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Brennstoffpumpe und auswechselbare Filterpattone hiefür Die Erfindung
bezieht sich auf eine Brennstoffpumpe.
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Solche Brennstoffpumpen werden mechanisch oder elektrisch angetrieben
und sind mit einer Brennstoffzuleitung sowie einer Brennstoffableitung versehen,
welche die Saugseite bzw. die Druckseite der Pumpe bilden. In jeder dieser beiden
Leitungen hefindet sich ein Ventil, welches den Brennstoffstrom durch diese Leitungen
regelt.
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Die meisten automatischen Brennstoffpumpen sowie die bei Verbrennungskraftmaschinen
zur Verwendung kommenden Brennstoffpumpen snd häufig Defekten unterworfen und weisen
daher nur eine vorhältnismäßig kurze Lebensdauer auf. Dies ist häufig auf vom Brennstoff
mitgeführte Fremdstoffe zurückzuführen.
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Je nach der Art dieser Fremdstoffe kann die Pumpe selbst beschädigt
werden
oder lediglich in ihrer Wirksamkeit beeinträchtigt werden. Je nach der Konstruktion
der Pumpe können die Fremdstoffteilchen, welche zumeist von Feststoffen gebildet
sind, zwischen aneinander ansonsten zur Anlage kommende Teile geraten oder sich
an Dichtflächen od. dgl. anlagern.
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Da die Konstruktionen von Motoren und deren Brennstoffzuführungssystemen
immer komplizierter werden und die Anforderungen an eine hohe Präzision der Funktion
immer größer werden, kommt der erwähnten Gefahrenquelle der vom Brennstoff mitgeführten
Fremdstoffe erhöhte Bedeutung zu. Es wurden in den letzten Jahren zahlreiche Versuche
gemacht, die Brennstoffpumpen gegen die vom Brennstoff mitgeführten Verunreinigungen
unempfindlicher zu machen, da es sich erwiesen hat, daß die handelsüblichen Brennstoffe
stets einen gewissen Prozentsatz an Verunreinigungen aufweisen.
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Es ist bekannt, den Brennstoff vor seiner Einbringung in den Fahrzeugtank
zu filtern. Dies beseitigt zwar Schmutz, Kesselstein und andere Fest stoffe, welche
dem Brennstoff während seiner Lagerung oder während des Transportes zugefügt wurden.
Ferner wurde es vorgeschlagen, Brennstoffilter verschiedenster Konstruktion in Form
von in die Leitung eingeschalteten auswechselbaren Filtereinsätzen zu verwenden,
welche vorzugsweise an der Saugseite der Pumpe liegen. Ferner wurden auswechselbare
Glaswamienfilter entwickelt. Diese Filter erlauben die visuelle Beobachtung des
llrennstoffzustandes. Sie lassen erkennen, wenn die Urennstoffwanne durch übermäßige
Sctimutzmongen so verunreinigt ist, daß sie ausgewochselt werden muß. Zwar haben
sich diese Einrichtungen verschiedentlich
recht gut bewährt, jedoch
tragen sie mitunter nicht unwesentlich zu den Gesamtkosten des Brennstoffsystems
bei und benötigen auch zumeist verhältnismäßig viel Platz, welcher nicht immer und
überall zur Verfügung steht. Beispielsweise ist der Platz unter der Motorhaube eines
Kraftfahrzeuges durch die zahlreichen dort unterzubringenden Bauteile bzw. Aggregate
beschränkt und es können diese Aggregate zumeist nicht aus der Nähe des Motors entfernt
werden.
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Die Erfindung setzt sich nun zur Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden
und die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß an das Pumpengehäuse zwei längliche
Gehäuseteile angebaut sind, die die Ventile für die Brennstoffzu- bzw.
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-ableitung aufnehmen und daß in zumindest einem dieser Gehäuseteile
eine auswechselbare Filterpatrone angeordnet ist, welche die vom Brennstoff mitgeführten
Verunreinigungen absondert.
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Dies sichert eine gedrängtere Bauweise, da die die Ventile bzw. die
Filterpatronen aufweisenden Gehäusestutzen ohne weiteres mit dem Pumpengehäuse einstückig
bzw. als eine Baueinheit ausgebildet werden können. Die Filterpatronen sind hiebei
leicht zugänglich und können daher rasch ausgewechselt bzw. nach Reinigung wieder
eingesetzt werden. Die Konstruktion der Pumpe-selbst braucht hiebei nicht geändert
zu werden, da ja die für die Aufnahme der Ventile in der- Saug- bzw. Druckleitung
der Brennstoffpumpe ohnedies erforderlichen Gehäuseöffnungen bzw. Gehäusestutzen
nur verlängert zu werden brauchen, so daß sie die Filterpatronen aufnehmen können.
