DE69104174T2 - Kraftstoffilter und Druckregelvorrichtung. - Google Patents

Kraftstoffilter und Druckregelvorrichtung.

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Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug-Treibstoff- Versorgungssystem, und insbesondere auf ein Treibstoffilter- und Treibstoffregelsystem, welches den Treibstoff auf der schmutzigen Seite des Filters aufgrund des Druckes auf der sauberen Seite des Filters regelt, wobei nur der Treibstoff gefiltert wird, der tatsächlich an die Treibstoffinjektoren abgegeben wird.
    • Hintergrund Technik
  • In den meisten Fahrzeugen mit einem Treibstoff-Injektionssystem, wie beispielsweise jenem, das in dam US-Patent Nr. 4,633,901 auf Bradt et al dargestellt ist, führt eine Treibstoffleitung von einer Treibstoffpumpe in den Tank, durch ein Treibstoffilter zu dem Motor-Treibstoffverteiler und letztlich zu den Treibstofinjektoren. Der Betrag an Treibstoff wird durch einen Druckregler gesteuert, der in Nachbarschaft zu dem Treibstoffverteiler angeordnet ist und demzufolge in einem relativ großen Abstand von dem Treibstofftank angeordnet ist. Dies erfordert eine Treibstoff- Rückführungsleitung, um unbeutzten Treibstoff zu dem Treibstofftank zurückzuführen.
  • Eines der Probleme bei dem zuvor erwähnten Stand der Technik liegt darin, daß es zusätzlichen Aufwand bedeutet, eine Treibstoff-Rückführungsleitung zu haben und ferner darin, daß, wenn diese Leitung aus irgendeinem Grund bricht, wie beispielsweise bei einem Unfall, der Treibstoff eine Feuergefahr schaffen kann.
  • Aus diesem Grund und anderen Gründen sind Treibstoffilter- und Reglersysteme ohne Rückführung vorgeschlagen worden. Beispielsweise ist der Druckregler in der Einlaßleitung von dem Treibstofftank aber in Nachbarschaft zu dem Treibstofftank oder mit diesem befestigt angeordnet. In einem solchen System verläuft der gesamte Treibstoff zunächst durch einen Treibstoffilter, bevor er das Druckreglerventil erreicht und wenn mehr Treibstoff das Reglerventil erreicht als für die Abgabe an den Treibstoffverteiler erforderlich ist, so entleert das Reglerventil lediglich den überschüssigen gefilterten Treibstoff direkt zurück in den Tank.
  • Ein noch weiteres vorgeschlagenes rückführloses System benutzt einen Druckwandler an dem Treibstoffverteiler, der mit einem Motor-Steuerrechner verbunden ist, welcher eine veränderliche Treiberspannung für die Treibstoffpumpe steuert, die in dem Treibstofftank angeordnet ist. Ein Treibstoffilter wird natürlich in der Treibstoffleitung benutzt, die von der Treibstoffpumpe zu dem Treibstoffverteiler an den Motorinjektoren führt. Eines der Hauptprobleme bei diesem Systemtyp liegt darin, daß es teuer ist, da beispielsweise insbesondere der Druckwandler, die variable Spannungssteuerung und der Typ der Treibstoffpumpe für die Verwendung bei diesem System erforderlich sind. Wenn ferner das Fahrzeug schnell beschleunigt, so daß sich die Fahrt schnell bewegt, so kann das Beharrungsvermögen der Treibstoffpumpe überschüssigen Treibstoff erzeugen, wenn das Fahrzeug unmittelbar anhalten muß, beispielsweise in einer Notfallsituation, und dies kann ein Absaufen des Motors hervorrufen.
  • Bei den ersten zuvor erwähnten zwei Systemen ist, da der gesamte Treibstoff, der zu dem Regler geht, gefiltert werden muß, ein größerer Filter erforderlich als wenn nur der Treibstoff gefiltert wird, der tatsächlich zu dem Treibstoffverteiler geht. Mit anderen Worten entleert die Rückführungsleitung, welche Treibstoff zurück in den Treibstofftank entleert, sauberen gefilterten Treibstoff zurück in einen Tank mit ungefiltertem Treibstoff. Dies wird mehr Ablagerungen auf dem Filter hervorrufen als es anderweitig notwendig sein würde und dies ist der Grund, warum ein größerer Filter erforderlich ist als er bei der vorliegenden Erfindung benötigt wird. Es ist natürlich wohl bekannt, daß, wenn ein Filter durch Verunreinigungen verstopft wird, er einen erhöhten größeren Druckabfall über dem Filter erzeugt. Wenn dieser Druckabfall zu groß wird, so wird der erforderliche an den Treibstoffverteiler abgegebene Druck unzureichend und das Treibstoff-Injektionssystem arbeitet nicht in der richtigen Weise.
