DE60019490T2 - Brennstofförder-und behandlungsvorrichtung - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffaufbereitung zum Zweck der Kraftstofflieferung zu einem Verbrennungsmotor.
  • Kombinierte Kraftstoffpumpen- und -filtereinheiten, welche fern von einem Fahrzeug-Kraftstofftank montiert werden, sind in der Technik bekannt. U.S.-Patent 5,036,822 offenbart eine derartige Einheit, die zum Gebrauch in einem Wasserfahrzeug gedacht ist. Ein Problem mit der in dem '822er-Patent offenbarten Einheit besteht in der Tatsache, daß die Einheit, wenn das Filterelement entfernt ist, nichtsdestotrotz verwendet werden kann um Kraftstoff zu transferieren, was die Möglichkeit verursacht das Kraftstoffsystem stromabwärts der Pumpe mit Verunreinigungen zu kontaminieren, welche in Abwesenheit eines Filters durch die Transferpumpe angesaugt und hindurchgeführt werden. Eine Kraftstoffpump- und -aufbereitungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung löst dieses Problem, indem es den Transfer von Kraftstoff verhindert, wenn der Filter nicht in der Einheit eingebaut ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Kraftstoffpump- und -aufbereitungseinheit bereitgestellt, um flüssigen Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs zu liefern, die umfaßt: einen Behälter, um Kraftstoff von einem Tank zu empfangen, wobei der Behälter einen Tankversorgungs-Anschluß und einen Motor-Versorgungsanschluß aufweist; einen Motor-Rückführungsanschluß und einen Tank-Rückführungsanschluß; ein innerhalb des Behälters angeordnetes, allgemein zylindrisches Filterelement, um von dem Tank-Versorgungsanschluß und dem Motor-Versorgungsanschluß durch die Pump- und -aufbereitungseinheit fließenden Kraftstoff zu filtern; ein in einem sich innerhalb des Filterelements erstreckenden Hohlraum angeordnetes Pumpenmodul, wobei das Pumpenmodul angepaßt ist um Kraftstoff von dem Tank-Versorgungsanschluß zu dem Motor-Versorgungsanschluß zu bewegen; und ein Kombinationsventil, das arbeitend mit dem Pumpenmodul in Zusammenhang steht, wobei das Kombinationsventil Kraftstoff daran hindert durch das Pumpenmodul zu strömen, außer wenn dieses Filterelement innerhalb des Behälters eingebaut ist.
  • Wie hierin verwendet bedeutet der Begriff „Tank-Versorgungsanschluß" eine Verbindung, welche es Kraftstoff erlaubt in die Kraftstoffpump- und -aufbereitungseinheit einzutreten. Der Begriff „Motor-Versorgungsanschluß" bedeutet den Anschluß oder die Verbindung, durch welche(n) Kraftstoff zu einem Motor fließt. Der Begriff „Motor-Rückführungsanschluß" bedeutet den Anschluß oder die Verbindung, um von dem Motor zurückfließenden Kraftstoff aufzunehmen. Abschließend bedeutet der Begriff „Tank-Rückführungsanschluß" die Verbindung oder den Anschluß, durch welchen Kraftstoff von der Kraftstoffpump- und -aufbereitungseinheit zu dem Kraftstofftank fließt.
  • Es wird bevorzugt, daß das Kombinationsventil nicht nur Kraftstoff daran hindern sollte durch das Pumpenmodul hindurchzufließen, es sei denn innerhalb des Behälters ist ein Filterelement eingebaut; sondern auch ein Rückwärtsfließen von Kraftstoff von dem Motor durch die Motor-Versorgungsöffnung hindurch, für den Fall daß das Filterelement entfernt wurde.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann ein thermisch ansprechendes Ventil zwischen die Motor-Rückführungsöffnung und der Tank-Rückführungsöffnung eingeschoben sein, um es vom Motor zurückfließendem Kraftstoff zu erlauben erneut in den Behälter einzutreten, für den Fall daß die Temperatur des vom Motor fließenden Kraftstoffs geringer ist als ein vorherbestimmter Schwellenwert.
