DE19651664A1 - Vorrichtung zum Fördern von Flüssigkeit - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern von Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter, insbesondere von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Bei einer bekannten Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank einer Brennkraftmaschine (DE 44 14 281 A1) ist der dem Ansaugstutzen des Förderaggregats vorgeordnete Flüssigkeitsfilter als scheibenförmiger Kraftstoffilter ausgebildet, der auf der Stirnseite eines topfförmigen, das Förderaggregat aufnehmenden Filtergehäuses gehalten wird. Dem Förderaggregat ist weiterhin ein zylinderförmiger Kraftstoffilter nachgeordnet, der in einem im Filtergehäuse ausgebildeten Ringraum aufgenommen ist. Das Förderaggregat saugt Kraftstoff aus dem Kraftstofftank an, der über den scheibenförmigen Kraftstoffilter und die Ansaugöffnung zu dem Druckstutzen fließt, von dort durch den zylinderförmigen Kraftstoffilter hindurchtritt und zum Auslaß der Fördervorrichtung strömt, wo er über die dort angeschlossene Förderleitung zur Brennkraftmaschine gedrückt wird.

Bei bestimmten Flüssigkeiten, z. B. bei Dieselkraftstoffen, ist es vorteilhaft, den Flüssigkeitsfilter relativ engmaschig auszuführen, um Grobbestandteile auszufiltern, die sich ansonsten im Förderaggregat ablagern und zu dessen vorzeitigem Ausfall führen. Bei tiefen Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes neigen manchen Flüssigkeiten, insbesondere solche Dieselkraftstoffe, dazu, auszuflocken oder dickflüssig zu werden und am feinmaschigen Flüssigkeitsfilter zu versulzen, so daß eine Kraftstofförderung nicht mehr möglich ist. Abhilfe hat man bislang mit grobmaschigen Kraftstoff sieben zu erreichen versucht, wobei allerdings eine Verkürzung der Lebensdauer der Förderpumpe in Kauf genommen werden mußte.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Fördern von Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß das feinmaschige Flüssigkeitssieb oder -filter vor dem Ansaugstutzen des Förderaggregats mit seinen vorteilhaften Eigenschaften beibehalten werden kann. Stellen sich bei Minustemperaturen Versulzungserscheinungen am Flüssigkeitsfilter ein, die einen ausreichenden Förderstrom durch den Filter hindurch nicht mehr zulassen, so erzeugt das Förderaggregat auf der Rückseite des Flüssigkeitsfilters einen Unterdruck, der das Rückschlagventil öffnet und Flüssigkeit durch den Bypass hindurch zum Ansaugstutzen des Förderaggregats fließen läßt. Das Förderaggregat kann also weiterhin Flüssigkeit pumpen, und die Versulzung führt nicht zu einem Ausfall der Fördervorrichtung. Sobald der Flüssigkeitsfilter mit zunehmender Temperatur wieder frei wird, was bei Dieselkraftstoffen nach Warmlaufen der Brennkraftmaschine der Fall ist, fällt der Unterdruck weg und das Rückschlagventil schließt den Bypass. Flüssigkeit bzw. Kraftstoff wird wieder durch den feinmaschigen Flüssigkeitsfilter hindurch angesaugt, das größere Schmutzpartikel zuverlässig zurückhält. Bei Dieselkraftfahrzeugen kann mit der erfindungsgemäß verbesserten Fördervorrichtung der Start und das Warmlaufen der Brennkraftmaschine bei tiefen Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes sichergestellt werden, bei denen der Dieselkraftstoff dazu neigt, auszuflocken. Die warme Brennkraftmaschine sorgt dann für eine weit oberhalb des Gefrierpunktes liegende Betriebstemperatur im Kraftstofftank, so daß die Ausflockungserscheinungen im Kraftstoff wieder verschwinden.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Fördervorrichtung möglich.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Bypass durch das Filtergehäuse hindurchgeführt und im Bypass ein eine Ventilöffnung umschließender Ventilsitz ausgebildet, auf dem ein Ventilglied mittels einer Ventilschließkraft aufgepreßt gehalten wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Ventilöffnung am Ende des Bypasses in Einbaulage des Filtergehäuses horizontal mit nach unten weisendem Ventilsitz im Abstand hinter dem Flüssigkeitsfilter angeordnet und das Ventilglied als Schwimmkörper ausgebildet, der von dem auf ihn wirkenden Auftrieb in der Flüssigkeit auf den Ventilsitz aufgepreßt wird. Versulzt der Flüssigkeitsfilter, saugt das Förderaggregat aus dem Innenraum des vom Flüssigkeitsfilter abgedeckten Filtergehäuses bis ein Unterdruck erzeugt wird, der ausreichend ist, um den vorzugsweise als poröse Kugel ausgebildeten Schwimmkörper vom Ventilsitz abzuheben. Dieser Unterdruck ist so bemessen, daß er nur knapp unterhalb des maximal möglichen Unterdrucks des Förderaggregats liegt, um bei späterer, tatsächlicher Filterverschmutzung eine Öffnung des Rückschlagventils zu vermeiden.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Ventilöffnung am Anfang des Bypasses in Einbaulage des Filtergehäuses horizontal mit nach oben weisendem Ventilsitz angeordnet und das Ventilglied als Massekörper ausgebildet, der entweder von seiner Schwerkraft oder von einer zusätzlichen Ventilfeder auf den Ventilsitz aufgepreßt wird. Auch hier erzeugt der im Filtergehäuse bei laufendem Förderaggregat und versulztem Flüssigkeitsfilter entstehende Unterdruck eine ausreichende Kraft, um den Massekörper gegen seine Schwerkraft oder die Schließkraft der Ventilfeder vom Ventilsitz abzuheben und damit Flüssigkeit über den Bypass in den Innenraum des Filtergehäuses einzuströmen zu lassen.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen jeweils ausschnittweise:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Kraftstofftanks mit darin eingesetzter Fördervorrichtung zum Fördern von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine,