  • Demgemäß besteht ein Erfordernis nach einem verbesserten Treibstoffilter- und Treibstoffregelsystem, das die zuvor erwähnten Probleme bei dem Stand der Technik überwindet.
  • Die vorliegende Erfindung ist in den angefügten Ansprüchen definiert und gibt ein Treibstoffversorgungssystem vor, welches nur den Treibstoff filtert, der zu dem Treibstoff-Zuführungsverteiler verläuft anstelle von gefiltertem Treibstoff zurück in den Treibstofftank während der Aufrechterhaltung des gewünschten Druckes und des gewünschten Flusses zu dem Treibstoffverteiler zu entleeren, wie dies die Praxis in bekannten Systemen ist.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Treibstoffilter- und Treibstoffreglersystem für Fahrzeuge vorzugeben.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeug- Treibstoff-Versorgungssystem vorzugeben, welches weniger teuer als die bekannten Systeme ist und dabei Vorteile gegenüber solchen bekannten Systemen aufweist.
  • Gemäß einem besonderen Aspekt gibt die Erfindung eine kombinierte Treibstoff-Druckregel- und Treibstoffiltervorrichtung für Fahrzeug- Treibstoffsysteme vor, die einen Treibstoff-Versorgungstank mit einer Treibstoffpumpe darin besitzen, um Treibstoff zu einem Treibstoff- Zuführverteiler zu pumpen, der daran angeordnete Treibstoffinjektoren aufweist. Ein Treibstoffilter ist betriebsmäßig zwischen einem Einlaß- Zuführrohr und einem Fluid-Auslaßrohr angeordnet, um Verunreinigungen aus dem hindurchtretenden Treibstoff herauszufiltern. Ein Ventil in Fluidverbindung mit dem Einlaß-Zuführrohr ist mit einem Regler versehen, um einen Kurzschluß des Flusses zurück in den Treibstoff-Versorgungstank zu veranlassen, wenn der Druck in dem Fluidauslaß einen vorbestimmten Pegel überschreitet. Das Ventil ist in eine geschlossene Position vorgespannt und bleibt geschlossen, wenn der Druck auf das sauberen Seite des Filters unterhalb dem vorbestimmten Druck liegt, wobei der gesamte Treibstoff in dem Einlaß-Zuführrohr zu dem Filter verläuft, wenn der Druck in dem Fluidauslaß unterhalb dem vorbestimmten Druck liegt.
  • Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß der Betrag an statischer Elektrizität auf in Minimum gebracht wird, welcher sonst anhaftend erzeugt wird bei dem Pumpen von Treibstoff durch einen Treibstoffregler.
  • Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß sie ein System des zuvor erwähten Typs vorgibt, welches direkt in oder an dem Treibstofftank befestigt werden kann, so daß keine Treibstoff-Rückführungsleitung erforderlich ist.
  • Es ist ein bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung, ein Druckreglerventil vorzugeben, welches einen koaxialen Fluß des Einlaß- und des Rückführungs-Treibstoffes besitzt.
  • Es ist ein bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung, ein Treibstoff- Regelventil des zuvor erwähnten Typs vorzugeben, welches einen ruhigen elastomeren Sitz im Vergleich zu Metallventilen verwendet und ferner einen Mechanismus vorgibt, um sicherzustellen, daß der elastomere Sitz nicht so sehr deformiert wird, daß er einen permanenten Sitz hervorruft, der die Abdichtung des Ventils beeinflussen könnte.
  • Es ist ein bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung, einen Druckregler vom Membrantyp vorzugeben, der Anschläge auf beiden Seiten der Membran aufweist, um eine Beschädigung der Membran zu verhindern, wenn sie einem übertriebenen Druck ausgesetzt wird.
