DE19915255B4

DE19915255B4 - Fördereinrichtung für Kraftstoff

Info

Publication number: DE19915255B4
Application number: DE19915255A
Authority: DE
Inventors: Kurt Frank; Dieter Schreckenberger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-04-03
Filing date: 1999-04-03
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2019-04-04
Also published as: DE19915255A1

Abstract

Fördereinrichtung (2), insbesondere für Kraftstoff, mit einer von einem Elektromotor angetriebenen Förderpumpe (10), einem Gehäuse (11) zur Aufnahme der Förderpumpe (10) und einer Filtereinrichtung (19), wobei die Fördereinrichtung im unteren Bereich des Tanks (1) für den Kraftstoff den Kraftstoff über einen Vorfilter (9) ansaugt, wobei das Vorfilter (9) ein Siebgewebe (32) mit einer derartigen Kapillarwirkung ist, dass der benetzende Kraftstoff das Gewebe verschließt und ein Ansaugen von Luft verhindert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebgewebe (32) derart am Boden (33) der Fördereinrichtung (2) angeordnet ist, dass zwischen einem Ansaugstutzen der Förderpumpe (10) und dem Tank (1) ein durch das Siebgewebe (32) geschlossenes Reservoir (34) gebildet ist, das mit einer zusätzlichen Befüllvorrichtung (35) versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft Fördereinrichtungen insbesondere für Kraftstoff nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 6.
Es sind bereits Fördereinrichtungen für Kraftstoff der gattungsgemäßen Art bekannt, bei denen der Kraftstoff aus einem Kraftstofftank beispielsweise zu einem Einspritzsystem des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs gefördert wird.
Eine solche Fördereinrichtung ist in der DE 44 44 854 A1 beschrieben, bei der die Förderpumpe von einem Elektromotor angetrieben wird, und der Kraftstoff vor der Förderpumpe durch einen Vorfilter strömt und nach der Förderpumpe unter dem Förderdruck durch einen Hauptfilter geführt wird. Diese Bauteile sind in einem Filtertopf mit abnehmbaren Deckel angeordnet, wobei der Elektromotor und die Förderpumpe in einer Zentralkammer und der Hauptfilter in einer konzentrisch um diese angeordneten Ringkammer liegen.
Am Deckel des Filtertopfes dieser bekannten Anordnung sind Anschlüsse für Rohrverbindungen bzw. Druckschläuche vorhanden, durch die unter anderem der Kraftstoff zu einem Anschlussflansch am Kraftstofftank geführt wird. Die Fördereinrichtung bildet somit ein komplettes Fördermodul, das direkt in den Kraftstofftank eingebaut werden kann, wobei der Kraftstoff im Kraftstofftank unten am Fördermodul angesaugt wird und oben vom Anschlussflansch am Deckel des Kraftstofftanks über eine Förderleitung zum Verbrennungsmotor geleitet werden kann.
Im unteren Bereich der bekannten Fördereinrichtung, mit dem die Fördereinrichtung im Bereich des Tankbodens zu liegen kommt, wird der Kraftstoff über ein Vorfilter angesaugt, um Verschmutzungen am Tankboden auszufiltern. Außerdem besteht das Problem, bei niedrigem Tankstand und bei Kurvenfahrten des Kraftfahrzeugs, wenn der Kraftstoff von der Förderpumpe wegschwappen kann, eine ausreichende Menge Kraftstoff bereitzustellen, damit eine kontinuierliche Förderung zum Verbrennungsmotor gewährleistet ist. Beim Stand der Technik wird dies z.B. durch ein zusätzliches Reservoir gelöst, das den Ansaugstutzen der Förderpumpe umgibt und gegebenenfalls durch eine zusätzliche Saugstrahlpumpe befördert werden kann.
Die US 5 186 152 A zeigt eine Fördereinrichtung mit einem Vorfilter, der ein Siebgewebe mit einer derartigen Kapillarwirkung aufweist, daß der benetzende Kraftstoff das Siebgewebe verschließt und ein Ansaugen von Luft vermeidet.