Fig. 2 eine gleiche Darstellung wie in Fig. 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung einer Draufsicht eines Kraftstoffilters in Richtung Pfeil III in Fig. 2.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die in Fig. 1 ausschnittweise im Längsschnitt dargestellte Kraftstoffördervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Dieselmotor, ist unmittelbar in den Kraftstofftank 10 eines Kraftfahrzeugs eingesetzt. Die Fördervorrichtung umfaßt ein Förderaggregat 11 mit Ansaugstutzen 111 und Druckstutzen 112, das vorzugsweise als elektrische Kraftstoffpumpe ausgebildet und in einem geschlossenen Filtergehäuse 12 aufgenommen ist. Das Filtergehäuse 12 weist an seiner Unterseite einen zur Gehäuseachse koaxialen Einlaßteil 13, dessen stirnseitige Öffnung von einem scheibenförmigen, leicht nach außen gewölbten Flüssigkeitsfilter oder Flüssigkeitssieb, im folgenden Kraftstoffilter 14 genannt, überspannt ist. Im Einlaßteil 13 ist ein zum Ansaugstutzen 111 koaxialer Ansaugraum 15 und ein Seitenraum 16 ausgebildet, der zum Ansaugraum 15 hin durch eine Trennwand 28 verschlossen ist und über eine im Mantel des Einlaßteils 13 vorgesehene Wandaussparung 17 mit dem Innern des Kraftstofftanks 10 in Verbindung steht. Im Filtergehäuse 12 ist ein das Förderaggregat 11 ringförmig umschließender Ringraum 18 ausgebildet, in dem ein zylinderförmiger Kraftstoffilter 19 mit Abstand vom Boden des Ringraums 18, diesen vollständig ausfüllend, einliegt. Der Ringraum 18 steht mit einem Zulaufstutzen 20 und mit einem Ablaufstutzen 21 in Verbindung, die beide in einem Gehäusedeckel 22 ausgebildet sind, der nach Einsetzen des Förderaggregats 11 das Filtergehäuse 12 hermetisch verschließt. Der Zulaufstutzen 20 ist über ein Verbindungsstück 23 mit dem Druckstutzen 112 des Förderaggregats 11 und der Ablaufstutzen 21 über ein Verbindungsstück 24 mit dem hier nicht dargestellten druckseitigen Auslaß der Fördervorrichtung verbunden, an dem eine zu der Brennkraftmaschine führende Förderleitung angeschlossen ist. Der elektrische Anschlußstecker für das Förderaggregat 11 ist mit 25 gekennzeichnet.

