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Luftabscheider für ein Brennstoff-Fördersystem Die Erfindung betrifft
ein Brennstoff-Fördersystem zur Speisung einer Brennkraftmaschine mit einer aus
einem Vorratsbehälter zur Verbraucherquelle über ein Leitungssystem fördernden Brennstoff-Förderpumpe,
mit am Pumpeneinlaß in die Saugleitung im obenliegenden Bereich einmündender, zum
Luftraum des Vorratsbehälters zurückführender Entlüftungsleitung mit eingebautem,
zur Pumpe hin abschließenden Rückschlagventil.
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Es ist ein Luftabscheider für ein Brennstoff-Fördersystem mit Kreiselpumpe
bekannt (britische Patentschrift 552 630), bei dem der aus der Saugleitung
in die Einlaßöffnung der Kreiselpumpe einströmende Brennstoff entweder von einem
kleinen auf der Kreiselpumpenachse sitzenden Schaufelrad oder von entsprechend ausgebildeten
Schaufeln des Kreiselpumpenrades selbst verwirbelt wird, wodurch Luft- und Dampfblasen
im Brennstoff radial nach außen in einen Ringraum zwischen der Saugleitung und dem
Pumpengehäuse geschleudert werden, von wo sie gegebenenfalls durch ein Rückschlagventil
und über die Rückführleitung in den Brennstofftank zurückgeführt werden.
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Demgegenüber besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin,
bei einer Kolbenpumpe einen Luft- und Dampfblasenabscheider in einfacher und zweckmäßiger
Weise auszubilden. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Saugleitung
stromab der Einmündungsstelle der Entlüftungsleitung zur Einlaßöffnung der als Kolbenpumpe
ausgebildeten Förderpumpe hin abgewinkelt ist und die Achse der Einlaßöffnung einen
vertikalen Abstand zur Achse der Saugleitung aufweist.
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Durch diese Anordnung ist der Vorteil vermittelt, daß Luft- oder Dampfblasen
aus der Saugleitung durch die Einlaßöffnung der Förderpumpe nicht eingesaugt werden,
auch wenn die Saugleitung nicht vollständig mit Brennstoff gefüllt sein sollte.
Die Anordnung ist insbesondere für Brennstoffeinspritzpumpen von Vorteil, bei denen
das Auftreten von Dampfblasen in den leicht flüchtigen Brennstoffen besonders störend
ist. Dies trifft auch insbesondere dann zu, wenn ein optimaler Betrieb des Brennstoff-Fördersystems
bei minimalem Brennstoffdruck und veränderlicher Brennstoffmenge gefordert werden.
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Ein Ausf ührungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand derZeichnung
näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kolbenpumpe
mit Luftabscheider, F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in F i
g. 1,
F i g. 3 eine Ansicht in Richtung 3-3 in F i
g. 1 auf Dampfabscheider. Die Kolbenpumpe 10 ist von dem Elektromotor
14 angetrieben, der über einen Exzenterantrieb 11 mit der Pumpe 12 verbunden
ist, vor deren Einlaß der Dampfabscheider 13 angeordnet -ist.
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Die Welle 15 des Elektromotors 14 ist mit der Exzenterwelle
16 durch eine elastische Kupplung 17
verbunden. Die Exzenterwelle
16 ist in mehreren Lagern 19 in einem Gehäuse 18 gelagert,
das mit einem Gehäuse 20 für den Elektromotor 14 durch mehrere Schrauben 21 verbunden
ist. Die Exzenterwelle 16 erstreckt sich in einen Hohlraum 22. Eine Büchse
23 ist mittels Lager 24 am Ende der Exzenterwelle 16 befestigt.
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In einem Gehäuse 30 mit einer Zylinderbohrung 31 ist
der Pumpenkolben 32 angeordnet, an dem ein Federteller 33 mittels
der Schraube 34 befestigt ist. Die Schraube 34 ist mit einer Gummikappe
35 versehen, die an der Büchse 23 der Exzenterwelle 16
anliegt.
Die Feder 36 beaufschlagt den Pumpenkolben in F i g. 1 nach links.
