WO2005051699A1 - Kraftstofffördereinheit - Google Patents

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WO2005051699A1
WO2005051699A1 PCT/EP2004/052713 EP2004052713W WO2005051699A1 WO 2005051699 A1 WO2005051699 A1 WO 2005051699A1 EP 2004052713 W EP2004052713 W EP 2004052713W WO 2005051699 A1 WO2005051699 A1 WO 2005051699A1
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Bernd Wehrum
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K2015/03236—Fuel tanks characterised by special filters, the mounting thereof

Definitions

  • the invention relates to a fuel delivery unit with a swirl pot and a fuel pump fastened in the swirl pot, with a fuel filter and with a sealing connection of the fuel filter with the swirl pot and with the fuel pump.
  • the fuel filter arranged within the surge pot is usually designed as a fine filter and filters the fuel drawn in by a main stage.
  • a pre-filter arranged in the suction area of a preliminary stage of the fuel delivery unit is located outside the surge pot.
  • the pre-stage conveys fuel from the fuel tank through the pre-filter into the swirl pot.
  • the fuel filter is usually arranged in the central region of the swirl pot and has a housing through which the fuel flows axially with a filter element arranged therein.
  • a disadvantage of the known fuel delivery unit is that the filter effect is very limited by the filter element. The filter element can quickly become clogged with dirt particles, which leads to a severe impairment of the filter effect.
  • the invention is based on the problem of designing a fuel delivery unit of the type mentioned at the outset in such a way that it has a high filter action and a high dirt-holding capacity.
  • This problem is solved according to the invention in that a filter material almost completely fills a space between the swirl pot and the fuel pump.
  • This design means that the fuel filter has the largest possible dimensions, which leads to a particularly high filter effect. Dirt particles can settle in the filter material without directly leading to clogging of the fuel filter.
  • the fuel delivery unit according to the invention has a particularly high dirt holding capacity. Furthermore, this design largely suppresses noise from the fuel pump through the filter material.
  • connection of the filter material to the baffle requires particularly little effort if the filter material is integrally connected to the baffle.
  • a one-piece production of the filter material with the surge pot requires, according to another advantageous development of the invention, particularly little effort if the filter material is injected into the surge pot. This contributes to simplifying the assembly of the fuel delivery unit according to the invention.
  • noises of the fuel pump can be damped particularly easily if the filter material is designed as a damping material of the fuel pump.
  • the fuel pump can be easily retrofitted and replaced in the baffle if the filter material of the fuel filter has a recess for immediate Ren holder of the fuel pump has. Furthermore, the fuel delivery unit according to the invention therefore does not require a complex housing for fastening to the fuel pump, since the filter material can hold the fuel pump directly.
  • it further contributes to further simplifying the assembly of the fuel pump if the fuel pump has an interference fit in the recess of the filter material.
  • the filter material has a retention function for the fuel if the filter material has a sponge-like structure. This ensures that the filter material sucks up with fuel even when the fuel tank is almost empty. As a result, the fuel pump is reliably supplied with fuel even when the fuel tank is almost empty.
  • the filter material can be manufactured separately from the fuel pump and swirl pot with an outer diameter corresponding to the inside diameter of the swirl pot and subsequently inserted into the swirl pot.
  • the filter element can be mechanically reworked particularly easily and can be easily connected to other components by cast-on parts if the filter material is made of open-pored metal foam.
  • Metal foam is suitable, for example, magnesium foam or aluminum foam.
  • Such metal foams can be easily produced if a blowing agent is added to a molten metal and the mixture is introduced into a mold. The decomposition of the blowing agent usually releases hydrogen, so that a magnesium foam is formed that solidifies in the mold.
  • salt can be added to the melt and the salt can be washed out after the melt has solidified. As a result, small foam structures can be produced with little scatter in the material properties.
  • a low pressure loss when the filter material flows through can be easily achieved if the filter material is made of polymer foam.
  • So-called RGS polymers are particularly suitable as polymer foam.
  • Such a polymer foam is a fuel-resistant plastic that has a uniform porous structure.
  • the filter material has a high permeability to liquids and gases, good filtration properties and a high retention capacity for dirt particles.
  • the polymer foam can also be easily mechanically processed and used as a filter cartridge.
  • this shows a fuel delivery unit 2 according to the invention inserted in a fuel tank 1.
  • the fuel delivery unit 2 has a fuel pump 4 arranged in a swirl pot 3 with a prefilter 5 arranged in the bottom region of the swirl pot 3 and a fuel filter 6 which almost completely fills the space between the fuel pump 4 and the swirl pot 3.
  • the fuel pump 4 has a motor driven by an electric motor 7 Pump stage 8 with two impellers 9, 10 and a connecting piece 11 on its upper side.
  • a connecting pipe leading to an internal combustion engine (not shown) can be connected to the connecting piece 11.
  • fuel When driving the lower one of the impellers 9 of the pump stage 8, fuel is sucked out of the fuel tank 1 through the prefilter 5 and fed to the upper region of the swirl pot 3 via a riser pipe 12. Subsequently, the fuel flows through the fuel filter 6 to the upper one of the barrel veins 10. From there it is conveyed through the electric motor 7 to the connecting piece 11.
  • the flows of the fuel are marked with arrows in the drawing.
  • the fuel filter 6 has a filter material 13 concentrically surrounding the fuel pump 4.
  • a recess 14 for receiving the fuel pump 4 is arranged directly in the filter material 13.
  • the fuel pump 4 has an interference fit in the recess 14 of the filter material 13.
  • the filter material 13 is made in one piece with the baffle 3, for example by injection into the baffle 3. The filter material 13 almost completely fills the space between the baffle 3 and the fuel pump 4 and has damping properties for damping the noise of the fuel pump 4.
  • the filter material 13 with an outer diameter corresponding to the inner diameter of the swirl pot 3 and the recess 14 for the Fuel pump 4 manufactured and then inserted into the baffle 3.

