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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Filter zur Verwendung mit
Kraftstoffpumpen und insbesondere auf Filter, die dazu angepasst
sind, Kraftstoffe an Verbrennungsmotoren zuzuführen. Die vorliegende Erfindung
bezieht sich auch auf Kraftstoffpumpen mit derartigen Filtern.
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Die
Veröffentlichung
des japanischen offengelegten Gebrauchsmuster JP 63-151991 U lehrt eine
bekannte Struktur für
das Anbringen eines Filters an einer Kraftstoffpumpe (siehe 1, 2 und 3 dieses
Dokuments). Die Kraftstoffpumpe weist einen Kraftstoffeinlass auf,
der in einer Endabdeckung der Kraftstoffpumpe ausgebildet ist. Der
Kraftstoffeinlass öffnet
sich in Durchmesserrichtung eines Flügelrads. Ein Sieb oder ein
Filter ist in den Kraftstoffeinlass in einer Richtung im Wesentlichen
parallel zur Öffnungsrichtung
des Kraftstoffeinlasses eingesetzt. In dem eingesetzten Zustand
ist die untere Oberfläche des
Filters auf im Wesentlichen dem gleichen Niveau wie die untere Oberfläche des
Flügelrads,
das der Endabdeckung gegenüberliegt,
positioniert.
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Bei
dieser Montagestruktur muss jedoch der Filter in einer Richtung
senkrecht zur Längsachse
der Kraftstoffpumpe eine lange Länge
aufweisen, um das erforderliche Filtrationsgebiet sicherzustellen.
Daher ist es möglich,
dass die Länge
des Filters größer als ein
Durchmesser der oberen Öffnung
eines Kraftstofftanks wird, die zum Einsetzen der Kraftstoffpumpe
in den Kraftstofftank vorgesehen ist. Wenn die Kraftstoffpumpe in
den Kraftstofftank durch die obere Öffnung eingesetzt wird, ist
es folglich erforderlich, den Filter vorsichtig zu positionieren
oder den Filter zu neigen, damit er nicht an den Umfangsrand der oberen Öffnung des
Kraftstofftanks stößt. Wenn
der Filter in Berührung
mit dem Umfangsrand der oberen Öffnung
des Kraftstofftanks kommt, können
der Einsetzbereich des Filters auf der Kraftstoffpumpe oder der
Filter an sich beschädigt
werden. Um dieses Problem zu lösen,
gibt es die Möglichkeit,
die obere Öffnung
des Kraftstofftanks mit einem großen Durchmesser zu gestalten.
Die Dichteigenschaft der oberen Öffnung
des Kraftstofftanks kann jedoch beeinträchtigt sein, wenn der Durchmesser
der oberen Öffnung
zunimmt.
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Entsprechend
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Techniken
zum Verringern oder Minimieren der Ausdehnungslängen von Filtern für Kraftstoffpumpen
in Richtungen im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Kraftstoffpumpen
zu lehren.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Filter mit den Merkmalen des Anspruchs 1
gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen
sind durch die abhängigen
Ansprüche
gekennzeichnet.
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Bei
einer Ausführungsform
der vorliegenden Lehren werden Filter zur Verwendung in Kraftstoffpumpen
gelehrt. Die Kraftstoffpumpe enthält einen oder mehrere Einlasskanäle, der/die
in einer äußeren Oberfläche der
Kraftstoffpumpe in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur
Längsachse
der Kraftstoffpumpe offen ist/sind. Die Filter enthalten einen Filterkörper und
ein Filterelement. Der Filterkörper
ist dazu angepaßt,
an der Kraftstoffpumpe angebracht zu werden, und weist eine Öffnung zum
Herstellen einer Verbindung mit dem Einlasskanal der Kraftstoffpumpe
auf. Das Filterelement ist mit dem Filterkörper verbunden und definiert
eine Filterkammer, die mit der Öffnung
des Filterkörpers
in Verbindung steht. Das Filterelement erstreckt sich entlang von
zumindest einem Teil der äußeren Oberfläche der
Kraftstoffpumpe. Beispielsweise kann der Filterkörper an der äußeren Oberfläche der
Kraftstoffpumpe durch eine Presspassung oder durch die Verwendung
von Befestigungselementen angebracht werden.
