DE60016888T2

DE60016888T2 - Kraftstoffzufuhrvorrichtung für kraftfahrzeugbehälter

Info

Publication number: DE60016888T2
Application number: DE60016888T
Authority: DE
Inventors: Frederico Vilela; Anne Stathopoulos
Original assignee: Marwal Systems SAS
Current assignee: Marwal Systems SAS
Priority date: 1999-09-07
Filing date: 2000-09-06
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2020-09-07
Also published as: CN1327504A; AR025570A1; US6712590B1; EP1133632B1; BR0007072A; PL347509A1; WO2001018380A1; JP2003508679A; EP1133632A1; FR2798164A1; CN1183320C; FR2798164B1; DE60016888D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Kraftstoff-Fördersysteme im Vorratsbehälter eines Kraftfahrzeuges.
Zu diesem Zweck wurden bereits zahlreiche Systeme vorgeschlagen.
Im allgemeinen weisen die Brennstoff-Fördersysteme in einem Kraftfahrzeug-Vorratsbehälter eine elektrische Pumpe auf, die Kraftstoff im Vorratsbehälter ansaugt, oder eine Reserve, die in diesem Vorratsbehälter angeordnet ist.
Das Ziel einer solchen Reserve ist es, die Bewegungen des Kraftstoffniveaus auf Höhe des Ansaugeinlasses der Pumpe zu beschränken, die während nicht geradliniger Fahrstrecken des Fahrzeugs zu Beschleunigungen, zu Verzögerungen oder zu Fliehkraft führen können.
Die bekannten Fördersysteme weisen übrigens im allgemeinen einen Grobfilter oder einen Pumpenkorb auf, der über den Einlaß der Pumpe gesetzt ist, und einen Feinfilter, der dazu bestimmt ist, die Qualität des Kraftstoffs zu gewährleisten, der zum Motor gerichtet wird.
Insbesondere hat man solche Kraftstoff-Fördersysteme vorgeschlagen, in denen der Feinfilter stromabwärts von der elektrischen Pumpe sitzt, wie es zum Beispiel im Dokument WO-A-99/01 658 beschrieben ist.
Die bekannten Fördersysteme haben bereits große Dienste erwiesen.
Indessen führen sie nicht zu vollständiger Zufriedenheit.
Insbesondere konnte man trotz zahlreicher Untersuchungen bis heute nicht genau auf die verschiedenen Anforderungen der Entwicklung reagieren, die auf dem Kraftfahrzeugsektor zu verspüren ist.
An erster Stelle muß man vermerken, daß, wenn der Filter stromabwärts von der Pumpe gelegen ist, das heißt, in deren Austrittsleitung, der Feinfilter unter Druck gesetzt ist und demzufolge sein Gehäuse eine mechanische Haltbarkeit aufweisen muß, die dazu eingerichtet ist, den Anforderungen aufgrund dieses Drucks zu entsprechen.
Daraus ist ein gewisser Wunsch entstanden, den Feinfilter nicht nach der Pumpe, sondern vor dieser anzuordnen, das heißt, an ihrem Einlaß. Dies würde es gestatten, die Belastungen am Gehäuse des Feinfilters zu vermindern, und, je nachdem, auch den Einlaß-Pumpenkorb wegzulassen.
Indessen erzeugt die Anordnung des Feinfilters vor der Pumpe ein Problem, das bis heute noch nicht zur Zufriedenheit gelöst ist: während des ersten Anlaufens des Systems, oder auch nach dessen Außerbetriebnahme oder gelegentlich geringer Standhöhen muß, wenn der Filter vor der Pumpe angeordnet ist, die elektrische Pumpe dann ein großes Volumen an Luft ansaugen, das im wesentlichen dem Gehäuse des Feinfilters entspricht.
An zweiter Stelle muß vermerkt werden, daß die Mehrzahl der elektrischen Pumpen, die bis heute in den Brennstoff-Fördersystemen verwendet worden sind, Zahnrad-Rotationspumpen sind. Das Funktionsprinzip dieser Pumpen besteht darin, die Flüssigkeit in dem Raum anzusaugen, der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen vorliegt, und sie dann zu einem Förderabschnitt zu überführen.
Indessen besteht in unseren Tagen ein starkes Bedürfnis, die Rotations-Zahnradpumpen durch Turbinen- oder Fliehkraftpumpen zu ersetzen, die imstande sind, echte Vorteile zu liefern. Die Turbinen- oder Fliehkraftpumpen sind Maschinen, bei denen die Drehung eines Rades oder Läufers einen Bereich von Drücken und Geschwindigkeiten erzeugt, der den Umlauf einer Flüssigkeit in einem Kreislauf bestimmt, wobei sich die Größe des umlaufenden Durchsatzes aus dem Gleichgewicht zwischen der nutzbaren Massenenergie, die von der Pumpe geliefert wird, und der verbleibenden Massenenergie des Kreislaufes ergibt.
