DE19602082A1 - Kraftstoffmodul - Google Patents

Kraftstoffmodul

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Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffmodul insbesondere für den Einbau in ein Fahrzeug. Aus der DE 44 43 621 A1 ist ein Kraftstoffmodul bekannt. Dieses weist eine elektrische Kraftstoffpumpe auf und ist in einen Behälter für ein Kraftstofftank eines Fahrzeugs angeordnet. Ein Filter am Boden des Kraftstofftanks besitzt ein Auslaß der mit dem Hauptpumpeneinlaß verbunden ist, so daß die Pumpe direkt Kraftstoff aus dem Kraftstofftank ansaugen kann. Ein zweiter Kraftstoffauslaß in dem Behälter der mit dem Pumpeneinlaß in Verbindung steht wird von einem Ventil gesteuert, das den zweiten Kraftstoffauslaß öffnet wenn der Hauptpumpenauslaß wegen mangelnden Kraftstoffes im Kraftstofftank leerläuft. Ein Filterelement oberhalb des zweiten Kraftstoffauslasses filtert Kraftstoff, der von dem Behälter zu dem Pumpeneinlaß strömt, wenn das Ventil geöffnet ist.
Ein Nachteil dieser Einrichtung ist darin zu sehen, daß das Filterelement nur nach Öffnen des Kraftstofftanks austauschbar ist. Dies ist mit erheblichem Montageaufwand verbunden. Außerdem ist es bei einem Kraftstoffmodul außerdem erforderlich, eine manuelle Pumpe vorzusehen. Diese hat die Aufgabe, bei vollständig entleertem Kraftstoffsystem dieses nach dem Befüllen des Kraftstofftanks soweit mit Kraftstoff zu versorgen, daß die mechanische Kraftstoffpumpe wieder funktionsfähig ist.
Aus der EP 664 391 A1 ist ein Kraftstoffilterelement bekannt. Dieses ist mit einer einfachen manuellen Pumpe verbunden. Ein Nachteil dieses Systems besteht jedoch darin, daß die Pumpe gegen äußere Einflüsse empfindlich ist und die Gefahr besteht, daß diese zerstört werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffmodul zu schaffen, das kompakt aufgebaut ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.
Der wesentliche Vorteil des Kraftstoffmoduls liegt darin, daß ein Ventilblock vorgesehen ist, der sämtliche Zu- und Abläufe aufweist und außerdem das Filterelement trägt.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine manuelle Förderpumpe integriert. Diese Förderpumpe besteht im wesentlichen aus zwei identisch aufgebauten Ventilen und ist damit sehr kostengünstig herstellbar.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist im Bereich des Filters ein Heizelement vorgesehen. Dieses Heizelement ist beispielsweise ein in den Kunststoff eingebettete Widerstandsdraht, welcher in Verbindung mit einem Kaltleiter eine Aufheizung des Kraftstoffs unterhalb eines bestimmten Temperaturniveaus bewirkt. Das Heizelement kann sowohl im Gehäuse als auch im Deckel des Filters integriert sein. Sofern das Heizelement im Deckel integriert ist, erfolgt der elektrische Anschluß über eine geeignete Steckverbindung oder über Kontaktelemente zwischen Deckel und Gehäuse. Zur Ausscheidung von Luftblasen ist im Stützelement des Filtergehäuses eine Entlüftungsbohrung vorgesehen. Diese Entlüftungsbohrung ist im oberen Rohflüssigkeitsbereich angeordnet und bewirkt ein kontinuierliches Rückfließen einer bestimmten Kraftstoffmenge zum Kraftstofftank. Hierbei werden Luftblasen oder die Luft, welche sich im oberen Bereich des Filtergehäuses ansammelt, zum Tank zurückgeführt. Zum Auffangen grober Verunreinigungen ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung im Ventilblock ein Vorfilter angeordnet. Dieses Vorfilterelement läßt sich bei Bedarf leicht austauschen.
Der Filtereinsatz ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein metallfreier Filtereinsatz, das heißt, er besteht aus einem zick-zack-förmig gefalteten Filterpapier oder Filterelement, welches an seinen Stirnseiten mit thermoplastischen Kunststoffendscheiben abgedichtet ist. Ein solches Filterelement läßt sich in einfacher Weise entsorgen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das Filterelement mit einem Schmutzsammelraum versehen. Dies hat den Vorteil, daß beim Austausch desselben der am Umfang des Elements anhaftende Schmutz nicht in das Gehäuse gelangt sondern mitentfernt wird. Dieser Schmutzsammelraum wird im wesentlichen aus einer topfförmigen, aus Filtermaterial bestehenden Umhüllung des Filtereinsatzes gebildet.
In vorteilhafter Weise kann der von der Einspritzpumpe zurückgelieferte Kraftstoff welcher teilweise erwärmt wurde, zum Temperieren des Ventilblocks und des Filterelements benutzt werden, indem der Ventilblock von diesem Kraftstoff durchströmt wird.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 die Schnittdarstellung eines Kraftstoffmoduls,
Fig. 2 die Schnittdarstellung der manuellen Förderpumpe,
Fig. 3 eine Draufsicht auf das Kraftstoffmodul,
Fig. 4 ein Kraftstoffflußschema,
Fig. 5 ein Thermostatventil.
