EP1884652A2 - Venturidüse - Google Patents

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EP1884652A2
EP1884652A2 EP07014030A EP07014030A EP1884652A2 EP 1884652 A2 EP1884652 A2 EP 1884652A2 EP 07014030 A EP07014030 A EP 07014030A EP 07014030 A EP07014030 A EP 07014030A EP 1884652 A2 EP1884652 A2 EP 1884652A2
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EP
European Patent Office
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tube
venturi nozzle
fabric
fuel
venturi
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07014030A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1884652A3 (de
Inventor
Walter Bleuel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of EP1884652A2 publication Critical patent/EP1884652A2/de
Publication of EP1884652A3 publication Critical patent/EP1884652A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/02Feeding by means of suction apparatus, e.g. by air flow through carburettors
    • F02M37/025Feeding by means of a liquid fuel-driven jet pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/08Feeding by means of driven pumps electrically driven
    • F02M37/10Feeding by means of driven pumps electrically driven submerged in fuel, e.g. in reservoir
    • F02M37/106Feeding by means of driven pumps electrically driven submerged in fuel, e.g. in reservoir the pump being installed in a sub-tank
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/22Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system
    • F02M37/32Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by filters or filter arrangements
    • F02M37/50Filters arranged in or on fuel tanks

Definitions

  • the invention relates to a Venturi nozzle for pumping a liquid from a tank, for example for pumping fuel from a motor vehicle tank or tank.
  • Venturi nozzles are well known. They comprise two unifying tubes of different diameters, the transition area being provided with a minimum diameter. If a liquid flows through the pipes, the static pressure at the point of transition is minimal because of Bernoulli's law. If you put a supply line to this narrowest point, so the low pressure leads to a suction effect along the supply line.
  • the Venturi nozzle acts as a pump with which, for example, the liquid can be pumped out of a tank.
  • the liquid in the tank can not be completely pumped off with a single venturi nozzle arranged on the bottom of the tank.
  • This constellation arises, for example, under certain driving conditions in a fuel tank of a motor vehicle. On a slope or a downhill gradient, but also when cornering, the fuel in the fuel tank of the Venturi nozzle is no longer completely available. With a small residual amount in the fuel tank then the vehicle can in unfavorable cases due to lack of fuel remain, although in fact fuel is still available.
  • a first aspect of the invention relates to a Venturi nozzle.
  • the end of a double-layered fabric tube is pulled over at least part of the intake nozzle.
  • the liquid is sucked in at several places simultaneously and optionally flat. This is because when the fabric tube is wetted by the liquid in the tank, a closed liquid layer can form between the two layers of the fabric tube. This liquid layer results from a suitable mesh size and thread thickness of the fabric tube by cohesion and by adhesion of the liquid to the fabric tube. With several suction points or surface suction, a tank with an obliquely arranged tank bottom can also be completely pumped out with suitable laying of the fabric hose at the bottom of the tank.
  • the chosen mesh size must not be too large, so that the fabric tube still acts as a filter for solid particles in the tank liquid, eg grits or grains of sand can. If the mesh size is too small, then on the one hand, a suitable negative pressure in the fabric tube, with which a height difference between intake manifold and tank bottom can be overcome. On the other hand, a too small mesh size also leads to a rapid clogging of the fabric tube by the above-mentioned solid impurities.
  • a filter fabric made of polyamide with monofilament threads has proven itself.
  • One embodiment provides a Venturi nozzle with which fuel can be conveyed in a fuel tank. It can be used, for example, to pump fuel from the main tank in the calming pot.
  • the fabric tube consists of polyamide.
  • the length of the polyamide hose and its laying on the tank bottom are based on the tank geometry and are usually chosen so that it comes to rest with respect to the vehicle longitudinal direction behind the calming pot on the tank bottom. Since the calming pot is usually arranged in the front region with respect to the vehicle longitudinal direction, the rear part of the fuel tank can be better evacuated on a slope.
  • the fabric hose is closed at its end facing away from the intake, which can be done by welding. This prevents the entry of solid contaminants into the Venturi nozzle, which facilitates maintenance-free operation of the Venturi nozzle and of the further fuel system.
  • the fabric hose also serves as a filter.
  • Blocking the fabric hose generally reduces the life of the fabric hose, However, this can be easily compensated by choosing a sufficient length of the fabric tube. To a rough approximation, the fabric hose is at most about half as long as the length of the fuel tank in the vehicle longitudinal direction. If the tank has an extension of 600 mm in the vehicle longitudinal direction, then the length of the fabric hose is a maximum of 300 mm.
  • a fuel tank at the bottom of its calming pot has a mushroom valve, this is usually located in the supply line between the calming pot bottom and the outlet of the Venturi nozzle. Since the fabric tube acts as a filter, can be dispensed with a separate, to be arranged in said supply line filter for the mushroom valve.
  • the Venturi nozzle is equipped with an elongated support, for example a wire hanger, for the fabric hose, wherein the fabric hose is pulled over the holder.
  • the bracket When mounting the fuel tank, the bracket facilitates laying the fabric hose on the tank bottom. At the same time a stable position of the fabric tube is achieved at the bottom of the tank by the holder.
  • a fuel flow can be ensured by a tube inserted into said fabric hose.
  • This is optionally also a fabric hose, but may also be a rubber hose, which is equipped to ensure a plurality of suction with holes.