Indessen ergeben in unseren Tagen in den zahlreichen Ausführungen die Versuche der Nutzung von Turbinen- oder Fliehkraftpumpen für die Brennstoffförderung keine zufriedenstellende Lösung, aufgrund von Steuerschwierigkeiten, die dieser Art von Pumpen inhärent sind. Dieses Problem ist besonders dringend in Systemen, in denen der Feinfilter Stromaufwärts von der Pumpe angeordnet ist, aufgrund des Druckverlustes, der durch diesen Filter erzeugt wird.
An dritter Stelle muß man unterstreichen, daß die Turbinen- oder Fliehkraftpumpen im allgemeinen eine Entgasungsöffnung besitzen. Die Anwesenheit dieser Entgasungsöffnung auf dem Pumpengehäuse führt nun beim Stillstand der Pumpe zu einer Gefahr der Verschmutzung, und zwar nicht nur des Innenraums der Pumpe, sondern auch eines Teils des Innenraums des Feinfilters, der mit dieser verbunden ist.
An vierter Stelle muß man unterstreichen, daß die Anwesenheit der Entgasungsöffnung auf dem Gehäuse der Pumpe zu einer Gefahr der wirksamen Entleerung des Vorratsbehälters führen kann, der der Pumpe zugeordnet ist, und zwar über diese Entgasungsöffnung und wenn nicht spezielle Vorkehrungen getroffen sind.
Die vorliegende Erfindung hat nun zum Ziel, die bekannten Kraftstofffördervorrichtungen zu vervollkommnen, um die vorgenannten Nachteile auszuräumen, die dem Stand der Technik innewohnen.
Dieses Ziel wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung dank einer Kraftstofffördervorrichtung für den Vorratsbehälter eines Kraftfahrzeugs erreicht, die eine Förderpumpe und ein stromaufwärts der Pumpe angeordnetes Feinfilter umfaßt und dadurch gekennzeichnet ist, daß

– das Filtergehäuse in seinem oberen Bereich eine Entgasungsöffnung besitzt,
– die Förderpumpe gleichermaßen eine Entgasungsöffnung besitzt, und
– das Filtergehäuse mit einer Leitung versehen ist, welche die Entgasungsöffnung des Gehäuses fortsetzt, in einen Hohlraum mündet, der mit der Entgasungsöffnung der Pumpe gemeinsam ist und eine Mündung besitzt, die auf einer Höhe gleich oder unterhalb der der Entgasungsöffnung der Pumpe befindlich ist, wobei die besagte Leitung so ausgebildet ist, daß sie einen Siphon bildet, der in der Lage ist, den nahe ihrer Mündung befindlichen Kraftstoff bei Stillstandssequenzen der Förderpumpen zum Inneren des Fördergehäuses zu führen.

Nach einem charakteristischen Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Eingangskammer des Filtergehäuses durch eine Strahlpumpe gespeist, die es so gestattet, die Eintrittsstufe des Filters unter Druck zu setzen, und die geeignet ist, die Pumpe bei ihrem Ansaugvorgang zu unterstützen.
Andere Merkmale, Ziele und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden aus der Lektüre der detaillierten, nachfolgenden Beschreibung ersichtlich, sowie angesichts der beigefügten Zeichnungen, die als nicht einschränkende Beispiele vorgelegt werden und in denen:
1 eine schematische Ansicht einer Fördervorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Vertikalschnitt darstellt,
2 eine ähnliche Ansicht einer Vorrichtung nach einer zweiten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung im Vertikalschnitt darstellt,
3 eine ähnliche Ansicht einer Ausführungsform nach einer dritten Variante der vorliegenden Erfindung im Vertikalschnitt in nicht koplanaren Ebenen darstellt, die in 4 mit 3 - 3 bezeichnet sind,
4 eine Ansicht dieser letzten Vorrichtung im horizontalen Querschnitt darstellt,
5 eine schematische Ansicht einer klassischen Strahlpumpe nach dem Stand der Technik im axialen Längsschnitt darstellt,
6 eine schematische Ansicht einer Strahlpumpe nach der vorliegenden Erfindung im axialen Längsschnitt darstellt, und
7 eine schematische Ansicht einer Strahlpumpe nach einer bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung im axialen Längsschnitt darstellt.
Man wird zunächst die Ausführungsform beschreiben, die in der beigefügten 1 abgebildet ist.
Man erkennt in dieser 1 eine Pumpe 100 mit vertikaler Achse. Es handelt sich sehr bevorzugt dem Typ nach um eine Turbinen- oder Fliehkraftpumpe. Wie man bereits vorher angegeben hat, besitzt eine solche Turbinen- oder Fliehkraftpumpe ein Rad oder einen Läufer, das bzw. der dazu eingerichtet ist, einen Bereich von Drücken und Geschwindigkeiten zu erzeugen, die den Umlauf des Kraftstoffes in einem Kreislauf bestimmen.