Bei gefülltem Kraftstofftank 10 saugt das eingeschaltete Förderaggregat 11 über seinen Ansaugstutzen 111 Kraftstoff an, der aus dem Innern des Kraftstofftanks 10 über das Kraftstoffilter 14 in den Ansaugraum 15 nachströmt und fördert diesen über seinen Druckstutzen 112 durch das zylinderförmige Kraftstoffilter 19 zu dem druckseitigen Auslaß der Fördervorrichtung, von wo aus der unter Druck stehende Kraftstoff zur Brennkraftmaschine abströmt.

Dieselkraftstoffe neigen dazu, bei tiefen Temperaturen weit unterhalb des Gefrierpunktes auszuflocken, so daß die Oberfläche des Kraftstoffilters 14 versulzt und damit die Fördervorrichtung betriebsunfähig wird. Sobald die Temperaturen wieder auf Normalwerte ansteigen, baut sich die Versulzung des Kraftstoffilters 14 wieder ab. Um den Start und die Kaltlaufphase von Dieselfahrzeugen sicherzustellen, ist im Filtergehäuse 12 ein den Kraftstoffilter 14 umgehender Bypass 26 vorgesehen, der mit einem Rückschlagventil 27 verschlossen ist, dessen Öffnungsrichtung zum Ansaugstutzen 111 des Förderaggregats 11 hin weist. Das Rückschlagventil 27 ist so ausgeführt, daß es bei einem infolge Filterverstopfung oder Filterversulzung in dem Ansaugraum 15 zwischen Kraftstoffilter 14 und Ansaugstutzen 111 des Förderaggregats 11 entstehenden Unterdruck öffnet, sobald dieser Unterdruck eine einstellbare Größe erreicht.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist dieser Bypass 26 durch eine Öffnung 30 in der Trennwand 28 zwischen Ansaugraum 15 und Seitenraum 16 sowie einen diese umgebenden einstückig angespritzten Käfig 29 gebildet. Der Käfig 29 ist mit Einlaßschlitzen 31 und an seiner an der Öffnung 30 liegenden Käfigöffnung mit einem Ventilsitz 32 versehen, der eine Ventilöffnung 34 umgibt und mit einem Ventilglied 33 das Rückschlagventil 27 bildet. Die Ventilöffnung 34 ist in Einbaulage des Filtergehäuses 12 horizontal ausgerichtet, und der Ventilsitz 32 weist nach unten. Das Ventilglied 33 ist als schwimmende, poröse Kugel ausgebildet, die von dem Auftrieb im Kraftstoff auf den Ventilsitz 32 aufgedrückt wird und damit die Ventilöffnung 34 abdichtet. Solange das Förderaggregat 11 Kraftstoff über den Kraftstoffilter 14 ansaugt, bleibt das Ventilglied 33 auf dem Ventilsitz 32 aufgepreßt, und das Rückschlagventil 27 ist geschlossen. Ist der Kraftstoffilter 14 versulzt, so erzeugt das Förderaggregat 11 einen Unterdruck im Ansaugraum 15, der ausreicht, das Ventilglied 33 vom Ventilsitz 32 abzuheben, so daß nunmehr Kraftstoff aus dem Seitenraum 16 über die Einlaßschlitze 31 im Käfig 29 und die Ventilöffnung 34 in den Ansaugraum 15 einströmen kann.