  • the venturi in another embodiment, includes a housing having an inlet that supplies liquid is connected to a first tube, and an outlet, which is connected to a second tube to supply liquid.
  • liquid such as a fuel such as gasoline or diesel
  • the venturi flows through the inlet into the first tube.
  • a Venturi nozzle there is an (at least locally) narrowest point or a cross-sectional constriction for the flowing liquid in the transition region between the first and the second tube. If cylindrical tubes are selected, then a reduced diameter is present at the cross-sectional constriction. This can be realized in such a way that the first tube has a taper on the end or exit side so that it has a nozzle at its end.
  • the liquid After passing through the cross-sectional constriction, the liquid enters the second tube, the so-called expansion tube.
  • the cross-sectional area for the flowing liquid increases before it leaves the Venturi nozzle through the outlet.
  • a region between the outlet opening of the first tube and the inlet opening of the second tube is furthermore connected in a fluid-supplying manner to an intake manifold. Since the said region is at the cross-sectional constriction, there is a negative pressure during operation, which is used to draw in liquid, e.g. Fuel that can be used via the intake manifold.
  • Said embodiment provides a simple way for mounting the venturi at the bottom of a calming pot.
  • the first and second tubes are inserted into the housing and their exact position ensured by appropriate receptacles or holders inside the housing.
  • at least one of the tubes and the housing are integral educated. This part of the assembly can be carried out as part of a pre-assembly.
  • the inlet is connected by a hose or tube and connected to a pump to provide a flow rate between inlet and outlet.
  • the outlet assuming use in a fuel tank, is connected to the settling pot.
  • the fabric tube is slipped over the intake. There it can be secured with a hose clamp or a cable tie.
  • first and second tubes there is a free space between the first and second tubes. This eliminates the assembly step, the first and second pipe suitable to connect.
  • An embodiment further provides that the two tubes are aligned with each other such that the outlet opening of the first tube is arranged concentrically to the inlet opening of the second tube. This allows the formation of a laminar and uniform flow in the venturi.
  • the second tube tapers (with respect to the flow direction) of its inlet opening and widened to a narrowest point.
  • the narrowest point is arranged concentrically to the inlet opening.
  • the outlet is detachably connected to the housing, for example via a locking device. or clip connection.
  • a locking device. or clip connection This facilitates the assembly of a fuel tank with venturi and calming pot.
  • the Venturi nozzle is easier to dismantle for maintenance or repair work, for example to replace the fabric hose if necessary.
  • the calming pot comprises a Venturi nozzle according to one of the above-mentioned embodiments.
  • the fuel tank is hereby usually made of plastic such as HDPE (high density polyethylene) and the sedative pot, for example, made of POM (polyoxymethylene).
  • the housing of the Venturi nozzle can then also be made of POM and clipped with the calming pot, so that the other components can be mounted as described above.
  • An embodiment of the calming pot has a mushroom valve in a partial region of its calming stopper bottom, wherein this subregion is at the same time part of the Venturi nozzle housing.
  • said portion is a partition wall between the interior of the Venturi nozzle and the calming pot.
  • Another aspect of the invention further relates to the use of a two-ply fabric hose for mounting via a suction nozzle of a venturi nozzle.
  • FIG. 1 shows a Venturi nozzle 1 in the schematic side view.
  • the Venturi nozzle 1 comprises a conical housing 2 with an inlet 3, via which a liquid can flow vertically downwards. After a deflection region 4 for the inflowing liquid, a horizontally mounted first tube 5 connects.
  • the first tube 5 has at its end a cross-sectional constriction 6 for a flowing liquid, which makes a nozzle tube from the first tube 5.
  • a second tube 7 Horizontally spaced from the first tube 5 is a second tube 7. In use, liquid flows through the first tube 5 to the second tube 7 and from its outlet 8 to a riser 9th
  • the Venturi nozzle 1 shown is integrated in a calming pot 21.
  • the riser 9 is located inside a sedative pot 21 of the fuel tank.
  • the Venturi nozzle 1 sucks on the intake manifold 11 further fuel. By overflowing the fuel from the riser 9, the sedative pot 21 is filled.
  • the cylindrical intake 11 is located just above the fuel tank bottom.
  • a double-layered fabric tube 12 is slipped.
  • the fabric hose 12 is a fine mesh hose of PA 6.6 consisting of two layers.
  • the filter fabric 12 consists of monofilament threads. The chain is formed by about 10 threads per centimeter with a thread thickness of 0.15 mm and the shot of about 50 threads per centimeter with a thread thickness of 0.2 mm.
  • the fabric hose 12 is fastened with a hose clamp 13 on the intake manifold 11.
  • a bracket 14 in the form of a wire bracket is additionally attached to the intake manifold 11.
  • the second tube 7 is inserted along the x-direction into the housing 2, which may consist of POM like the reassurance pot 21, until a boom 17 engages in a recess 18 of the housing 2. Then, the second tube 7 is pivoted about the recess 18 in the clockwise direction in the opening of the riser 9. There, the housing 2 is connected via a clip 19 releasably connected to the riser 9 of the reassurance pot 21. Then, the inlet 3 provided with a seal 15 is connected to the pump 16.
  • the venturi 1 can thus be dismantled for repair or maintenance non-destructive riser 9 and pump 16. For example, this allows the fabric hose 12 to be replaced.
