anker eines Elektromotors, angetrieben
wird.
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Der
Speicherbehälter 4 weist
beispielsweise ein Erstbefüllventil 16 auf,
das beispielsweise in dem Topfboden 14 des topfförmigen Speicherbehälters 4 angeordnet
ist. Das Erstbefüllventil 16 öffnet, wenn der
Füllstand
im Speicherbehälter 4 niedriger
ist als im Vorratsbehälter 1,
und läßt Kraftstoff
aus dem Vorratsbehälter 1 in
den Speicherbehälter 4 strömen. Das
Erstbefüllventil 16 ist
beispielsweise als schirmförmiges
Rückschlagventil
ausgebildet, das bei einer Strömung
in Richtung Vorratsbehälter 1 schließt.
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Damit
der Speicherbehälter 4 nicht
von der Förderpumpe 7 leer
gesaugt wird, muß laufend
Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter 1 in
den Speicherbehälter 4 nachströmen. Dazu
ist in oder an dem Speicherbehälter 4 wenigstens
eine Saugstrahlpumpe 17 vorgesehen, die Kraftstoff aus
dem Vorratsbehälter 1 in
den Speicherbehälter 4 fördert. Dazu
wird Kraftstoff aus einer Treibleitung 18 als ein Treibstrahl in
einen Mischkanal 21 eingespritzt. Bekannterweise reißt der Treibstrahl
beim Eintritt in den Mischkanal 21 Kraftstoff in Strömungsrichtung
mit, so daß ein Unterdruck
entsteht, der Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter 1 in den Mischkanal 21 ansaugt.
Der Kraftstoff des Treibstrahls und der aus dem Vorratsbehälter 1 in
den Mischkanal 21 angesaugte Kraftstoff strömen zusammen über den
Mischkanal 21 in den Speicherbehälter 4.
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Die
Treibleitung 18 wird beispielsweise von überschüssigem Kraftstoff
aus der Brennkraftmaschine 11 gespeist, der als sogenannter
Rücklauf über die
Treibleitung 18 wieder in den Speicherbehälter 4 zurückströmt.
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Eine
Saugstrahlpumpe ist beispielsweise aus der
DE 198 56 298 C1 bekannt,
wobei deren Inhalt ausdrücklich
Teil der Offenbarung dieser Anmeldung sein soll.
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Die
Förderpumpe 7 ist
beispielsweise in einem topfförmigen
Pumpenhalter 22 gelagert. Der Pumpenhalter 22 weist
beispielsweise einen topfförmigen
Innenzylinder 27 mit einem Innenboden 28 und einen
topfförmigen
Außenzylinder 29 mit
einem Außenboden 30 auf,
wobei der topfförmige
Innenzylinder 27 und der topfförmige Außenzylinder 29 beispielsweise
konzentrisch und am Umfang zueinander beabstandet angeordnet sind.
Der Innenboden 28 weist zumindest eine Durchgangsöffnung 35 auf. Der
topfförmige
Außenzylinder 29 mit
dem Außenboden 30 umgreift
den topfförmigen
Innenzylinder 27 am Innenboden 28 in Richtung
der axialen Erstreckung des topfförmigen Innenzylinders 27 und
ist an einem dem Außenboden 30 abgewandten
Topfrand 31 des Außenzylinders 29 mit
dem topfförmigen
Innenzylinder 27 einteilig verbunden. Der topfförmige Innenzylinder 27 überragt
den topfförmigen
Außenzylinder 29 mit
seiner axialen Länge.
Zwischen dem topfförmigen
Innenzylinder 27 und dem topfförmigen Außenzylinder 29 ist
ein ringförmiger
Zwischenraum 34 eingeschlossen.
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Der
Pumpenhalter 22 weist beispielsweise am Umfang des Innenzylinders 27 mehrere
Haltearme 41 auf, die in Richtung des Speicherbehälters 4 greifen
und den Pumpenhalter 22 am Speicherbehälter 4, beispielsweise
nahe einem Behälterrand 42 des
Speicherbehälters 4,
befestigen.
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Die
Förderpumpe 7 ist
in dem topfförmigen Innenzylinder 27 bündig angeordnet,
liegt beispielsweise mit einer den Eingangskanal 9 aufweisenden Stirnseite
an dem Innenboden 28 an und überragt den topfförmigen Innenzylinder 27 mit
seiner axialen Länge
in einer vom Innenboden 28 abgewandten Richtung.
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Der
Vorfilter 8 schützt
die Vorrichtung stromab des Vorfilters 8 vor im Kraftstoff
enthaltenen groben Schmutzpartikeln. Der Vorfilter 8 ist
beispielsweise ein Filtergewebe mit einer sogenannten Maschenweite
von 300 Mikrometern. Der Vorfilter 8 ist nahe dem Topfboden 14 angeordnet,
damit auch bei niedrigem Füllstand
im Speicherbehälter 4 noch
Kraftstoff angesaugt werden kann. Der Vorfilter 8 kann
beispielsweise eben, gewölbt
oder auch als sogenannter Filterstrumpf schlauchförmig ausgebildet
sein. Der Vorfilter 8 ist beispielsweise am Pumpenhalter 22,
z.B. in oder an einer Ansaugöffnung 36 des
Außenbodens 30,
vorgesehen. Der Vorfilter 8 ist beispielsweise in oder
an die Ansaugöffnung 36 geschweißt, geklebt
oder gespritzt.
