DE4438094C2 - Schwalltopf für einen Kraftstofftank - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwalltopf für einen Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Schwalltöpfe haben allgemein die Aufgabe, auch bei nahezu entleertem Kraftstofftank und entsprechend geringem Rest­ volumen an Kraftstoff sicherzustellen, daß das Ansaugsieb der Kraftstoff-Förderpumpe bei den verschiedensten Be­ triebsbedingungen des Kraftfahrzeugs (z. B. beim Befahren längerer Steigungen) noch in den Kraftstoff eintaucht. Zu diesem Zweck wird Kraftstoff im Schwalltopf gesammelt, was beispielsweise durch eine oder mehrere bodennahe Zu­ lauföffnungen mit Rückschlagventilen erfolgen kann. Eine andere Lösung hierzu ist z. B. aus der WO 93/25403 A1 be­ kannt, nach der der Schwalltopf über bodennahe Sauglei­ tungen und Strahlpumpen befüllt wird.

Durch den in den Schwalltopf einströmenden Kraftstoff sammeln sich im Schwalltopf über die gesamte Fahrzeugle­ bensdauer Schmutzpartikel an. Diese entstammem entweder dem sogenannten Urschmutz, der sich von Anfang an im Kraftstofftank befindet oder werden beim Betanken mit dem Kraftstoff zugeführt. Dies führt im Lauf der Zeit zu einer Belegung des Ansaugsiebes der Kraftstoff-Förder­ pumpe und damit zu einer Verkleinerung des wirksamen Saugquerschnitts. Aus diesem Grund muß die Siebfläche so groß ausgelegt werden, daß auch bei fortgeschrittener Oberflächenverschmutzung des Ansaugsiebes noch eine aus­ reichende Menge an Kraftstoff zur Brennkraftmaschine ge­ fördert wird. Insbesondere bei höheren Außentemperaturen und damit entsprechend hohen Kraftstoff-Temperaturen kann es bei entsprechend reduziertem Ansaugquerschnitt zu Stö­ rungen in der Kraftstoffversorgung kommen. Darüber hinaus können Partikel, die sich unterhalb des Ansaugsiebes an­ sammeln, zu einer Beschädigung der Sieboberfläche auf­ grund von Scheuerbewegungen führen, da die Kraftstoff- Förderpumpe in der Regel elastisch gelagert ist und wäh­ rend des Betriebs des Kraftfahrzeuges fortwährend Schwingbewegungen ausführt.

Aufgabe der Erfindung ist es, den bekannten Schwalltopf weiterzubilden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die gezielte Ablagerung der partikelförmigen Verun­ reinigungen werden diese vom Ansaugsieb ferngehalten. Da­ mit ist eine sichere Kraftstoffversorgung über die ge­ samte Fahrzeuglebensdauer möglich. Durch die Ablagerung der Verunreinigungen setzt sich das Ansaugsieb nicht mit den Partikeln zu, so daß das Ansaugsieb kleiner dimensio­ niert werden kann. Besonders wirkungsvoll ist die Anbrin­ gung der Ablagerungseinrichtung im Bereich der Strecke zwischen der Zulauföffnung und dem Ansaugsieb, da über diesem Bereich permanent Kraftstoff hinwegströmt und sich hierbei die Partikel mit höherem spezifischem Gewicht als Kraftstoff ablagern können. Die Ablagerungseinrichtung kann sich aber auch über den gesamten Boden des Schwall­ topfes erstrecken.

Durch die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 werden im Boden des Schwalltopfes quasi Vertiefungen ge­ schaffen, in denen sich die Partikel ablagern können. Die Tiefe der Taschen richtet sich nach der Strömungsge­ schwindigkeit des Kraftstoffs in diesem Bereich sowie nach den Erschütterungen, denen der Schwalltopf ausge­ setzt ist. Bei entsprechender Dimensionierung der Schmutzsammeltaschen nehmen diese über die Gesamtlebens­ dauer des Fahrzeuges die Schmutzpartikel auf, die sich aus dem Kraftstoff absetzen. Die Trennwände verhindern, daß die Schmutzpartikel wieder weggeschwemmt werden. Be­ sonders vorteilhaft ist es dabei, die Schmutzsammelta­ schen in solchen Bereichen anzuordnen, in denen der Kraftstoff mit geringer Geschwindigkeit vorbeiströmt. In besonderer Weise bietet sich eine gitterförmige Untertei­ lung der Ablagerungseinrichtung an.