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Da
sich das Filterelement entlang der äußeren Oberfläche der
Kraftstoffpumpe erstreckt, kann ein effektives Filtrationsgebiet
des Filterelements sichergestellt werden, ohne das Filterelement
in einer Richtung weg von der Kraftstoffpumpe auszudehnen. Zusätzlich behindern
sich das Filterelement und der Umfangsbereich einer Einsatzöffnung eines
Kraftstofftanks nicht, wenn die Kraftstoffpumpe in den Kraftstofftank
durch die Einsatzöffnung
montiert wird. Daher ist es möglich,
Beschädigungen
des Filterelements und/oder des Filterkörpers zu verringern oder zu
minimieren, wobei die Einsatzöffnung
dennoch eine kleine Abmessung aufweist.
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Beispielsweise
kann sich gemäß Anspruch
2 das Filtrationselement entlang zumindest eines Teils des Umfangs
der äußeren Oberfläche der
Kraftstoffpumpe erstrecken, und/oder das Filtrationselement kann
sich gemäß Anspruch
4 entlang eines geschlossenen Endes der Kraftstoffpumpe erstrecken.
Das geschlossene Ende kann an einem Ende in einer Richtung entlang
der Längsachse
der Kraftstoffpumpe angebracht sein. Vorzugsweise weist das Filterelement
gemäß Anspruch
3 eine im Wesentlichen kreisförmige
Konfiguration auf und erstreckt sich entlang der gesamten Umfangslänge der äußeren Oberfläche der
Kraftstoffpumpe, so dass es die äußere Oberfläche der
Kraftstoffpumpe umgibt. Daher kann ein großes effektives Filtrationsgebiet
des Filterelements sichergestellt werden.
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Vorzugsweise
ist gemäß Anspruch
5 zumindest ein Teil der Filterkammer durch eine äußere Oberfläche des
Filterkörpers
begrenzt.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Lehren ist gemäß Anspruch
6 der Filterkörper
an der Kraftstoffpumpe in einer Richtung im Wesentlichen parallel
zur Längsachse
der Kraftstoffpumpe angebracht.
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Vorzugsweise
ist gemäß Anspruch
7 der Filterkörper
derart gestaltet, das er zumindest einen Bereich der äußeren Oberfläche der
Kraftstoffpumpe einschließlich
eines geschlossenen Endes in einer Richtung entlang der Längsachse
der Kraftstoffpumpe aufnimmt. Beispielsweise kann der Filterkörper eine
Konfiguration aufweisen, die zumindest einem Teil eines zylindrischen
Rohrs mit einem geschlossenen Boden entspricht.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Lehren ist die Kraftstoffpumpe gemäß Anspruch
8 dazu angepasst, innerhalb eines Kraftstofftanks montiert zu werden.
Der Kraftstofftank kann eine Einsatzöffnung für das Einsetzen der Kraftstoffpumpe
in den Kraftstofftank aufweisen.
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Vorzugsweise
kann der Filterkörper
gemäß Anspruch
9 auf die Kraftstoffpumpe von einer Seite gegenüber einer Bodenwand des Kraftstofftanks
aufgesetzt werden, wenn die Kraftstoffpumpe in dem Kraftstofftank
montiert ist. Daher kann der Filterkörper nicht unbeabsichtigt von
der Kraftstoffpumpe aufgrund einer Beeinflussung durch die Bodenwand
des Kraftstofftanks entfernt werden, nachdem die Kraftstoffpumpe
innerhalb des Kraftstofftanks montiert worden ist.