Die in Fig. 2 im Längsschnitt dargestellte Fördervorrichtung ist gegenüber der in Fig. 1 dargestellten und beschriebenen Fördervorrichtung lediglich hinsichtlich der Ausbildung des Bypasses 26 modifiziert, so daß gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Der Bypass 26 ist hier in einem Auge 35 ausgebildet, das einstückig an einem den Kraftstoffilter 14 umgebenden Filterrahmen 36 angeformt ist und etwas in die Filterfläche hineinragt (Fig. 3). Das Auge 35 ist mit einer Ventilöffnung 37 versehen, die in Einbaulage des Filtergehäuses 12 horizontal ausgerichtet ist. Die Ventilöffnung 37 ist mit einem Ventilsitz 38 umgeben, der nach oben weist und auf dem von oben her ein Ventilglied 38 in Form eines Massekörpers, z. B. einer schweren Kugel, aufliegt und die Ventilöffnung 37 abschließt. Die Ventilschließkraft des von der Ventilöffnung 37, dem Ventilsitz 38 und dem Ventilglied 39 gebildeten Rückschlagventils 27 wird zumindest teilweise durch die Schwerkraft des Massekörpers aufgebracht. Die Ventilöffnung 37 stellt eine direkte Verbindung zwischen dem Ansaugraum 15 und dem Innern des Kraftstofftanks 10 her. Reicht die Schwerkraft des Massekörpers zum Verschließen des Rückschlagventils 27 bei ordnungsgemäßem Förderbetrieb des Förderaggregats 11 nicht aus, so kann das Ventilglied 39 mit einer Ventilschließfeder 40 in Form einer Schraubendruckfeder belastet werden, die sich an der Trennwand 28 des Filtergehäuses 12 abstützt. Bei Versulzen des Kraftstoffilters 14 entsteht im Ansaugraum 15 ein Unterdruck, der ausreicht, das Ventilglied 39 gegen dessen Schwerkraft bzw. gegen die Kraft der Ventilschließfeder 40 vom Ventilsitz 38 abzuheben, so daß nunmehr Kraftstoff über die freigegebene Ventilöffnung 37 in den Ansaugraum 15 des Filtergehäuses 12 strömen kann.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Fördern von Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter, insbesondere von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs, mit einem Förderaggregat (11), das einen in den Vorratsbehälter (10) eintauchenden Ansaugstutzen (111) und einen mit einer Förderleitung verbindbaren Druckstutzen (112) aufweist, mit einem dem Ansaugstutzen (111) vorgeordneten Flüssigkeitsfilter (14), dadurch gekennzeichnet, daß ein den Flüssigkeitsfilter (14) umgehender Bypass (26) vorgesehen ist, der mit einem Rückschlagventil (27) verschlossen ist, und daß das Rückschlagventil (27) mit zum Ansaugstutzen (111) weisender Öffnungsrichtung so ausgelegt ist, daß es bei einem infolge Filterverstopfung zwischen Flüssigkeitsfilter (14) und Ansaugstutzen (111) entstehenden Unterdruck vorgegebener Größe öffnet.

2. Fördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass (26) durch das Filtergehäuse (12) hindurchgeführt ist und daß im Bypass (26) ein eine Ventilöffnung (34; 37) umgebender Ventilsitz (32; 38) ausgebildet ist, auf dem ein Ventilglied (33; 39) mittels einer Ventilschließkraft aufgepreßt gehalten ist.

3. Fördervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilschließkraft von einer Ventilschließfeder (40) erzeugt wird, die sich am Ventilglied (39) und am Filtergehäuse (12) abstützt.

4. Fördervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilöffnung (37) in Einbaulage des Filtergehäuses (12) horizontal mit nach oben weisendem Ventilsitz (38) angeordnet ist, daß das Ventilglied (39) als Massekörper ausgebildet ist und daß die Ventilschließkraft zumindest teilweise von der auf den Massekörper wirkenden Schwerkraft erzeugt wird.

5. Fördervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass (26) in einem Auge (35) ausgebildet ist, das einstückig an einem den Kraftstoffilter (14) aufnehmenden Filterrahmen (36) ausgebildet ist.

6. Fördervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilöffnung (34) in Einbaulage des Filtergehäuses (12) horizontal mit nach unten weisendem Ventilsitz (32) im Abstand hinter dem Flüssigkeitsfilter (14) angeordnet ist, daß das Ventilglied (33) als Schwimmkörper ausgebildet ist und daß die Ventilschließkraft zumindest teilweise von dem auf den Schwimmkörper wirkenden Auftrieb erzeugt wird.

7. Fördervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergehäuse (12) einen den Ansaugstutzen (111) des Förderaggregats (11) umgebenden, mit dem Vorratsbehälter (10) in Verbindung stehenden, von dem Flüssigkeitsfilter (14) abgedeckten Ansaugraum (15) und einen davon durch eine Trennwand (28) abgetrennten, mit dem Vorratsbehälter (10) in Verbindung stehenden Seitenraum (16) aufweist und daß der Bypass (26) in der Trennwand (28) ausgebildet ist.

8. Fördervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trennwand (28) eine Öffnung (30) vorgesehen und an die Trennwand (28) ein die Öffnung (30) umschließender, in den Seitenraum (16) hineinragender Käfig (29), vorzugsweise einstückig, angespritzt ist und daß der Käfig (29) mit Einlaßschlitzen (31) versehen ist und im Käfig (29) mit Abstand von der Öffnung (30) der die Ventilöffnung (34) umgebende Ventilsitz (32) ausgebildet ist.