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Die
dem Topfboden 14 zugewandte Stirnseite der Förderpumpe 7,
die Durchgangsöffnung 35 des
Innenbodens 28, der Vorfilter 8 und der Außenboden 30 schließen einen
Ansaugraum 37 ein, aus dem die Förderpumpe 7 über den
Eingangskanal 9 Kraftstoff ansaugt.
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Im
Diesel-Kraftstoff bildet sich bei niedrigen Temperaturen Paraffin.
Das Paraffin weist eine Kristallstruktur auf, wobei die Form und
Größe der Paraffinkristalle
von der Qualität
des Diesel-Kraftstoffs abhängt.
Das Paraffin ist, nachdem es im Kraftstoff gebildet ist, im Kraftstoff
zunächst
gleichmäßig verteilt, sinkt
aber aufgrund der Schwerkraft mit der Zeit in Richtung Tankboden 15 und
sammelt sich mit erhöhter
Konzentration am Topfboden 14 des Speicherbehälters 4 und
am Tankboden 15 des Vorratsbehälters 1 an.
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Bei
einem Fahrzeugstart wird die Förderpumpe 7 eingeschaltet
und beginnt, Kraftstoff aus dem Speicherbehälter 4 über den
Vorfilter 8 anzusaugen. Bei niedrigen Temperaturen und
nach längerem Fahrzeugstillstand
hat sich am Tankboden 15 im Bereich des Vorfilters 8 viel
Paraffin angesammelt, das zusammen mit dem Kraftstoff von der Förderpumpe 7 angesaugt
wird. Das Paraffin wird dabei am Vorfilter 8 zurückgehalten
und versperrt einen Teil der Filterfläche des Vorfilters 8.
Bei hoher Paraffin-Konzentration kann das Paraffin die gesamte Filterfläche des Vorfilters 8 zusetzen
und damit den Vorfilter 8 verstopfen.
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Deshalb
weist die Vorrichtung erfindungsgemäß einen Zusatzvorfilter 43 stromauf
der Förderpumpe 7 auf,
der einen größeren Abstand
zu dem Topfboden 14 des Speicherbehälters 4 aufweist als der
Vorfilter 8. Der Abstand vom Topfboden 14 zu einer
vom Topfboden 14 abgewandten und vom Topfboden 14 am
weitesten entfernten Filteroberkante 45 des Zusatzvorfilters 43 beträgt beispielsweise
45 Millimeter. Der Zusatzvorfilter 43 ist zum Vorfilter 8 parallelgeschaltet
und verstopft durch seinen größeren Abstand
vom Topfboden 14 weniger leicht, da mit größerem Abstand
zum Topfboden 14 weniger Paraffin im Kraftstoff enthalten
ist. Der Zusatzvorfilter 43 dient als Bypaßfilter,
der vorwiegend bei verstopftem Vorfilter 8 durchströmt wird.
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Der
Zusatzvorfilter 43 hat beispielsweise eine Maschenweite
von 300 Mikrometern, wobei aber ausdrücklich auch andere Maschenweiten
eingesetzt werden können.
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Der
Zusatzvorfilter 43 ist beispielsweise am Pumpenhalter 22 vorgesehen
und beispielsweise in oder an zumindest einer weiteren Ansaugöffnung 44 angeordnet.
Die zumindest eine weitere Ansaugöffnung 44 ist beispielsweise
am Umfang des Außenzylinders 29 des
Pumpenhalters 22 angeordnet.
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Der
Zusatzvorfilter 43 kann wie der Vorfilter 8 scheibenförmig oder
schlauchförmig
ausgebildet sein und ist beispielsweise senkrecht zum Topfboden 14 und
in Richtung des Behälterrandes 42 angeordnet.
Auf diese Weise wird der Zusatzvorfilter 43 bei zumindest
teilweise verstopftem Vorfilter 8 von Kraftstoff aus Bereichen
mit unterschiedlichem Abstand zum Topfboden 14 durchströmt, so daß die Gefahr der
vollständigen
Verstopfung des weiteren Vorfilters 43 vermindert wird.
Wenn der Zusatzvorfilter 43 in einem dem Topfboden 14 zugewandten
unteren Filterbereich 47 verstopft, ist zumindest noch
ein dem Topfboden 14 abgewandter oberer Filterbereich 48 für den Kraftstoff
durchlässig.
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Der
Ansaugraum 37 ist sowohl über den Vorfilter 8 und
die zumindest eine Ansaugöffnung 36 als auch über den
Verbindungskanal 38, den Zwischenraum 34, dem
Zusatzvorfilter 43 und die weitere Ansaugöffnung 44 mit
dem Speicherbehälter 4 verbunden.
