DE3540260C2 - Aggregat zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zu einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Aggregat zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zu einer BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Kraftstofförderaggregat
nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein
Förderaggregat bekannt (DE-OS 27 00 855), bei dem der
Druckraum mit einem Rückschlagventil ausgestattet ist,
das bei Überdruck öffnet und somit durch Überdruck drohen
de Schäden an der Anlage verhindert. Während des Be
triebs der Brennkraftmaschine wird der, der Maschine
sicherheitshalber zuviel zugeführte Kraftstoff in den
Vorratstank zurückgeleitet, wobei er aber erheblich
erwärmt worden ist. Dieser nun erwärmte Kraftstoff
gast dort aus. Solange die Brennkraftmaschine arbeitet,
ist dieser Sachverhalt ohne Bedeutung. Ist die Brenn
kraftmaschine aber nach einer längeren Betriebsdauer
stillgesetzt worden, wobei sich der gesamte Tankinhalt
erwärmt hat, bildet sich in dem Förderaggregat ein
Dampf- oder Gaspolster, das schließlich den gesamten
Druckraum des Kraftstofförderaggregats füllt und da
bei den im Aggregatgehäuse befindlichen Kraftstoff
über die Saugöffnung in den Tank zurückdrückt. Ein
Entweichen des Dampfes durch das Überdruckventil ist
aber nicht möglich, weil der über dem Förderdruck des
Aggregats liegende Schließdruck des Ventils durch den
Dampfdruck nicht überwunden werden kann. Beim Wieder
einschalten des Kraftstofförderaggregats muß also zu
nächst das Gas aus dem Leitungssystem entfernt werden,
indem es durch die Pumpe und den von dieser erneut
angesaugte Kraftstoff der Brennkraftmaschine zugeführt
wird. Dadurch wird die Versorgung der Brennkraftmaschine
erheblich verzögert, was unter bestimmten Umständen un
angenehm und auch gefährlich sein kann, wenn es sich
bei der Brennkraftmaschine um den Antriebsmotor eines
Kraftfahrzeuges handelt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Kraft
stofförderaggregat so weiterzubilden, daß eine ausreichende Ver
sorgung der Brennkraftmaschine mit Kraftstoff auch bei Wiederinbe
triebnahme des Kraftstofförderaggregats bei hohen Kraftstoff
temperaturen sichergestellt ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
Der entstehende Dampf kann dabei sofort aus dem Aggregatgehäuse ent
weichen, da bei stillgesetzter Pumpe der Durchgang im Schließglied
des Überdruckventils offen ist und der Dampf zur Saugseite der
Förderpumpe gelangt. Bei arbeitender Förderpumpe wird jedoch das
Schließelement durch den strömenden Kraftstoff in seine Schließ
stellung bewegt und dort gehalten, so daß das Schließglied des
Überdruckventils seine Sicherheitsfunktion voll übernimmt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnah
men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen
des im Hauptanspruch angegebenen Kraftstofförderaggre
gats möglich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich
nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische
Darstellung einer Anordnung mit einer Brennkraftma
schine und mit einem Kraftstoff-Vorratstank, in dem -
nicht sichtbar - ein Kraftstofförderaggregat angeordnet
ist, Fig. 2 ein außer Betrieb befindliches Kraftstoff
förderaggregat der bei der Anordnung gemäß Fig. 1 ver
wendeten Art, in vergrößerter Darstellung, teilweise
geschnitten, Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der
Einzelheit III in Fig. 2 und Fig. 14 die Schnittfläche
an der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3.
Fig. 1 zeigt einen Kraftstoff-Vorratstank 10, in dem
- nicht sichtbar - ein Kraftstofförderaggregat ange
ordnet ist. An dem Kraftstofförderaggregat ist eine
Förderleitung 12 angeschlossen, über welche eine Brenn
kraftmaschine 14 mit Kraftstoff versorgt wird, wenn das
Förderaggregat arbeitet. Fig. 2 zeigt ein Kraftstoff-
Förderaggregat 16, das zur Versorgung der Brennkraft
maschine 14 verwendet wird und das in dem Kraftstoff-
Vorratstank 10 untergebracht werden kann. Es weist ein
Gehäuse 18 auf, das rohrförmig ausgebildet ist. Die bei
den offenen Enden des vorförmigen Gehäuses 18 sind durch
Gehäusedeckel 20 und 22 verschlossen. Der Gehäusedeckel
20 weist einen Saugstutzen 24 auf, während der Gehäuse
deckel 22 mit einem Druckstutzen 26 versehen ist. Nahe
dem Saugstutzen 214 ist im Innern des Gehäuses 18 - zu
dem auch die Gehäusedeckel 20 und 22 gehören - ein aus
zwei Stufen bestehendes Pumpaggregat 28 untergebracht.
