EP1119701B1 - Einrichtung für eine anordnung innerhalb eines kraftstofftankes zum fördern und filtern von kraftstoff - Google Patents

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EP1119701B1
EP1119701B1 EP99957849A EP99957849A EP1119701B1 EP 1119701 B1 EP1119701 B1 EP 1119701B1 EP 99957849 A EP99957849 A EP 99957849A EP 99957849 A EP99957849 A EP 99957849A EP 1119701 B1 EP1119701 B1 EP 1119701B1
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filter
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pump
fuel
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Horst Schneider
Jim Siekmann
Hans Waibel
Rüdiger Walter
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Kautex Textron GmbH and Co KG
Mahle Filtersysteme GmbH
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Kautex Textron GmbH and Co KG
Mahle Filtersysteme GmbH
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    • Y10T137/86348—Tank with internally extending flow guide, pipe or conduit

Definitions

  • the invention relates to a device for an arrangement within a fuel tank with pumps and filters for conveying and filtering fuel supplying an internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1.
  • a solution to this problem is a generic device with the characterizing features of claim 1.
  • a particularly simple and inexpensive construction of the device according to the invention is achieved in that the filters, including their inserts, are firmly integrated into the housing and support parts, in such a way that a non-destructive exchange is not possible.
  • Such filters are therefore designed as permanent filters, the means that the service life of the filter should be based on that of the tank in which the device is used. If the filter on a motor vehicle tank is to be replaced in such a device, the entire housing and carrier complex of a generic device designed according to the invention must be replaced.
  • a filter-pump device for arrangement within a fuel tank, for example of a motor vehicle has an outer housing 1 in the form of a cup closed at the bottom by a base plate 2 placed on it.
  • the closure of the base plate 2 on the outer housing 1 will be discussed in more detail below.
  • a carrier part 3 Inserted into the outer housing 1 is a carrier part 3, which is also cup-shaped and has an annular flange 4 which projects radially outward at the open end. All parts described so far are preferably made of plastic. In the exemplary embodiment described, these parts actually consist of plastic.
  • a pump unit 5 with a first and a second pump is mounted in the carrier part 3.
  • the first pump sucks Fuel through an opening 6 in the carrier part 3 and the second pump through an opening 7 in the carrier part 3. Outside the carrier part 3, the openings 6 and 7 are connected to suction spaces 8 and 9, respectively.
  • the suction chamber 8 is connected via a first filter 10 to an area outside the outer housing 1. With an arrangement of the outer housing 1 in a motor vehicle tank, this area is the tank space.
  • the suction chamber 9 is connected via a second filter 11 to the upper inner region of the outer housing 1, which is designed as an overflow container 12. Fuel overflowing from the overflow tank 12 enters the tank interior when the outer housing 1 is installed in a tank.
  • Fuel conveyed by the first pump reaches the overflow tank 12.
  • the flow path of fuel conveyed in this way is indicated in the drawing in FIG. 1 by flow arrows S.
  • Fuel delivered by the second pump of the pump unit 5 reaches the injection nozzles of an internal combustion engine, for example a motor vehicle, through a line 13 indicated by a dot-dash line.
  • the second filter 11 is constructed as follows.
  • the use of the second filter 11 is a ring filter element 14 made of sheet material folded in a zigzag shape. With one end face, this ring filter element is 14 firmly and tightly connected to the ring flange 4 of the support member 3. The connection is provided in that the ring filter element 14 is plasticized into the ring flange 4 made of plastic. The technique of such plasticizing is known per se in filters, which is why no further explanation is required. On the opposite end face, the ring filter element 14 is sealed with an annular disc 15, which is also connected to the sheet material of the ring filter element 1 via plasticization.
  • a sealing ring 16 is integrally formed on the ring disk 15 of the ring filter element 14, which sealingly engages in an annular groove 17 in the outer housing 1.
  • the structure of the first filter 10 is as follows.
  • this first filter 10 is in turn a ring filter element 18 consisting of folded sheet material, which is sealed with its one end face in a circumferentially shaped step 19 of the outer housing 1. The opposite end is sealed by a base plate 2 and also via a plasticizing connection.