Zur Sicherstellung eines ausreichend hohen Kraftstoff­ niveaus im Schwalltopf werden statt der einfachen Zulauf­ öffnung häufig Strahlpumpen eingesetzt, um Restvolumina von Kraftstoff in den Schwalltopf zu fördern. Eine derar­ tige Anordnung zeigt die eingangs bereits genannte WO 93/25403 A1. Durch den Einsatz von Strahlpumpen ent­ stehen in der Regel Gasblasen, so daß die Strahlpumpe ge­ mäß Anspruch 3 vorteilhafterweise zunächst in einen Gas­ abscheideraum fördert, der vom Ansaugbereich des Siebes der Kraftstoff-Förderpumpe räumlich getrennt ist. Eine derartige Aufteilung des Innenraums des Schwall­ topfes ist an sich beispielsweise aus der EP 0 295 428 B1 bekannt. Gemäß dieser Patentschrift ist der Gasabscheide­ raum ringförmig um den Innenbereich des Schwalltopfes an­ geordnet. Gemäß der Weiterbildung der Erfindung nach An­ spruch 3 läßt sich ein solcher Gasabscheideraum in beson­ ders vorteilhafter Weise dazu einsetzen, aus dem von der Strahlpumpe geförderten Kraftstoff die Verunreinigungs­ partikel zu entfernen, indem der Boden des Gasabscheide­ raumes zumindest in Teilbereichen mit einer Einrichtung zur Ablagerung der Schmutzpartikel versehen wird. Hierfür bietet sich insbesondere der von der Strahlpumpe weiter entfernte Bereich an, da hier die Strömungsgeschwindig­ keit des Kraftstoffes entsprechend geringer ist, wodurch die Ablagerung der Schmutzpartikel erleichtert wird.

Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung nachfolgend näher dargestellt und erläu­ tert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs mit einem Schwalltopf im Querschnitt (Kraftstoff- Förderpumpe mit Ansaugsieb nicht im Schnitt dargestellt) und

Fig. 2 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie II-II in Fig. 1 (ohne Kraftstoff-Förderpumpe darge­ stellt).

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Schwalltopf 1 im Verti­ kal- bzw. Horizontalschnitt. Der Schwalltopf 1 ist gemäß Fig. 1 über eine Befestigungsplatte 2 mit dem Boden 3 eines Kraftstofftanks 4 verbunden. Fig. 2 zeigt den Schwalltopf 1 ohne benachbarte Komponenten. Der Schwall­ topf 1 besteht aus einer zylinderähnlichen Außenwand 5 und einer kreisähnlichen Bodenplatte 6, die zusammen die Topfform bilden. Das Innere des Schwalltopfes 1 ist durch eine Wand 7 in einen äußeren ringähnlichen Gasabscheide­ raum 8 und in einen inneren Pumpenraum 9 unterteilt. Der Pumpenraum 9 nimmt über Befestigungselemente 10 und 11 eine Kraftstoff-Förderpumpe 12 auf. Die Kraftstoff-För­ derpumpe 12 ist über Kraftstoffleitungen 13 mit der nicht dargestellten Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges ver­ bunden. Die Ansaugung des Kraftstoffes erfolgt über ein dem der Bodenplatte 6 des Schwalltopfes 1 zugewandtes An­ saugsieb 14 an der Unterseite der Kraftstoff-Förderpumpe 12.