Der Einlaß 110 der Pumpe 100 sitzt am unteren Ende der Pumpe. Der Auslaß 120 sitzt am oberen Ende der Pumpe.
Die Pumpe 100 besitzt eine Entgasungsöffnung 130, die auf der Außenseite des Pumpengehäuses einmündet und die in der Nähe des unteren Teils der Pumpe 100 im wesentlichen über der Einlaßöffnung 110 gelegen ist.
In 1 erkennt man auch insgesamt in der Form eines auf eine vertikale Achse zentrierten Rings ein Filtergehäuse 200, das angefügt ist.
Das Gehäuse 200 ist im wesentlichen durch eine zylindrische, radial äußere Wand 202, eine zylindrische, radial innere Wand 204, die zur vorgenannten Wand 202 koaxial ist, und zwei Trennwände 206 und 208 umgrenzt, die insgesamt horizontal sind, kranzförmig sind und jeweils den unteren und den oberen Teil des Gehäuses 200 abgrenzen.
Der Kranz 208 ist dicht mit den oberen Rändern der beiden, zylindrischen Trennwände 202 und 204 verbunden.
Der Kranz 206 ist auch mit dem unteren Rand der zylindrischen, äußeren Trennwand 202 verbunden. Dagegen, wie man im folgenden noch genauer darlegen wird, ist er nicht mit der Unterseite der radial inneren, zylindrischen Wand 204 verbunden.
Das Gehäuse 200 nimmt einen Filter 210 mit ringförmiger Geometrie auf. Man wird jedoch in der Folge besonders in Anbetracht der 3 und 4 sehen, daß das Gehäuse 200 und der Filter 210 unterschiedliche Geometrien aufweisen können.
Nach 1 sitzt die Pumpe 100 im mittigen Hohlraum 220 des Gehäuses 220 des Filters 200, das heißt, im Hohlraum, der innerhalb der radial inneren Wand 204 umgrenzt ist.
Es ist eine dichte Verbindung zwischen den beiden, kranzförmigen Wänden 206, 208 des Gehäuses 200 und jeweils dem unteren Teil und dem oberen Teil des Filters 210 festgelegt.
So legt das Gehäuse 200 zwei Kammern 240, 250 fest, und zwar jeweils die radial innere und die radial äußere, auf den Filter 210 bezogen.
Die radial äußere Kammer 240 dient als Einlaßkammer in das Gehäuse 200.
Die radial innere Kammer 250 dient als Auslaßkammer.
Hierzu ist im mittleren Teil des Gehäuses 200 die untere, kranzförmige Wand 206 durch eine dichte Trennwand 207 verlängert, während die radial innere, zylindrische Wand 204, die die Auslaßkammer 250 begrenzt und die diesseits der Trennwand 207 unterbrochen ist, durch eine horizontale Wand 209 verlängert ist, die zur vorgenanten Trennwand 207 parallel ist.
Die beiden Trennwände 207, 209 legen somit eine zylindrische Kammer 205 fest, die mit der Auslaßkammer 250 des Filtergehäuses in Verbindung steht. Der Einlaß 110 der Pumpe mündet in diese Kammer 205. Im übrigen umgibt die Trennwand 209 dicht den Einlaß 110 des Filters.
Die Einlaßkammer 240 des Filtergehäuses kann vom Vorratsbehälter 300 her mit jedem geeigneten Mittel gefüllt werden.
Bevorzugt wird die Einlaßkammer 240 mit Hilfe einer Strahlpumpe 260 mit insgesamt bekanntem, allgemeinem Aufbau gefüllt.
Diese Strahlpumpe 260 besitzt ein konvergierendes Düsenrohr 262, das eine antreibende Düse bildet, die mit Kraftstoff durch beispielsweise eine Abzweigleitung 270 gespeist wird, die mit dem Auslaß der Pume 100 verbunden ist. Die Strahlpumpe 260 besitzt ebenfalls einen Ansaugmengeneinlaß 264 an ihrem unteren Abschnitt, der durch ein Klappenventil 280, wie etwa ein Regenschirm-Klappenventil, geschützt ist, das das so ausgerichtet ist, daß es eine Überführung von Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter 300 zur inneren Kammer der Strahlpumpe 260 und dann zur Einlaßkammer 240 gestattet, aber ein Ausströmen von Kraftstoff in der umgekehrten Richtung vermeidet, das heißt, aus der Eintrittsstufe 240 und dem Innenvolumen der Strahlpumpe 260 zum Vorratsbehälter 300 hin.
Schließlich besitzt die Strahlpumpe 260 einen Förderauslaß 266, der in die Einlaßkammer 240 des Gehäuses des Filters 200 einmündet.
