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Die
Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung für Kraftstoff
mit mindestens einem Kraftstoffeinlass, mindestens einem Kraftstoffauslass,
einer Kraftstoffpumpe, einem Gehäuse
und einer im Gehäuse
aufgenommenen Filtereinrichtung zur Reinigung des Kraftstoffs.
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Aus
der
DE 198 43 021
C1 ist eine Kraftstofffördereinrichtung
zum Einsatz in einem Kraftstofftank bekannt. Die Fördereinrichtung
weist ein Gehäuse auf,
in dem eine zylindrische Filtereinheit aufgenommen und zentral in
der Mitte eine elektrische Kraftstoffpumpe angeordnet ist. Sowohl
am Deckel des Gehäuses
als auch an der Filtereinheit ist jeweils ein Anschlussstutzen für einen
Schlauch angeordnet, über
den der von der Pumpe geförderte
Kraftstoff der Filtereinheit zugeführt wird. Der Auslass der Filtereinheit
ist über
einen am Deckel des Gehäuses
angeordneten Anschlussstutzen und eine weitere Schlauchverbindung
mit einem einen Druckregler aufweisenden Tankflansch des Kraftstofftanks
verbunden.
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Die
diversen Schlauchverbindungen bedingen eine wenig kompakte Bauweise
der Fördereinrichtung.
Weiterhin ist nachteilig, dass der Montageaufwand bei der Fertigung
der Fördereinrichtung hierdurch
vergleichsweise groß ist.
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In
der
DE 101 07 223
A1 ist ein Druckregler für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
einer Brennkraftmaschine offenbart, welcher eine zwischen einem
Reglereingang und einem Reglerausgang herrschende Druckdifferenz
durch Öffnen
und Schließen wenigstens
eines Ventils im Wesentlichen konstant hält. Ein solcher Druckregler
wird in der Regel an einem Tankflansch des Kraftstofftanks angeordnet.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Fördereinrichtung
mit einem einfacheren, kompakteren und dadurch kostengünstigeren
Aufbau zur Verfügung
zu stellen.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Fördereinrichtung
der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Der
Grundgedanke der Erfindung besteht darin, das Gehäuse nicht
nur zur Aufnahme der Pumpe und/oder der Filtereinrichtung auszubilden,
sondern es darüber
hinaus für
die Funktion, beide Komponenten miteinander strömungstechnisch zu verbinden,
einzurichten, wobei der Kanal einen Schlauch oder ein Rohrstück, das üblicherweise
zur Verbindung der Komponenten verwendet wird, unmittelbar ersetzt.
Durch die Ausbildung eines Kanals im Gehäuse zur Verbindung der Kraftstoffpumpe
mit der Filtereinrichtung kann auf Anschlüsse hierfür außerhalb des Gehäuses verzichtet
werden. Somit wird zum einen eine einfachere und kompaktere Bauweise
der Fördereinrichtung
möglich.
Zum anderen wird der Montageaufwand zumindest insoweit vereinfacht,
als höchstens
ein freies Ende des Kanals mit einem Anschlussstück eines der Komponenten verbunden
werden muss. Das reduziert weiterhin die Fehlerquote und steigert
die Qualität
und Zuverlässigkeit.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung führt der Verbindungskanal von
einem Pumpenauslass zu einem Filtereinlass. Die Filtereinrichtung
ist dann an der Druckseite der Pumpe angeordnet, wobei die Pumpe
den Kraftstoff beispielsweise aus dem Kraftstofftank über einen
zwischengeschalteten Vorfilter ansaugen kann.
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Es
ist auch eine umgekehrte Anordnung möglich, bei der der Verbindungskanal
von einem Filterauslass zu einem Pumpeneinlass führt. Dann saugt die Kraftstoffpumpe
den Kraftstoff aus der Filtereinrichtung, in die der Kraftstoff
aus dem Tank nachströmt,
ab. Hier liegt in der Filtereinrichtung im allgemeinen ein reduzierter
Druck vor, da der Kraftstoff von dort abgesaugt wird. Dabei kann
die Filtereinrichtung die Funktion eines unter Umständen notwendigen
Vorfilters für
die Pumpe mit übernehmen.
