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Die
Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.
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In
der nicht vorveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung 103 03 390 ist bereits eine Vorrichtung
zum Fördern
von Kraftstoff vorgeschlagen worden, bei der ein Vorfilter und eine
Drossel in einer Treibleitung einer Saugstrahlpumpe separat vorgesehen
sind. Die separate Montage von Vorfilter und Drossel in der Treibleitung
ist aufwendig und teuer.
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Die
DE 195 04 217 A1 zeigt
eine Vorrichtung zum Fördern
von Kraftstoff mit einer vorlaufgespeisten Treibleitung, die zur
Durchflußbegrenzung
eine Drossel aufweist. Schmutzpartikel aus dem Kraftstoff und der
Vorrichtung können
die Drossel verstopfen und dadurch ein Liegenbleiben des Fahrzeugs
verursachen.
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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 die
Herstellungskosten verringert werden und die Montage des Vorfilters
und der Drossel in der Treibleitung vereinfacht wird, indem die
Drossel einteilig mit einem Vorfilter verbunden ist.
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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 die Drossel mit dem Vorfilter mittels Spritzguß hergestellt
ist, da dies ein besonders kostengünstiges Herstellungsverfahren
ist.
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Sehr
vorteilhaft ist es, wenn die Drossel mit dem Vorfilter in die Treibleitung
gepreßt,
geclipst, geklebt oder geschweißt
ist, da dies besonders einfache Montagelösungen sind.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung hat die Drossel eine Drosselöffnung mit
einem Flächeninhalt,
der sich bei kreisförmiger
Ausbildung aus einem Durchmesser von 0,6 bis 1 Millimeter ergibt,
und der Vorfilter Filteröffnungen,
wobei der Flächeninhalt
einer Filteröffnung
jeweils kleiner ist als der Flächeninhalt
der Drosselöffnung.
Dadurch ist sichergestellt, daß alle
Schmutzpartikel, die die Drosselöffnung
verstopfen könnten,
stromauf der Drosselöffnung
herausgefiltert werden.
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Auch
vorteilhaft ist, wenn der Vorfilter als Filtertopf mit einem Filterboden
und einer Umfangswandung ausgebildet ist, wobei in dem Filterboden und/oder
in der Umfangswandung Filteröffnungen vorgesehen
sind, da auf diese Weise eine möglichst große Filterfläche erzielt
wird, die unanfällig
gegen Verstopfen ist.
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Desweiteren
vorteilhaft ist, wenn sich der Filtertopf in Strömungsrichtung verjüngt, da
die Strömung
auf diese Weise beschleunigt wird.
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Darüber hinaus
vorteilhaft ist, wenn die Drossel als Deckel ausgebildet ist, in
dem eine Drosselöffnung
vorgesehen ist, da dies eine besonders einfache Ausführungsvariante
darstellt.
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Vorteilhaft
ist, wenn der Filtertopf und der Deckel über Verbindungsstege miteinander
verbunden sind, da die Verbindungsstege einen ausreichenden Abstand
zwischen dem Vorfilter und der Drossel schaffen, so daß sowohl
der über
den Filterboden als auch der über
die Umfangswandung strömende Kraftstoff
strömungsgünstig zu
der Drosselöffnung gelangen
kann.
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Außerdem vorteilhaft
ist, wenn der Vorfilter mit einer Schulter und die Drossel mit einem
Kragen bündig
innerhalb der Treibleitung an einer Treibleitungswandung anliegen,
da auf diese Weise eine Leckage des Kraftstoffs am Vorfilter und
an der Drossel vorbei vermieden wird.
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Zeichnung
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. 1 zeigt vereinfacht im Schnitt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Fördern
von Kraftstoff, 2 im Schnitt
eine Drossel mit integriertem Vorfilter und 3 eine dreidimensionale Ansicht des Ausführungsbeispiels
gemäß 2.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Fördern
von Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter zu einer Brennkraftmaschine
eines Kraftfahrzeugs.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
weist ein in einem Vorratsbehälter 1 angeordnetes
Kraftstofffördermodul 2 auf.