  • a latching connection is provided between the bottom of the carrier part 3 and the bottom plate 2 by means of interlocking latching elements 20 on the bottom of the carrier part 3 on the one hand and the bottom plate 2 on the other.
  • a radial sealing ring 20 is provided between these two parts.
  • the base plate 2 is connected to one another via interlocking latching means 21 provided on this and the carrier part 3.
  • the carrier part 3 is anchored in the outer housing 1, since the base plate 2 is firmly connected to this housing via the ring filter element 18.
  • fuel is drawn by arrows P from the first pump of the pump unit 5 through the first filter 10 and is conveyed into the overflow tank 12.
  • the second pump of the pump unit 5 draws fuel through the second filter 11 from the overflow tank 12 and delivers this fuel under a predetermined pressure to the injection device of an internal combustion engine.
  • the function of the first filter 10 is, in particular, to filter out coarser dirt particles from the fuel before the first pump of the pump unit 5.
  • the second filter 11 is a fine-pored filter compared to the first filter 10.
  • the size of the filter surfaces of both filters 10 and 11 can be varied.
  • the filter area of the first filter can, for example, take up about two thirds and the filter area of the second one third of the total filter area.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Filtration Of Liquid (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für eine Anordnung innerhalb eines Kraftstofftankes mit Pumpen und Filtern zum Fördern und Filtern von einem Verbrennungsmotor zuführendem Kraftstoff nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Eine solche aus US-A-5,218,942 bekannte Einrichtung soll aufbau- und funktionsmäßig vereinfacht und verbessert werden. Das gleiche gilt gegenüber einer gattungsähnlichen Einrichtung nach DE 195 35 668 A.
  • Eine Lösung dieses Problems stellt eine gattungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 dar.
  • Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Ein besonders einfacher und kostengünstiger Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung wird dadurch erreicht, daß die Filter einschließlich ihrer Einsätze in die Gehäuse- und Trägerteile fest integriert werden und zwar in einer solchen Weise, daß ein zerstörungsfreier Austausch nicht möglich ist. Derartige Filter sind daher als Dauerfilter auszubilden, das heißt die Lebensdauer der Filter ist auf diejenige des Tankes, in die die Einrichtung eingesetzt wird, dem Prinzip nach auszulegen. Falls ein Austausch der Filter an einem Kraftfahrzeugtank bei einer solchen Einrichtung erfolgen soll, muß der gesamte Gehäuse- und Trägerkomplex einer nach der Erfindung ausgestalteten gattungsgemäßen Einrichtung ausgetauscht werden.
  • Ein nachfolgend im einzelnen erläutertes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
  • Es zeigen
    • Fig. 1
    einen Schnitt durch eine Filter-Pumpen-Einrichtung für Kraftstoff zur Anordnung innerhalb eines Kraftstofftankes,
    Fig. 2
    eine Ansicht der Einrichtung nach Fig. 1 von oben in Richtung des Pfeiles II,
    Fig. 3
    eine Ansicht der Einrichtung nach Fig. 1 von unten in Richtung des Pfeiles III,
    Fig. 4
    eine Ansicht eines in die Einrichtung nach Fig. 1 einsetzbaren Trägerteiles,
    Fig. 5
    einen Schnitt durch das Trägerteil nach Linie V-V in Fig. 4,
    Fig. 6
    eine Ansicht auf das Trägerteil nach dem Pfeil VI in Fig. 4,
    Fig. 7
    eine Ansicht auf das Trägerteil nach Fig. 6 von oben in Richtung des Pfeiles VII,
    Fig. 8
    eine Ansicht des Trägerteiles nach Fig. 6 von unten in Richtung des Pfeiles VIII,
    Fig. 9
    einen Schnitt durch eine Bodenplatte des Außengehäuses der Einrichtung nach Fig. 1 nach Linie IX-IX in Fig. 10 vor einer Befestigung innerhalb der Einrichtung nach Fig. 1,
    Fig. 10
    eine Ansicht auf die Bodenplatte nach Fig. 9 in Richtung des Pfeiles X.