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Wesentlich
bei der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung
ist nicht die Reihenfolge, sondern, dass der Verbindungskanal den
wesentlichen Teil einer Strömungsverbindung
zwischen Pumpe und Filtereinrichtung bildet, so dass zusätzliche
Schlauch- oder Rohrverbindungen von der Pumpe zu der Filtereinrichtung
nicht benötigt
werden.
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In
einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens
ein zweiter Kanal vorgesehen, der vorzugsweise ebenfalls im Gehäuse angeordnet
ist, so dass noch weniger zusätzliche
Leitungen beim Einbau verlegt werden müssen, und ein noch kompakterer
Aufbau möglich
wird.
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Der
zweite Kanal führt
in einer bevorzugten Ausgestaltung von einem Ausgang der Filtereinrichtung
zu wenigstens einem Auslass der Fördereinrichtung. So ist es
beispielsweise möglich,
eine kompakte Baueinheit mit einem pumpeneingangsseitigen Kraftstoffeinlass
und einem filterausgangsseitigen Kraftstoffauslass zu schaffen,
mit dem Vorteil, dass der Einbauaufwand der Fördereinrichtung in seiner Arbeitsumgebung
auf ein Minimum reduziert ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Weiterbildung einer oder mehrerer der
zuvor beschriebenen Ausgestaltungen ist die Kraftstoffpumpe in einer
nach mindestens einer Seite hin offenen Aufnahme des Gehäuses angeordnet,
so dass ein Pumpenmodul einfach in das Gehäuse eingesteckt werden kann,
wobei es gegen ein Herausrutschen aus der Aufnahme beispielsweise
durch Rastelemente oder einen Klemmring gesichert werden kann. Es
ist insbesondere auch möglich,
dass die Aufnahme quer zur Einschubrichtung seitliche Öffnungen
aufweist, über
die die Pumpe in der Aufnahme montiert oder gegebenenfalls bei einem
Defekt oder dergleichen wieder herausgelöst werden kann.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Gehäuse wenigstens
ein Deckelteil und einen zumindest teilweise darin ausgebildeten Verbindungskanal
auf. So können
die Kraftstoffpumpe und der Filtereinsatz zunächst in das Gehäuse eingesetzt
werden und die funktionelle Verbindung beider Komponenten durch
das Aufsetzen des Deckels bewerkstelligt werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist mindestens
ein zweiter Kraftstoffauslass zum Anschluss einer Drucksteuereinrichtung vorgesehen.
Besonders bevorzugt ist eine derartige Drucksteuereinrichtung als
Druckregler ausgeführt und
am Gehäuse
befestigbar. Anders als bei aus dem Stand der Technik bekannten
Lösungen,
bei denen ein Druckregler am Flansch der Tankeinbaueinheit angeschlossen
ist, kann mit dieser Maßnahme auf
Schlauch- oder Rohrstücke
zur Verbindung des Druckreglers mit der Kraftstofffördereinrichtung
verzichtet werden. Durch diese Lösung
wird Aufwand bei der Montage eingespart. Diese Ausgestaltung ist insbesondere
dann bevorzugt, wenn wenigstens zwei Auslässe an dem Gehäuse vorgesehen
sind. Ein Auslass dient dann als Ablauf zum Motor und der zweite
zum Anschluss eines Druckreglers.
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Die
Druckregeleinrichtung kann auch innerhalb des Gehäuses vorgesehen
sein, wobei Kraftstoffeinlass am Kraftstoffauslass der Pumpe bzw.
der Filtereinrichtung sowie mit einem Kraftstoffauslassstutzen der
Fördereinrichtung
verbunden ist und einen zweiten Auslass aufweist, der über das
Druckregelventil verschlossen wird und sich in den Tankraum hin öffnet.
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Besonders
bevorzugt sind alle Kraftstoffauslässe am Deckelteil angeordnet.
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Vorzugsweise
bildet ein Teil des Gehäuses das
Pumpengehäuse,
so dass ein separates Gehäuse
für die
Kraftstoffpumpe nicht benötigt
wird. Das Pumpengehäuse
kann bei dieser Weiterbildung ein Teil der Innenwandung des Gehäuses sein.
Vorzugsweise wird das Pumpengehäuse
durch einen Teil des Rumpfteils gebildet. Dementsprechend ebenso
bevorzugt kann das Gehäuse
wenigstens zum Teil das Gehäuse
für die
Filtereinrichtung bilden.