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Die Filterpatrone selbst kann so billig ausgebildet werden, daß sich
ihre Reinigung nicht lohnt, sondern daß sie
nach entsprechender
Verschmutzung weggeworfen wird. Es kann jedoch aber auch, wenn hierauf Wrt gelegt
wird, die Filterpatrone gereinigt und nach der Reinigung wieder eingesetzt werden,
was den Vorteil hat, daß dann auf die Toleranzen weniger Rücksicht genommen werden
muß.
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Jede Filterpatrone kann mit einem oder mehreren Filtern ausgebildet
sein. In jedem Fall ergibt sich durch die Halterung der Filterpatrone, z,B, mittels
eines Gewindes, eine leichte Auswechselbarkeit derselben.
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Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Filterpatrone, welche
zum Einbau in eine Brennstoffpumpe der oben beschriebenen Art geeignet ist. Diese
Filterpatrone ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Sockel aufweist,
welcher in eine Öffnung der Brennstoffpumpe gleitend einsetzbar ist, von welchem
Sockel ein Flansch radial wegsteht, der bei eingesetzter Filterpatrone diese gegen
den Rand der Pumpengehäuseöffnung abdichtet und daß die Patrone eine Filterkammer
aufweist, in welcher zumindest ein vom Sockel abstehendes Filterelement angeordnet
ist, wobei der Sockel von einem Kanal für den Brennstoff durchsetzt ist, welcher
mit der Filterkammer in Verbindung steht. Eine solche Filterpatrone kann auch in
bereits vorhandene Brennstoffpumpen bzw. in auf diese aufgesetzte Gehäuseansätze
derselben leicht eingebaut werden, ohne daß die Funktion der Brennstoffpumpe nachteilig
beeinflußt wird. Vorzugsweise weist die Filterpatrone auch einen zur Aufnahme von
Luft dienenden domartigen Abschnitt auf, durch welchen die Wirksamkeit des l'umpvorganges
verbessert wird.
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Weitere Kennzeichen und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen des Erfindungsgegenstandes,
welche in der Zeichnung schematisch dargestellt sind. Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht
einer erfindungsgemäßen Brennstoffpumpe, während Fig. 2 eine Ansicht der Pumpe nach
Fig. 1, teilweise im Schnitt, in umgekehrter Lage darstellt. Fig. 3 zeigt, gleichfalls
im Schnitt, eine Variante der Ausbildung der Filterpatrone nach Fig. 2.
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Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 ist die erfindungsgemäße
Konstruktion in eine mechanisch betätigte Pumpe eingebaut, wie sie aus der USA-Patentschrift
Nr.3,150.601 bekannt geworden ist. Diese Konstruktion weist ein Pumpengehäuse 10
auf, durch welches sich ein Kanal 11 hindurcherstreckt. Das Pumpengehäuse 10 ist
an seinem einen Ende mit einem Flansch 12 versehen, der Löcher 13 aufweist, durch
welche Befestigungsorgane zum Anschluß der Pumpe an den Zylinderblock der Maschine
hindurchgreifen können. Zweckmäßig fluchten diese Löcher 13 mit entsprechend ausgebildeten
Löchern eines Gegenflansches es Zylinderblockes. Das andere Ende des Pumpengehäuses
10 nimmt eine biegsame Membran 14 (Fig. 2) auf, die eine Pumpenkammer 16 abschLießt.
Die Membran 14 kann durch beliebige geeignete Bauteile zwecks Hindurchleitung von
Plüssigkeit durch die Pumpe hin- und herbewegt werden. Die Membran 14 teilt die
Pumpe in eine Luftkammer 17 und eine Pumpenkammer 16.
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Die l. uttkammer 17 nimmt hiebei die zur Betätigung er Membran 14
dienenden Bauteile auf. Die9(" Bauteile sind von einer clie Membran vorspannenden,
nicht dargestellten Feder
sowie einem Schwenkarm 18 gebildet, welcher
im Pumpengehäuse 10 schwenkbar gelagert ist. Der Schwenkarm 18 erstreckt sich aus
der Öffnung am Ende des Pumpengehäuses 10 heraus und ist im Pumpengehäuse durch
Zapfen 22 derart gelagert, dal3 das Ende des Schwenkarmes durch eine von der Maschine
betriebene Nocke 21 od. dgl. verschwenkt werden kann. Der Schwenkarm 18 wird durch
eine Feder 19 in Anlage an dir Oberfläche der Nocke 21 gehalten.
