DE19930595C2

DE19930595C2 - Vorrichtung zur Befüllung eines Reservoirs eines Kraftstofffördermoduls

Info

Publication number: DE19930595C2
Application number: DE19930595A
Authority: DE
Inventors: Stephan Kleppner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2001-07-05
Anticipated expiration: 2019-07-03
Also published as: DE19930595A1; FR2795776B1; CN1292455A; US6474374B1; FR2795776A1; CN1151335C; BR0002271A; JP2001039172A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Befüllung eines Reservoirs (2) eines Kraftstoffördermoduls (1). Dieses ist saugseitig mit einem Vorratstank (11) und druckseitig mit einer Brennkraftmaschine verbunden. Das Reservoir (2) umgibt ein Kraftstofförderaggregat (5) und ist über ein an einem unteren Abschnitt des Reservoirs (2) vorgesehene Öffnung (10) befüllbar. Die Öffnung (10) zur Erstbefüllung des Reservoirs (2) im Reservoirsboden (4) ist ein mittels eines Schwimmers (16) betätigbares Schließelement (8) eines Erstbefüllungsteils (7) zugeordnet, welches durch den Schwimmer (16) abhängig vom Kraftstoffpegel (20) im Reservoir (2) betätigbar ist.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Befüllung eines Reservoirs eines Kraftstoffördermoduls, ein Kraftstoffmodul mit einem ein Kraftstofförderaggregat umgebenden Reservoir und ein Kraftstofförderaggregat mit einem Reservoir gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1, 9 und 10.

Stand der Technik

Aus DE 195 49 192 A1 ist eine Einrichtung zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstopf zur Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges bekannt. Das Förderaggregat ist saugseitig mit dem Vorratstopf und druckseitig mit der Brennkraftmaschine verbunden und mit einer Rückführleitung ausgestattet, die zu einer nahe einem Tankboden angeordneten Strahlpumpe führt. Diese fördert den aus der Rückführleitung in den Vorratstank zurückgeförderten Kraftstoffüberschuß über einen Mischbereich in einen Vorratstopf. Aus diesem entnimmt das Förderaggregat Kraftstoff, wobei zwischen dem Vorratstopf und dem Tankboden ein siphonartig ausgebildeter Mischbereich vorgesehen ist, der im Übergangsbereich zum Vorratstopf eine Öffnung aufweist, die mit einem Schließelement verschließbar ist.

Das Schließelement ist mittels eines in Längsrichtung bewegbaren Zapfens in einer Führung eines Filterelements gelagert wodurch unter ungünstigen Umständen wie bei niedrigem Tankfüllstand der Kraftstoffpegel nicht mehr ausreichend ist, ein schwergängiges Schließelement zu öffnen. Somit kann eine Befüllung des Topfes unterbleiben, wodurch Startprobleme auftreten können. Bei Verkleben des Schließelements in seiner Führung kann es zudem zu schleichendem Kraftstoffverlust aus dem Vorratstopf kommen, was zur Entleerung des Topfes führen kann und ebenfalls Startprobleme verursacht. US 4,706,707 betrifft eine Kraftstoffördereinheit mit einem Vorspannelement, zum Einbau in Tanks mit unterschiedlichen Abmessungen.

Darstellung der Erfindung

Mit der erfindungsgemäßen Lösung gemäß den Merkmalen der Patentansprüche 1, 9 und 10 kann ein Verkleben eines Schließelements in seiner Führung wirksam vermieden werden, so daß eine Reservoirbefüllung nicht mehr an einem verklebten Erstbefüllungsventil scheitert. Der bei befülltem Reservoir auf das schirmartig ausgebildete Schließelement einwirkende, hydrostatische Druck sorgt für ein einwandfreies Abdichten der Öffnung im Boden des Reservoirs, so daß ein allmähliches Leerlaufen des Reservoirs bei niedrigem Tankfüllstand unterbleibt. Mittels der erfindungsgemäßen Lösung ist eine optimale Funktion eines Erstbefüllungsventils sowie die zuverlässige Dichtheit des Reservoirs nach außen gewährleistet. Damit ist ein Fahrzeugstart jederzeit möglich, da sowohl eine Abdichtung des Reservoirs gegen schleichendes Leerlaufen als auch ein ungehindertes Einströmen von Kraftstoff bei niedrigem Tankfüllstand in das Reservoir gesichert ist.