  • Somit ist erkennbar, daß die vorliegende Erfindung ein System des zuvor erwähnten Typs vorgibt, welches keine Rückführungsleitung zu dem Tank besitzt, was in einem besseren Ausfallmodus resultiert und bedeutet, daß irgendwelche Leckagen in der Membran zurück in den Treibstofftank anstatt sonst irgendwohin geführt werden, welches eine Feuergefahr darstellen könnte.
  • Andere Aufgabe, Vorteile und neue Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung hervor, wenn sie im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 ist eine Seitenansicht und eine tweilweise schematische Querschnittansicht eines Treibstoff-Versorgungssystems, das gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
  • Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht entlang der Linien 2-2 in Fig. 1 und zeigt die Oberseite eines kombinierten Treibstoffilters und Treibstoffreglers;
  • Fig. 3 ist eine vergrößerte Querschnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 und zeigt eines der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in einem Modus, bei dem der Druck in dem Auslaß der Einrichtung niedrig genug ist, so daß das koaxiale Entleerungsventil geschlossen ist, so daß der gesamte Treibstoff durch den Treibstoffilter verläuft und direkt zu dem Treibstoff-Zuführverteiler gerichtet wird;
  • Fig. 4 ist eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht ähnlich wie Fig. 3, zeigt aber was geschieht, wenn der Druck unterhalb des Filters einen vorbestimmten Druck überschreitet, nämlich daß die Membran und die zugeordnete Struktur das koaxiale Entlüftungsventil in die geöffnete Stellung bringen, um zu ermöglichen, daß Treibstoff, der von der Treibstoffpumpe zu dem Filter gepumpt wird, zurück in den Treibstofftank entleert wird;
  • Fig. 5 ist eine Seitenansicht eines kombinierten Treibstoffilters und Treibstoffreglers ähnlich demjenigen, der in den Fig. 1 bis 4 gezeigt ist;
  • Fig. 6 ist eine teilweise Querschnittansicht der Einrichtung gemäß Fig. 5 in einem Modus ähnlich jenem der Einrichtung in Fig. 3, wobei der gesamte Treibstoff durch den Filter zu dem Treibstoffverteiler gepumpt wird;
  • Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht von einem der Elemente des koaxialen Ventils gemäß Fig. 6, um dem Treibstoff einen Fluß hindurch zu gestatten und zur Selbstausrichtung des Ventilsitzes; und
  • Fig. 8 ist eine Ansicht ähnlich wie in Fig. 4, jedoch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6, welches zeigt, daß, wenn der Druck auf der sauberen Seite oder der stromabwärtigen Seite des Filters einen vorbestimmten Druck überschreitet, das koaxiale Ventil geöffnet wird um zu gestatten, daß einiger Treibstoff, der von der Treibstofpumpe zu der schmutzigen Seite des Filters gepumpt wird, zurück in den Treibstofftank entleert wird.
    • Beste Verfahren zur Ausübung der vorliegenden Erfindung
  • Unter Bezugnahme nunmehr auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszifferen identische oder entsprechende Teile innerhalb der verschiedenen Ansichten bezeichnen, zeigt Fig. 1 ein Treibstoffversorgungssystem (10), das gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist und einen Treibstofftank (11) besitzt, wobei flüssiger Treibstoff (12) darin angeordnet ist. Die Treibstoffpumpe (13), die vorzugsweise elektrisch betrieben wird, zieht konstant Treibstoff aus einem Einlaßanschluß (14) und gibt diesen über einen Auslaßanschluß (15) zu einem Treibstoffpumpen-Versorgungsanschluß (16) eines kombinierten Treibstoffilters und Treibstoffreglers (17). Ein Auslaß- Versorgungsrohr (18) des kombinierten Filter- und Druckreglers (17) ist an einer Leitung (19) angeschlossen, die zu einem Treibstoff-Versorgungsverteiler (20) führt, mit dem mehrere Treibstoffinjektoren (21) verbunden ist, um Treibstoff einem Motor (22) zuzuführen.