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Bei
zum Beispiel einem im Wesentlichen zylindrischen Gehäuse mit
einer im Wesentlichen zylindrischen Filtereinrichtung kann mittig
ein ebenfalls zylindrischer Hohlraum verbleiben, der von einer inneren
Begrenzungswand umgeben sein kann. Die innere Begrenzungswand kann
gleichzeitig als Motorgehäuse
für die
Kraftstoffpumpe dienen, so dass insgesamt noch Material für Gehäusewände eingespart werden
kann.
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In
einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist eine
elastische Kupplung zwischen der Kraftstoffpumpe und dem Gehäuse angeordnet,
wodurch die Übertragung
von Vibrationen von der Kraftstoffpumpe auf das Gehäuse unterdrückt werden
kann.
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In
einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist im Deckelteil
wenigstens eine Öffnung
zur Durchführung
der elektrischen Anschlüsse der
Kraftstoffpumpe vorgesehen. Über
eine Zuleitung im Deckelteil wird ein besonders einfacher Aufbau
ermöglicht,
bei dem die Kraftstoffableitung und der elektrische Anschluss über das
Deckelteil erfolgt, so dass eine besonders einfache Montage ermöglicht wird.
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Es
ist auch möglich,
dass die elektrischen Anschlüsse
durch das Rumpfteil des Gehäuses
oder über
sonst ein Gehäuseteil
zugeführt
werden. Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, das im Folgenden
mit Bezug auf die Figuren beschrieben wird.
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Darin
zeigen:
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1 einen
Schnitt durch eine erfindungsgemäße Fördereinrichtung
mit eingebauter Kraftstoffpumpe;
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2 eine
Aufsicht auf das Gehäuse
der Fördereinrichtung
nach 1;
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3 den
Schnitt C-C durch das Gehäuse der
Fördereinrichtung
nach 2.
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In
den 1 bis 3 ist das Prinzip eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung
vereinfacht dargestellt.
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1 zeigt
schematisch eine Fördereinrichtung 1 mit
einem Gehäuse,
das eine Kraftstoffpumpe 2 und einen Filtereinsatz 3 aufnimmt.
Das Gehäuse ist
aus einem Rumpfteil 4 und einem Deckelteil 5 gebildet.
Das Rumpfteil 4 ist im wesentlichen achssymmetrisch aufgebaut.
Es weist eine mit einer hohlzylindrischen Zwischenwand 6 gebildete,
nach unten offene innere Kammer 7 zur Aufnahme der Kraftstoffpumpe 2 sowie
eine hierzu konzentrische, nach oben offene äußere Kammer 8 zur
Aufnahme des Filtereinsatzes 3, die nach außen über eine
hohlzylindrische Außenwand 12 und
nach unten durch einen zwischen Zwischenwand 6 und Außenwand 12 angeordneten,
ringscheibenförmigen
Boden abgeschlossen ist, auf. Der in radialer Richtung äußere Raum
der äußeren Kammer 8 bildet
die Schmutzseite 9 und der hiervon durch den Filtereinsatz 3 abgetrennte
innere Raum die Reinseite 11 des Filtereinsatzes 3.
Der Filtereinsatz 3 kann beispielsweise mit einem Wickelfilter
oder als Sternfiltereinsatz ausgebildet sein.
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Am
unteren Ende der Kraftstoffpumpe 2, das unten aus der inneren
Kammer 7 herausragt, ist ein Kraftstoffeinlass 13 vorgesehen.
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Das
Deckelteil 5 sitzt oben auf einem von der Oberkante der
Außenwand 12 radial
nach außen
ragenden und umlaufenden Ringsteg des Rumpfteil 4 auf,
wobei es mit diesem bevorzugt verschweißt, aber beispielsweise auch über Klammerelemente
damit verbunden sein kann.