Die Schnittdarstellung gemäß Fig. 1 zeigt einen Ventilblock 10 der die Anschlüsse für die Kraftstoffzu- und abführung aufweist. An diesem Ventilblock 10 ist das Filtergehäuse 11 angeordnet. Das Filtergehäuse 11 wird mit einem Deckel 12 verschlossen. Innerhalb des Gehäuses befindet sich ein Stützelement 13 welches einen konzentrisch ausgestalteten Filtereinsatz 14 trägt. Der Filtereinsatz 14 besteht aus einem zick-zack-förmig gefalteten Filterpapier oder Filtervlies, das an seinen stirnseitigen Enden Kunststoffendscheiben 15, 16 aufweist. Die obere Endscheibe wird über ein Rastelement 17 mit dem Deckel 12 verrastet. Diese obere Endscheibe trägt ferner eine Radialdichtung 18, die auf einer Abschlußkappe 19 des Stützelements 13 angeordnet ist. Die Abschlußkappe 19 ist oben mit einer Entlüftungsbohrung 20 versehen. Das Stützelement 13 wird über eine Schraubverbindung 21 mit dem Ventilblock 10 verbunden. Im unteren Bereich erfolgt die Abdichtung des Filtereinsatzes 14 auf dem Stützelement 13 mit einer eingelegten Formdichtung 22.
In Fig. 2 ist die manuelle Entlüftungs-Förderpumpe dargestellt, welche im Ventilblock 10 angeordnet ist. Diese Pumpe besteht aus zwei Ventilen 23, 24 die hintereinander geschaltet sind. Im Ventilzwischenraum ist zur Erzeugung eines Ansaugdruckes ein manuell zu betätigender Kolben 25 vorgesehen. Vor der Pumpe befindet sich ein Vorfilter 26, welches beispielsweise aus einem einfachen Siebfilter mit einem Siebgewebe besteht.
Die Fig. 3 zeigt in einer Draufsicht auf das Kraftstoffmodul im wesentlichen die einzelnen Anschlüsse. Hier ist der Anschluß A zur Kraftstofführung an die Haupt-Förderpumpe, der Anschluß B zur Kraftstoffeinspeisung vom Tank, der Anschluß C für den Tankrücklauf und der Anschluß D zur Zuführung des Kraftstoffs von der Haupt-Förderpumpe gezeigt. Der Anschluß E am Ventilblock ist in Fig. 1 ersichtlich. Dieser dient zur Weiterleitung des gereinigten Kraftstoffs an die Einspritzpumpe. An Anschluß B wird, wie auch in Fig. 2 dargestellt, der Kraftstoff vom Tank zugeführt. Sofern das System entleert ist, muß mit der manuell betätigbaren Entlüftungs-Förderpumpe 31, die in Fig. 2 gezeigt ist, Kraftstoff angesaugt werden. Dieser Kraftstoff gelangt anschließend vorgefiltert zur Haupt-Förderpumpe über den Anschluß A und von dort zurück über den Anschluß D in das Filtersystem und hier in den Rohflüssigkeitsbereich 27, der sich außerhalb des Filtereinsatzes 14 befindet. Sofern im Kraftstoff Luftblasen sind oder im oberen Bereich des Filtergehäuses sich ein Luftpolster gebildet hat, wird diese Luft über die Entlüftungsbohrung 20 in den Rücklaufbereich 28 des Stützelements 13 geführt und gelangt von dort aus über den Anschluß C zum Tank zurück. Der Kraftstoff strömt durch den Filtereinsatz 14 nach innen und wird vom Reinflüssigkeitsbereich 29 ausgehend nach unten zum Anschluß E geführt. Dort kann der Kraftstoff der Einspritzpumpe zur Verfügung gestellt werden. Zur Erwärmung des Kraftstoffes kann sich im Deckel 12 oder im Filtergehäuse 11 eine Heizung in Form einer elektrischen Widerstandsheizung befinden. Diese besteht beispielsweise aus elektrischen Heizdrähten 30, die im Kunststoff des Deckels eingebettet sind. Über einen hier nicht dargestellten Anschluß erfolgt die Spannungsversorgung dieser Heizdrähte. Die manuelle Entlüftungs-Förderpumpe besteht in einfacher Weise aus zwei identisch aufgebauten Ventilen 23, 24, die lediglich in die Öffnung im Ventilblock 10 eingepreßt sind. Damit wird eine besonders kostengünstige Lösung für diese manuelle Pumpe erzielt.