  • Ein ringförmiger Filter (25), der aus irgendeinem normalen Filtermaterial wie beispielsweise Papier aufgebaut sein kann, ist oben und unten durch Elemente (26) und (27) abgedichtet, so daß der gesamte Treibstoff, der in die innere Kammer (28) des Filters eintritt, durch den Filter (25) gezwungen wird und diesen nicht umgehen kann. Ein äußeres Gehäuse (29) definiert allgemein die Filterkammer stromabwärts von dem Filter (25), welche nur sauberen gefilterten Treibstoff enthalten kann und welche ein damit befestigtes Auslaß- Versorgungsrohr (18) besitzt. Ein Ventilrohr (30) aus starrem Material ist an Ort und Stelle durch ein Ringglied (31) abgedichtet, um es an einer Bewegung in bezug auf den Filter (25) und das Gehäuse (29) zu hindern. Die Schließelemente (27) können Zungen oder Ansätze (32) aufweisen, welche die Oberseite davon im Abstand von dem Gehäuse (29) halten und dabei helfen, die Filteranordnung an Ort und Stelle zu halten.
  • Der untere Teil des starren Gehäuses (29) besteht aus einem Gehäuseglied (35), welches einen Ringansatz (36) besitzt, um eine Gummitülle oder eine elastomere Tülle (37) an Ort und Stelle zu halten. Eine Ringnut (38) in der Tülle (37) nimmt einen kreisförmigen Teil der Oberseite des Treibstofftankes (11) auf, um die Einheit (17) in der in Fig. 1 gezeigten Position ohne andere Befestigungsglieder zu halten.
  • Das Treibstoffpumpen-Zuführrohr (16) ist starr mit dem Boden des Gehäuseteils (35) befestigt und ein Rohr (41) ist in einer Öffnung (40) des Rohres (16) im Innern eines ringförmigen O-Ringes (42) angeordnet, wobei der Ring an Ort und Stelle durch eine ringförmige Scheibe (43) und die Zunge (44) an der Oberseite des Treibstoffpumpen-Zuführrohres (16) gehalten wird.
  • Die Oberseite des Rohres (41) ist durch ein ringförmiges Element (46) mit Nuten (47) abgestützt. Das Element (46) ist ringförmig und paßt in eine Nut (48), so daß es um einen geringen Betrag darin auf- und abwärts gleiten kann, aber immer das Rohr (41) mit dem Ventilrohr (30) zentriert und koaxial hierzu hält.
  • Eine elastomerer Ventilsitz (50) ist in der Oberseite eines Elementes (51) angeordnet, welches eine teilweise sphärische konvexe äußere Oberfläche in Anlage an eine hierzu passende konkave sphärische innere Oberfläche an dem Element (52) besitzt, so daß der Ventilsitz (50) sich automatisch und universel selbst mit der Ventiloberfläche (53) auf der Unterseite des Ventilrohrs (30) im in der Fig. 3 gezeigten Schließmodus ausrichten kann. Eine Kompressionsfeder (54) spannt das ringförmige Element (52) nach oben vor, welches seinerseits das Element (51) und den ringförmigen elastomeren Ventilsitz (50) in die in Fig. 3 gezeigte geschlossene Position stößt.
  • Eine andere Feder (56), die beträchtlich größer ist und eine größere Kraft erzeugt, liegt am Boden eines Elementes (49) an, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist und stößt an das Stößelglied (57) und an eine ringförmige Membran (58), die zwischen dem Stößelglied (57) und einem Abstützglied (59) angeordnet ist. Ein unterer Ringteil (61) an dem Stößelglied (47) liegt an der Oberseite des Gliedes (52) an. Die Membran (58) ist abdichtend zwischen Gliedern (62) und (63) an dem Außenumfang derselben eingespannt und die ringförmige Membran (58) ist abgedichtet zwischen dem Glied (62) und dem Flansch (64) and em Rohr (30) an der Innenseite der Membran (58) eingespannt.
  • Im Betrieb stößt die schwere die Membran vorspannende Feder (56) die Membran (58) nach oben, bis sie an der Unterseite des Bodengliedes (62) anliegt, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Da sich hierdurch der Flansch (61) nach oben bewegt, wird die kleinere Ventilfeder (54) die Elemente (51), (52) anstoßen und demzufolge den ringförmigen Ventilsitz (50) nach oben gegen die abdichtende Ringoberfläche (53) am Boden des Ventilrohres (30) stoßen. Dies wird den gesamten Fluß von der Treibstoffpumpe (13) veranlassen, durch das Treibstoffpumpen-Zuführrohr, durch das Rohr (40), durch das Ventilrohr (30) in die Innenkammer (28) des Filters (25) zu verlaufen und es wird sodann diesen Treibstoff durch den Filter (25) drücken, damit dieser an den Fluidauslaß (18) abgegeben wird. Ein solcher Treibstoff wird sodann durch die Verbindungsleitung (19) und den Treibstoffverteiler (20) gedrückt und er wird schließlich über die Treibstoffinjektoren (21) an den Motor (22) abgegeben.