Die zweistufige Förderpumpe 28 wird durch einen Elektro
motor angetrieben, dessen Ankerwelle 30 in Fig. 2 sicht
bar ist. Der Gehäusedeckel 22 weist ein besonders aus
gestaltetes Überdruckventil 32 auf, das insbesondere an
hand der Fig. 3 und 14 erläutert werden soll. Wie aus
der vorstehenden Schilderung hervorgeht, durchströmt der
zu fördernde Kraftstoff das Gehäuse 18 des Förderaggre
gats vom Saugstutzen 214 zum Druckstutzen 26 in Richtung
eines Pfeiles, der mit 314 bezeichnet ist. Eine derartige
Ausgestaltung ist beispielsweise aus der DE-OS 27 00 855
bekannt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das
Pumpaggregat 28 durch eine Vorförder- oder Seitenkanal
stufe 36 und eine dieser in Strömungsrichtung des Kraft
stoffs nachgeordneten, als Innenzahnrad oder Gerotor
pumpe ausgebildeten Haupt- oder Druckstufe 38 gebildet.
Das Pumpaggregat 28 begrenzt einseitig einen unter För
derdruck stehenden Druckraum 40 (Fig. 2), der sich
zwischen dem Pumpaggregat 28 und dem Gehäusedeckel 22
befindet. In diesem, vom Kraftstoff durchströmten
Druckraum 40 befindet sich auch der Elektromotor.
Das Überdruckventil 32 weist ein Schließglied 44 auf,
das in einem rohrförmigen Ansatz 46 des Gehäusedeckels
22 untergebracht ist. Das Schließglied selbst ist nach
Art einer Hülse ausgebildet und weist an seinem einen
Ende einen Ringbund 48 mit einer Stützschulter 50 auf,
an der sich eine das hülsenförmige Teilstück des Schließ
glieds 44 umgebende, vorgespannte Druckfeder 51 abstützt.
Eine der Stützschulter 50 gegenüberliegende, am rohr
förmigen Ansatz 46 verankerte Abstützung 52 sichert die
Druckfeder 51 in dem Ansatz 46 und stellt die erforder
liche Vorspannung der Druckfeder 51 sicher. Der von der
Abstützung 52 abgewandte Bereich des Ringbundes 48 ist
als Dichtelement 54 ausgebildet, dem ein Ventilsitz 56
des Gehäusedeckels 22 zugeordnet ist. In der in Fig.
3 gezeigten Betriebsstellung legt die Feder 50 das
Schließglied 44 mit seinem Dichtbereich 54 an dem Ven
tilsitz 56 an, so daß sich das Schließglied 44 in einer
Betriebslage befindet, in welcher der normale Betrieb
des Kraftstofförderaggregats 16 abläuft. Das Schließ
glied 44 des Überdruckventils 32 weist einen Durchgang
60 auf, der sich in Längsrichtung des Schließglieds 44
erstreckt und somit den Druckraum 40 des Aggregats mit
der Saugseite (Tank) der Pumpe 28 verbindet. An seiner
dem Druckraum 40 zugekehrten Seite ist der Durchgang 60
als kegeliger Ventilsitz 62 ausgebildet, dem eine als
Schließelement dienende Kugel 64 zugeordnet ist. Der
Sitzkegel 62 am Schließglied 44 divergiert zum Druck
raum 40. Bei aufrechter Anordnung des Kraftstofförder
aggregats 16 - so wie dies beispielsweise in Fig. 2
dargestellt ist, liegt die Schließkugel 64 in einem
Fangtrichter 66, der an den Gehäusedeckel 22 angeformt
ist und in den Druckraum 40 ragt. Der Fangtrichter 66
divergiert zum Schließglied 44. Der Abstand zwischen
dem Fangtrichter 66 und dem Kegelsitz 62 am Schließglied
44 ist so gewählt, daß sich die Kugel 64 zwischen einer
Schließstellung und einer Öffnungsstellung bewegen kann.
Die Schließstellung ist in Fig. 3 strichpunktiert dar
gestellt und mit 70 bezeichnet. In der ausgezogenen Öff
nungsstelle der Kugel 64 liegt diese an drei mit Abstand
voneinander angeordneten, rippenartigen Vorsprüngen 72
an, die am Fangtrichter 66 ausgebildet sind. Zwischen
den Rippen 72 verbleiben Kanäle 74 (Fig. 4).