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Die Pumpe weist ferner ein Gehäuse 24 auf, welches mit dem Gehäuse
10 an seinem Umfang dichtend verbunden ist, z.B. dadurch, daß der Rand des Gehäuses
24 in dichtende Anlage an den Rand 27 des Gehäuses gebogen, insbesondere umgebördelt
wird, so daß ein flüssigkeitsdichter Abschluß entsteht. Das Gehäuse 10 weist ferner
zwei Hüllen 28, 29 für Ventile auf. Diese Hüllen sind mit Durchströmöffnungen versehen,
welche vom Gehäuse 24 in im wesentlichen paralleler Richtung ausgehen und nehmen
jeweils ein Rückschlagventil auf, durch welches der Flüssigkeitsdurchstrom durch
die Pumpe gesteuert wird.
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Wie Fig. 2 zeigt, liegt das Rückschlagventil 31 in seiner Hülle 29
unmittelbar neben dem Gehäuse 24. Die Hüllen 28, 29 sind langgestreckt und bestehen
zweckmäßig as dünnwandigem Blech und sind an Borden 40 des Getiäuses 24 befestigt,
z. B. angelötet, Das Rückschlagventil 3L weist einen schalenförmigen Bauteil 32
auf, der mit mehreren Öffnungen versehen ist, durch welche die Zustromseite mit
der Abstromseite des Ventiles in Verbindung steht. In diesem schalenförmigon Bautoil
ist mittig
ein Zapfen angeordnet, der eine Kappe 33 abstützt, die
vom Bauteil 32 durch eine dazwischen angeordnete Feder 34 in Abstand gehalten ist.
Diese Feder 34 hält eine elastische Membran 36 in Anlage an den Oeffnungen des schalenförmigen
Bauteiles 32.
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Diese Membran 36 kann durch den auf der Zustromseite des Ventil es
herrschenden Flüssigkeitsdruck verlagert werden, so daß der Brennstoffstrom durch
die Öffnungen des Ventiles bei der Betätigung der Pumpe freigegeben wird. Zweckmäßig
ist die Konstruktion der beiden Ventile in den Hüllen 28, 29 einander gleich und
es ist aus Gründen der Einfachheit halber lediglich ein solches Ventil in der Zeichnung
im Detail dargestellt.
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Wie Fig. 2 zeigt, ist in jede der Ventilhüllen 28, 29 eine Filterpatrone
37 herausnehmbar eingesetzt. Der Grundkörper 38 der Filterpatrone 37 weist an seinem
Außenmantel ein Gewinde auf, welches in ein Innengewinde der Ventilhülle 29 eingeschraubt
ist, wodurch die Filterpatrone-in ihrer Lage gehalten wird.
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Das Pumpengehäuse 10 kann so montiert werden, daß die beiden Ventilhüllen
28, 29 nach oben weisen (Fig. 2). Es ist jedoch auch möglich, das Pumpengehäuse
10 so anzuordnen, daß die beiden Ventilhüllen 28, 29 sich nach unten erstrecken.
In beiden Fällen ist die Filterpatrone im wesentlichen identisch ausgebildet, wobei
lediglich geringe Bauunterschiede insbesondere hinsichtlich der Anordnung eines
Luftraumes bzw. eines Domes dafür vorzusehen sind.
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Die Filterpatrone weist an ihrem Grundkörper 38 einen
Sockel
auf, der mit einem ringsumlaufenden Flansch 41 (Fig. 2) und einem Sechskant 45 versehen
ist, welch letzterer die Verdrehung der Filterpatrone 37 mittels eines Schraubenschlüssels
od. dgl. erleichtert. An den Sockel 41 ist ein Fitting 46 angeschlossen, welches
mit dem Sockel einen vorherbestimmten Winkel einschließt, welcher den günstigsten
Anschluß an die jeweils vorliegende Maschine bzw. das Brennstoffsystem derselben
ermöglicht. Das Fitting 46 und der Grundkörper 38 sind von einem Kanal 44 durchsetzt,
durch welchen Brennstoff oder eine andere Flüssigkeit der Filterkammer zugeleitet
werden.
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Der Grundkörper 38 ist, wie bereits erwähnt, mit einem Gewinde an
seinem Mantel in ein entsprechendes Gegengewinde der Ventilhülle 28 bzw. 29 eingeschraubt.