  • Eine Filter-Pumpen-Einrichtung zur Anordnung innerhalb eines Kraftstofftankes beispielsweise eines Kraftfahrzeuges besitzt ein Außengehäuse 1 in der Form eines unten durch eine aufgesetzte Bodenplatte 2 verschlossenen Bechers. Auf den Verschluß der Bodenplatte 2 an dem Außengehäuse 1 wird weiter unten noch näher eingegangen werden.
  • In das Außengehäuse 1 eingesetzt ist ein Trägerteil 3, das ebenfalls becherförmig ausgebildet ist, und einen an dem offenen Ende nach radial außen abstehenden Ringflansch 4 besitzt. Alle bisher beschriebenen Teile bestehen vorzugsweise aus Kunststoff. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel bestehen diese Teile tatsächlich aus Kunststoff.
  • In dem Trägerteil 3 gelagert ist eine Pumpeneinheit 5 mit einer ersten und einer zweiten Pumpe. Die erste Pumpe saugt Kraftstoff durch eine Öffnung 6 in dem Trägerteil 3 und die zweite Pumpe durch eine Öffnung 7 in dem Trägerteil 3 an. Außerhalb des Trägerteiles 3 sind die Öffnungen 6 und 7 mit Ansaugräumen 8 bzw. 9 verbunden.
  • Der Ansaugraum 8 ist über ein erstes Filter 10 mit einem außerhalb des Außengehäuse 1 liegenden Bereich verbunden. Dieser Bereich ist bei einer Anordnung des Außengehäuses 1 in einem Kraftfahrzeugtank der Tankraum.
  • Der Ansaugraum 9 ist über ein zweites Filter 11 mit dem oberen Innenbereich des Außengehäuses 1 verbunden, der als ein Überlaufbehälter 12 ausgebildet ist. Aus dem Überlaufbehälter 12 überlaufender Kraftstoff gelangt bei in einem Tank eingebautem Außengehäuse 1 in den Tankinnenraum.
  • Von der ersten Pumpe geförderter Kraftstoff gelangt in den Überlaufbehälter 12. Der Strömungsweg derart geförderten Kraftstoffes ist in der Zeichnung in Fig. 1 mit Strömungspfeilen S angedeutet.
  • Von der zweiten Pumpe der Pumpeneinheit 5 geförderter Kraftstoff gelangt durch eine strichpunktiert angedeutete Leitung 13 zu den Einspritzdüsen eines Verbrennungsmotors beispielsweise eines Kraftfahrzeuges.
  • Das zweite Filter 11 ist wie folgt aufgebaut.
  • Der Einsatz des zweiten Filters 11 ist ein aus zick-zack-förmig gefaltetem Bahnenmaterial bestehendes Ringfilterelement 14. Mit seiner einen Stirnseite ist dieses Ringfilterelement 14 fest und dicht mit dem Ringflansch 4 des Trägerteiles 3 verbunden. Die Verbindung ist dadurch gegeben, daß das Ringfilterelement 14 in den aus Kunststoff bestehenden Ringflansch 4 einplastifiziert ist. Die Technik eines solchen Einplastifizierens ist bei Filtern an sich bekannt, weshalb es hierzu keiner weiteren Erläuterungen bedarf. Auf der gegenüberliegenden Stirnseite ist das Ringfilterelement 14 mit einer Ringscheibe 15 gedichtet, die ebenfalls mit dem Bahnenmaterial des Ringfilterelementes 1 über eine Plastifizierung verbunden ist.
  • An die Ringscheibe 15 des Ringfilterelementes 14 ist ein Dichtring 16 angeformt, der in eine Ringnut 17 in dem Außengehäuse 1 dichtend eingreift.
  • Der Aufbau des ersten Filters 10 stellt sich wie folgt dar.
  • Der Einsatz dieses ersten Filters 10 ist wiederum ein aus gefaltetem Bahnenmaterial bestehendes Ringfilterelement 18, das mit seiner einen Stirnseite in eine umlaufend gestaltete Stufe 19 des Außengehäuses 1 dicht einplastifiziert ist. Die gegenüberliegende Stirnseite ist über eine Bodenplatte 2 dicht verschlossen und zwar ebenfalls über eine Plastifizierverbindung.