  • FIG. 2 shows the venturi nozzle 1 of FIG. 1, viewed in the direction of the x-axis. It can be seen that the fabric tube 12, the intake manifold 11, the second tube 7 and the nozzle opening 6 are arranged concentrically with each other. The concentric formation of the tubes 5 and 7, a return flow of fuel in (-x) -direction is avoided, which improves the efficiency of the venturi.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the Venturi nozzle 1.
  • the calming pot 21 now has a riser 9 projecting into the Venturi nozzle 1, which is fixedly connected to the second tube 7 via welds S.
  • the first tube 5 and the second tube 7 are a single injection molded unit. This choice makes it easier adherence to the smallest tolerances, which in turn makes the efficiency high.
  • the calming pot bottom 20 is designed to save material only flat, as shown in Figure 4.
  • FIG. 3 further shows a region enclosed by a dashed line L in which the mushroom valve 22 is located. This area is shown in FIG.
  • FIG. 4 shows the embodiment of FIG. 3 enlarged in the outlet region 8 with a view in the x direction.
  • the riser pipe 9, which is arranged in the interior of a calming pot 21, has a section projecting into the housing 2 of the venturi nozzle 1, which section is surrounded by the base 20 of the settling pot 21 arranged obliquely there.
  • the mushroom valve 22 is located in the bottom 20 of the calming pot 21, in its region 30, which is also part of the Venturi nozzle 1. Through this area 30, the housing 2 of the Venturi nozzle 1 is sealed off from the interior of the calming pot. Since only filtered fuel flows through the through openings 24 because of the use of the fabric hose 12 acting as a filter, this arrangement makes a separate dirt filter for the mushroom valve 22 unnecessary.
  • FIG. 5 shows a fuel tank 25 with a calming pot 21 and the fabric tube 12 of the Venturi nozzle 1.
  • the fabric tube 12 is shown in a simplified manner at a distance from the wire-shaped holder 14 and pulled over it.
  • the direction of the arrow P indicates approximately the vehicle longitudinal direction of the associated motor vehicle.
  • the bottom of the main tank 26 can be vacuumed over a large area and can be promoted more complete with the Venturi nozzle 1 in the sedative pot 21 there existing fuel residue in almost empty tank and sloping fuel tank bottom.
  • the total volume of the fuel tank 25 is better utilized even under unfavorable driving conditions, which makes it possible to use a smaller fuel tank 25.
  • a smaller fuel tank 25 requires less material, on the other hand, offers the possibility of cost-effective manufacturing processes of the tank as a blown part.
  • the position of the calming pot 21 within the fuel tank 25 can be selected more freely, thereby also giving a greater freedom in the design of a fuel tank 25.
  • FIGS. 6a and 6b illustrate how, with the Venturi nozzle 1, the fuel in the fuel tank 25 can be conveyed more completely into the settling pot 21.
  • FIGS. 6a and 6b each assume a situation in which a vehicle is aligned with the vehicle longitudinal axis in the direction of the arrow P and occupies an angle of 30% with respect to the horizontal.
  • FIG. 6a fuel is sucked off via the Venturi nozzle 1 without the use of a fabric tube.
  • the fuel tank 25 in the upper image is nominally empty, because the fuel 27 can not be pumped off at the suction point K under the said operating conditions of the vehicle.
  • the fabric hose 12 reaches far more due to the enlarged suction region B on the fuel tank bottom Fuel, as it is the case in Figure 6a.
  • a negative pressure forms during operation, with which the height difference a can be overcome.
  • the fuel 28 can be pumped off and only the fuel 29 can not be pumped off.
  • the still pumpable fuel quantity is greatly increased under the conditions mentioned, so that the residual amount of fuel is more fully pumped into the sedative pot 21 and thus is reliably available to the driver.

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Abstract

Die Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt eine Venturidüse (1), bei der zumindest über einen Teil ihres Ansaugstutzens (11) das Ende eines doppellagigen Gewebeschlauchs (12) gezogen ist. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen einen Beruhigungstopf für einen Kraftstoffbehälter für ein Kraftfahrzeug, der die oben genannte Venturidüse umfasst, sowie einen Kraftstoffbehälter mit diesem Beruhigungstopf. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines doppellagigen Gewebeschlauchs zur Montage über einen Ansaugstutzen einer Venturidüse.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Venturidüse zum Pumpen einer Flüssigkeit aus einem Tank, beispielsweise zum Pumpen von Kraftstoff aus einem Kraftfahrzeugbehälter bzw. -tank.
  • Venturidüsen sind allgemein bekannt. Sie umfassen zwei sich vereinigende Rohre unterschiedlichen Durchmessers, wobei der Übergangsbereich mit einem minimalen Durchmesser ausgestattet ist. Fließt eine Flüssigkeit durch die Rohre, so ist an der Übergangsstelle der statische Druck wegen des Gesetzes von Bernoulli minimal. Legt man eine Zuleitung zu dieser engsten Stelle, so führt der geringe Druck zu einer Sogwirkung längs der Zuleitung. Die Venturidüse wirkt so als Pumpe, mit der beispielsweise die Flüssigkeit aus einem Tank gepumpt werden kann.