In vorteilhafter Weiterbildung des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens, sind das Schließelement und ein Schwimmer an einem gemeinsamen Arm aufgenommen. Durch ein um den Lagerungspunkt des gemeinsamen Armes sich einstellendes Drehmomentengleichgewicht, kann eine leichtgängige Betätigung des Ventils gewährleistet werden. Der gemeinsame Arm ist um eine etwas erhöht gehaltene Drehachse verschwenkbar.

In bevorzugter Ausgestaltung ist das schwimmerbetätigbare Schließelement als schirmförmiger Ventildeckel ausgebildet. Dessen leicht gekrümmt ausgeführte Fläche verteilt den hydrostatischen Druck gleichmäßig und sorgt für ein sicheres Schließen des Ventildeckels am Ventilsitz. Schließelement und Schwimmer sind in vorteilhafter Weise einander gegenüberliegend an den Enden des gemeinsamen Arms aufgenommen.

In bevorzugter Ausgestaltung des Schließelements kann dieses mittels eines justierbaren Befestigungselements am gemeinsamen Arm aufgenommen sein, was eine genaue Einstellbarkeit bei der Erstmontage des Kraftstoffördermoduls gewährleistet. Der Schwimmer kann derart am gemeinsamen Schwenkarm befestigt werden, daß dieser verdrehbar am Schwenkarm aufgenommen ist, so daß er sich waagerecht zum Kraftstoffpegel ausrichtet.

Die Vorrichtung zur Befüllung eines Reservoirs eines Kraftstoffördermoduls kann in vorteilhafter Weise in einem Kraftstoffördermodul aufgenommen sein, welches Teil eines Kraftstoffversorgungssystems für eine Brennkraftmaschine ist.

Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung eingehender erläutert.

Zeichnung

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Kraftstoffördermodul mit teilweise dargestellten Einbauten,

Fig. 2 eine Vorrichtung zur Befüllung eines Reservoirs eines Kraftstoffördermoduls in geöffnetem Zustand und

Fig. 3 die erfindungsgemäße Vorrichtung im durch den Kraftstoffpegel bewirkten geschlossenen Zustand.

Ausführungsvarianten

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein Kraftstoffördermodul mit teilweise dargestellten Einbauten.

Das Kraftstoffördermodul 1 umfaßt ein Reservoir 2, welches über ein Steigrohr 3 im Betrieb kontinuierlich befüllt wird, sobald der Kraftstoffpegel in einem Vorratstank eine bestimmte Füllstandshöhe erreicht und überschritten hat. Neben dem Steigrohr 3 befindet sich ein Kraftstofförderaggregat 5, welches aufrecht in das Reservoir 2 eingelassen ist und mittels einer Halterung 6 an dem Reservoir 2 befestigt ist. Im Reservoirboden 4 befindet ein Fig. 1 nur schematisch und grob vereinfacht dargestellte Vorrichtung 7 zur Erstbefüllung des Reservoirs 2, welcher einen Ventildeckel 8 umfaßt.

Das im Reservoir 2 mittels der Halterung 6 befestigte Kraftstofförderaggregat 5 kann beispielsweise als Elektrokraftstoffpumpe ausgebildet sein. Diese steht saugseitig mit dem Vorratstank und druckseitig mit dem Hochdruckteil eines Kraftstoffversorgungssystems in Verbindung, welches den Kraftstoff den Einspritzventilen an den Brennräumen zuführt. Ausgestaltung und Anordnung des Kraftstofförderaggregats sind hier jedoch nicht Gegenstand des vorliegenden Schutzbegehrens. Zur Erstbefüllung des Reservoirs 2, welches das Kraftstofförderaggregat 5 umgibt, ist im Boden 4 desselben ein Erstbefüllungsventil 7 vorgesehen, welches bei unter der Öffnung des Steigrohrs 3 liegenden Kraftstoffpegel im Vorratstank für eine Erstbefüllung des Reservoirs 2 sorgt und somit sicherstellt, daß das Kraftstofförderaggregat 5 beim Startvorgang mit Kraftstoff versorgt wird und diesen einem niedrigen Druckniveau auf ein erhöhtes Druckniveau bringt.

In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Befüllung eines Reservoirs des Kraftstoffördermoduls in nicht befülltem, leerem Zustand dargestellt.