Nach einer Ausführungsvariante kann der Förderauslaß 266 der Strahlpumpe 260 durch ein vertikales Rohr verlängert werden, dessen oberes Ende in der Nähe der Oberseite des Gehäuses 200 liegt. In diesem Fall ist es nicht notwendig, ein Rückschlag-Klappenventil 280 am Ansaugmengeneinlaß 264 anzuordnen. Dessen ungeachtet bleibt ein solches Klappenventil an irgendeiner Stelle der unteren Wand des Gehäuses 200 möglich, das die Einlaßkammer 240 begrenzt, um eine Oberführung von Kraftstoff vom Vorratsbehälter zur Einlaßkammer 240 hin zu gestatten, wenn der Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter 300 höher ist als der der Einlaßkammer 240.
Man wird auch vermerken, daß, nach der Ausführungsform, die in 1 abgebildet ist, die Menge an Kraftstoff Qr, die vom Motor nicht verbraucht wurde, durch eine Leitung 290 zur Einlaßkammer 240 des Filters zurückgeführt wird.
Indessen könnte in einer Variante diese Menge Qr, die von der Leitung 290 herkommt, auch verwendet werden, um die Strahlpumpe 260 zu speisen, genauer gesagt, das konvergierende Düsenrohr, das die Antriebsdüse 262 bildet.
Nach einer noch anderen Ausführungsvariante könnte man ins Auge fassen, die Rückführmenge Qr und die Menge Qi, die dem Auslaß der Pumpe 10 entstammt, gemeinsam zu verwenden, um die Antriebsdüse 262 der Strahlpumpe 260 zu speisen, die das Befüllen der Einlaßkammer 240 des Filters sicherstellt.
Die Kraftstoffmenge Qp, die durch den Einlaß der Pumpe 100 angesaugt wird, ist gleich der Summe Qm + Qr + Qi, die durch den Auslaß 120 abgegeben wird.
Die Menge Qt, die vom Auslaß 266 der Strahlpumpe 260 herkommt, ist gleich der Summe der Menge Qi, die von der Abzweigleitung 270 herkommt, und der Menge Qa, die vom Einlaß 264 herkommt.
Um ein Befüllen des Filtergehäuses 200 zu gestatten, muß die Summe der Füllmenge Qr und der Menge Qt, die der Strahlpumpe 260 entstammt, größer sein als die Menge Qp, die vom Pumpeneinlaß 110 angesaugt wird, und die Menge Qf, die dem Gehäuse 200 mittels einer Entgasungsöffnung 222 entstammt, die im oberen Teil 200 gelegen ist, und zwar in typisches Weise auf der Trennwand 208.
Wie man bei der Prüfung der 1 sieht, mündet die Entgasungsöffnung 130 der Pumpe 100 in den mittleren Hohlraum 220, der durch die radial inneren Oberfläche 204 des Filtergehäuses 200 begrenzt ist.
Man wird bei der Prüfung der 1 auch vermerken, daß der Aufbau nach der vorliegenden Erfindung ein großes, wirksames Vorratsvolumen für die Pumpe 100 gestattet, das gleich dem Volumen des Gehäuses 200 ist.
Wie man bereits vorher angegeben hat, sitzt die Entgasungsöffnung 222 des Filtergehäuses 200 auf der oberen Trennwand 208 der Einlaßkammer 240 gegenüberliegend.
Diese Öffnung 222 mündet in eine insgesamt horizontale Leitung 224, die ein Stück 225 besitzt, die obere Trennwand 208 entlangläuft und durch ein insgesamt vertikales Stück 226 verlängert ist, das die radial innere Wand 204 entlangläuft und wieder zur Unterseite des Hohlraums 220 zurückkehrt. Das äußerste Stück 226 der Leitung 224 besitzt so eine Öffnung 227, die in der Nähe der Trennwand 209 in der Nachbarschaft der Entgasungsöffnung 130 der Pumpe 100 gelegen ist.
Die Öffnung 227 der Leitung 224 sitzt in einer Höhe, die gleich der oder kleiner als die der Entgasungsöffnung 130 der Pumpe 100 ist.
Bevorzugt sitzt die Öffnung 227 der Leitung 224 unter der Höhe der Entgasungsöffnung 130 der Pumpe 100. Im übrigen ist bevorzugt der Durchmesser der Leitung 124 mindestens ein wenig größer als der Durchmesser der Entgasungsöffnung 130 der Pumpe 100.
Dank dieser Merkmale bildet die Leitung 224 einen Siphon, der imstande ist, den Kraftstoff, der in der mittigen Höhlung 220 vorliegt, die durch des Pumpengehäuse 200 gebildet wird, während des Stillstands der Pumpe 100 zur Einlaßkammer 240 des Filters zu führen und den Eintritt des Brennstoffs in die Pumpe über die Entgasungsöffnung 130, der imstande wäre, die Pumpe 100 zu kontaminieren, so zu vermeiden.