  • Ist der Tankboden nicht horizontal ausgerichtet, so kann die im Tank befindliche Flüssigkeit mit einer einzelnen, am Tankboden angeordneten Venturidüse nicht vollständig abgepumpt werden. Diese Konstellation ergibt sich beispielsweise unter gewissen Fahrbedingungen bei einem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs. Bei einer Steigung oder einem Gefälle, aber auch bei Kurvenfahrten steht der im Kraftstofftank befindliche Kraftstoff der Venturidüse nicht mehr vollständig zur Verfügung. Bei einer geringen Restmenge im Kraftstofftank kann dann das Fahrzeug in ungünstigen Fällen infolge Kraftstoffmangels liegen bleiben, obwohl tatsächlich noch Kraftstoff vorhanden ist.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Venturidüse, einen zugeordneten Beruhigungstopf sowie einen Kraftstofftank bereitzustellen, mit der sich ein Kraftstofftank mit einem schräg angeordneten Tankboden vollständiger auspumpen lässt.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen werden durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche wiedergegeben.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Venturidüse. Bei einer ersten Ausführungsform der Venturidüse ist zumindest über einen Teil des Ansaugstutzens das Ende eines doppellagigen Gewebeschlauchs gezogen.
  • Mit dem Gewebeschlauch wird die Flüssigkeit an mehreren Stellen gleichzeitig und gegebenenfalls flächig angesaugt. Dies liegt daran, dass sich bei einem Benetzen des Gewebeschlauchs durch die Flüssigkeit im Tank eine geschlossene Flüssigkeitsschicht zwischen den beiden Lagen des Gewebeschlauchs ausbilden kann. Diese Flüssigkeitsschicht ergibt sich bei einer geeigneten Maschengröße und Fadenstärke des Gewebeschlauchs durch Kohäsion sowie durch Adhäsion der Flüssigkeit am Gewebeschlauch. Mit mehreren Ansaugpunkten oder flächiger Ansaugung kann auch ein Tank mit schräg angeordnetem Tankboden bei geeigneter Verlegung des Gewebeschlauchs am Tankboden vollständig ausgepumpt werden.
  • Die gewählte Maschengröße darf nicht zu groß sein, damit der Gewebeschlauch noch als Filter für in der Tankflüssigkeit befindliche feste Teilchen, z.B. Gries oder Sandkörner, wirken kann. Ist die Maschengröße zu klein, so stellt sich auf der einen Seite ein geeigneter Unterdruck im Gewebeschlauch ein, mit dem sich auch ein Höhenunterschied zwischen Ansaugstutzen und Tankboden überwinden lässt. Auf der anderen Seite führt eine zu kleine Maschengröße auch zu einer schnellen Verstopfung des Gewebeschlauchs durch die oben genannten festen Verunreinigungen. Bewährt hat sich ein Filtergewebe aus Polyamid mit Monofilamentfäden.
  • Eine Ausführungsform sieht eine Venturidüse vor, mit der Kraftstoff in einem Kraftstofftank gefördert werden kann. Sie kann beispielsweise eingesetzt werden, um Kraftstoff von dessen Haupttank in dessen Beruhigungstopf zu pumpen.
  • Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Gewebeschlauch aus Polyamid besteht. Die Länge des Polyamidschlauchs und seine Verlegung am Tankboden orientieren sich an der Tankgeometrie und werden im Regelfall so gewählt, dass er bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Beruhigungstopf am Tankbodens zu liegen kommt. Da der Beruhigungstopf in der Regel bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung im vorderen Bereich angeordnet ist, kann dadurch bei einer Steigung der hintere Teil des Kraftstofftanks besser ausgepumpt werden.
  • Der Gewebeschlauch ist an seinem dem Ansaugstutzen abgewandten Ende geschlossen, was durch Verschweißen erfolgen kann. Dadurch wird der Eintritt fester Verunreinigungen in die Venturidüse verhindert, was einen möglichst wartungsfreien Betrieb der Venturidüse und des weiteren Kraftstoffsystems erleichtert. Insofern dient der Gewebeschlauch auch als Filter.
  • Durch eine Verstopfung des Gewebeschlauchs wird im Allgemeinen die Lebensdauer des Gewebeschlauchs herabgesetzt, was jedoch problemlos durch die Wahl einer hinreichenden Länge des Gewebeschlauchs ausgeglichen werden kann. In grober Näherung ist der Gewebeschlauch maximal etwa halb so lang wie die die Länge des Kraftstofftanks in Fahrzeuglängsrichtung. Hat der Tank in Fahrzeuglängsrichtung eine Erstreckung von 600 mm, so ist die Länge des Gewebeschlauchs also maximal 300 mm.
  • Besitzt ein Kraftstoffbehälter am Boden seines Beruhigungstopfs ein Pilzventil, so befindet sich dieses meist in der Zuleitung zwischen dem Beruhigungstopfboden und dem Auslass der Venturidüse. Da der Gewebeschlauch als Filter wirkt, kann auf einen separaten, in der besagten Zuleitung anzuordnenden Filter für das Pilzventil verzichtet werden.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die Venturidüse mit einer länglichen Halterung, beispielsweise einem Drahtbügel, für den Gewebeschlauch ausgestattet ist, wobei der Gewebeschlauch über die Halterung gezogen ist. Bei der Montage des Kraftstoffbehälters erleichtert die Halterung eine Verlegung des Gewebeschlauchs am Tankboden. Gleichzeitig wird durch die Halterung eine stabile Lage des Gewebeschlauchs am Tankboden erreicht.