Das Reservoir 2 des Kraftstoffördermoduls 1 kann beispielsweise zylinderförmig ausgebildet sein, aus Metall bestehen und eine topfförmige Geometrie aufweisen. Neben der einfach herstellbaren Topfform sind auch andere Geometrien des Reservoirs 2 denkbar, die jedoch hier nicht im einzelnen dargestellt sind. Das Reservoir - hier im entleerten Zustand 18 dargestellt - liegt in Auflagern 22 auf dem Tankboden 11 eines nicht weiter dargestellten Vorratstanks auf. Durch die voneinander beabstandeten Auflager 22 ist zwischen dem Boden 4 des Reservoirs 2 und dem Tankboden 11 ein Spalt 12 gebildet. Dieser Spalt 12 wird selbst bei niedrigstem Kraftstoffpegel im Vorratstank ausgefüllt, wodurch an der Öffnung 10 im Reservoirboden 4 stets das Anstehen des Kraftstoffes gewährleistet ist. Dieser strömt gemäß der skizzierten Pfeile durch die Öffnung 10 im Reservoirboden 4 in das Reservoir 2 ein, sobald ein Erstbefüllungsventil im Reservoirboden 4 öffnet.

Auf dem Reservoirboden 4 beispielsweise kann ein Arm 13 aufgenommen sein, der eine an einer Drehachse 14 gelagerten Hebelarm 15 schwenkbar aufnimmt. An einem Ende des Hebelarms 15 ist ein Schwimmerelement 16 gelagert, an diesem gegenüberliegenden Ende des Hebelarms 15 befindet sich das Schließelement 8 in bevorzugter Ausführungsform als ein schirmförmig gestalteter Ventildeckel 8 ausgebildet. Zur Feinjustage seiner Position, sowohl in Bezug auf das Ende des Hebelarms 15 als auch in Bezug auf ein an der Öffnung 10 im Reservoirboden 4 angebrachten Ventilsitz 9 ist der schirmartige Ventildeckel 8 mittels eines Befestigungselements 17 an einem Ende des Schwenkarms 15, auch das Schwimmerelement 16 aufnehmenden Hebelarm 15, aufgenommen.

Im entleerten Zustand 18 des Reservoirs 2 befindet sich das Schwimmerelement 16 am Boden 4 des Reservoirs 2, da keine Auftriebskräfte auf dieses einwirken. Dadurch ist der kürzere Teil des das Schwimmerelement 16 und das Schließelement 8 aufnehmenden gemeinsamen Hebelarms 15 in eine obere Stellung geschwenkt, so daß dieses vom Ventilsitz 9 abgehoben ist und die Öffnung 10 für den Eintritt von Kraftstoff freigibt. Der in dem Spalt 12 zwischen Reservoirboden 4 und Tankboden 11 auch bei niedrigem Kraftstoffpegelstand im Vorratstank kontinuierlich nachströmende Kraftstoff kann entsprechend der dargestellten Pfeile von unten in das Reservoir 2 eintreten und dieses befüllen. Die Folge ist, daß der Kraftstoffpegelstand im Reservoir 2 kontinuierlich ansteigt, so daß der in Fig. 3 dargestellte befüllte Zustand 19 des Reservoirs 2 nach der Erstbefüllung eintritt.

In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung im durch den Kraftstoffpegelstand bewirkten geschlossenen Zustand dargestellt.

Durch die freigegebene Öffnung 10 im Reservoirboden 4 strömt entsprechend des bei einer Erstbefüllung im Vorratstank herrschenden Kraftstoffpegels kontinuierlich Kraftstoff in das Reservoir 2. Dies geschieht solange, bis sich der Kraftstoffpegel 20 im Reservoir 2 und der Füllstand im Vorratstank einander angeglichen haben. Überschreitet der Füllstand im Vorratstank die Höhe des Steigrohrs 3 gemäß Fig. 1, so erfolgt die Befüllung des Reservoirs 2 über die im Steigrohr 3 vorgesehene Öffnung kontinuierlich.

Ein Einströmen von Kraftstoff über das gemäß Fig. 2 geöffnete Schließelement 8 bewirkt ein Ansteigen des Kraftstoffpegelstands 20 im Reservoir 2. Dadurch wirken Auftriebskräfte 21 auf das an einem Ende des gemeinsamen Hebelarms 15 vorgesehene Schwimmerelement 16 ein und bewirken eine Bewegung des Hebelarms 15 um die Drehachse 14 im Uhrzeigersinn. Dadurch wird das am anderen Ende des gemeinsamen Hebelarms 15 befestigte Schließelement 8 auf den Ventilsitz 9 gedrückt und verschließt die Öffnung 10 des Reservoirbodens 4. Der in Fig. 3 gezeigte Kraftstoffpegelstand 20 bewirkt das Einwirken eines hydrostatischen Drucks auf die leicht gewölbte Oberfläche des Schließelements 8 einerseits und das Einwirken von Auftriebskräften 21 auf das Schwimmerelement 16 andererseits, so daß eine sichere Abdichtung 10 gegen schleichendes Leerlaufen gegeben ist. Nunmehr kann das gemäß Fig. 1 im Reservoir 2 vorgesehene Kraftstofförderaggregat 5 die Förderung von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine aufnehmen.