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Eine aus Federstahldraht gebildete Feder 38 drückt die Büchse
23 und die Exzenterwelle 16 ebenfalls nach links, um Spiel in den
Lagern 19 und 24 zu vermeiden. Der Kolbenkopf 39 unterteilt die Zylinderbohrung
in zwei Pumpenkammern 31 a und 31 b.
Der Kolbenkopf
39 ist mit einer abgestuften, zylindrischen Bohrung 40 und einem in Längsrichtung
verlaufenden Kanal 41 versehen, der die Bohrung 40 mit der Pumpenkammer
31 a verbindet. Ein federbelastetes
Auslaßventil 42 ist
in der Bohrung 40 angeordnet und durch eine am Kolbenkopf 39 befestigte Endkappe
43 in Stellung gehalten. Die Kappe 43 ist mit einer mittleren öffnung 44 versehen,
die in die Pumpenkammer 31 b mündet. Ein ringförmi-es Einlaßventil 45 ist
in der Pumpenkammer 31 b angeordnet und läßt Brennstoff in dieselbe aus einer
Brennstoffleitung 46 eintreten. Die Pumpenkammer 31 a ist über eine
Auslaßöffnung 47 mit einer Brennstoffzufuhrvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
(nicht dargestellt) verbunden. Die Pumpe ist doppeltwirkend.
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Der Dampfabscheider 13 weist einen Gehäuseabschnitt
50 auf, der fest mit dem Gehäuse 30 durch Schrauben 50
a verbunden ist. Die zylindrische Saugleitung 51 hat eine horizontal
liegende Achse 51 a,
die parallel zur Längsachse des Kolbens
32 verläuft.
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Die Saugleitung 51 weist eine im Winkel abgesetzte Kammer auf,
die im ganzen mit 51 c bezeichnet ist, wobei deren Achse 51 b
die Achse 51 a unter einem Winkel von etwa 40' schneidet.
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Der Gehäuseabschnitt 50 weist eine Einlaßöffnung
52 zur Aufnahme der Leitung 46, eine sich abwärts erstreckende Dampfsperre
53 und eine Einmündungsstelle 55 für die Dampfblasenableitung auf.
Die Brennstoffleitung 46 ist mit dem unteren Abschnitt eines Brennstoffbehälters
56 verbunden.
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Das Einlaßventil 45 weist eine Ventilplatte 45 a
auf, die innerhalb
des Gehäuses 50 in flüssigkeitsdichter Anlage an der Dampfsperre
53 anliegend, wie bei 45 b angedeutet, angeordnet ist. Schultern
45 c im Pumpengehäuse 30 greifen an der Ventilplatte 45 a
an,
so daß bei angezogenen Schrauben 50 a die Ventilplatte
45 a dicht an der Dampfsperre 53 anliegt. Die Ventilplatte
45 a weist Einlaßöffnungen 54 auf, die in ihrem unteren Abschnitt, wie in
F i g. 3 dargestellt, angeordnet sind. Somit sind im unteren Teil der schräg
abwärts verlaufenden Kammer 51 c der Saugleitung
51 des Dampfabscheiders die öffnungen 54 angeordnet, die als Auslaßöffnungen
aus dem Dampfabscheider und als Einlaßöffnungen in die Pumpenkammer 31 b
dienen. Wie in F i g. 3 dargestellt, sind drei öffnungen 54 vorgesehen, um
eine Durchflußdrosselung zu vermeiden und sicherzustellen, daß der Pumpe genügend
Brennstoff zugeführt wird. Es kann jedoch eine oder mehrere große, nierenförmige
Öffnungen vorgesehen sein. Auch könnten sich um den Umfang der Ventilplatte erstreckende
nierenförmige öffnungen angeordnet sein, da die Dampfsperre 53 die oberen
Öffnungen abschließen würde.
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An der Ventilplatte 45 ist eine ringförmige Blattfeder 45
d befestigt. Die Feder 45 d gestattet einen Flüssigkeitsdurchgang
aus der Saugleitung 51 durch die Einlaßöffnungen 54 in die Pumpenkammer
31 b,
wobei sie jedoch, wenn sich der Druck in der Pumpenkammer
31 b während des Pumphubes erhöht, automatisch die Einlaßöffnungen 54 verschließt
und einen Flüssigkeitsdurchgang aus der Pumpenkammer 31 b in die Saugleitung
51 zurück verhindert.