  • Da das Filtergewebe durch den Drahtbügel auseinander gezogen wird, ergibt sich hierbei ein Kanal für den Kraftstoffdurchfluss. Alternativ kann ein Kraftstoffdurchfluss durch einen in den besagten Gewebeschlauch eingelegten Schlauch gewährleistet werden. Dieser ist gegebenenfalls auch ein Gewebeschlauch, kann aber auch ein Gummischlauch sein, der zur Sicherstellung einer Mehrzahl von Ansaugpunkten mit Löchern ausgestattet ist.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Venturidüse ein Gehäuse mit einem Einlass, der flüssigkeitszuführend mit einem ersten Rohr verbunden ist, und einem Auslass, der flüssigkeitszuführend mit einem zweiten Rohr verbunden ist. Bei Benutzung der Venturidüse strömt Flüssigkeit, beispielsweise ein Kraftstoff wie Benzin oder Diesel, durch den Einlass in das erste Rohr. Wie bei einer Venturidüse üblich gibt es im Übergangsbereich zwischen dem erstem und dem zweitem Rohr eine (zumindest lokal) engste Stelle bzw. eine Querschnittsverengung für die strömende Flüssigkeit. Werden zylindrische Rohre gewählt, so liegt bei der Querschnittsverengung ein verkleinerter Durchmesser vor. Dies kann so realisiert werden, dass das erste Rohr end- bzw. austrittsseitig eine Verjüngung aufweist, sodass es endseitig über eine Düse verfügt.
  • Nach dem Passieren der Querschnittsverengung gelangt die Flüssigkeit in das zweite Rohr, das so genannte Entspannungsrohr. Bei diesem vergrößert sich die Querschnittsfläche für die strömende Flüssigkeit, bevor diese die Venturidüse durch den Auslass verlässt.
  • Im Gehäuse ist weiterhin ein Bereich zwischen der Austrittsöffnung des ersten Rohrs und der Eintrittsöffnung des zweiten Rohrs flüssigkeitszuführend mit einem Ansaugstutzen verbunden. Da der besagte Bereich bei der Querschnittsverengung liegt, herrscht dort im Betrieb ein Unterdruck, der zum Ansaugen von Flüssigkeit, z.B. Kraftstoff, über den Ansaugstutzen genutzt werden kann.
  • Die genannte Ausführungsform bietet eine einfache Möglichkeit für die Montage der Venturidüse am Boden eines Beruhigungstopfs. Das erste und zweite Rohr werden in das Gehäuse eingeführt und deren genaue Position durch entsprechende Aufnahmen oder Halterungen im Gehäuseinneren gewährleistet. Alternativ sind zumindest eines der Rohre sowie das Gehäuse einstückig ausgebildet. Dieser Teil des Zusammenbaus lässt sich im Rahmen einer Vormontage durchführen. Bei der Endmontage wird der Einlass mit einem Schlauch oder einem Rohr verbunden und an eine Pumpe zur Bereitstellung einer Fließgeschwindigkeit zwischen Einlass und Auslass angeschlossen. Der Auslass wird, einen Einsatz in einem Kraftstoffbehälter vorausgesetzt, mit dem Beruhigungstopf verbunden. Weiterhin wird der Gewebeschlauch über den Ansaugstutzen gestülpt. Dort kann er mit einer Schlauchschelle oder einem Kabelbinder gesichert werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform befindet sich zwischen dem ersten und zweiten Rohr ein freier Zwischenraum. Damit entfällt der Montageschritt, das erste und zweite Rohr geeignet zu verbinden.
  • Eine Ausführungsform sieht ferner vor, dass die beiden Rohre derart zueinander ausgerichtet sind, dass die Austrittsöffnung des ersten Rohrs konzentrisch zur Eintrittsöffnung des zweiten Rohrs angeordnet ist. Dadurch wird die Ausbildung einer laminaren und gleichmäßigen Strömung in der Venturidüse ermöglicht.
  • In einer weiteren Ausführungsform verjüngt sich das zweite Rohr nach (bezogen auf die Strömungsrichtung) seiner Eintrittsöffnung und verbreitert sich nach einer schmalsten Stelle. Die schmalste Stelle ist hierbei konzentrisch zur Eintrittsöffnung angeordnet. Hierdurch wird, ebenso wie bei der Ausführungsform des vorherigen Absatzes, ein Rücklauf von Flüssigkeit aus dem zweiten Rohr minimiert, was den Wirkungsgrad der Venturidüse erhöht.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Auslass lösbar mit dem Gehäuse verbunden, beispielsweise über eine Rast- oder Clip-Verbindung. Dies erleichtert den Zusammenbau eines Kraftstoffbehälters mit Venturidüse und Beruhigungstopf. Zusätzlich ist die Venturidüse für Wartungs- oder Reparaturarbeiten leichter demontierbar, zum Beispiel um im Bedarfsfall den Gewebeschlauch auszutauschen.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf einen Beruhigungstopf für einen Kraftstoffbehälter sowie einen Kraftstoffbehälter mit diesem Beruhigungstopf. Der Beruhigungstopf umfasst eine Venturidüse gemäß einer der oben genannten Ausführungsformen. Der Kraftstoffbehälter ist hierbei im Regelfall aus Kunststoff wie beispielsweise HDPE (high density polyethylene) gefertigt und der Beruhigungstopf beispielsweise aus POM (Polyoxymethylen) . Das Gehäuse der Venturidüse kann dann ebenfalls aus POM gefertigt sein und mit dem Beruhigungstopf verklipst sein, sodass die weiteren Komponenten wie oben beschrieben montiert werden können.