Schwankt der Kraftstoffpegel 20 im Reservoir 2, etwa durch Gewichtsverlagerung oder während der Passage längerer Steigungen oder Gefällestrecken und sinkt das Schwimmerelement 16 in Richtung des Reservoirbodens 4 ab, so wird die Öffnung 10 zum Spalt 12 freigegeben und Kraftstoff kann nachströmen, um eine ausreichende Füllhöhe im Reservoir 2 zu gewährleisten.

Der gemeinsame Hebelarm 15 kann eine leichte gekröpfte Gestalt haben, um ein maximales Öffnen des Schließelements 8 dann sicherzustellen, wenn das Schwimmerelement 16 den Reservoirboden 4 berührt. Anstelle der hier gezeigten schirmartigen Konfiguration könnte das Schließelement 8 auch eine kegelförmige oder eine halbkugelförmige Geometrie aufweisen. Die Kontaktfläche des Ventilsitzes 9 kann an die Kontaktfläche des Schließelements 8 in Form eines umlaufenden Absatzes angepaßt werden, um eine verbesserte Abdichtung durch das mittels des Schwimmerelements 16 betätigbare Schließelement 8 zu erzielen.

Bezugszeichenliste

1

Kraftstoffördermodul

2

Reservoir

3

Steigrohr

4

Reservoirboden

5

Kraftstofförderaggregat

6

Halterung

7

Erstbefüllungsventil

8

Ventildeckel

9

Ventilsitz

10

Öffnung

11

Tankboden

12

Spalt

13

Arm

14

Drehachse

15

Hebelarm

16

Schwimmer

17

Befestigungselement

18

Reservoir, entleert

19

Reservoir, befüllt

20

Kraftstoffpegel

21

Auftriebskräfte

22

Auflager

Claims

1. Vorrichtung zur Befüllung eines Reservoirs (2) eines Kraftstoffördermoduls (1), welches saugseitig mit einem Vorratstank (11) und druckseitig mit einer Brennkraftmaschine in Verbindung steht, das Reservoir (2) ein Kraftstofförderaggregat (5) umgibt und über eine an einem unteren Abschnitt des Reservoirs (2) vorgesehene Öffnung (10) befüllbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (10) zur Erstbefüllung des Reservoirs (2) im Reservoirboden (4) mittels eines schwimmerbetätigten Schließelements (8) eines Erstbefüllungsventils (7) abhängig vom Kraftstoffpegel (20) im Reservoir (2) verschließ- und freigebbar ist.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement (8) und ein Schwimmer (16) an einem gemeinsamen Arm (15) aufgenommen sind.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (15) um eine Drehachse (14) verschwenkbar ist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement (8) als schirmförmiger Ventildeckel ausgebildet ist.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Öffnung (10) ein Ventilsitz (9) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement (8) und der Schwimmer (16) jeweils an den Enden des gemeinsamen Arms (15) aufgenommen sind.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement (8) mit einem justierbaren Befestigungselement (17) am gemeinsamen Arm (15) aufgenommen ist.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (16) verdrehbar am Hebelarm (15) gelagert ist und sich selbständig horizontiert.

9. Kraftstoffördermodul mit einem ein Kraftstofförderaggregat (5) umgebenden Reservoir (2), in welches ein Erstbefüllungsventil (7) eingelassen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung (10) zur Erstbefüllung des Reservoirs (2) im Reservoirboden (4) des Reservoirs (2) mittels eines schwimmerbetätigten Erstbefüllungsventils (7) abhängig vom Kraftstoffpegel (20) im Reservoir (2) verschließ- und freigebbar ist.

10. Kraftstofförderaggregat (5) mit einem Reservoir (2), in welches ein Erstbefüllungsventil (7) eingelassen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung (10) zur Erstbefüllung des Reservoirs im Reservoirboden (4) des Reservoirs (2) mittels eines schwimmerbetätigten Erstbefüllungsventils (7) abhängig vom Kraftstoffpegel (20) im Reservoir (2) verschließ- und freigebbar ist.