Während eines ersten Füllvorganges des Systems wird das Filtergehäuse 200 mittels der Öffnung 222 und der Leitung 224 entgast, die die beiden Stücke 225, 226 aufweist. In gleicher Weise wird die Pumpe 100 mittels der Öffnung 130 entgast.
Während des Stillstands der Pumpe 100 bildet das Gehäuse 200 einen statischen Kraftstoffvorrat.
Im übrigen bildet, wie es schon vorher angesprochen wurde, die Leitung 224 einen Siphon, der dazu eingerichtet ist, den Kraftstoff, der im mittigen Hohlraum 220 vorliegt, zur Einlaßkammer 240 zu saugen und so das Ansaugen dieses Kraftstoffs in das Innere der Pumpe 100 mittels der Entgasungsöffnung 130 zu vermeiden.
Man kann anmerken, daß der Siphon, der durch die Leitung 224 gebildet wird, in dieser Funktion durch den Innendruck unterstützt wird, der während des Stillstands der Pumpe in dieser herrscht.
Man hat in 2 eine Ausführungsvariante nach der vorliegenden Erfindung abgebildet, die sich wesentlich von der Ausführungsform unterscheidet, die in 1 abgebildet ist und vorangehend beschrieben ist, und zwar durch Weglassen der Rückführleitung 290 und die Anwesenheit eines Druckreglers 400 am Pumpenauslaß, genauer gesagt, auf der Abzweigleitung 270, die verwendet wird, um das Antriebsrohr 262 der Strahlpumpe 260 zu speisen.
Der Druckregler 400 ist so konzipiert, daß er sich öffnet und es zuläßt, daß eine Menge vom Auslaß der Pumpe 100 zum Antriebsrohr 262 strömt, wenn der Auslaßdruck der Pumpe 100 größer als ein Schwellenwert ist, und sich im Gegensatz dazu schließt und diese Menge sperrt, wenn der Druck im Auslaß der Pumpe 100 kleiner ist als der vorgenannte Schwellenwert.
Der Regler kann Gegenstand verschiedener Varianten bilden, die an sich bekannt sind. Er wird deshalb in der Folge nicht im einzelnen beschrieben.
Man wird indessen vermerken, daß der Regler 400 bevorzugt ein Gehäuse aufweist, das eine weiche Membran aufnimmt, die einerseits durch elastisches Organ, das in Richtung einer Auflage gegen eine Auslaßdüse austariert ist, und andererseits durch den Druck des Kraftstoffs vorgespannt ist, der in der Abzweigleitung 270 herrscht, und zwar in Richtung einer Entfernung von dieser Austrittsdüse.
Wenn so die Kraft, die auf der Membran durch den Druck erzeugt wird, der in der Abzweigleitung 270 vorherrscht, größer ist als die Kraft, die durch das austarierte elastische Organ erzeugt wird, dann hebt sich die weiche Memnbran von der Auslaßdüse ab, um einen Strom zum Antriebsrohr 262 und so eine Speisung der Pumpe 260 zu ermöglichen.
Wenn dagegen die Kraft, die auf der weichen Membran des Druckreglers 400 durch den Druck erzeugt wird, der in der Leitung 270 vorherrscht, kleiner ist als die Kraft, die durch das elastische, austarierte Organ aufgebracht wird, dann wird die genannte Membran gegen die Austrittsdüse gedrückt, um die Speisung der Strahlpumpe 260 zu unterbinden.
Man wird jetzt die Ausführungsvariante beschreiben, die in den 3 und 4 abgebildet ist.
An erster Stelle unterscheidet sich diese Variante von denen, die hinsichtlich der 1 und 2 beschrieben wurden, durch die Tatsache, daß sie eine Pumpe 100 aufweist, die eine integrierte Strahlpumpe 260 aufweist, die auf Höhe ihres Antriebsrohres mittels einer Druckstufe der Pumpe 100 gespeist wird und so angeordnet ist, daß sie eine Einlaßkammer 240 des Filters speist, wie das schon vorher in Hinblick auf die 1 und 2 beschrieben wurde.
An zweiter Stelle unterscheidet sich die Ausführungsvariante, die in den 3 und 4 abgebildet ist, von den schon vorher in Anbetracht der 1 und 2 beschriebenen durch die Tatsache, daß sie keinen ringförmigen Filter 210 aufweist, der die Pumpe 100 umgibt, sondern einen halbmondförmigen Filter, der auf der Seite der Pumpe 100 seitlich angeordnet ist.
Die in den 3 und 4 abgebildete Ausführungsvariante greift im wesentlichen die Merkmale wieder auf, die schon vorher hinsichtlich der 1 und 2 beschrieben wurden, und besonders eine Filter-Einlaßkammer 240, die mittels der Strahlpumpe 260 gespeist wird und mit einer Entgasungsöffnung ausgestattet 222 ist, die in eine einen Siphon bildende Leitung 224 einmündet, sowie die Entgasungsöffnung 130 der Pumpe 100, die in der Umgebung der Einmündung 227 des Siphons 224 angeordnet ist.