  • Eine Ausführungsform des Beruhigungstopfs besitzt in einem Teilbereich seines Beruhigungstopfbodens ein Pilzventil, wobei der dieser Teilbereich gleichzeitig Teil des Venturidüsengehäuses ist. Mit anderen Worten ist der genannte Teilbereich eine Trennwand zwischen dem Inneren der Venturidüse und dem Beruhigungstopf. Bei dieser Wahl strömt nur gefilterter Kraftstoff durch das Pilzventil und wird kein separater Schmutzfilter für das Pilzventil benötigt.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich ferner auf die Verwendung eines doppellagigen Gewebeschlauchs zur Montage über einen Ansaugstutzen einer Venturidüse.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der beanspruchten Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erkennbar die nachfolgend als nicht beschränkende Beispiele angegeben sind. Hierbei soll die Benutzung von Bezugszeichen in den Figuren nicht dahingehend verstanden werden, dass die Bezugszeichen den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung einschränken sollen. Es zeigen:
  • Fig. 1
    eine Ausführungsform einer Venturidüse schematisch in der Seitenansicht,
    Fig. 2
    die Ausführungsform der Fig. 1 mit Blick entgegengesetzt zur Strömungsrichtung,
    Fig. 3
    eine weitere Ausführungsform einer Venturidüse schematisch in der Seitenansicht,
    Fig. 4
    eine Detailansicht der Figur 3 im Bereich des Auslasses,
    Fig. 5
    einen Kraftstofftank mit Beruhigungstopf und dem Gewebeschlauch der Venturidüse,
    Fig. 6a, und Fig. 6b
    einen Kraftstofftank mit Beruhigungstopf und dem Gewebeschlauch der Venturidüse.
  • Figur 1 zeigt eine Venturidüse 1 in der schematischen Seitenansicht. Die Venturidüse 1 umfasst ein konisches Gehäuse 2 mit einem Einlass 3, über den eine Flüssigkeit senkrecht nach unten einströmen kann. Nach einem Umlenkbereich 4 für die einströmende Flüssigkeit schließt sich ein horizontal gelagertes erstes Rohr 5 an. Das erste Rohr 5 verfügt endseitig über eine Querschnittsverengung 6 für eine strömende Flüssigkeit, die aus dem ersten Rohr 5 ein Düsenrohr macht.
  • Horizontal beabstandet zum ersten Rohr 5 befindet sich ein zweites Rohr 7. Im Einsatz strömt Flüssigkeit durch das erste Rohr 5 zum zweiten Rohr 7 und von dessen Auslass 8 sein zu einem Steigrohr 9.
  • Zwischen den beiden Rohren 5, 7 bildet sich im Einsatz nach dem Gesetz von Bernoulli wegen der Querschnittsverengung 6 ein Unterdruck im Unterdruckbereich 10 aus. Dieser als freier Zwischenraum 10a zwischen den Rohren 5,7 ausgebildete Unterdruckbereich 10 ist flüssigkeitszuführend mit dem Ansaugstutzen 11 verbunden und ermöglicht es, über diesen eine Flüssigkeit anzusaugen, die dann mit der durch die Rohre 5, 6 strömende Flüssigkeit mitgerissen wird.
  • Die gezeigte Venturidüse 1 ist in einem Beruhigungstopf 21 integriert. Im Einsatz gelangt Kraftstoff von einer Kraftstoffpumpe 16 oder durch den Rücklauf zum Einlass 3. Von dort fließt der Kraftstoff über die Rohre 5, 7 und dem Auslass 8 zum Steigrohr 9. Das Steigrohr 9 befindet sich im Inneren eines Beruhigungstopfs 21 des Kraftstofftanks. Dabei saugt die Venturidüse 1 über den Ansaugstutzen 11 weiteren Kraftstoff an. Durch das Überlaufen des Kraftstoffs aus dem Steigrohr 9 wird der Beruhigungstopf 21 gefüllt.
  • Der zylindrische Ansaugstutzen 11 befindet sich knapp oberhalb des Kraftstofftankbodens. Um diesen Ansaugstutzen 11 ist ein doppellagiger Gewebeschlauch 12 gestülpt. Bei dem Gewebeschlauch 12 handelt es sich um einen aus zwei Lagen bestehenden feinmaschigen Schlauch aus PA 6.6. Das Filtergewebe 12 besteht aus Monofilamentfäden. Die Kette wird von ca. 10 Fäden pro Zentimeter bei einer Fadendicke von 0,15 mm gebildet und der Schuss von ca. 50 Fäden pro Zentimeter bei einer Fadendicke von 0,2 mm.
  • Der Gewebeschlauch 12 ist mit einer Schlauchschelle 13 am Ansaugstutzen 11 befestigt. Um die Verlegung des Gewebeschlauchs 12 zu vereinfachen, ist am Ansaugstutzen 11 zusätzlich eine Halterung 14 in Form eines Drahtbügels befestigt.