Während des Betriebs des Förderaggregats 16 wird die
Kugel 64 und dem in Richtung des Pfeiles 34 strömenden
Fördermediums in den Sitzkegel 62 gedrückt, so daß
die Längsbohrung 60 im Schließglied 40 verschlossen
ist. Das Fördermedium strömt also über den Druckstutzen
26 und die Förderleitung 12 zur Brennkraftmaschine 14.
Wenn infolge einer Störung in der Anlage der im Druckraum
40 herrschende Druck einen vorbestimmten Wert übersteigt,
wird das Schließglied 44 zusammen mit der im Sitzkegel
62 liegenden Kugel 64 in Richtung des Pfeiles 76 gegen
die Kraft der Druckfeder 50 vom Ventilsitz 56 abgehoben,
so daß das Fördermedium am Ringbund 48 des Schließglieds
44 vorbeiströmen und aus dem rohrförmigen Ansatz 46 aus
tretend auf die Saugseite der Pumpe gelangt. Diese Saug
seite ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel durch
das Innere des Vorratstanks 10 gebildet. Wenn das Kraft
stofförderaggregat 16 nach einer längeren Betriebszeit
stillgesetzt wird und sich der im Vorratstank 10 be
findliche Kraftstoff erwärmt hat und ausgast, wird dies
auch der im Druckraum 40 befindliche Kraftstoff tun.
Die da bei auftretenden Gasblasen strömen dann jedoch so
fort durch die Kanäle 74 zwischen den Vorsprüngen 72
des Fangtrichters 66 hindurch und gelangen zwischen Kugel
64 und Sitzkegel 62 in die Bohrung 60 des Schließglieds
44, von wo sie aus in den Kraftstoffvorratstank ausmün
den.
Der Betrieb dieses Entlüftungsventils 62, 64 ist beson
ders sicher, wenn das Förderaggregat 16 in einer Stellung
angeordnet ist, in welcher die Hauptströmungsrichtung
34 im Gehäuse 18 von der Waagrechten abweicht. Dabei ist
es unerheblich, ob das Förderaggregat 16 als sogenanntes
Intank-Aggregat oder als sogenanntes Inline-Aggregat an
geordnet ist. Bei der Verwendung des Aggregats 16 als
Inline-Aggregat ist natürlich eine Rückführleitung not
wendig, welche von dem rohrförmigen Ansatz 46 in den
Vorratstank 10 führt, damit die austretenden Gase nicht
zu einer unerwünschten Geruchsbelästigung führen können.
Claims (6)
1. Aggregat zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vor
ratstank zu einer Brennkraftmaschine, mit einem vom
Kraftstoff durchströmten Gehäuse, in dem eine Förder
pumpe und ein diese antreibender Motor untergebracht
sind und in Strömungsrichtung des Kraftstoffs hinter
der Förderpumpe ein durch diese begrenzter Druckraum
gebildet ist, der über ein bei Überdruck öffnendes
Ventil zur Saugseite der Pumpe öffenbar ist, wobei das
Schließglied des Ventils durch ein vorgespanntes Fe
derelement während des Normalbetriebs des Förderaggregats
in Schließstellung gehalten ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Schließglied (44) einen die Druckseite der Pumpe
mit deren Saugseite verbindenden Durchgang (60) aufweist,,
der druckseitig mit einem Sitz (62) für ein Schließele
ment (64) versehen ist, welches auf der Druckseite des
Durchgangs zwischen einer Schließstellung (70) und einer
Öffnungsstellung bewegbar angeordnet ist.
2. Förderaggregat nach Anspruch 1, wobei das Förder
aggregat in einer Stellung angeordnet ist, in welcher
die Hauptströmungsrichtung im Gehäuse von der Waagrech
ten abweicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließ
element (64) in seiner Öffnungsstellung in einem Fang
trichter (66) des Gehäuses (22) liegt, der zum Schließ
glied (44) divergiert.
3. Förderaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß der Fangtrichter (66) mehrere, vorzugsweise
drei mit Abstand voneinander angeordnete, rippenartige
Vorsprünge (72) aufweist.
4. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß das Schließelement (64) als
Kugel ausgebildet ist.
5. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4 da
durch gekennzeichnet, daß sich die saugseitige Mündung
des Durchgangs (60) im Kraftstofftank (10) befindet.
6. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß das Förderaggregat (16) in
dem Vorratstank (10) angeordnet ist.
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1986
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