In dem Vorratsbehälter 1 ist
beispielsweise ein Kraftstoff 3 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 Filter 8 und
eine Saugleitung 9 aus dem Speicherbehälter 4 ansaugt und
druckerhöht über eine
Druckleitung 10 zu einer Brennkraftmaschine 11 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.
Der Speicherbehälter 4 ist mit
seinem Topfboden 5 nahe einem Tankboden 6 des
Vorratsbehälters 1 angeordnet.
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Die
Förderpumpe 7 ist
beispielsweise eine Strömungspumpe,
die elektrisch von einem Aktor, beispielsweise einem Anker eines
Elektromotors, angetrieben wird.
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Der
Filter 8 schützt
die Vorrichtung stromab des Filters 8 vor im Kraftstoff
enthaltenen groben Schmutzpartikeln.
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In
der Druckleitung 10 ist beispielsweise ein Rückschlagventil 14 und
stromab des Rückschlagventils 14 ein
Hauptfilter 15 angeordnet, der die im Kraftstoff enthaltenen
feinen Schmutzpartikel herausfiltert. Das Rückschlagventil 14 verhindert,
daß Kraftstoff
bei abgeschalteter Förderpumpe 7 aus
der Druckleitung 10 von stromab des Rückschlagventils 14 über die
Druckleitung nach stromauf des Rückschlagventils 14,
die Förderpumpe 7,
die Saugleitung 9 und den Filter 8 in den Speicherbehälter 4 zurückläuft. Auf
diese Weise bleibt der von der Förderpumpe 7 aufgebaute
Druck in der Druckleitung 10 auch bei abgeschalteter Förderpumpe 7 über eine
gewisse Zeit erhalten.
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Stromab
des Hauptfilters 15 ist an der Druckleitung 10 eine
Zweigleitung 16 vorgesehen, die in den Speicherbehälter 4 mündet. Die
Zweigleitung 16 weist ein Druckregelventil 17 auf.
Wenn der Druck in der Druckleitung 10 und damit in der
Zweigleitung 16 einen vorbestimmten Druck überschreitet, öffnet das Druckregelventil 17 und
läßt Kraftstoff
aus der Druckleitung 10 über die Zweigleitung 16 in
den Speicherbehälter 4 strömen. Auf
diese Weise sinkt der Druck in der Druckleitung 10 wieder
unter den vorbestimmten Druck ab, so daß das Druckregelventil 17 schließt und keinen
Kraftstoff mehr über
die Zweigleitung 16 in den Speicherbehälter 4 abströmen läßt. Mittels
des Druckregelventils 17 wird der Druck in der Druckleitung 10 stromab
des Rückschlagventils 14 auf
einen konstanten Wert geregelt.
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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 an dem Speicherbehälter 4 wenigstens
eine Saugstrahlpumpe 20 vorgesehen, die Kraftstoff aus
dem Vorratsbehälter 1 in den
Speicherbehälter 4 fördert.
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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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Von
der Druckleitung 10 aus, im Bereich stromab der Förderpumpe 7 und
stromauf des Rückschlagventils 14,
verläuft
eine Treibleitung 21 zu einer Düse 22 der Saugstrahlpumpe 20.
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In
der Treibleitung 21 ist ein Vorfilter 23 und stromab
des Vorfilters 23 eine Drossel 24 angeordnet.
Der Vorfilter 23 schützt
die Drossel 24 vor Schmutzpartikeln, die die Drossel 24 verstopfen könnten. Die
Drossel 24 begrenzt den über die Treibleitung 21 fließenden Volumenstrom.
Erfindungsgemäß ist die
Drossel 24 einteilig mit dem Vorfilter 23 verbunden.
Der Vorfilter 23 ist dadurch in die Drossel 24 integriert.
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Die
Düse 22 ist
an einem dem Vorratsbehälter 1 zugewandten
Ende der Treibleitung 21 angeordnet, beispielsweise an
oder in die Treibleitung 21 geklemmt, geclipst, geklebt
oder geschweißt.