  • Aufgrund der Art und Weise, wie diese Systeme aufgebaut sind, muß der Druck an dem Treibstoffverteiler innerhalb gewisser Toleranzen konstant bleiben. Wenn der Druck auf der stromabwärtigen Seite des Filters (25) beispielsweise am Fluidauslaß (18) anwächst, welcher im wesentlichen der gleiche Druck wie auf der Kammerinnenseite des Gehäuses (29) und auf der Außenseite des Filters (25) ist, so ruft dies eine Abwärtsbewegung der Membran (58) gegen die nach oben gerichtete Vorspannkraft der Feder (56) in die abgesenkte Position hervor, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Wenn sich die Membran (58) nach unten bewegt, so stößt der Flansch (61) an dem ringförmigen Element (57) das Element (52) nach unten und überwindet hierbei die Vorspannkraft der Feder (54), die das Element (52) nach oben stößt. Aufgrund des Druckes innerhalb des Ventilrohres (30) wird sich der elastomere Sitz in die in Fig. 4 gezeigte Position bewegen, wobei der Fluß durch das Rohr (41) durch die Öffnung (47) und zwischen der Ventiloberfläche (53) und dem Sitz (50) fließen wird. Der Fluß wird sich durch die Schlitze (55) in dem Element (52) fortsetzen zu dem niedrigeren Druck innerhalb des Treibstofftankes (11).
  • Öffnungen (39) in dem Boden des Gehäuseteiles (35) gestatten nicht nur, daß dieser Treibstoff zu dem Treibstaofftank (11) zurückgeführt wird, sondern sie gestatten ferner, daß sich das Innere des Gehäuseteiles (35) auf dem gleichen Druck wie der Treibstofftank (11) befindet. Der untere Teil der Membran (58) ist ebenfalls dem Druck im Innern des Treibstofftankes (11) ausgesetzt, der typischerweise nicht sehr viel höher als der atmosphärische Druck ist und welcher Druck ziemlich konstant bleibt. Demzufolge wird das Fluid, das durch das Rohr (41) verläuft und das durch die Durchgänge (47) und (55) zu dem Tank zurückgeführt wird, nicht gefiltert, da es noch nicht durch den Filter (25) abgegeben wird.
  • Wenn der Druck auf der stromabwärtigen Seite des Filters (25) beispielsweise am Fluidauslaß (18) abnimmt aufgrund eines Treibstoffverbrauches an den Treibstoffinjektoren (21), so hat die Membran das Bestreben sich anzuheben, wodurch der Fluß durch die Rückführdurchlässe (47) und (55) angehalten oder vermindert wird. Dies ruft eine Bemessung des Rückflusses zu dem Treibstafftank (11) hervor, wie es erforderlich ist, um den gewünschten Druck von sauberem Treibstoff am Fluidauslaß (18) aufrechtzuerhalten.
  • Fig. 6 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel (117), welches im wesentlichen gleich wie das Ausführungsbeispiel (17) arbeitet, das in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist. Ein Filter (125) ist an Ort und Stelle innerhalb des Gehäuses (129) durch Elemente (126), (127) und (131) gehalten. Das Ventilrohr (130) ist ebenfalls an Ort und Stelle durch ein Element (131) eingespannt. Der untere Gehäuseteil (135) besitzt eine Tülle (137), die durch einen Ringflansch (136) an Ort und Stelle gehalten ist, und er besitzt eine Ringnut (138), um ihn in eine Öffnung in der Oberseite des Treibstofftankes (11) zu halten. Eine große die Membran vorspannende Feder (156) spannt die Membran (158) und entsprechende starre ringförmige Elemente (157) und (159) nach oben vor, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Ringförmige Elemente (162) und (163) spannen die äußeren Kanten der Membran (158) ein und die Innenkante der Membran ist abdichtend zwischen Elementen (162) und dem Flansch (164) an dem Ventilrohr (130) gehalten. Die Oberseite eines Rohres (141) ist koaxial mit der Achse des Rohres (130) durch mehrere sich radial erstreckende Flügelelemente (146) gehalten, welche zwischen sich Abstände aufweisen, um einen Durchfluß zu gestatten. Der Flansch (147) und der Flansch (142) hindern das Rohr (141) daran, außer Kontakt mit den Flügelelementen (146) zu gelangen. Der Boden des Rohres (141) erstreckt sich in eine Öffnung (140) des Treibstoffpumpen-Zuführrohres (116).