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Vorzugsweise
ist gemäß Anspruch
10 eine Fläche
des Filterelements betrachtet in einer Richtung parallel zur Längsachse
der Kraftstoffpumpe kleiner als eine Fläche der Einsatzöffnung des
Kraftstofftanks. Daher kann die Kraftstoffpumpe einfach in den Kraftstofftank
durch die Einsatzöffnung
eingeführt
werden, wobei die Kraftstoffpumpe in einer aufrechten Position gehalten
wird.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Lehren gemäß Anspruch
11 weist der Filterkörper
einen Bodenbereich auf, der einer Bodenwand eines Kraftstofftanks
gegenüberliegt,
wenn die Kraftstoffpumpe innerhalb des Kraftstofftanks montiert
ist. Ein Abstandstück
ist zwischen dem Bodenbereich des Filterkörpers und der Bodenwand des
Kraftstofftanks angebracht, so dass das Filterelement die Bodenwand
des Kraftstofftanks nicht berührt.
Daher kann man verhindern, dass das Filterelement aufgrund eines
Kontakts mit der Bodenwand beschädigt wird.
Vorzugsweise enthält
das Abstandsstück
gemäß Anspruch
12 zumindest einen Vorsprung, der sich vom Bodenbereich des Filterkörpers aus
erstreckt.
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Gemäß Anspruch
13 werden Kraftstoffpumpen gelehrt, die Filter enthalten, wie sie
bei den oben stehenden Ausführungsformen
beschrieben worden sind.
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Jedes
der oben und unten beschriebenen zusätzlichen Merkmale und jede
der Lehren kann getrennt oder in Verbindung mit anderen Merkmalen und
Lehren verwendet werden, um verbesserte Filter und Kraftstoffpumpen
und Verfahren zur Verwendung solcher Filter und Kraftstoffpumpen
vorzusehen.
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Zusätzliche
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind
durch das Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit
den Ansprüchen
und den beigefügten
Zeichnungen unmittelbar zu verstehen, in denen:
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1 eine
vertikale Querschnittsansicht einer beispielhaften Kraftstoffpumpe
ist, die den Zustand zeigt, in dem die Kraftstoffpumpe innerhalb
eines Kraftstofftanks montiert ist;
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2 eine
Draufsicht auf einen beispielhaften Filter ist; und
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3 eine
Draufsicht auf einen Filter gemäß einer
alternativen Ausführungsform
ist.
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Eine
repräsentative
Ausführungsform
wird nun unter Verweis auf 1 beschrieben.
Bezugnehmend auf 1 ist dort eine beispielhafte
Kraftstoffpumpe 1 in vertikaler Querschnittsansicht dargestellt.
Ein oberes und ein unteres Gehäuseelement 3 und 4 werden
miteinander zusammengefügt,
so dass sie ein Pumpengehäuse
bilden, das innerhalb eines unteren Bereichs eines Hauptgehäuses 2 angebracht
ist. Die obere Seite des unteren Gehäuseelements 4 weist
eine Vertiefung auf, um ein Flügelrad 5 drehbar
darin aufzunehmen. Das Flügelrad 5 ist
mit einer Drehwelle 6a eines Motors 6 verbunden,
so dass sich das Flügelrad 5 innerhalb
des unteren Gehäuseelements 4 dreht,
wenn der Motor 6 angelassen wird. Mehrere Schaufeln 5a sind
auf jeder Seite des Flügelrads 5 ausgebildet.
Die Schaufeln 5a auf beiden Seiten des Flügelrads 5 sind
voneinander in der Umfangsrichtung des Flügelrads 5 gleichmäßig beabstandet.
Die Schaufeln 5a auf jeder Seite des Flügelrads 5 können durch
Vertiefungen definiert werden, die in dem Flügelrad 5 ausgebildet
sind und in der Umfangsrichtung des Flügelrads 5 angeordnet sind.
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Ein
erster Hauptströmungskanal 3a und
ein zweiter Hauptströmungskanal 4a sind
jeweils in dem oberen Gehäuseelement 3 bzw.
dem unteren Gehäuseelement 4 definiert.