Die Düse 22 weist
eine in einen Saugraum 27 mündende Düsenöffnung 28 auf. Der
Saugraum 27 ist durch eine Einbuchtung 25 im Topfboden 5 gebildet
und über eine
Ansaugöffnung 19 mit
dem Vorratsbehälter 1 verbunden.
Der Saugraum 27 ist begrenzt durch den Topfboden 5,
die Düse 22,
die Ansaugöffnung 19 und einen
stromab des Saugraums 27 vorgesehenen Mischkanal 29,
der vom Saugraum 27 ausgehend beispielsweise horizontal
in Richtung des Tankbodens 6 verläuft. Eine Saugstrahlpumpe mit
horizontal verlaufendem Mischkanal wird auch als liegend angeordnete
Saugstrahlpumpe, eine Saugstrahlpumpe mit vertikal verlaufendem
Mischkanal dagegen als stehend angeordnete Saugstrahlpumpe bezeichnet. Der
Mischkanal 29 mündet
an einem dem Speicherbehälter 4 zugewandten
Ende des Mischkanals 29 über ein weiteres, in Richtung
Vorratsbehälter 1 schließendes Rückschlagventil,
beispielsweise ein Schirmventil 30, in den Speicherbehälter 4.
Der Mischkanal 29 weist an dem dem Speicherbehälter 4 zugewandten
Ende beispielsweise einen Diffusorabschnitt 31 auf, in
dem sich der Mischkanal 29 in Strömungsrichtung, beispielsweise
quer zur Zeichenebene, erweitert.
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Bei
Betrieb der Förderpumpe 7 wird
Kraftstoff über
die Druckleitung 10, die Treibleitung 21 und die
Düsenöffnung 28 der
Düse 22 als
ein Treibstrahl in den Saugraum 27 eingespritzt. Bekannterweise reißt der Treibstrahl
beim Eintritt in den Saugraum 27 Kraftstoff in Strömungsrichtung
mit, so daß im
Saugraum 27 ein Unterdruck entsteht, der weiteren Kraftstoff
aus dem Vorratsbehälter 1 in
den Saugraum 27 nachströmen
läßt. Der
Kraftstoff des Treibstrahls und der von dem Treibstrahl mitgerissene
Kraftstoff gelangt über
eine Eingangsöffnung 37 des
Mischkanals 29 in den Mischkanal 29 und über eine
Ventilöffnung 35 des
Schirmventils 30 in den Speicherbehälter 4.
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2 zeigt im Schnitt die Drossel
mit integriertem Vorfilter.
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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
in der Treibleitung 21 angeordnete Drossel 24 ist
beispielsweise deckelförmig
als Deckel 40 ausgebildet, wobei in dem Deckel 40 eine
den Deckel 40 durchdringende Drosselöffnung 41 vorgesehen ist.
Die Drosselöffnung 41 ist
beispielsweise zentrisch zur Treibleitung 21 angeordnet
und hat beispielsweise bei kreisförmiger Ausbildung einen Durchmesser
von 0,6 bis 1 Millimeter, kann aber ausdrücklich auch einen anderen Durchmesser
und andere Formen mit anderen Flächeninhalten
aufweisen. Bei den anderen Formen ist der Flächeninhalt der Drosselöffnung 41 beispielsweise
so gewählt, daß er dem
Flächeninhalt
einer kreisförmiger
Ausbildung mit einem Durchmesser von 0,6 bis 1 Millimeter entspricht.
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Der
Deckel 40 weist an seinem Umfang einen ringförmigen Kragen 44 auf,
der in Richtung Düse 22 greift.