  • Bei der Montage der Venturidüse 1 wird das zweite Rohr 7 entlang der x-Richtung in das Gehäuse 2, das wie der Beruhigungstopf 21 aus POM bestehen kann, eingeschoben, bis ein Ausleger 17 in eine Ausnehmung 18 des Gehäuses 2 eingreift. Dann wird das zweite Rohr 7 um die Ausnehmung 18 im Uhrzeigersinn in die Öffnung des Steigrohrs 9 eingeschwenkt. Dort wird das Gehäuse 2 über einen Klips 19 lösbar mit dem Steigrohr 9 des Beruhigungstopfs 21 verbunden. Dann wird der mit einer Dichtung 15 versehene Einlass 3 mit der Pumpe 16 verbunden. Die Venturidüse 1 kann somit für Reparatur- oder Wartungszwecke zerstörungsfrei von Steigrohr 9 und Pumpe 16 demontiert werden. Zum Beispiel lässt sich damit der Gewebeschlauch 12 austauschen.
  • Figur 2 zeigt die Venturidüse 1 der Figur 1 mit Blick in Richtung der x-Achse. Man erkennt, dass der Gewebeschlauch 12, der Ansaugstutzen 11, das zweite Rohr 7 und die Düsenöffnung 6 konzentrisch zueinander angeordnet sind. Durch die konzentrische Ausbildung der Rohre 5 und 7 wird ein Rückströmen von Kraftstoff in (-x)-Richtung vermieden, was den Wirkungsgrad der Venturidüse verbessert.
  • Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Venturidüse 1. Im Unterschied zur Ausführungsform der Figur 1 besitzt nun der Beruhigungstopf 21 ein in die Venturidüse 1 teilweise hineinragendes Steigrohr 9, das über Schweißstellen S mit dem zweiten Rohr 7 fest verbunden ist. Das erste Rohr 5 und das zweite Rohr 7 sind eine einzige spritzgegossene Einheit. Diese Wahl erleichtert die Einhaltung kleinster Toleranzen, was seinerseits den Wirkungsgrad hoch ausfallen lässt. Der Beruhigungstopfboden 20 ist dabei materialsparend nur flach ausgebildet, wie auch in Figur 4 dargestellt.
  • Figur 3 zeigt ferner einen mit einer gestrichelten Linie L eingefassten Bereich, in dem sich das Pilzventil 22 befindet. Dieser Bereich ist in Figur 4 gezeigt.
  • Figur 4 zeigt die Ausführungsform der Figur 3 vergrößert im Auslassbereich 8 mit Blick in x-Richtung. Das im Inneren eines Beruhigungstopfs 21 angeordnete Steigrohr 9 besitzt einen in das Gehäuse 2 der Venturidüse 1 hineinragenden Abschnitt, welcher vom dort schräg angeordneten Boden 20 des Beruhigungstopfs 21 umfasst wird. In der linken Schräge ist das Pilzventil 22 eingebaut, das mit seinem Ventilschirm 23 den Beruhigungstopfboden 20 abdichtet. Das Pilzventil 22 befindet sich im Boden 20 des Beruhigungstopfs 21, und zwar in dessen Bereich 30, der gleichzeitig Teil der Venturidüse 1 ist. Durch diesen Bereich 30 wird das Gehäuse 2 der Venturidüse 1 vom Inneren des Beruhigungstopfs abgeschottet. Da durch die durchgehenden Öffnungen 24 wegen des Einsatzes des als Filter wirkenden Gewebeschlauchs 12 nur gefilterter Kraftstoff fließt, macht diese Anordnung einen separaten Schmutzfilter für das Pilzventil 22 entbehrlich.
  • Figur 5 zeigt einen Kraftstofftank 25 mit Beruhigungstopf 21 und dem Gewebeschlauch 12 der Venturidüse 1. In dieser Darstellung ist vereinfachend der Gewebeschlauch 12 beabstandet zur drahtbügelförmigen Halterung 14 gezeichnet und darüber gezogen. Die Richtung des Pfeils P gibt in etwa die Fahrzeuglängsrichtung des zugehörigen Kraftfahrzeugs an.
  • Durch den Gewebeschlauch 12 lässt sich der Boden des Haupttanks 26 großflächiger absaugen und kann eine dort vorhandene Kraftstoffrestmenge bei fast leerem Tank und schrägem Kraftstofftankboden vollständiger mit der Venturidüse 1 in den Beruhigungstopf 21 gefördert werden. Insgesamt wird dadurch das Gesamtvolumen des Kraftstoffbehälters 25 auch unter ungünstigen Fahrbedingungen besser genutzt, was es ermöglicht, einen kleineren Kraftstofftank 25 einzusetzen. Ein kleinerer Kraftstofftank 25 erfordert einerseits weniger Material bietet andererseits die Möglichkeit der kostengünstigern Herstellungsprozesse des Tankes als Blasteil. Auch kann mithilfe des Gewebeschlauchs 12 die Position des Beruhigungstopfs 21 innerhalb des Kraftstofftanks 25 freier gewählt werden, sodass sich auch hierdurch eine größere Freiheit beim Design eines Kraftstofftanks 25 einstellt.