Der erste Hauptströmungskanal 3a und
der zweite Hauptströmungskanal 4a liegen
jeweils den. Schaufeln 5a, die auf der oberen Seite und
der unteren Seite des Flügelrads 5 definiert sind,
gegenüber,
so dass Pumpenkammern durch den ersten Hauptströmungskanal 3a und
die Schaufeln 5a, die dem ersten Hauptströmungskanal 3a gegenüberliegen,
und durch den zweiten Hauptströmungskanal 4a und
die Schaufeln 5a, die dem zweiten Hauptströmungskanal 4a gegenüberliegen,
gebildet werden.
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Ein
erster Einlasskanal 3b ist in dem oberen Gehäuseelement 3 definiert
und steht mit einem Ende des Hauptströmungskanals 3a in
Verbindung. Ein zweiter Einlasskanal 4b ist in dem unteren
Gehäuseelement 4 definiert
und steht mit dem zweiten Hauptströmungskanal 4a in Verbindung.
Sowohl der erste als auch der zweite Einlasskanal 3a und 3b öffnen sich
zur Außenseite
der Kraftstoffpumpe 1, so dass sie einen Kraftstoffeinlass
definieren. Das andere Ende des ersten Hauptströmungskanals 3a und das
andere Ende des zweiten Hauptströmungskanals 4a stehen
mit einem einzigen Abgabekanal 3c in Verbindung, der in
dem oberen Gehäuseelement 3 gebildet
ist, so dass die Strömung
eines Kraftstoffs aus dem ersten Hauptströmungskanal 3a und
die Strömung
des Kraftstoffs aus dem zweiten Hauptströmungskanal 4a am Abgabekanal 3c zusammenlaufen.
Der Kraftstoff strömt
dann aus dem Abgabekanal 3c über eine Auslassöffnung 3d in
einen Innenraum 1a aus. Der Innenraum 1a ist innerhalb
des Hauptgehäuses 2 definiert.
Eine obere Abdeckung 7 ist fest in den oberen Bereich des
Hauptgehäuses 2 eingesetzt
und stützt
ein Ende des Drehwelle 6a des Motors 6 zur Drehung
ab. Ein Auslassloch 7a ist innerhalb der oberen Abdeckung 7 gebildet,
so dass der aus dem Abgabekanal 3c abgegebene Kraftstoff durch
den Innenraum 1a um den Motor 6 strömt und dann
aus der Kraftstoffpumpe 1 über das Auslassloch 7a ausströmt.
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Ein
beispielhafter Filter 8 ist auf den unteren Bereich der
Kraftstoffpumpe 1 und um das Pumpengehäuse herum aufgesetzt. Der Filter 8 enthält einen Filterkörper 9 und
ein Filterelement 10, die gleichzeitig und integral zueinander
durch einen geeigneten Gussvorgang gegossen werden. Vorzugsweise
sind der Filterkörper 9 und
das Filterelement 10 aus synthetischem Harz gefertigt,
so dass der Filterkörper 9 und
das Filterelement 10 gleichzeitig und integral miteinander
gegossen werden können.
Alternativ kann das Filterelement 10 aus Metall gefertigt
werden.
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Das
Filterelement 10 weist eine gitterartige Gestaltung auf,
um den Kraftstoff zu filtern. Der Filterkörper 9 weist eine
zylindrische, röhrenförmige Gestaltung
auf, wobei er eine obere Öffnung
und einen unteren, geschlossenen Boden besitzt. Der Filterkörper 9 wird
auf den unteren Bereich der Kraftstoffpumpe 1 von der unteren
Seite der Kraftstoffpumpe 1 her in eine Richtung parallel
zu einer Längsachse
L der Kraftstoffpumpe 1 aufgesetzt, so dass der Filterkörper 9 enganliegend
in einem Reibungskontakt mit dem Pumpengehäuse ist, d.h. dem unteren Bereich der
Kraftstoffpumpe 1, so dass er sich über die Öffnungen der Einlasskanäle 3b und 4b erstreckt.