An der der Förderpumpe 7 zugewandten
Oberseite 42 des Deckels 40 ist der Vorfilter 23 angeordnet,
der beispielsweise topfförmig
als Filtertopf 43 ausgebildet ist. Der Filtertopf 43 besteht
aus einem Filterboden 46 und einer Umfangswandung 47,
wobei der Filterboden 46 und die Umfangswandung 47 einen
Filterraum 48 einschließen, der auf der dem Filterboden 46 abgewandten
Seite offen und mit der Treibleitung 21 strömungsverbunden
ist. Der Filterboden 46 und die Umfangswandung 47 sind
beispielsweise eben ausgebildet, können aber auch gewölbt sein.
Der Filterboden 46 und der Deckel 40 liegen einander
gegenüber,
wobei der Filterboden 46 beispielsweise parallel zum Deckel 40 oder
auch schräg zum
Deckel 40 angeordnet ist. Der Filtertopf 43 ist
beispielsweise viereckförmig,
dreieckförmig, rechteckförmig, vieleckförmig, kreisförmig oder
oval ausgeführt
und verjüngt
sich beispielsweise in Strömungsrichtung.
In dem Filterboden 46 und/oder in der Umfangswandung 47 des
Filtertopfes 43 sind Filteröffnungen 49 beliebiger
Form vorgesehen, wobei eine Filteröffnung 49 jeweils
einen kleineren Flächeninhalt
hat als die Drosselöffnung 41.
Dadurch ist sichergestellt, daß alle
Schmutzpartikel, die die Drosselöffnung 41 verstopfen
könnten,
im Vorfilter 23 stromauf der Drosselöffnung 41 herausgefiltert
werden. Die Filteröffnungen 49 haben
beispielsweise bei kreisförmiger
Ausbildung einen Durchmesser von 0,5 Millimetern. Es sind aber ausdrücklich auch
kreisförmige
Filteröffnungen 49 mit
einem anderen Durchmesser als 0,5 Millimeter möglich. Durch die am Filtertopf 43 vorgesehenen
Filteröffnungen 49 wird
eine große
Filterfläche
gebildet, so daß der
Vorfilter 23 unempfindlich gegen Verstopfen ist. Wenn sich Schmutzpartikel
in oder an einer Filteröffnung 49 festsetzen
und dadurch verstopfen, sind immer noch viele weitere Filteröffnungen 49 durchlässig für Kraftstoff.
An einem dem Filterboden 46 abgewandten Topfrand 50 des
Filtertopfes 43 ist eine scheibenförmige Schulter 51 vorgesehen,
die radial nach außen bis
an eine Treibleitungwandung 53 der Treibleitung 21 greift.
Der Vorfilter 23 liegt mit der Schulter 51 und die
Drossel 24 mit dem Kragen 44 des Deckels 40 oder
mit einer an dem Kragen 44 ringförmig umlaufenden Dichtlippe 45 bündig an
der Treibleitungswandung 53 der Treibleitung 21 an,
so daß eine
Leckage, die den Vorfilter 23 und die Drossel 24 als
Bypaßstrom
umgeht, vermieden wird.
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Die
Umfangswandung 47 ist radial beabstandet zu der Treibleitungswandung 53.
Der Deckel 40 der Drossel 24 und der topfförmige Vorfilter 23 sind über beispielsweise
zwei Verbindungsstege 54 einteilig miteinander verbunden.
Die Verbindungsstege 54 verlaufen von der Oberseite 42 des
Deckels 40 ausgehend senkrecht oder geneigt nach oben und sind
beispielsweise mit der Umfangswandung 47 und/oder dem Filterboden 46 verbunden.
Durch die Verbindungsstege 54 ist der Deckel 40 mit
der Drosselöffnung 41 beabstandet
zu dem Filtertopf 43. Die Schulter 51, die Oberseite 42 des
Deckels 40, die Treibleitungswandung 53 und die
Umfangswandung 47 schließen einen Stauraum 55 ein.
Der Filterraum 48 und der Stauraum 55 sind über die
Filteröffnungen 49 miteinander
strömungsverbunden.
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Der
Kraftstoff der Treibleitung 21 stromauf des Vorfilters 23 strömt in den
Filterraum 48, über
die Filteröffnungen 49 in
dem Filterboden 46 und/oder in der Umfangswandung 47 in
den Stauraum 55. Im Stauraum 55 strömt der Kraftstoff
in Richtung Drosselöffnung 41.