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Abstract

Bei einer Kraftstofffördereinheit (2) ist ein Raum zwischen einem Schwalltopf (3) und einer Kraftstoffpumpe (4) von Filtermaterial (13) eines Kraftstofffilters (6) ausgefüllt. Der Schwalltopf (3) ist an das Filtermaterial (13) angespritzt und hat eine Ausnehmung (14) zur unmittelbaren Aufnahme der Kraftstoffpumpe (4). Die Kraftstofffördereinheit (2) ist besonders einfach aufgebaut und lässt sich besonders einfach montieren.

Description

Beschreibung
Kraftstofffördereinheit
Die Erfindung betrifft eine Kraftstofffördereinheit mit einem Schwalltopf und einer in dem Schwalltopf befestigten Kraftstoffpumpe, mit einem Kraftstofffilter und mit einer dichtenden Verbindung des Kraftstofffilters mit dem Schwalltopf und mit der Kraftstoffpumpe.
Solche Kraftstofffördereinheiten werden in heutigen Kraftfahrzeugen häufig eingesetzt und sind aus der Praxis bekannt. Der innerhalb des Schwalltopfes angeordnete Kraftstofffilter ist meist als Feinfilter ausgebildet und filtert den von einer Hauptstufe angesaugten Kraftstoff. Ein im Ansaugbereich einer Vorstufe der Kraftstofffördereinheit angeordneter Vorfilter befindet sich außerhalb des Schwalltopfes. Die Vorstufe fördert Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter durch den Vorfilter in den Schwalltopf. Der Kraftstofffilter wird meist im mittleren Bereich des Schwalltopfes angeordnet und hat ein axial vom Kraftstoff durchströmtes Gehäuse mit einem darin angeordneten Filterelement. Nachteilig bei der bekannten Kraftstofffördereinheit ist, dass die Filterwirkung durch das Filterelement sehr begrenzt ist. Das Filterelement kann sich schnell mit Schmutzpartikeln zusetzen, was zu einer starken Beeinträchtigung der Filterwirkung führt.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Kraftstofffördereinheit der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass sie eine hohe Filterwirkung und eine hohe Schmutzaufnahmekapazität aufweist. Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Filtermaterial einen Raum zwischen dem Schwalltopf und der Kraftstoffpumpe nahezu vollständig ausfüllt. Durch diese Gestaltung weist der Kraftstofffilter größtmögliche Abmessungen auf, was zu einer besonders hohen Filterwirkung führt. Schmutzpartikel können sich in dem Filtermaterial absetzen, ohne unmittelbar zum Zusetzen des Kraftstofffilters zu führen. Die erfindungsgemäße Kraftstofffördereinheit weist hierdurch eine besonders hohe Schmutzaufnahmekapazität auf. Weiterhin werden durch diese Gestaltung Geräusche der Kraftstoffpumpe durch das Filtermaterial weitgehend gedämpft.
Die Verbindung des Filtermaterials mit dem Schwalltopf erfor- dert gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen Aufwand, wenn das Filtermaterial stoffschlüssig mit dem Schwalltopf verbunden ist.
Eine einstückige Fertigung des Filtermaterials mit dem Schwalltopf erfordert gemäß einer arideren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen Aufwand, wenn das Filtermaterial in den Schwalltopf eingespritzt ist. Dies trägt zur Vereinfachung der Montage der erfindungsgemäßen Kraftstofffördereinheit bei.
Geräusche der Kraftstoffpumpe lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach dämpfen, wenn das Filtermaterial als Dämpfungsmaterial der Kraftstoffpumpe ausgebildet ist.
Die Kraftstoffpumpe lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach nachträglich in dem Schwalltopf montieren und auswechseln, wenn das Filtermaterial des Kraftstofffilters eine Ausnehmung zur unmittelba- ren Halterung der Kraftstoffpumpe aufweist. Weiterhin benötigt die erfindungsgemäße Kraftstofffördereinheit hierdurch kein aufwändiges Gehäuse zur Befestigung an der Kraftstoffpumpe, da das Filtermaterial die Kraftstoffpumpe unmittelbar zu haltern vermag.
Zur weiteren Vereinfachung der Montage der Kraftstoffpumpe trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn die Kraftstoffpumpe eine Presspassung in der Ausnehmung des Filtermaterials hat.
Das Filtermaterial weist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine Rückhaltefunktion für den Kraftstoff auf, wenn das Filtermaterial eine schwammartige Struktur hat. Hierdurch wird sichergestellt, dass sich das Filtermaterial auch bei nahezu leerem Kraftstoffbehälter mit Kraftstoff voll saugt. Die Kraftstoffpumpe wird hierdurch auch bei nahezu leerem Kraftstoffbehälter zuverlässig mit Kraftstoff versorgt.