Bei dieser beispielhaften Ausführungsform
fällt die Längsachse
L mit der Längsachse
des Hauptgehäuses 2 zusammen
und fällt
auch mit der Achse der Drehwelle 6a des Flügelrads 5 mit
der zentralen Achse des Filters 8 zusammen. Eine Öffnung 9a ist
in dem Filterkörper 9 in
einer Position gegenüber
den Öffnungen
der Einlasskanäle 3b und 4b geformt,
so dass der Kraftstoff in die Einlasskanäle 3b und 4b über die Öffnung 9a angesaugt
werden kann. Wie es zusätzlich
in 2 dargestellt ist, weist das Filterelement 10 eine
im Wesentlichen kreisförmige
Gestalt in der Draufsicht auf, so dass es eine Filterkammer 10c definiert,
die den Filterkörper 9 im
Wesentlichen vollständig
umfasst. Mit anderen Worten umfasst die Filterkammer 10c vollständig den
unteren Bereich, einschließlich
des Bodens, der Kraftstoffpumpe 1.
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Das
Filterelement 10 enthält
einen oberen Bereich 10a und einen unteren Bereich 10b.
Der obere Bereich 10a weist eine im Wesentlichen ringförmige Gestaltung
in der Draufsicht auf, so dass der obere Bereich 10a einen
inneren Umfangsrand und einen äußeren Umfangsrand
besitzt. Der innere Umfangsrand des oberen Bereichs 10a ist
mit einem ringförmigen
Flansch 9c, der integral mit dem Körper 9 ausgebildet
ist, in einer Position angrenzend zu und über der Öffnung 9a verbunden.
Der untere Bereich 10b weist eine im Wesentlichen kreisförmige Gestalt auf
und erstreckt sich derart, dass er den Boden des Filterkörpers 9 bedeckt
und dazu beabstandet ist. Der äußere Umfangsrand
des oberen Bereichs 10a und ein äußerer Umfangsrand des unteren
Bereichs 10b sind miteinander durch Verschmelzen, Schweißen oder
irgendein anderes bekanntes, geeignetes Verfahren verbunden.
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In
dem in 1 gezeigten Zustand ist die Kraftstoffpumpe 1 in
einem Kraftstofftank 11 angebracht. Der Kraftstofftank 11 weist
eine Bodenwand 11a und eine obere Wand 11b auf.
Der Kraftstofftank 11 kann auch eine Seitenwand besitzen,
wenn dies auch in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, so dass ein
Raum 11c zum Aufnehmen des Kraftstoffs durch die Bodenwand 11a,
die obere Wand 11b und die Seitenwand gebildet wird. Eine kreisförmige Öffnung 11b1 ist
in der oberen Wand 11a gebildet, so dass die Kraftstoffpumpe 1 in
den Raum 11c des Kraftstofftanks 11 über die Öffnung 11b1 eingesetzt
werden kann. Bei dieser beispielhaften Ausführungsform ist der äußere Durchmesser
D des Filterelements 10 derart bestimmt, dass er kleiner
als ein Durchmesser D1 der Öffnung 11b1 ist.
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Ein
Vorsprung 9b kann integral mit einem Bodenbereich des Filterkörpers 9 ausgebildet
sein und erstreckt sich nach unten von dem Filterkörper 9 durch
den unteren Bereich 10b des Filterelements 10.
Bei dieser Anordnung berührt
das Filterelement 10 die Bodenwand 11a nicht direkt.
Daher kann man verhindern, dass das Filterelement 10 beschädigt wird.
Zusätzlich
ist es möglich,
das Filtrieren durch einen Bereich des Filterelements 10 zu
gewährleisten, der
der Bodenwand 11a gegenüberliegt.