  • Um dem Trägerteil 3 innerhalb des Außengehäuses 1 eine axial fixierte Lage zu geben, ist zwischen dem Boden des Trägerteiles 3 und der Bodenplatte 2 eine Rastverbindung vorgesehen mittels ineinandergreifender Rastelemente 20 an einerseits dem Boden des Trägerteils 3 und andererseits der Bodenplatte 2.
  • Um den Ansaugraum 9 zwischen dem Trägerteil 3 und dem Außengehäuse 1 an der Stelle, an der diese beiden Teile im unteren Bereich der Gesamteinrichtung aneinanderstoßen, dicht gestalten zu können, ist dort zwischen diesen beiden Teilen ein Radialdichtring 20 vorgesehen.
  • Die Bodenplatte 2 ist über an dieser und dem Trägerteil 3 vorgesehene ineinandergreifende Rastmittel 21 miteinander verbunden. Durch diese Verbindung ist das Trägerteil 3 in dem Außengehäuse 1 verankert, da die Bodenplatte 2 über das Ringfilterelement 18 fest mit diesem Gehäuse verbunden ist.
  • Die Funktion der vorstehend beschriebenen Filter-Pumpen-Einrichtung ist wie folgt.
  • Aus dem Kraftstofftank wird durch Pfeile P angedeutet Kraftstoff von der ersten Pumpe der Pumpeneinheit 5 durch das erste Filter 10 angesaugt und in den Überlaufbehälter 12 gefördert.
  • Aus dem Überlaufbehälter 12 saugt die zweite Pumpe der Pumpeneinheit 5 Kraftstoff durch das zweite Filter 11 hindurch an und fördert diesen Kraftstoff unter vorgegebenem Druck an die Einspritzeinrichtung eines Verbrennungsmotors.
  • Die Funktion des ersten Filters 10 besteht insbesondere darin, gröbere Schmutzpartikel aus dem Kraftstoff noch vor der ersten Pumpe der Pumpeneinheit 5 auszufiltern. Das zweite Filter 11 ist ein gegenüber dem ersten Filter 10 feinporigeres Filter. Die Größe der Filterflächen beider Filter 10 und 11 kann variiert werden. Dabei kann die Filterfläche des ersten Filters beispielsweise etwa zwei Drittel und die Filterfläche des zweiten ein Drittel der gesamten Filterfläche einnehmen.

Claims (7)

  1. Einrichtung mit einem becherförmigen Außengehäuse (1) für eine Anordnung innerhalb eines Kraftstofftankes mit Pumpen und Filtern (10, 11) zum Fördern und Filtern von einem Verbrennungsmotor zuzuführendem Kraftstoff, bei der Kraftstoff aus dem Bereich des Tankbodens mit einer ersten Pumpe durch ein erstes Filter (10) in einen Sammelraum gefördert wird, von dem aus dieser Kraftstoff mit einer zweiten Pumpe durch ein zweites Filter (11) dem Verbrennungsmotor zugeführt wird und bei der beide Pumpen in einer Pumpeneinheit (5) zusammengefaßt sind, wobei
    - der Sammelraum mit Bezug auf die Einbaulage der Einrichtung lotrecht oberhalb der Pumpeneinheit (5) und der Filter (10, 11) angeordnet ist und als offener Überlaufbehälter (12) ausgebildet ist,
    - das zweite Filter (11) in ein Trägerteil (3) für die Pumpeneinheit (5) integriert ist, das in den unteren Bereich des becherförmigen Außengehäuses (1) einsetzbar und in dieser Lage fest mit diesem verbindbar ist,
    - der obere Bereich des Außengehäuses (1) als der Überlaufbehälter (12) ausgebildet ist,
    - in dem Überlaufbehälter (12) befindlicher Kraftstoff von diesem durch das zweite Filter (11) in einen Ansaugraum (9) der zweiten Pumpe der Pumpeneinheit (5) ausströmen kann,
    - außerhalb des Außengehäuses (1) befindlicher Kraftstoff des Tankes das erste Filter (10) zu einem Ansaugraum (8) der ersten Pumpe der Pumpeneinheit (5) durchströmen kann,
    gekennzeichnet durch die Merkmale,