Eine nachträgliche Montage des Kraftstofffilters erfordert gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen Aufwand, wenn das Filtermaterial in den Schwalltopf eingesteckt ist. Hierdurch lässt sich das Filtermaterial getrennt von Kraftstoffpumpe und Schwalltopf mit einem dem Innendurchmesser des Schwalltopfes entsprechenden Außendurchmesser fertigen und nachträglich in den Schwalltopf einsetzen.
Das Filterelement lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach mechanisch nachbearbeiten und durch angegossene Teile problemlos mit anderen Komponenten verbinden, wenn das Filtermaterial aus offenporigem Metallschaum gefertigt ist. Als solcher offenpori- ger Metallschaum eignet sich beispielsweise Magnesiumschaum oder Aluminiumschaum. Solche Metallschäume lassen sich einfach fertigen, wenn einer Metallschmelze ein Treibmittel zugesetzt wird und die Mischung in eine Kokille eingebracht wird. Bei der Zersetzung des Treibmittels wird meist Wasserstoff frei, so dass ein Magnesiumschaum entsteht, der in der Kokille erstarrt. Alternativ dazu kann der Schmelze auch Salz zugeführt werden und das Salz nach dem Erstarren der Schmelze ausgewaschen werden. Hierdurch lassen sich -kleine Schaum- Strukturen mit einer geringen Streuung der Materialeigen- schaften erzeugen.
Ein geringer Druckverlust bei der Durchströmung des Filtermaterials lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiter- bildung der Erfindung einfach erreichen, wenn das Filtermaterial aus Polymerschaum gefertigt ist. Als Polymerschaum eignen sich insbesondere so genannte RGS-Polymere . Ein solcher Polymerschaum ist ein kraftstoffbeständiger Kunststoff, der eine gleichmäßige poröse Struktur aufweist. Hierdurch weist das Filtermaterial eine hohe Durchlässigkeit für Flüssigkeiten und Gase, gute Filtrationseigenschaften und eine hohe Rückhaltefähigkeit für Schmutzpartikel auf. Der Polymerschaum lässt sich ebenfalls einfach mechanisch bearbeiten und als Filterpatrone einsetzen.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Diese zeigt in einer einzigen Figur eine erfindungsgemäße, in einem Kraftstoffbehälter 1 eingesetzte Kraftstofffördereinheit 2. Die Kraftstofffördereinheit 2 hat eine in einem Schwalltopf 3 angeordnete Kraftstoffpumpe 4 mit einem im Bodenbereich des Schwalltopfes 3 angeordneten Vorfilter 5 und einem den Raum zwischen der Kraftstoffpumpe 4 und dem Schwalltopf 3 nahezu vollständig ausfüllenden Kraftstofffilter 6. Die Kraftstoffpumpe 4 hat eine von einem Elektromotor 7 angetriebene Pumpenstufe 8 mit zwei Laufrädern 9, 10 und an seiner Oberseite einen Anschlussstutzen 11. An dem Anschlussstutzen 11 lässt sich eine zu einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine führende Vorlaufleitung anschließen. Beim Antrieb des unteren der Laufräder 9 der Pumpenstufe 8 wird Kraftstoff durch den Vorfilter 5 aus dem Kraftstoffbehälter 1 angesaugt und über ein Steigrohr 12 dem oberen Bereich des Schwalltopfes 3 zugeführt. Anschließend strömt der Kraftstoff durch den Kraft- stofffilter 6 zu dem oberen der Lauf äder 10. Von dort wird es durch den Elektromotor 7 hindurch zu dem Anschlussstutzen 11 gefördert. Zur Verdeutlichung sind in der Zeichnung die Strömungen des Kraftstoffs mit Pfeilen gekennzeichnet.
Der Kraftstofffilter 6 hat ein die Kraftstoffpumpe 4 konzentrisch umschließendes Filtermaterial 13. Eine Ausnehmung 14 zur Aufnahme der Kraftstoffpumpe 4 ist unmittelbar in dem Filtermaterial 13 angeordnet. Die Kraftstoffpumpe 4 weist eine Presspassung in der Ausnehmung 14 des Filtermaterials 13 auf. Weiterhin ist das Filtermaterial 13 beispielsweise durch Einspritzen in den Schwalltopf 3 einstückig mit dem Schwalltopf 3 gefertigt. Das Filtermaterial 13 füllt den Raum zwischen dem Schwalltopf 3 und der Kraftstoffpumpe 4 nahezu vollständig aus und weist Dämpfungseigenschaften zur Dämpfung der Geräusche der Kraftstoffpumpe 4 auf.
In einer alternativen Ausführungsform wird das Filtermaterial 13 mit einem dem Innendurchmesser des Schwalltopfes 3 entsprechenden Außendurchmesser und der Ausnehmung 14 für die Kraftstoffpumpe 4 gefertigt und anschließend in den Schwalltopf 3 eingesetzt.