  • Es ist ein Vorteil einer Kraftstoffpump- und -aufbereitungseinheit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, daß sie nicht nur für Filterung, Umwälzung und thermische Erwärmung von Kraftstoff sorgt, sondern auch den Betrieb des Fahrzeugmotors für den Fall verhindert, daß die Filterpatrone nicht eingebaut ist. Dies ist ein entschiedener Vorteil, weil in der Vergangenheit mit einem aufgrund verstopfter Patronen abgewürgten Motor konfrontierte Kraftfahrer manchmal die Patrone entfernen würden, und es dadurch mit Verunreinigungen beladenem Kraftstoff erlaubten. zu dem Motor zu fließen, mit dem Ergebnis daß die Kraftstoffpumpe und/oder Einspritzungen beschädigt wurden.
  • Die Erfindung wird nun, anhand eines Beispiels, unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben werden, in denen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht einer Kraftstoffpump- und -aufbereitungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine Planansicht der in 1 gezeigten Einheit ist;
  • 3 eine Schnittansicht der Einheit von 1 und 2 ist, aufgenommen entlang der Linie 3-3 von 2; und
  • 4 eine Schnittansicht ähnlich zu 3 ist, aber eine manuell zu betätigende Pumpe an Stelle der in 3 veranschaulichten, elektrisch angetriebenen Pumpe einschließt.
  • Wie in 1 gezeigt, besitzt Kraftstoffpump- und -aufbereitungseinheit 10 einen Behälter 12, der aus einer Unterschale 12A besteht, wobei ein Oberteil des Behälters in Gehäuse 24 gebildet wird. Kraftstoff tritt durch Tankversorgung 14 in Einheit 10 ein und fließt über Motor-Versorgungsöffnung 16 zu dem Motor. Kraftstoff kehrt von dem Motor (nicht gezeigt) durch Motor-Rückführungsöffnung 18 zurück und fließt über Kraftstofftank-Rückführungsöffnung 20 von Einheit 10 ab. Abfluß 30 erlaubt es jeglichem Wasser, welches sich innerhalb des Behälters 12 angesammelt hat, beseitigt zu werden.
  • 2 und 3 veranschaulichen in Einzelheiten die Druckregelfunktion der vorliegenden Einheit. Der Zweck der Druckregelfunktion ist es, den Druck des zu einem Motor gelieferten Kraftstoffs zu begrenzen. Diese Funktion wird mittels eines Kraftstoffdruck-Regelkolbens 44 erreicht, welcher innerhalb von Ventilkörper 47 montiert ist. Wie in 3 gezeigt fließt durch die elektrische Pumpe 26 – oder zum Beispiel durch die in 4 gezeigte Handpumpe – fließender Kraftstoff vom Inneren von Einheit 10 durch eine Reihe von in Ventilkörper 47 gebildeten axialen Durchgängen 48, woraufhin Kraftstoff an Lippendichtung 44A von Kolben 44 vorbeifließt. Lippendichtung 44A wird mittels Feder 46 in Kontakt mit Ventilkörper 47 gehalten, um dadurch den Druck einzustellen, mit welchem Kraftstoff an Kraftstoffdruck-Regelkolben 44 vorbeifließt.
  • In Einheit 10 eintretender Kraftstoff gelangt zuerst durch Öffnung 14 hindurch und dann in die Schale 40 hinein, welche im Oberteil von Gehäuse 24 gebildet ist. Drahtheizung 42 ist ebenfalls in Schale 40 enthalten. Nachdem Kraftstoff aus Schale 40 überläuft, fließt er auf den äußeren Umfang von Filterelement 22, und fließt dann radial vom äußeren Durchmesser von Filterelement 22 nach innen zu dem inneren Hohlraum von Filter 22, woraufhin der Kraftstoff auf das Niveau am Grund von Pumpe 26 hinabfällt, und durch eine Mehrzahl von Öffnungen 34 in Pumpe 26 hinein gelangt. Danach fließt Kraftstoff nach oben durch Pumpeneinlaß 32 und wird an der Oberseite von Pumpe 26 ausgestoßen, und ihm wird erlaubt auszuströmen.