Die Fig. 4 zeigt ein Kraftstoffflußschema mit dem Kraftstoffmodul 33, welches die in Fig. 1 gezeigten Komponenten aufweist. Der Anschluß B ist mit dem Tank 34 verbunden. Der Rücklauf in den Tank erfolgt über den Anschluß C. Der Anschluß E ist zur Einspritzpumpe 35 geführt. An dieser Einspritzpumpe 35 ist die Haupt-Förderpumpe, der Kraftstoff von Anschluß A zugeführt wird, angeflanscht. Diese Haupt-Förderpumpe leitet den zugeführten Kraftstoff zu Anschluß D. An der Einspritzpumpe ist die Druckleitung F, welche den Kraftstoff zum Motor befördert, dargestellt. Der vom Motor zurückfließende Kraftstoff gelangt über das Überströmventil 36 zurück über Leitung G in den Kraftstofftank.
Alternativ zu der Erwärmung des Kraftstoffs über eine Heizung kann auch die Temperaturerhöhung des Kraftstoffs, welcher von der Einspritzpumpe 35 über Leitung G zurückgeführt wird, zur Erwärmung des Kraftstoffmoduls genutzt werden. Hierzu ist in der Leitung G ein Thermostatventil 37 vorgesehen. Unterhalb einer bestimmten Umgebungstemperatur schaltet dieses Ventil 37 den rückfließenden Kraftstoff in die Leitung G2 und damit zu dem Anschluß B. Sofern die Umgebungstemperatur oberhalb einer bestimmten Grenztemperatur liegt schaltet das Thermostatventil zurück und bewirkt eine Förderung des von dem Überströmventil 36 abgeleiteten Kraftstoffs in den Tank 34. Das Thermostatventil 37 ist in der Fig. 5 näher dargestellt. Über einen Kraftstoffzufluß G gelangt dieser in der hier gezeigten Stellung zu der Leitung B, das heißt zu dem Anschluß B für die Kraftstoffzuführung. Da der von der Einspritzpumpe kommende Kraftstoff Motorwärme aufgenommen hat, kann diese Motorwärme als Vorwärmung für das Kraftstoffilter genutzt werden. Sobald die Temperatur des Kraftstoffs bzw. der Umgebung über eine Grenztemperatur steigt, bewegt sich ein Wachsthermostat 38 nach unten und verschließt die linksseitige Öffnung zu dem Anschluß B, öffnet gleichzeitig die rechtsseitige Öffnung G1, welche zum Tank führt. Damit in der Fig. 5 gezeigten Stellung an dem Anschluß B kein Überdruck entsteht, ist an dem Ventil 39 des Wachsthermostaten 38 eine Bypassöffnung 40 vorgesehen. Durch diese kann eine geringe Menge Kraftstoff in jeder Stellung zu der Leitung G1 gefördert werden.
Selbstverständlich kann an dem Kraftstoffmodul die manuell betätigbare Entlüftungs-Förderpumpe 31 entfallen, wenn eine elektrisch betreibbare Haupt-Förderpumpe vorgesehen ist. Diese ist üblicherweise am Kraftstofftank angeordnet. Somit entfällt hier das manuelle Entlüften von Leitungen.

Claims (12)

1. Kraftstoffmodul bestehend aus einem Kraftstoffilter welcher auf einem Ventilblock (10) angeordnet ist und in einem Filtergehäuse (11) einen austauschbaren Filtereinsatz (14) aufweist, einem am Ventilblock (10) angeordneten Anschluß (B) für die Kraftstoffzuführung, einem Anschluß (C) für den Kraftstoffrücklauf zum Tank, zwei Anschlüsse (A, D) für eine Förderpumpe sowie einen Anschluß (E) zur Einspritzpumpe.
2. Kraftstoffmodul nach Anspruch 1, wobei eine manuell betätigbare Förderpumpe (31) vorgesehen ist, welche zwei Ventile (23, 24) aufweist.
3. Kraftstoffmodul nach Anspruch 1, wobei die Ventile (23, 24) identisch aufgebaut sind.
4. Kraftstoffmodul nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei insbesondere im Deckel (12) des Filtergehäuses ein Heizelement vorgesehen ist.
5. Kraftstoffmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Filtergehäuse (11) oder der Deckel (12) das Filtergehäuses aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht und das Heizelement in Form eines elektrischen Widerstandselements (30) im Gehäuse oder Deckel integriert ist.
6. Kraftstoffmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im Filtergehäuse (11) ein Stützelement (13) für den Filtereinsatz (14) vorgesehen ist und das Stützelement (13) eine Entlüftungsbohrung (20) aufweist, die mit der Rückströmleitung (C) zum Tank in Verbindung steht.
7. Kraftstoffmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im Ventilblock (10) ein Vorfilter (26) angeordnet ist.
8. Kraftstoffmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Filtereinsatz (14) ein metallfreier Filtereinsatz ist, dessen Endscheiben (15, 16) aus thermoplastischem Kunststoff bestehen.
9. Kraftstoffmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Filtereinsatz am geodätisch unteren Ende einen Schmutzsammelraum (32) aufweist.
10. Kraftstoffmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Kraftstoffrücklauf vorgesehen ist, welcher erwärmter Kraftstoff dem Ventilblock (10) zuführt.
11. Kraftstoffmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine elektrisch betriebene Förderpumpe vorhanden ist.
12. Kraftstoffmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Kraftstoffvorwärmung durch den von der Einspritzpumpe rückgeführten, erwärmten Kraftstoff erfolgt.
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