  • Eine Membran-Vorspannfeder (156) ist sehr viel größer als eine kleinere Ventilsitz-Vorspannfeder (154). Die Unterseite der Feder (154) liegt an der Oberseite des Elementes (116) an und die Vorspannfeder (154) stößt das Element (152) nach oben, welches eine obere konvexe sphärische Oberfläche aufweist, die passend die untere teilweise sphärische Oberfläche des Elementes (151) aufnimmt. Ein elastomerer Ventilsitz (150) sitzt in einer Nut in der Oberseite des Elementes (151) und die gesamte Anordnung einschließlich des Ventilsitzes (150) und der Glieder (151) und (152) ist nach oben gegen die Ventiloberfläche (153) durch die Feder (154) vorgespannt.
  • Die Arbeitsweise des Ausführungsbeispieles (117) gemäß den Fig. 5 bis 8 ist nahezu exakt die gleiche wie diejenige, die in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist. Anfänglich stößt die die Membran vorspannende Feder (156) die Membran (158) nach oben, bis das Element (159) der Oberseite des Elementes (162) anliegt. Dies hindert die Membran daran beschädigt zu werden, wenn ihre Aufwärtsbewegung nicht anderweitig beschränkt wird. In der in Fig. 6 gezeigten oberen Position ist das Stößelelement (161) genug angehoben, so daß die Feder (154) letztlich den elastomeren Ventilsitz (150) gegen die ringförmige Ventiloberfläche (153) des Ventilrohres (130) stoßen kann, wodurch der gesamte Fluß durch das Treibstoffpumpen-Zuführrohr (116), das Rohr (141) und das Ventilrohr (130) in die Filterkammer (128) gelangen kann und durch den Filter (125) zu dem Fluidauslaß (118) gedrängt wird. Wenn der Druck auf der sauberen Seite des Filters (125) beispielsweise am Fluidauslaß (118) höher als der vorbestimmte gewünschte Druck wird, so wird der überschüssige Druck die Membran (158) nach unten stoßen, wie dies durch die Druckpfeile gezeigt ist, die sich durch die Öffnung (144) in dem Element (162) in Fig. 8 erstrecken. Dies wird den Ringflansch (161) veranlassen, sich nach unten auf die Oberseite des Elementes (152) zu bewegen und die Feder (154) zusammenzudrücken. Dieser Zustand, wie er in Fig. 8 gezeigt ist, gestattet dem Druck des Treibstoffes in dem Rohr (130) sich seinen Weg hinter die Elemente (146) zwischen der Ventiloberfläche (153) und (150) zu erzwingen, um kurzgeschlossen zu werden, wie dies durch die Pfeile in Fig. 8 gezeigt ist, zurück über das untere Gehäuse (135) über die Schlitze (155) in dem Element (152) und sodann unter Umständen durch die Öffnungen (143) zu fallen, welche zurück zu dem Treibstofftank (11) führen, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.
  • Es versteht sich natürlich, daß, wenn der Druck auf der sauberen Seite des Filters (125) schwankt, auch die relative Position der Membran (158) und demzufolge der Abstand zwischen dem elastomeren Sitz (150) und der Ventiloberfläche (153) schwankt, so daß eine Bemessung des Flusses erfolgt, der zu dem Treibstofftank zurückgeführt wird. Wenn der Druck auf der stromabwärtigen Seite des Filters (125) abfällt, beispielsweise aufgrund von Treibstoffverbauch durch den Motor (22), so wird sich natürlich die Membran nach oben bewegen, wodurch dem Ventilsitz (150) gestattet wird, sich nach oben zu bewegen und sich unter Umständen in die geschlossene Position gemäß Fig. 6 zu bewegen, wodurch der gesamte Fluß durch den Filter (125) erfolgt bis zu einem Zeitpunkt, wo sich die Bedingungen verändern. Es ist wichtig festzustellen, daß die Ventilsitze (50) und (150) an der inneren Oberfläche geführt sind, wenn sie sich auf den Rohren (41) und (141) entsprechend auf- und abbewegen.