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Oben
am Deckelteil 5 sind außermittig ein erster Kraftstoffauslass 14 und
ein zweiter Kraftstoffauslass 15 vorgesehen, die sich als
Anschlussstutzen vertikal nach oben erstrecken. Beide Kraftstoffauslässe 14, 15 stehen
mit einem nach unten offenen, ringförmig umlaufenden Sammelkanal 16 in
Verbindung, der über
einen ebenso ringförmigen,
an der Oberseite des Rumpfteils 4 ausgebildeten Kraftstoffdurchtritt 17 zur
Reinseite 11 der äußeren Kammer 8 offen
ist. Der Kraftstoffdurchtritt 17 wird durch eine die Außenseite
der inneren Kammer 7 bildende Gehäusewandung 6 sowie
durch die obere Einfassung 18 des Filtereinsatzes 3,
die die Reinseite 11 von der Schmutzseite 9 an
der Oberseite des Filters voneinander trennt gebildet. Die obere
Einfassung 18 des Filtereinsatzes 3 ist im Wesentlichen
als horizontale Ringscheibe ausgebildet, an deren Innenseite ein sich
vertikal nach unten erstreckender, erster Ringsteg 19 und
an dessen Oberseite ein zur Ebene des ersten Ringstegs 19 radial
nach außen
versetzter, ebenso vertikaler zweiter Ringsteg 21 zur Einfassung der
Außenwand 22 des
Sammelkanals 16 des Deckels angeordnet ist.
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Auf
dem zweiten Kraftstoffauslass 15 sitzt ein Druckregler 23 auf,
der den Druck im Sammelkanal 16 regelt und zumindest verhindert,
dass im Sammelkanal 16 ein Maximaldruck überschritten
wird. Da der Aufbau und die Funktionsweise von Druckreglern aus
dem Stand der Technik bekannt ist, wird hierauf im Folgenden nicht
genauer eingegangen.
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Die
Schmutzseite 9 der äußeren Kammer 8 ist über einen
im Deckelteil 5 ausgebildeten, im weiteren in bezug zu 3 näher beschriebenen,
ringartigen Kanal 24 mit der inneren Kammer 7 verbunden, wobei
der ringartige Kanal 24 außen durch die Außenwand 12,
innen durch die Außenwand 22,
unten durch die obere Einfassung 18 des Filtereinsatzes 3 und
oben durch die Oberseite des Deckelteils 5 eingegrenzt
ist.
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Schließlich ist
in einem zentralen Bereich des Deckelteils 5 eine Öffnung 25 zum
Durchführen von
Anschlusskabeln für
die elektrische Kraftstoffpumpe 2 vorgesehen. Somit werden
alle notwendigen Anschlüsse
von oben über
das Deckelteil 5 mit der Fördereinrichtung 1 verbinden.
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In
den 2 und 3 sind zur Vereinfachung und
zur besseren Übersichtlichkeit
weder der Druckregler 23, noch die Kraftstoffpumpe 2 eingezeichnet.
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Aus
der in 2 dargestellten Aufsicht wird die kreisscheibenartige
Ausbildung des Deckelteils 5 sowie die Anordnung der Kraftstoffauslässe 14, 15 exzentrisch
auf bzw. unmittelbar an einer der beiden eingezeichneten Symmetrieachsen
deutlich.
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In 3 ist
ein Querschnitt der Fördereinrichtung
entlang der Schnittlinie C-C gemäß 2 dargestellt.
In die die innere Kammer 7 nach oben zumindest teilweise
abschließende
Wandung 26 ist eine Öffnung
vorgesehen, in die der vertikale Schenkel 28 eines im Deckelteil 5 ausgebildeten,
L-förmigen
Rohrstücks 29 eingreift, über das
die innere Kammer 7 mit dem ringartigen Kanal 24 in
Verbindung steht, so dass Kraftstoff aus der inneren Kammer 7 zur
Schmutzseite 9 der äußeren Kammer 8 gefördert werden
kann. Der freie Schenkel 28 des Rohrstücks 29 steht in Wirkverbindung
mit dem druckseitigen Ausgang der Kraftstoffpumpe 2. Zur
(dichten) Verbindung zwischen Rohrstück 29 und Kraftstoffpumpe 2 kann
eine Kupplung (nicht dargestellt) vorgesehen sein, die auch in radialer
Richtung einen Toleranzausgleich zwischen Pumpenausgang und Rohrstück 29 bewirkt,
indem die Kupplung z.B. als eine elastische Kunststoffkupplung ausgeführt ist. Die
Kupplung reduziert die Übertragung
von Vibrationen von der Kraftstoffpumpe 2 auf das Gehäuse und gleicht
Toleranzen aus.