  • In Öffnung 18 eintretender – in anderen Worten, vom Motor zurückkehrender – Kraftstoff fließt an Feder 46 vorbei und dann nach unten am thermischen Tellerventil 54 vorbei und dann in Schale 40 hinein. Das thermische Tellerventil 54 ist aufgrund der Tatsache, daß Feder 58 den ringförmigen Bereich 60 von Tellerventil 54 in normalem Betrieb vor Berührung mit Sitz 62 bewahrt, vom gewöhnlich offenen Typ; es sei denn die Temperatur des Kraftstoffs hat einen vorherbestimmten Schwellenwert erreicht, woraufhin Kolben 56 von Tellerventil 54 ausfährt, um so Tellerventil 54 auf Sitz 62 zu drücken; und dadurch Kraftstoff dazu zu bringen, von Öffnung 20 zu dem Kraftstofftank zu fließen. Tellerventil 54 kann vom herkömmlichen Wachspellet-Typ sein, welcher gemeinhin in derartigen Vorrichtungen wie Automobilthermostaten benutzt wird. Die Fachleute verstehen jedoch, daß in einer Einheit des vorliegenden Typs andere Typen von auf Temperatur ansprechenden oder auf Druck ansprechenden Elementen benutzt werden können.
  • 3 veranschaulicht ein gleitendes Ventilelement 36, welches in einer abwärts gerichteten Richtung durch Feder 38 federbelastet ist. Die Funktion des gleitenden Ventilelements 36 ist es, Öffnungen 34 für den Fall abzudecken, daß ein Bediener versucht die vorliegende Einheit zu benutzen, ohne daß Filterelement 22 vorhanden ist. Aus 3 kann bemerkt werden, daß Filterelement 22 integral eine Mehrzahl von Widerlagern 23 einschließt, welche das gleitende Ventilelement 36 physisch angreifen, um das gleitende Ventilelement 36 so gegen die Spannung von Feder 38 von den Öffnungen 34 fortzudrücken. In dieser Weise hindert das gleitende Ventilelement 36, welches ein Kombinationsventil ist, einen vorwärts gerichteten Fluß durch das Pumpenmodul 26 hindurch, es sei denn Filterelement 22 ist innerhalb von Behälter 12 eingebaut.
  • Ein anderes Problem mit Vorrichtungen des vorliegenden Typs ist Lufteinschluß in dem Kraftstoffsystem; speziell wenn sie mit Motoren mit Kraftstoffeinspritzung verwendet werden, wie etwa Dieselmotoren und Hochdruck-Direkteinspritzungs-Benzinmotoren. Wenn Filter in Dieselmotoren gewechselt werden, ist es häufig äußerst schwierig den Motor neu zu starten, weil Kraftstoff verloren geht oder es ihm gestattet wird stromabwärts des Filters aus dem Kraftstoffsystem abzufließen, mit dem Ergebnis daß Luft eingeschlossen wird und in einer sehr schwer aus dem Motor-Kraftstoffsystem zu entfernenden Position steckenbleibt.
  • In dem vorliegenden Fall verhindert das Kombinationsventil, einschließlich des gleitenden Ventilelements 36, den Verlust von Kraftstoff von einem Teil des Kraftstoffsystems einschließlich Pumpe 26, wenn Filterelement 22 aus Einheit 10 entfernt ist. Überdies gilt dies selbst dann, wenn – wie in 4 gezeigt – an Stelle von Elektropumpe 26 eine Handpumpe benutzt wird. In jedem Fall wird Entfernung des Filterelements nicht im Verlust von Kraftstoff von einem stromabwärts liegenden Teil resultieren, d.h. dem Teil des Kraftstoffsystems von der Einheit 10 zu dem Motor. Als ein Ergebnis wird die Startbarkeit des Motors sehr verbessert.