Man wird nun die Vervollkommnungen gemäß der vorliegenden Erfindung beschreiben, die eigentümlich für die Strahlpumpen 260 sind.
Diese Vervollkommnungen betreffen insbesondere die Ausführungsvariante, die in den 3 und 4 abgebildet ist.
Man hat in der beigefügten 5 den herkömmlichen Aufbau einer Strahlpumpe abgebildet.
Eine solche herkömmliche Strahlpumpe, die auch manchmal Flüssigkeitsejektor genannt wird, ist dem Schema nach aus den folgenden, koaxialen Elementen gebildet:

– ein erstes, konvergierendes Rohr 262, das Antriebsrohr genannt wird und mit Druckflüssigkeit gespeist wird,
– ein zweites, konvergierendes Rohr 267, das Beschleunigungsrohr genannt wird, das erste umhüllt und mit einer Ansaugstelle 264 der Vorrichtung verbunden ist,
– ein zylindrischer Abschnitt 268, der Mischer genannt wird, und
– ein divergierendes Endstück 269, das als Diffusor dient.

Im allgemeinen ist der Hals des Antriebsrohrs 262 leicht stromaufwärts vom Hals des Beschleunigungsrohres 267 oder auch auf Höhe des Halses dieses Beschleunigungsrohres 267 angeordnet, und zwar auf Höhe der Verbindung zwischen dem Hals des Beschleunigungsrohres 267 und dem Mischer 268.
Der Durchsatz, der das Antriebsrohr 262 speist, bildet den Antriebsdurchsatz des Ejektors. In diesem Rohr wird die Druckenergie in kinetische Energie umgewandelt. Am Auslaß bietet sich das Antriebsströmungsmittel demnach in Form eines Strahls mit erhöhter Geschwindigkeit dar. Durch Mengenaustausch turbulenterer Bewegungen treibt dieser Strahl eine gewisse Menge an Flüssigkeit über das Beschleunigungsrohr 2667 hinweg, und diese Menge bildet den Durchsatz des Ejektors. Im Mischer 268 wird der Mengenaustausch der Bewegungen zwischen angesaugtem Antriebsströmungsmittel durchgeführt und vervollkommnet, wobei sich die Geschwindigkeiten der beiden Strahle fortlaufend angleichen. Dieser Mischungsvorgang findet nahezu bei konstantem Druck statt. Im abschließenden, divergierenden Endstück 269 wird ein Teil der kinetischen Energie der Mischung wieder durch Diffusion in Druckenergie zurückgewandelt.
Die bekannten Strahlpumpen haben bereits große Dienste geleistet. Indessen sind sie nicht immer völlig zufriedenstellend.
Insbesondere hat die Anmelderin festgestellt, daß die bekannten Strahlpumpen dann nicht unter befriedigenden Bedingungen funktionieren, wenn ein erhöhter Gegendruck auf dem Auslaß des Diffusors 269 ruht.
Die vorliegende Erfindung hat nun das Nebenziel, eine neue Strahlpumpe vorzuschlagen, die es gestattet, die Nachteile des Standes der Technik auszuräumen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel dank einer Strahlpumpe erreicht, in der das Beschleunigungsrohr 267 unmittelbar mit dem Diffusor verbunden ist, und zwar ohne zwischengeschalteten Mischer.
Nach einem anderen, vorteilhaften Merkmal der vorliegenden Erfindung weist die Strahlpumpe einen großen Diffusor auf.
Man findet in der beigefügten 6 einen Körper wieder, der einen Kanal definiert, der auf eine Achse 0 - 0 zentriert ist, und der ein erstes, konvergierenden Rohr 262, das ein Antriebsrohr bildet, das mit Druckströmungsmittel gespeist wird, ein zweites, konvergierendes Rohr 267, das das Beschleunigungsrohr bildet, das erste umhüllt und mit einer Ansaugstelle 264 der Vorrichtung verbunden ist, und ein divergierendes Endstück 269 aufweist, das als Diffusor dient.
Wie es bereits vorher angegeben wurde, ist so die Strahlpumpe nach der vorliegenden Erfindung durch die Abwesenheit eines Mischers zwischen dem zweiten Rohr, das das Beschleunigungsrohr 267 bildet, und dem divergierenden Endstück 269 gekennzeichnet, das den Diffusor bildet.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat das Antriebsrohr 262 bevorzugt eine konische Geometrie und weist eine Länge auf, die zwischen 4 und 8 mm liegt und sehr vorteilhaft in der Größenordnung des Ansaugdurchmessers 264 liegt.
Das Ende, das die Austrittsdüse des Halses des Antriebsrohres 262 bildet, sitzt bevorzugt in einem Abstand vom Beschleunigungsrohr, der zwischen 1 und 3 mm liegt.