Claims (23)

1. Kombinierte Treibstoff-Druckregel- und Treibstoffiltervorrichtung (17) für ein Fahrzeug-Treibstoffsystem mit einem Treibstoffversorgungstank (11), einer Treibstoffpumpe (13) und einem Treibstoffzuführverteiler (20), wobei die Vorrichtung umfaßt:
ein Gehäuse (29), das im Gebrauch mit dem Treibstoffversorgungstank (11) befestigt ist;
ein Einlaß-Zuführrohr (16), das mit dem Gehäuse (29) befestigt ist und in Fluidverbindung mit der Treibstoffpumpe (13) treten kann;
einen Fluidauslaß (18), der mit dem Gehäuse (129) befestigt ist und in Fluidverbindung mit dem Treibstoffzuführverteiler (20) treten kann; und
eine Ventileinrichtung (30, 53, 50), die innerhalb des gehäuses (29) zwischen dem Einlaß-Zuführrohr (16) und dem Fluidauslaß (18) angeordnet ist, mit dem Einlaß-Zuführrohr in Fluidverbindung treten kann und geöffnet werden kann, um den Treibstoffluß zurück zu dem Treibstoffversorgungstank (11) kurzzuschließen, wenn der Druck in dem Fluisauslaß (18) hinter einer Filtereinrichtung (25) einen vorbestimmten Wert überschreitet, und die schließt, wenn der Druck unterhalb des vorbestimmten Wertes liegt und den Treibstoffluß zu dem Fluidauslaß (18) gestattet;
wobei die Treibstoffiltereinrichtung (25) innerhalb des Gehäuses (29) zwischen dem Einlaß-Zuführrohr (16) und dem Fluidauslaß (18) und hinter der Ventileinrichtung angeordnet ist, so daß nur zu dem Treibstoffzuführverteiler (20) zugeführter Treibstoff durch den Filter (25) hindurchtritt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ventileinrichtung umfaßt:
ein Ventilrohr (30) mit einem zentralen Durchgang und einer ringförmigen Ventiloberfläche (53) an einem Ende davon; und
einen ringförmigen Ventilsitz (50), der in bezug auf die Ventiloberfläche (53) beweglich ist und eine geschlossene Position beim Anschlag mit der Ventiloberfläche (53) an dem einen Ende des Rohres (30) besitzt, wodurch der Fluß zwischen der Ventiloberfläche (53) und dem Ventilsitz (50) angehalten wird und sämtlicher Fluß durch das Einlaß-Zuführrohr (16) zum Durchtritt durch die Filtereinrichtung (25) veranlaßt wird, und der eine von der Ventiloberfläche (53) des Rohres (30) beabstandete geöffnete Position besitzt, wodurch der Fluß zwischen der Ventiloberfläche (53) und dem Ventilsitz (50) hindurchtreten kann, so daß der Treibstoffluß durch die Filtereinrichtung (25) vermindert wird, indem ein Treibstoffluß zurück zu dem Treibstoffversorgungstank (11) gestattet wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorspanneinrichtung (54) den Ventilsitz (50) gegen die Ventiloberfläche (53) vorspannt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das ventilrohr (30) in bezug auf das Gehäuse (29) befestigt ist.
5. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Ventilsitz (50) aus einem Elastomer besteht.
6. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4 und ferner umfassend eine flexible Membran (58), die abgedichtet mit dem Gehäuse (29) befestigt ist;
wobei eine Seite der flexiblen Membran (58) in Fluidverbindung mit dem Fluidauslaß (18) steht; und
wobei die andere Seite der Membran (58) in Fluidverbindung mit dem Treibstoffversorgungstank (11) steht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (58) abgedichtet mit dem Ventilrohr (30) radial innen von dem Ort befestigt ist, wo sie abgedichtet mit dem Gehäuse (29) befestigt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (58) ein flexibles Element ist, das im allgemeinen eine ringförmige Form aufweist.
9. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 8 und ferner umfassend eine erste Anschlageinrichtung (62), die mit dem Gehäuse (29) befestigt ist, um die Membran (58) daran zu hindern, zu weit in einer Richtung verschoben zu werden, und ferner umfassend eine zweite Anschlageinrichtung, die mit dem Gehäuse (29) befestigt ist, um die Membran daran zu hindern, zu weit in einer Richtung entgegengesetzt der einen Richtung verschoben zu werden.
10. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (30, 50, 53) eine Membran- Vorspanneinrichtung (56) zur Vorspannung der Membran (58) in eine erste Position entsprechend der geschlossenen Position der Ventileinrichtung (30, 50, 53) umfaßt.
11. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 10 und ferner umfassend eine Stößeleinrichtung (51), um den Ventilsitz (50) von der Ventiloberfläche (53) in die geöffnete Position desselben zu verschieben, wenn sich die Membran (58) in eine zweite Position aufgrund eines Anwachsens des Druckes am Fluidauslaß (18) bewegt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, wenn angefügt an Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventil-Vorspanneinrichtung eine Kissenvorrichtung (54) umfaßt, um die auf den Ventilsitz (50) durch die Membran-Vorspanneinrichtung (56) ausgeübte Kraft zu verhindern, wodurch der Ventilsitz (50) durch übertriebene Kräfte nicht permanent geschädigt wird, die ihn gegen die Ventiloberfläche (53) stoßen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kissenvorrichtung eine Feder (54) umfaßt, um den Sitz (50) gegen die Ventiloberfläche (53) zu drücken.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (54) weniger kräftig als die Membran-Vorspanneinrichtung (56) ist, wodurch weniger Kraft auf den Sitz (50) ausgeübt wird als die Membran-Vorspanneinrichtung (56) auf die Membran (58) ausübt.
15. Vorrichtung nahc Anspruch 2 und nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 14, wenn daran angefügt, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibstoffiltereinrichtung (25) ringförmig in der Form ist und eine zentrale Öffnung (28) in Fluidverbindung mit dem Ventilrohr (30) besitzt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 2 und nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 15, wenn daran angefügt und ferner umfassend eine Einrichtung (57, 53) zum Hervorrufen eines Treibstofflusses zurück zu dem Treibstofftank (11) im wesentlichen koaxial mit der Achse des Ventilrohres (30).
17. Vorrichtung nach Anspruch 2 und nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 16, wenn daran angefügt und ferner umfassend eine Führungsrohrvorrichtung (41) in Fluidverbindung mit dem Einlaß- Zuführrohr (16) und in Fluidverbindung mit dem Ventilrohr (30) zum Führen des ringförmigen Ventilsitzes (50) bei seiner Bewegung und zur gleichzeitigen Gestattung des Treibstofflusses hindurch.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17 und ferner umfassend eine Einrichtung (46) zum Halten des Führungsrohres (41) koaxial mit dem Ventilrohr (30).
19. Vorrichtung nach Anspruch 2 und nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 18, wenn hieran angefügt und ferner umfassend eine Ausrichtvorrichtung (51, 52), um den Ventilsitz (50) automatisch eine Selbstausrichtung in bezug auf die Ventiloberfläche (53) zu gestatten.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtvorrichtung umfaßt:
ein erstes Element (51), das den Ventilsitz (50) abstützt und eine teilweise sphärische konvexe Oberfläche aufweist und ein zweites Element (52), das eine angepaßte konkave sphärische Oberfläche aufweist zur Anlage an der teilweise sphärischen konvexen Oberfläche.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, wenn angefügt an Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventil-Vorspanneinrichtung (54) an dem zweiten Element (52) anliegt und dieses gegen das erste Element (51), das erste Element (51) gegen den ringförmigen Ventilsitz (50) und den Ventilsitz (50) gegen die Ventiloberfläche (53) des Ventilrohres (30) stößt.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Element (52) mehrere Schlitze (55) entlang seiner Oberseite aufweist, um einen Treibstoffluß durch diese zu gestatten, wenn die Ventilvorrichtung (30, 53, 50) geöffnet ist.
23. Fahrzeug-Treibstoffsystem, umfassend eine kombinierte Treibstoff- Druckregel- und Treibstoff-Filtervorrichtung gemäß irgendeinem vorangehenden Anspruch.
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