Claims

Patentansprüche
1. Kraftstofffördereinheit mit einem Schwalltopf und einer in dem Schwalltopf befestigten Kraftstoffpumpe, mit einem Kraftstofffilter und mit einer dichtenden Verbindung des Kraftstofffilters mit dem Schwalltopf und mit der Kraftstoffpumpe, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filtermaterial (13) einen Raum zwischen dem Schwalltopf (3) und der Kraftstoffpumpe (4) nahezu vollständig ausfüllt.
2. Kraftstofffördereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (13) stoffschlüssig mit dem Schwalltopf (3) verbunden ist.
3. Kraftstofffördereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (13) in den Schwalltopf (3) eingespritzt ist.
4. Kraftstofffördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (13) als Dämpfungsmaterial der Kraftstoffpumpe (4) ausgebildet ist.
5. Kraftstofffördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (13) des Kraftstofffilters (6) eine Ausnehmung (14) zur unmittelbaren Halterung der Kraftstoffpumpe (4) aufweist.
6. Kraftstofffördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpe (4) eine Presspassung in der Ausnehmung (14) des Filtermaterials (13) hat.
7. Kraftstofffördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (13) eine schwammartige Struktur hat.
8. Kraftstofffördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (13) in den Schwalltopf (3) eingesteckt ist.
9. Kraftstofffördereinheit nach zumindest einem der vorherge- henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial (13) aus offenporigem Metallschaum gefertigt ist.
10. Kraftstofffördereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter- material (13) aus Polymerschaum gefertigt ist.
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