Ferner ist es möglich,
wenn es auch in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, einen Stützmechanismus
zum Abstützen der
Kraftstoffpumpe 1 in einer aufrechten Position, die in 1 dargestellt
ist, vorzusehen, der beispielsweise eine Vorspanneinrichtung, z.B.
eine Feder, enthält,
die die Kraftstoffpumpe in der Richtung nach unten in Richtung auf
die Bodenwand 11a presst, so dass der Vorsprung 9b des
Filters 8 im Normalzustand in Berührung mit der Bodenwand 11a des Kraftstofftanks 11 ist.
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Durch
die Anordnung dieser beispielhaften Ausführungsform kann die Kraftstoffpumpe 1 in
den Kraftstofftank 11 durch die Öffnung 11b1 eingesetzt werden,
ohne dass die Längsachse
L der Kraftstoffpumpe 1 relativ zur Öffnung 11b1 geneigt
werden muss, da der äußere Durchmesser
D des Filterelements 10 kleiner als der Durchmesser D1
der Öffnung 11b1 des
Kraftstofftanks 11 ist. Somit kann die Kraftstoffpumpe 1 in
die Öffnung 11b1 des
Kraftstofftanks 11 in einer aufrechten Position eingesetzt
werden, ohne dass ein Kontakt zwischen dem Filter 8 und
dem Umfangsrand der Öffnung 11b1 hervorgerufen
wird.
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Bei
der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform ist der Filter 8 derart
konfiguriert, dass er den Bodenbereich der Kraftstoffpumpe 1 vollständig in
der Umfangsrichtung umschließt.
Der Filter 8 kann jedoch auch alternativ jede andere Gestaltung aufweisen,
solange er zumindest teilweise den unteren Bereich der Kraftstoffpumpe 1 umfasst
und auf den Boden der Kraftstoffpumpe 1 in einer Richtung parallel
zur Längsachse
L der Kraftstoffpumpe 1 aufgebracht wird. Beispielsweise
weist bei einer alternativen Ausführungsform, die in 3 gezeigt
ist, ein Filterkörper 9' eine im Wesentlichen
halbzylindrische Gestaltung auf, und ein Filterelement 10' weist eine halbkreisförmige Gestaltung
entsprechend der Gestaltung des Filterkörpers 9' auf. In 3 sind funktionsgleiche
Bauteile mit den gleichen Referenzziffern wie in 1 und 2 bezeichnet
und eine Erklärung
dieser Elemente wird weggelassen.
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Obwohl
bei der beschriebenen Ausführungsform
der Filter 8 in seiner Position relativ zur Kraftstoffpumpe 1 durch
einen Reibschluss zwischen den Filterkörpern 9 und dem unteren
Bereich der Kraftstoffpumpe 1 festgelegt ist, kann der
Filterkörper 9 alternativ
in seiner Position relativ zum unteren Bereich der Kraftstoffpumpe 1 durch
jedes andere Befestigungs- oder Verbindungsmittel, wie z.B. Befestigungselemente,
festgelegt werden.
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Ferner
weist der Filter 8 der beispielhaften Ausführungsform
nur einen einzigen Vorsprung 9b auf. Es können jedoch
auch mehrere Vorsprünge 9b auf
den Boden des Filterkörpers 9 derart
gebildet werden, dass die Kraftstoffpumpe 1 stabil relativ
zum Kraftstofftank 11 positioniert werden kann. Zusätzlich kann
der Vorsprung 9b bzw. können
die Vorsprünge 9b getrennt
von dem Filterkörper 9 ausgebildet
sein und mit dem Boden der Kraftstoffpumpe 1 verbunden werden.
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Ferner
weist zwar die Öffnung 11b1 des Kraftstofftanks 11 bei
der beispielhaften Ausführungsform
eine kreisförmige
Gestalt auf. Die Öffnung 11b1 kann
jedoch auch jede andere Gestalt besitzen, wie z.B. eine polygonale
Form oder eine elliptische Form.