    - die Filtereinsätze beider Filter (10, 11) sind als ein erstes und zweites Ringfilterelement und übereinanderliegend angeordnet ausgebildet, wobei das erste Filter (10) das Außengehäuse (1) in dessen unterem Bereich und das zweite Filter (11) das Trägerteil (3) in dessen oberem Bereich jeweils radial umfaßt,
    - zwischen einer Ansaugöffnung der zweiten Pumpe und einer Abströmöffnung des zweiten Filters (11) liegt ein geschlossener, von dem Trägerteil (3) und dem Außengehäuse (1) dicht begrenzter Ansaugraum (9), wobei die Ansaugöffnung der zweiten Pumpe gegenüber einer Durchgangsöffnung (7) in dem Trägerteil (3) gedichtet ist,
    - zwischen einer Ansaugöffnung der ersten Pumpe und einer Abströmöffnung des ersten Filters (10) liegt ein geschlossener, von dem Trägerteil (3) und dem Außengehäuse (1) dicht begrenzter Ansaugraum (8), wobei die Ansaugöffnung der ersten Pumpe gegenüber einer Durchströmöffnung (6) in dem Trägerteil (3) gedichtet ist,
    - die dicht mit den Ansaugöffnungen der beiden Pumpen der Pumpeneinheit (5) verbundenen Durchtrittsöffnungen (6, 7) des Trägerteils (3) liegen in dem unteren Bereich des Außengehäuses (1),
    - das Trägerteil (3) ist becherförmig mit einem untenliegenden Boden ausgebildet und mit dem in dem oberen Außenbereich angebrachten zweiten Filter (11) in seinem nicht von dem zweiten Filter (11) erfaßten Längenbereich in das Außengehäuse (1) einschiebbar, wobei jeweils Dichtungen (16) und (20) im oberen und unteren Bereich für eine dichte Anlage an dem Außengehäuse (1) vorgesehen sind.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Filter (10, 11) gleichachsig übereinander angeordnet sind.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Trägerteil (3) im unteren Bereich des Außengehäuses (1) kraftschlüssig verrastbar ist.
  4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ringfilterelemente (14 und 18) der Filter (10 bzw. 11) aus jeweils zick-zack-förmig gefaltetem Bahnenmaterial bestehen, das jeweils zumindest auf einer Stirnseite fest und dicht mit einem Bereich des Trägerteils (3) bzw. des Außengehäuses (1) verbunden ist.
  5. Einrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Ringfilterelement (14) des zweiten Filters (11) eine nur über dieses Ringfilterelement (14) mit dem Trägerteil (3) verbundene Abdeckung der nicht unmittelbar mit dem Trägerteil (3) verbundenen Stirnseite besitzt und daß diese Abdeckung dicht mit dem Außengehäuse (1) verbindbar ist.
  6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die nicht unmittelbar fest mit dem Außengehäuse (1) verbundene Stirnseite des ersten Ringfilterelementes (18) mit einer Bodenplatte (2) fest und dicht verbunden ist, wobei das Zentrum dieser Bodenplatte (2) einen angesetzten Boden des Außengehäuses (1) bildet.
  7. Einrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Bodenplatte (2) als Boden des Außengehäuses (1) mit dem Trägerteil (3) verrastet ist.
EP99957849A 1998-10-09 1999-10-02 Einrichtung für eine anordnung innerhalb eines kraftstofftankes zum fördern und filtern von kraftstoff Expired - Lifetime EP1119701B1 (de)

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DE19846616 1998-10-09
PCT/DE1999/003189 WO2000022294A1 (de) 1998-10-09 1999-10-02 Einrichtung für eine anordnung innerhalb eines kraftstofftankes zum fördern und filtern von kraftstoff

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