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Die
Fördereinrichtung
funktioniert derart, dass Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe 2 über den Kraftstoffeinlass 13 angesaugt
und über
das Rohrstück 29 und
den ringartigen Kanal 24 in die äußere Kammer 8 gefördert wird,
wo der Kraftstoff von der äußeren Schmutzseite
durch den Filtereinsatz 3 zur inneren Reinseite 11 hindurchtritt.
Von der Reinseite 11 fließt der Kraftstoff dann über den
Kraftstoffdurchtritt, den Sammelkanal 16 und den nachgeordneten ersten
Kraftstoffauslass 14 aus der Fördereinrichtung 1 aus.
In dem Fall, dass im Sammelkanal 16 ein bestimmter Maximaldruck überschritten
wird, öffnet
sich der Druckregler 23, bis dass der Druck im Sammelkanal
wieder einen gewünschten
Wert erreicht hat. Der Druckregler 23 kann mit einer Ventil-Blattfeder
ausgerüstet
sein, die nach Art einer Wippe gelagert ist und durch Abstützung an
einem Stütz-
oder Spannelement gegen das Ventilschließglied vorgespannt sein kann.
Wenn am Druckeingang ein Druck herrscht, der eine Druckkraft größer als
die auf das Ventilschließglied
wirkende Vorspannkraft erzeugt, hebt das Ventilschließglied vom
Ventilsitz ab und gibt einen bestimmten Durchlassquerschnitt frei,
so dass der Kraftstoff zum Druckausgang überströmen kann.
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Auf
Grund der elastischen Eigenschaften der Blattfeder kann der Durchlassquerschnitt
mit größer werdendem
Kraftstoffvolumen ansteigen, wobei sich die Druckdifferenz zwischen
Druckeingang und Druckausgang nur geringfügig ändert. Der Druckregler kann
dabei ausgeführt
sein, wie es in der
DE
101 07 223 A1 beschrieben ist. Es wird bezüglich der Ausgestaltung
des Druckreglers auf die dortige Beschreibung in Spalte 1, Zeile
1 bis Spalte 7, Zeile 57 mit Bezug auf die dortigen Figuren Bezug
genommen.
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Das
Druckreglerventil 16 kann auch direkt an den Deckel des
Filters angeschweißt
oder damit verklebt oder sonstwie daran befestigt werden.
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Die
Fördereinrichtung
bzw. das Fördermodul kann
vollständig
vormontiert werden. Beim Einbau in einen Tank muss das Fördermodul
dann mit dem Kraftstoffleitungssystem sowie der Stromversorgung verbunden
werden. Auf weitere Montageschritte zur Verbindung weiterer Leitungen
kann verzichtet werden.
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Die
Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr
ist eine Vielzahl von Variationen des beschriebenen Grundgedankens
und der beschriebenen Ausführungsformen
möglich.
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Insgesamt
ist es bevorzugt, dass die Fördereinrichtung
einen im Wesentlichen symmetrischen Aufbau aufweist. Die Symmetrie
kann bezogen auf eine Achse oder eine Ebene ausgebildet sein. So
ist beispielsweise ein im Wesentlichen rotationssymmetrischer und
insbesondere auch zylindrischer Aufbau bevorzugt. Aber auch eine
spiegelbildliche Anordnung bezogen auf eine Ebene ist vorteilhaft.
In allen Fällen
müssen
Anschlussstutzen und Verbindungskanäle nicht symmetrisch angeordnet
sein. Einzelne Teile oder Komponenten können auch bei sonst im Wesentlichen
symmetrischen Aufbau nicht symmetrisch angeordnet sein.
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Die
Pumpe und die Filtereinrichtung können wahlweise jeweils ein
eigenes Gehäuse
aufweisen oder in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Die Filtereinrichtung
kann als Filtereinsatz ausgebildet sein, der in das Gehäuse bzw.
dem hierfür vorgesehenen
Teil des Gehäuses
eingesetzt wird.
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Es
spielt grundsätzlich
keine Rolle, ob die Kraftstoffpumpe – wie aus dem Stand der Technik
bereits vorbekannt – von
der Filtereinrichtung vollständig
ummantelt wird, was aufgrund der kompakten Bauweise von Vorteil
sein kann, oder alternativ beide Komponenten nebeneinander angeordnet
sind.
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Falls
die Kraftstoffpumpe nicht vollständig von
dem Gehäuse
aufgenommen ist, kann die Kraftstoffzufuhr auch von einer sonstigen
frei zugänglichen
Stelle aus erfolgen.