Bevorzugt liegt der Winkel der Konvergenz B des Antriebsrohres 262 zwischen 0° und 30° und sehr bevorzugt in der Grö0ßenordnung von 5°.
Das Beschleunigungsrohr 267 ist bevorzugt durch eine torusformige Kalotte begrenzt. Der Krümmungsradius R1 dieser torischen Kalotte 267 liegt bevorzugt zwischen 1 und 2 mm und sehr bevorzugt in der Größenordnung von 1,6 mm. Im übrigen tangiert der Krümmungsradius R1 dieser torischen Kalotte bevorzugt den Diffusor 269.
Im übrigen liegt der Innenradius R2 des Beschleunigungsrohres 267 auf Höhe seines kleinsten Querschnitts bevorzugt zwischen 1,8 und 3mm und sehr bevorzugt in der Größenordnung von 2,0 bis 2,6 mm.
Im übrigen überdeckt die torische Umhüllung des Beschleunigungsrohres 267 bevorzugt einen Winkel A, der zwischen 30° und 60° und sehr bevorzugt in der Größenordnung von 45° liegt.
Das divergierende Endstück, das den Diffusor 269 bildet, ist bevorzugt durch eine konische Umhüllung begrenzt.
Die Länge des Diffusorrohres 269 liegt bevorzugt zwischen 10 bis 40 mm und sehr bevorzugt in der Größenordnung von 18 mm.
Im übrigen liegt der Winkel C der Divergenz des Diffusorrohres 269 bevorzugt zwischen 2° bis 10° und sehr bevorzugt in der Größenordnung von 4°.
In 7 ist eine Ausführungsvariante abgebildet, nach der der Körper der Strahlpumpe mit einem Ventil 50 ausgestattet ist, das dazu konzipiert ist, sich im Falle eines Überdrucks im Antriebsrohr 262 zu öffnen.
Das Klappenventil 50 ist in einer Rohrleitung 52 mit radialer Ausrichtung ausgebildet, bezogen auf die Achse 0 - 0, und ist mit dem Körper der Strahlpumpe stromaufwärts vom konvergierenden Rohr 262 verbunden, das das Antriebsrohr bildet.
Die Rohrleitung 52 bildet somit eine Kammer, die in das Antriebsrohr 262 einmündet. Genauer Gesagt, die vorgenannte Kammer begrenzt einen Klappensitz 54, der radial nach außen gerichtet ist und gegen den ein Ventil oder Klappenkörper 56 mit einer Feder 58 gedrückt ist.
Nach der in 7 abgebildeten Variante hat der Klappenkörper 56 die allgemeine Form eines Pilzes, dessen aufgeweiteter Kopf auf dem Klappensitz 54 ruht, während der verjüngte Stiel der Klappe mit kleinerem Querschnitt zur Gleitführung des Klappenkörpers 56 in einer radialen Richtung dient, auf die Achse 0 - 0 bezogen, und als Sitz für eine Feder 58 dient.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Ventilklappe 50 den Gegenstand zahlreicher Ausführungsvarianten bilden kann.
Sie bzw. es ist so konzipiert, daß es durch Abspreizen der Klappe 56 vom Klappensitz 54 im Fall eines Überdrucks im Inneren des Antriebsrohres 262 öffnet, und schließt, wenn der Druck im Inneren des Antriebsrohres 262 unter eine vorbestimmte Schwelle absinkt.

Claims

Kraftstoffördervorrichtung für den Vorratsbehälter eines Kraftfahrzeugs, die eine Förderpumpe (100) und ein stromaufwärts der Pumpe (100) angeordnetes Feinfilter (210) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß – das Filtergehäuse (200) in ihrem oberen Bereich eine Entgasungsöffnung (222) besitzt, – die Förderpumpe (100) gleichermaßen eine Entgasungsöffnung (130) besitzt, und – das Filtergehäuse (200) mit einer Leitung (224) versehen ist, welche die Entgasungsöffnung (222) des Gehäuses (200) fortsetzt, in einem Hohlraum (220) mündet, der mit der Entgasungsöffnung der Pumpe (100) gemeinsam, und eine Mündung (227) besitzt, die auf einer Höhe gleich oder unterhalb der der Entgasungsöffnung (130) der Pumpe (100) befindlich ist, wobei die besagte Leitung (224) so ausgebildet ist, daß sie einen Siphon bildet, der in der Lage ist, den nahe ihrer Mündung (227) befindlichen Kraftstoff bei Stillstandssequenzen der Förderpumpe (100) zum Inneren des Filtergehäuses (200) zu führen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangskammer (240) des Filtergehäuses (200) durch eine Strahlpumpe (260) gespeist und unter Druck gesetzt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderpumpe (100) vom Typ einer Turbinen- oder Zentrifugenpumpe ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlpumpe (260) gespeist wird durch eine Abzweigleitung (270), die an den Ausgang (120) der Förderpumpe (100) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlpumpe (260) durch eine den vom Motor nicht verbrauchten Kraftstoff aufnehmende Rückleitung (290) gespeist wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlpumpe (260) sowohl durch eine Abzweigleitung (270), die an dem Ausgang (120) der Förderpumpe (100) angeschlossen ist, als auch durch eine Rückleitung (290), die den vom Motor nicht verbrauchten Kraftstoff aufnimmt, gespeist wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlpumpe (260) an ihrem Ansaugmengeneingang (264) mit einem Rückschlagventil (280) versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlpumpe (260) an ihrem Ausgang durch eine vertikale