Der über
die Filteröffnungen 49 der Umfangswandung 47 strömende Kraftstoff
hat einen weiteren Strömungsweg
zur Drosselöffnung 41 als der über die
Filteröffnungen 49 des
Filterbodens 46 strömende
Kraftstoff. Damit der über
die Filteröffnungen 49 der
Umfangswandung 47 strömende
Kraftstoff strömungsgünstig zur
Drosselöffnung 41 gelangt,
muß der
Abstand zwischen dem Filterboden 46 und dem Deckel 40 ausreichend
groß gewählt werden.
Die Strömung
wird stromauf der Drosselöffnung 41 eingeschnürt und gelangt
strahlförmig
durch die Drosselöffnung 41 in
Richtung Düse 22.
Die Drosselöffnung 41 der
Drossel 24 hat die Funktion eines Duchflußbegrenzers.
Durch die entsprechende Auslegung des Durchmessers der Drosselöffnung 41 wird
der über
die Treibleitung 21 und durch die Drosselöffnung 41 strömende Volumenstrom
eingestellt.
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Die
Drossel 24 mit dem Vorfilter 23 ist beispielsweise
mittels Spritzguß hergestellt.
Die Drossel 24 kann auch mittels Kleben oder Schweißen mit dem
Vorfilter 23 einteilig zusammengefügt sein. Durch die einteilige
Ausbildung von der Drossel 24 und dem Vorfilter 23 werden
die Herstellungskosten der beiden Teile gesenkt und die Montage
vereinfacht. Von dem Vorfilter 23 stromauf der Drossel 24 werden
Schmutzpartikel aus dem Kraftstoff der Treibleitung 21 und
vom Herstellungsprozeß der
Vorrichtung stammende Schmutzpartikel herausgefiltert, so daß die Drossel 24 nicht
verstopft. Eine verstopfte Drossel 24 würde dazu führen, daß kein Kraftstoff mehr von
der Saugstrahlpumpe 20 in den Speicherbehälter 4 gefördert würde, so
daß der
Füllstand
im Speicherbehälter 4 nach
gewisser Zeit absinken würde
und die Förderpumpe 7 nicht
mit ausreichend viel Kraftstoff versorgt wäre. Besonders bei niedrigem Füllstand
im Vorratsbehälter 1 hätte dies
ein Liegenbleiben des Fahrzeugs zur Folge.
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Die
Drossel 24 mit integriertem Vorfilter 23 ist als
separates Bauteil, insbesondere aus Kunststoff gefertigt, in der
Treibleitung 21 vorgesehen. Auf diese Weise kann die Drosselöffnung 41 mit
hoher Genauigkeit und ohne störende
Trenngrate gefertigt werden. Konstruktive Änderungen zur Anpassung des über die
Treibleitung 21 strömenden
Volumenstroms sind daher nur an der separaten Drossel 24 und
nicht am Kraftstofffördermodul 2 selbst
erforderlich.
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Durch
die der Düse 22 vorgeschalteten
Drossel 24 wird ein mehrstufiger Druckabfall erreicht,
so daß die
Drosselöffnung 41 der
Drossel 24 und die Düsenöffnung 28 der
Düse 22 größer gewählt werden
kann als bei einem einstufigen Druckabfall nur an der Düse 22 ohne
Drossel 24. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Düse 22 und
die Drossel 24 mittels Spritzguß billiger herstellbar sind
und auftretende Strömungsgeräusche verringert
werden.
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Bei
einer liegend angeordneten Saugstrahlpumpe 20 ist die Drossel 24 mit
dem Vorfilter 23 beispielsweise nahe der Druckleitung 10 und
bei einer stehend angeordneten Saugstrahlpumpe 20 beispielsweise
nahe der Düse 22 angeordnet.
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3 zeigt eine dreidimensionale
Ansicht des Ausführungsbeispiels
gemäß 2.