  • Die Figuren 6a und 6b veranschaulichen, wie mit der Venturidüse 1 der Kraftstoff im Kraftstofftank 25 vollständiger in den Beruhigungstopf 21 gefördert werden kann. Die Figuren 6a und 6b gehen hierbei jeweils von einer Situation aus, bei der ein Fahrzeug mit der Fahrzeuglängsachse in Richtung des Pfeils P ausgerichtet ist und dabei einen Winkel von 30 % gegenüber der Horizontalen einnimmt.
  • In Figur 6a wird über die Venturidüse 1 Kraftstoff abgesaugt, ohne dass ein Gewebeschlauch eingesetzt wird. Für die Venturidüse 1 ist der Kraftstofftank 25 im oberen Bild nominell leer, denn der Kraftstoff 27 ist unter den genannten Betriebsbedingungen des Fahrzeugs am Saugpunkt K nicht abpumpbar.
  • In Figur 6b erreicht der Gewebeschlauch 12 wegen des vergrößerten Saugbereichs B am Kraftstoffbehälterboden weit mehr Kraftstoff, als es bei Figur 6a der Fall ist. Innerhalb des kraftstoffgetränkten Gewebeschlauch 12 bildet sich im Betrieb ein Unterdruck aus, mit dem sich der Höhenunterschied a überwinden lässt. Dies hat zur Folge, dass sich der Kraftstoff 28 abpumpen lässt und nur der Kraftstoff 29 nicht abpumpbar ist. Die noch abpumpbare Kraftstoffmenge wird insofern unter den genannten Bedingungen erheblich vergrößert, sodass die Restmenge an Kraftstoff vollständiger in den Beruhigungstopf 21 abpumpbar ist und insofern für den Fahrer zuverlässig zur Verfügung steht.
  • Bezugszeichenliste
  • 01
    Venturidüse
    02
    Gehäuse
    03
    Einlass
    04
    Umlenkbereich
    05
    erstes Rohr
    05a
    Austrittsöffnung
    06
    Querschnittsverengung
    07
    zweites Rohr
    07a
    Eintrittsöffnung
    07b
    schmalste Stelle
    08
    Auslass
    09
    Steigrohr
    10
    Unterdruckbereich
    10a
    Zwischenraum
    11
    Ansaugstutzen
    12
    Gewebeschlauch
    13
    Schlauchschelle
    14
    Halterung
    15
    Dichtung
    16
    Pumpe
    17
    Ausleger
    18
    Ausnehmung
    19
    Klips
    20
    Beruhigungstopfboden
    21
    Beruhigungstopf
    22
    Pilzventil
    23
    Ventilschirm
    24
    Öffnung
    25
    Kraftstofftank
    26
    Haupttank
    27
    Kraftstoff
    28
    Kraftstoff
    29
    Kraftstoff
    30
    Teilbereich
    S
    Schweißstelle
    L
    Linie
    P
    Pfeil
    a
    Strecke
    K
    Saugpunkt
    B
    Saugbereich

Claims (13)

  1. Venturidüse (1), bei der zumindest über einen Teil ihres Ansaugstutzens (11) das Ende eines doppellagigen Gewebeschlauchs (12) gezogen ist.
  2. Venturidüse, ausgebildet für die Förderung von Kraftstoff in einem Kraftstoffbehälter.
  3. Venturidüse nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der Gewebeschlauch aus Polyamid besteht.
  4. Venturidüse nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der im Gewebeschlauch eine längliche Halterung (4) vorgesehen ist.
  5. Venturidüse nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einem Gehäuse (2), das aufweist:
    a) einen Einlass (3), der flüssigkeitszuführend mit einem ersten Rohr (5) verbunden ist,
    b) einen Auslass (8), der flüssigkeitszuführend mit einem zweiten Rohr (7) verbunden ist,
    c) eine Querschnittsverengung (6) zwischen dem ersten und dem zweiten Rohr, und
    d) einen Ansaugstutzen (11), der flüssigkeitszuführend mit einem Unterdruckbereich (10) zwischen den beiden Rohren verbunden ist.
  6. Venturidüse nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der Unterdruckbereich zwischen dem ersten und zweiten Rohr als freier Zwischenraum (10a) ausgebildet ist.
  7. Venturidüse nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Austrittsöffnung (5a) des ersten Rohrs konzentrisch zur Eintrittsöffnung (7a) des zweiten Rohrs angeordnet sind.
  8. Venturidüse nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der sich das zweite Rohr in Strömungsrichtung nach seiner Eintrittsöffnung verjüngt und nach einer schmalsten Stelle (7b) verbreitert, wobei die schmalste Stelle konzentrisch zur Eintrittsöffnung angeordnet ist.
  9. Venturidüse nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der Ansaugstutzen lösbar mit dem Gehäuse verbunden ist.
  10. Beruhigungstopf für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Venturidüse nach einem der vorherigen Ansprüche.
  11. Beruhigungstopf nach Anspruch 10 mit einem Pilzventil (22), wobei das Pilzventil in einem Bereich (30) des Beruhigungstopfbodens (20) eingelassen ist, der den Beruhigungstopf von der Venturidüse trennt.
  12. Kraftstofftank für ein Kraftfahrzeug mit einem Beruhigungstopf nach Anspruch 11.
  13. Verwendung eines doppellagigen Gewebeschlauchs zur Montage über einen Ansaugstutzen einer Venturidüse.
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