Röhre fortgesetzt ist, deren Ende in der Nähe der höchsten Stelle des Filtergehäuses (200) befindlich ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine den vom Motor nicht verbrauchten Kraftstoff aufnehmende Rückleitung (290) in der Eingangskammer (240) des Filtergehäuses (200) mündet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den Siphon bildende Leitung (224) ein horizontales Teilstück (225) besitzt, das mit der Entgasungsöffnung (222) des Filtergehäuses in Verbindung steht, und ein im wesentlichen vertikales Teilstück, dessen untere Mündung (227) in der Nähe des Bodens eines Hohlraums (220) befindlich ist, der durch das Gehäuse des Feinfilters (200) begrenzt ist und in welchem sich die Förderpumpe (100) befindet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (227) der den Siphon bildenden Leitung (224) unterhalb des Niveaus der Entgasungsöffnung (130) der Förderpumpe (100) befindlich ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der den Siphon bildenden Leitung (224) größer ist als der Durchmesser der Entgasungsöffnung (130) der Förderpumpe (100).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckregler (400) in eine Leitung (270) geschaltet ist, die mit dem Ausgang der Förderpumpe (100) verbunden und an die Treibdüse (262) einer Strahlpumpe (260) angeschlossen ist, die die Versorgung der Eingangskammer (240) des Filtergehäuses sicherstellt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strahlpumpe (260), die die Versorgung der Eingangskammer (240) des Filtergehäuses sicherstellt, in das Gehäuse der Förderpumpe (100) integriert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (210) eine Ringform hat und die Förderpumpe (100) umgibt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (210) seitlich neben der Förderpumpe (100) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungsöffnung (222) des Filtergehäuses in der Eingangskammer (240) des letzteren mündet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungsöffnung (130) der Förderpumpe (100) in einem unteren Teil des Gehäuses der Förderpumpe (100) in einem Hohlraum (220), der durch das Filtergehäuse (200) begrenzt ist, befindlich ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18 in Verbindung mit Anspruch 2, von der Art, die eine Strahlpumpe umfaßt, die eine von einem unter Druck stehenden Fluid gespeiste, die Treibdüse (262) bildende erste konvergente Düse, eine die erste umgebende und an eine Ansaugung angeschlossene, die Aufnahmedüse (267) bildende zweite konvergente Düse und ein eine Diffusormündung bildendes divergentes Endteil (269) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Aufnahmedüse bildende zweite konvergente Düse (267) ohne Zwischenmischer direkt an das die Diffusormündung bildende divergente Endteil (269) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das die Ausgangsdüse des Halses der Treibdüse (262) bildende Ende 1 bis 3 mm von der Aufnahmedüse (267) befindlich ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmedüse (267) durch eine torusförmige Kalotte begrenzt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius R1 der torusförmigen Kalotte (267) zwischen 1 und 2 mm und sehr vorteilhafterweise in der Größenordnung von 1,6 mm beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius R1 der torusförmigen Kalotte (267) die Diffusordüse (269) berührt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das den Diffusor (269) bildende divergente Endteil durch eine konische Hülle begrenzt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Divergenzwinkel (C) der Diffusorröhre (269) zwischen 2 bis 10° und sehr vorteilhafterweise in der Größenordnung von 4° beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenradius (R2) der Aufnahmedüse (267) auf der Höhe von ihrem kleinsten Querschnitt zwischen 1,8 mm und 3,0 mm und sehr vorteilhafterweise in der Größenordnung von 2 bis 2,6 mm beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Diffusorröhre (269) zwischen 10 bis 40 mm und sehr vorteilhafterweise in der Größenordnung von 18 mm beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibdüse (262) von einer konischen Geometrie ist und eine Länge aufweist, die zwischen 4 bis 8 mm beträgt, sehr vorteilhafterweise in der Größenordnung des Durchmessers der Ansaugung (264).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvergenzwinkel (B) der Treibdüse (262) zwischen 0° und 30° und sehr vorteilhafterweise in der Größenordnung von 5° beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die torusförmige Hülle der Aufnahmedüse (267) einen Winkel (A) abdeckt, der zwischen 30° bis 60° und sehr vorteilhafterweise in der Größenordnung von 45° beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlpumpe mit einem Überdruckventil (50) ausgestattet ist.