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Wenn die Ventilplatte 45 a während des Zusammenbaus nicht richtig
ausgerichtet sein sollte, so daß ein Abschnitt der Einlaßöffnungen 54 im oberen
Teil der Ventilplatte 45 a im Gehäuseabschnitt 55 zu liegen kommt,
kann trotzdem kein Dampf in die Pumpenkammer 31 b eintreten, da die Dampfsperre
53
eine flüssigkeitsdichte Anlage mit dem oberen Ab-
schnitt der Ventilplatte
45 a vorsieht. Durch Verwendung der abgewinkelten Saugleitung 51 ist
die Einlaßöffnung 54 unterhalb des niedrigsten Punktes der Innenfläche
51 d der Saugleitung 51
angeordnet. Wenn man somit annimmt,
daß die Brennstoffpumpe und der Dampfabscheider in einem Fahrzeug angeordnet sind,
das sich auf ebener Straße befindet und daß überhaupt Brennstoff in der Saugleitung
51 vorhanden ist, so liegen die Einlaßöffnungen 54 unter dem Brennstoffspiegel
und verhindern auf diese Weise, daß Dampf in die Pumpenkammer 31 b
eingesogen wird, selbst wenn die Saugleitung 51
nicht vollständig mit Brennstoff
gefüllt sein sollte.
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Die Einmündungsstelle 55 mündet in eine Kammer 57, die
über eine Entlüftungsleitung 58 mit dem oberen Abschnitt des Brennstoffbehälters
56 verbunden ist. Ein Schwimmerventil 59 als Rückschlagventil ist
innerhalb der Kammer 57 angeordnet. Wie in den F i g. 1 und 2 dargestellt,
ist das Schwimmerventil 59 zentriert in der Kammer 57 durch drei an
der Seitenwand vorgesehene Führungsrippen 60 aufgenommen, wobei ein Blockieren
der Entlüftungsleitung 58 durch an den Enden der Leitung 58 vorgesehene
Zungen 61 verhindert wird. Die Zungen sind zur Mitte der Kammer
57 abgebogen, um sicherzustellen, daß das Schwimmerventil 59 daran
anschlägt.
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Das Schwimmerventil 59 dichtet die Einmündungsstelle
55 ab, wenn der Brennstoffspiegel im Behälter nicht ausreicht, um das Schwimmerventil
59 von der Einmündungsstelle 55 abzuheben, beispielsweise, wenn das
Fahrzeug sich auf einer Neigung befindet und wenig Brennstoff im Behälter ist. Wenn
das Schwimmerventil 59 sich in Schließstellung befindet, verhindert es das
Ansaugen von Luft oder Dampf in die Saugleitung 51 aus dem Behälter
56 über die Entlüftungsleitung 58.
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Der Dampfabscheider 53 wirkt als Ablenkfläche, um die Dampfbläschen
im Brennstoff vom schwereren Flüssigkeitsanteil des Brennstoffs zu trennen. In der
gezeigten Stellung wandern die Dampfbläschen durch die Einmündungsstelle
55 am Schwimmerventil 59 vorbei und durch die Entlüftungsleitung
58 zurück in den Behälter 56. Der Flüssigkeitsanteil des Brennstoffs
passiert die Einlläßöffnungen 54 in der Ventilplatte 45 a und das Einlaßventil
45 und gelangt in die Pumpenkammer 31 b. Wie erwähnt, wirkt das Schwimmerventil
59 als Abschluß der Einmündungsstelle 55, um Luft- oder Dampfeintritt
aus der Entlüftungsleitung 58 zum Einlaßventil 45 zu verhindern, wenn nicht
genügend Brennstoff im Behälter 56 vorhanden ist, um das Schwimmerventil
59
schwimmend zu halten oder wenn der Wagen sich bei nahezu leerem Behälter
auf einer Neigung befindet. Es ist ersichtlich, daß der Dampf an einer Stelle unmittelbar
neben der Brennstoffeinlaßöffnung der Pumpe abgeschieden wird, um zu verhindern,
daß sich wieder Dampfbläschen im Brennstoff bilden können, bevor dieser in die Pumpe
eintritt.