  • 4 veranschaulicht eine Vorrichtung, die eine manuell zu betätigende Pumpe an Stelle einer elektrisch angetriebenen Pumpe aufweist. Kappe 50 kann per Hand gefaßt und gegen die Kraft von Rückstellfeder 52 nach unten gedrückt werden, um Kraftstoff aus Hohlraum 54 und durch Rückschlagventil 56 hindurch aus Öffnung 16 heraus zu zwingen. Wird Kappe 50 freigegeben, so wird Kraftstoff durch Öffnungen 34 hindurch und an Ventilteller 58 vorbei gezogen, welcher durch Feder 60 auf Sitz 62 gedrückt wird.

Claims (8)

  1. Eine Kraftstoffpump- und -aufbereitungseinheit (10) um flüssigen Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs zu liefern, die umfaßt: einen Behälter (12), um Kraftstoff von einem Tank zu empfangen, wobei der Behälter einen Tankversorguttgs-Anschluß (14) und einen Motor-Versorgungsanschluß (16) aufweist; ein innerhalb des Behälters angeordnetes, allgemein zylindrisches Filterelement (22), um von dem Tank-Versorgungsanschluß (14) und dem Motor-Versorgungsanschluß (16) durch die Pump- und -aufbereitungseinheit (10) fließenden Kraftstoff zu filtern; ein in einem sich innerhalb des Filterelements (22) erstreckenden Hohlraum angeordnetes Pumpenmodul (26), wobei das Pumpenmodul (26) angepaßt ist um Kraftstoff von dem Tank-Versorgungsanschluß (14) zu dem Motor-Versorgungsanschluß (16) zu bewegen; dadurch gekennzeichnet, daß dieser Behälter 12 weiterhin einen Motor-Rückführungsanschluß (18) und einen Tank-Rückführungsanschluß (20) besitzt; und durch ein Kombinationsventil (36), das arbeitend mit dem Pumpenmodul (26) in Zusammenhang steht, wobei das Kombinationsventil Kraftstoff daran hindert durch das Pumpenmodul zu strömen, außer wenn dieses Filterelement (22) innerhalb des Behälters (12) eingebaut ist.
  2. Eine Kraftstoffpump- und -autbereitungseinheit wie in Anspruch 1 beansprucht, die weiterhin eine innerhalb dieses Behälters eingehauste Kraftstoffheizung (42) umfaßt, um durch die Kraftstoffpump- und -aufbereitungseinheit strömenden Kraftstoff zu erwärmen.
  3. Eine Kraftstoffpump- und -aufbereitungseinheit wie in Anspruch 1 oder 2 beansprucht, die weiterhin eine zwischen dem Pumpenmodul und dem Motor-Versorgungsanschluß eingeschobene Kraftstoffdruck-Regulierung umfaßt, um den Druck des zu einem Motor gelieferten Kraftstoffs zu regeln;
  4. Eine Kraftstoffpump- und -aufbereitungseinheit wie in einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, in der dieses Kombinationsventil nicht nur Kraftstoff daran hindert, durch das Pumpenmodul zu strömen, außer wenn dieses Filterelement innerhalb des Behälters eingebaut ist; sondern auch eine Rückströmung von Kraftstoff von dem Motor durch den Motor-Versorgungsanschluß für den Fall verhindert, daß das Filterelement entfernt wird.
  5. Eine Kraftstoffpump- und -aufbereitungseinheit wie in einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, die weiterhin ein thermisch reagierendes Ventil (54) zwischen den Motor-Rückführungsanschluß und den Tank-Rückführungsanschluß eingeschoben aufweist, um es von dem Motor strömenden Kraftstoff zu erlauben erneut in den Behälter (12) einzutreten, für den Fall daß die Temperatur des von dem Motor strömenden Kraftstoffs niedriger ist als ein vorherbestimmter Schwellenwert.
  6. Eine Kraftstoffpump- und -aufbereitungseinheit wie in einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, in der dieses Pumpenmodul (26) eine von einem Motor angetriebene Pumpe umfaßt.
  7. Eine Kraftstoffpump- und -aufbereitungseinheit wie in einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht, in der dieses Pumpenmodul eine von einem Elektromotor angetriebene Pumpe umfaßt.
  8. Eine Kraftstoffpump- und -aufbereitungseinheit wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 beansprucht, in der dieses Pumpenmodul (54) eine manuell zu betätigende Pumpe umfaßt.
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