Bei nicht verstopftem Vorfilter 8 strömt ein großer Anteil des von der Förderpumpe 7 angesaugten Kraftstoffs über den
Vorfilter 8 und nur ein kleiner Anteil über den Zusatzvorfilter 43,
da der Druckverlust der Strömung
vom Zusatzvorfilter 43 über
den Zwischenraum 34 und den Verbindungskanal 38 in
den Ansaugraum 37 deutlich größer ist als der Druckverlust
der Strömung
vom Vorfilter 8 in den Ansaugraum 37. Wenn der
Vorfilter 8 allmählich
verstopft und dadurch der Druckverlust des Vorfilters 8 ansteigt,
saugt die Förderpumpe 7 einen
zunehmend größeren Kraftstoffanteil über den
Zusatzvorfilter 43, den Zwischenraum 34, den Verbindungskanal 38,
den Ansaugraum 37 und den Eingangskanal 9 an.
Bei vollständig
verstopftem Vorfilter 8 wird der gesamte Kraftstoff über den
Zusatzvorfilter 43 angesaugt. Die Brennkraftmaschine 11 kann
also auch bei verstopftem Vorfilter 8 mit Kraftstoff versorgt
werden und kann daher zuverlässig
starten.
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Der
nach erfolgtem Start der Brennkraftmaschine 11 über die
Treibleitung 18 in den Speicherbehälter 4 zurückströmende Kraftstoff
ist von der Brennkraftmaschine 11 erwärmt. Der erwärmte Kraftstoff vermischt
sich mit dem kalten Kraftstoff des Speicherbehälters 4, so daß die Temperatur
des Kraftstoffs im Speicherbehälter 4 nach
dem erfolgten Start der Brennkraftmaschine 11 ansteigt.
Dadurch löst
sich das Paraffin am Vorfilter 8 auf und die Förderpumpe 7 kann
wieder Kraftstoff über
den Vorfilter 8 ansaugen, so daß der über den Zusatzvorfilter 43 angesaugte
Kraftstoffanteil wieder stark abnimmt.
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Der
Füllstand
im Speicherbehälter 4 muß oberhalb
einer untersten Kante 53 der weiteren Ansaugöffnung 44 liegen,
um über
den Zusatzvorfilter 43 noch Kraftstoff ansaugen zu können. Je
weiter der Zusatzvorfilter 43 vom Topfboden 14 entfernt
ist, desto höher
ist auch der erforderliche minimale Füllstand in dem Speicherbehälter 4 zum
Ansaugen von Kraftstoff über
den Zusatzvorfilter 43.
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2 zeigt im Schnitt ein zweites
Ausführungsbeispiel.
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Bei
der Vorrichtung nach 2 sind
die gegenüber
der Vorrichtung nach 1 gleichbleibenden
oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Die
Vorrichtung nach 2 unterscheidet sich
von der Vorrichtung nach 1 darin,
daß der Zusatzvorfilter 43 in
einem größeren Abstand
zum Topfboden 14 als im ersten Ausführungsbeispiel nach 1 angeordnet ist.
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Bei
der Ausführung
nach 2 ist am Pumpenhalter 22 zusätzlich ein
Filtergehäuse 49 angeordnet,
das beispielsweise mit einer Unterkante 54 des Filtergehäuses 49 im
Bereich des Topfrandes 31 des Innenzylinders 27 sowohl
mit dem Außenzylinder 29 als
auch mit dem Innenzylinder 27 einteilig verbunden ist und
sich bis zu einer Oberkante 55 in Richtung des Behälterrandes 42 erstreckt.
In dem Filtergehäuse 49 ist
die zumindest eine weitere Ansaugöffnung 44 vorgesehen,
in oder an der der Zusatzvorfilter 43 angeordnet ist. Das
Filtergehäuse 49 und
der Zusatzvorfilter 43 schließen einen Filterraum 50 ein,
der über
eine Verbindungsöffnung 51 mit
dem Zwischenraum 34 verbunden ist. Da sich der Zusatzvorfilter 43 oberhalb
des Topfrandes 31 befindet, wird gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel über den Zusatzvorfilter 43 Kraftstoff
aus einem weiter vom Topfboden 14 entfernten Bereich angesaugt
als beim ersten Ausführungsbeispiel.
Durch den größeren Abstand
des Zusatzvorfilter 43 vom Topfboden 14 sinkt wegen
der geringeren Paraffin-Konzentration das Risiko, daß auch der
Zusatzvorfilter 43 vollständig verstopft.
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Der
Ansaugraum 37 ist sowohl über den Vorfilter 8 und
die Ansaugöffnung 36 als
auch über
den Verbindungskanal 38, den Zwischenraum 34,
die Verbindungsöffnung 51,
den Filterraum 50 mit dem Zusatzvorfilter 43 und
der weiteren Ansaugöffnung 44 mit
dem Speicherbehälter 4 verbunden.
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Wenn
der Vorfilter 8 allmählich
verstopft und dadurch der Druckverlust des Vorfilters 8 ansteigt, saugt
die Förderpumpe 7 einen
zunehmend größeren Kraftstoffanteil über den
Zusatzvorfilter 43, den Filterraum 50, die Verbindungsöffnung 51,
Zwischenraum 34, den Verbindungskanal 38, den
Ansaugraum 37 und den Eingangskanal 9 an.