Der Zulauf von Kraftstoff erfolgt über eine Zulauföffnung 22, in die in vorliegenden Ausführungsbeispiel eine nur andeutungsweise dargestellte Strahlpumpe 15 eingesetzt ist. Die Strahlpumpe 15 fördert unter Ausnutzung der Energie des unter Druck stehenden überschüssigen Kraft­ stoffes, der von der Brennkraftmaschine zurückfließt, den Kraftstoff aus dem Bodenbereich des Kraftstofftankes 4 in das Innere des Schwalltopfes 1, so daß bei allen Be­ triebszuständen des Kraftfahrzeuges das Ansaugsieb 14 von Kraftstoff bedeckt ist, solange ein Restvolumen an Kraft­ stoff im Kraftstofftank 4 vorhanden ist. Der von der Strahlpumpe 15 geförderte Kraftstoff gelangt zunächst in den Gasabscheideraum 8, der sich aus einem geraden Ein­ laufbereich 16 und einem daran anschließenden Ringkanal 17 zusammensetzt. Während im Einlaufbereich 16 der geför­ derte Kraftstoff noch eine beträchtliche Strömungsge­ schwindigkeit besitzt, reduziert sich die Strömungsge­ schwindigkeit im Verlauf des Ringkanals 17 zusehends, wo­ bei die gasförmigen Bestandteile vom Kraftstoff getrennt werden. Der Ringkanal 17 geht an seinem Ende in den Pum­ penraum 9 über. In der zweiten Hälfte des Ringkanals 17, also in dem Bereich mit geringerer Strömungsgeschwindig­ keit, ist eine Einrichtung 18 zur Ablagerung von parti­ kelförmigen Verunreinigungen aus dem Kraftstoff vorgese­ hen, die aus einer Vielzahl von Schmutzsammeltaschen 19 besteht, die von Trennwänden 20a und 20b begrenzt werden. Die Trennwände 20a und 20b sind senkrecht zueinander aus­ gerichtet, wodurch quadratische oder rechteckförmige Schmutzsammeltaschen 19 entstehen.

Die Zusatzdarstellung in Fig. 2 ist als ein in die Zei­ chenebene gelegter Horizontalschnitt entlang der Mittel­ linie des Ringkanals 17 zu verstehen. Aus dieser Schnitt­ darstellung erkennt man, daß die Einrichtung 18 zur Abla­ gerung der Schmutzpartikel über eine Einlauframpe 21 aus dem Boden des Ringkanals 17 hervorgeht und am anderen Ende über eine Auslauframpe 23 (nicht eigens dargestellt) in den Pumpenraum 9 übergeht.

Die Funktionsweise der Ablagerungseinrichtung 18 ist im folgenden kurz erläutert: Der Kraftstoff strömt im hinte­ ren Bereich des Ringkanals 17 mit nur mehr geringer Ge­ schwindigkeit über die Schmutzsammeltaschen 19 hinweg, so daß sich die partikelförmigen Verunreinigungen mit höhe­ rem spezifischem Gewicht als der Kraftstoff in den Schmutzsammeltaschen 19 ablagern können. Die gitterförmi­ gen Trennwände 20 verhindern einen Weitertransport der Schmutzpartikel in Richtung des Pumpenraumes 9.

Mit der einfach aufgebauten, kostengünstigen und mit nur geringem Aufwand einzubringenden Ablagerungseinrichtung 18 können in wirkungsvoller Weise partikelförmige Verun­ reinigungen aus dem Kraftstoff entfernt werden.

Claims (3)

1. Schwalltopf für einen Kraftstofftank eines Kraft­ fahrzeugs, der in seinem Inneren eine Kraftstoff- Förderpumpe mit einem Ansaugsieb aufnimmt, am Boden des Kraftstofftanks angeordnet ist und eine boden­ nahe Zulauföffnung für den Kraftstoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des Schwall­ topfs (1) zumindest im Bereich zwischen der Zulauf­ öffnung (22) und dem Ansaugsieb (14) eine Einrich­ tung (18) zur Ablagerung von im Kraftstoff vorhan­ denen partikelförmigen Verunreinigungen vorgesehen ist.

2. Schwalltopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (18) von mehreren Schmutzsammeltaschen (19) gebildet wird, die durch etwa senkrecht zum Boden des Schwalltopfs (1) verlaufende Trennwände (20a, 20b) voneinander getrennt sind.

3. Schwalltopf nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2 mit einer Strahlpumpe, die Kraftstoff aus dem Kraft­ stofftank in das Innere des Schwalltopfs fördert, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlpumpe (15) in einen Gasabscheideraum (8) fördert, der vom Ansaug­ bereich des Ansaugsiebes (14) durch eine Wand (7) getrennt ist und daß sich die Ablagerungseinrichtung (18) am Boden des Gasabscheideraums (8) befindet.