Eine solche Gewindeverbindung ist einfach und wirksam, jedoch könnte auch eine andere
geeignete Verbindungsart der beiden Bauteile 28 bzw. 29 und 38 Verwendung finden.
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Von der Außenseite des Grundkörpers 38 erstrecken sich mehrere Stützen
39 in zueinander paralleler Richtung. Am Ende dieser Stützen 39 ist eine Kappe 42
an ihnen befestigt, welche die Stützen 39 in Abstand voneinander hält. Diese Kappe
42 bildet die Stirnwand einer Filterkammer 48 (Fig. 2), Die Stützen 39 tragen feinmaschige
Filtersiebe 51, welche die zylindrische Filterkammer 48 begrenzen. Die andere Stirnwand
der Filterkammer 48 ist von der Innenfläche des Grundkörpers 38 der Filterpatrone
37 gebildet. Von der Innenfläche des Grundkörpers 38 erstreckt sich ein Rohr 49,
durch welches der Brennstoff der Kammer 48 zu- bzw. von dieser abgeleitet wird.
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Wie Fig. 2 zeigt, bildet das Rohr 49 einen ringförmigen Luft dom im
oberen Ende der Filterpatrone, wenn die Pumpe sich in der dargestellten Lage befindet.
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Beim Ausführungsbeispiel der Patrone nach Fig. 3 ist der Luft dom
am Kappenende der Patrone angeordnet und von einem zylindrischen Bord 52 begrenzt,
der sich von der Kappe 54 nach außen erstreckt.
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Der Patronensockel 53 weist eine Umfangsnut 56 auf, in der ein verformbarer
Dichtungsring 57 od.dgl. liegt, der gleitend an der benachbarten Wand der hülle
29 anliegt und an seinem Umfang eine Flüssigkeitsdichtung bildet. Diese Anordnung
erlaubt eine Verdrehung der gesamten Patroneneinheit, so daß die Winkellage des
Fittings 58 beliebig gewählt werden kann, um das Brennstoffsystem anzuschließen,
wobei dennoch eine einwandfreie Umfangsdichtung aufrecht erhalten bleibt.
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Das beschriebene flrennstoffilter kann in verschiedener Weise ausgebildet
werden. Beispielsweise kann die gesamte Brennstoffpumpenpatrone einstückig aus einem
brennstoffwiderstandsfähigen Thermoplastischen Kunststoff, z.I3. Nylon, Delrin ausgebildet
werden. Es ist jedoch auch möglich, diese Einheit durch eine Metall-Kunststoff-Kombination
auszubilden.
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Die erfindungsgemä!e Konstruktion der Pumpe mit einem oder mehreren
auswechselbaren Brennstoffilterpatronen weist zahlreiche Vorteile auf. Fig. 2 zeigt,
daß die Brennstoffpumpe an dem Motorblock derart befestigt werden kann, daß das
beim Herausnehmen zugängliche helle der Patrone leicht sowohl durch ein Werkzeug
als auch unmittelbar von hand aus ergriffen werden
kann, was die
Handhabung der Patrone wesentlich erleichtert.
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Der Ersatz der Patrone ist daher einfach durchzfhren und erfordert
lediglich die Lösung des Fittings 46 zusammen mit dem Fitting in der benachbarten
Ventilhülle von ihren Anschlüssen. Hierauf kann das Filter entweder von Hand aus
aus den Hüllen 28, 29 bei minimalem Brennstoffverlust herausgeschraubt werden. In
ähnlicher Weise kann eine gereinigte oder neue Patrone in die Hülle eingesetzt und
darin befestigt werden, worauf der Anschluß an das benachbarte Rohr bzw. den die
Pumpe mit dem Brennstoffsystem verbindenden Kanal erfolgt.
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Hinsichtlich ihrer Wirkungsweise arbeitet die Pumpe in der herkömmlichen
Weise. Bei Verwendung der beschriebenen Filterpatrone tritt der Brennstoff durch
das Fitting 46 ein und fließt durch das Rohr 49 in die Filterkammer 48. Feststoffe
und andere unerwünschte Beimengungen im Brennstoff werden durch die Filtersiebe
zurückgehalten, während der gefilterte Brennstoff hindurchtreten kann. Dieser gefilterte
Brennstoff tritt dann durch die Rückschlagventile ein und gelangt in die Pumpenkammer.
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Die Erfindung kann zahlreichen Ausführungsvarianten unterworfen werden,
ohne das Gebiet~der Erfindung zu verlassen.
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Patentanspriiche :