In der DE 195 13 417 A1 bildet ein Vorfilter mittels eines Abstandshalters ein Reservoir, wobei der benetzte Vorfilter eine Rücklaufsperrung bewirkt, sobald der Vorfilter aus dem Kraftstoff austaucht.
Aus der EP 0 901 571 B1 ist bekannt, Polyamide oder vergleichbare Polymere als Kraftstoffvorfilter zu verwenden.
Die DE 36 09 906 C3 zeigt eine schlauchförmige Ausbildung eines Vorfilters und dessen Stabilisierung durch einen Stützkörper.
Vorteile der Erfindung
Die eingangs beschriebene Fördereinrichtung für Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu einem Verbrennungsmotor, bei der im unteren Bereich des Tanks der Kraftstoff über eine Vorfilter ansaugt wird, ist mit den erfindungs gemäßen Merkmalen der Kennzeichen der Ansprüche 1 und 6 durch vorteilhaft, dass das Vorfilter ein Siebgewebe mit einer derartigen Kapillarwirkung ist, dass der benetzende Kraftstoff das Gewebe verschließen kann und ein Ansaugen von Luft verhindert ist. In vorteilhafter Weise kann das Siebgewebe z.B. aus Polyamid (PA), Polyprophylen (PP) oder Polyethylen (PE) hergestellt werden.
Bei einer ersten besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Siebgewebe derart am Boden der Fördereinrichtung angeordnet, dass zwischen dem Ansaugstutzen der Förderpumpe, z.B. eine Elektrokraftstoffpumpe (EKP), und dem Tank ein durch das Siebgewebe abgeschlossenes Reservoir gebildet ist, das mit einer zusätzlichen Befüllvorrichtung versehen werden kann. Hierbei kann die Befüllvorrichtung eine Saugstrahl- oder sonstige Pumpe oder eine Ventilanordnung sein. Diese Befüllvorrichtung ist in der Regel auch in der Nähe des Tankbodens angeordnet um eine optimale Restabsaugung des Kraftstoffs im fast leeren Tank zu gewährleisten. Durch die erfindungsgemäße Anbringung eines Siebgewebes mit Kapillarwirkung gemäß dieser Ausführungsform kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass die Befüllvorrichtung, insbesondere eine Saugstrahlpumpe, dynamisch leerläuft, wenn z.B. die Saugstrahlpumpe bei einer Kurven- oder Bergfahrt des Kraftfahrzeugs aus dem Kraftstoff ausgetaucht ist und Kraftstoff entgegen der Strahlrichtung aus dem Reservoir auslaufen kann. Somit ist das Ansaugverhalten insgesamt verbessert.
Das Siebgewebe kann auf einfache Weise größtmöglich dimensioniert werden, so dass es in erster Näherung dem unteren Durchmesser des Reservoirs entspricht, gegebenenfalls abzüglich des äußeren Randes des Reservoirs, da dieser eventuell mit Abstandsfüßen zur Auflagefläche des Tankbodens versehen ist. Das Siebgewebe kann auf einfache Weise am Rand des Reservoirs durch Schweißen oder Kleben bzw. eine andere entsprechende Verbindungsart dicht mit diesem verbunden werden. Es ergibt sich hierbei eine flexible Herstellungsmethode, da die Erfindung bei unterschiedlichen Durchmessern und Bauformen des Reservoirs anwendbar ist.
Auf einfache Weise können darüber hinaus im Reservoir, insbesondere am Boden der Förderpumpe oder am Siebgewebe, Abstandshalter angeordnet sein, mit denen eine Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Volumens des Reservoirs sichergestellt werden kann.
Gemäß einer anderen ebenfalls besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Siebgewebe nach den Ansprüchen 1 oder 2 in einer Schlauchform ausgeführt, wobei das eine Ende an einem Anschlussstutzen der Förderpumpe angeschlossen wird und am anderen Ende verschlossen ist. Hierbei kann durch eine entsprechende Ausgestaltung des Siebgewebes somit auf die zusätzliche konstruktive Ausgestaltung eines Reservoirs am Filtertopf verzichtet werden, wodurch auch keine Energie zum Befüllen des Reservoirs aufgewendet werden muss. Bevorzugt kann das Siebgewebe bei dieser Ausführungsform als sogenannte Filterspinne ausgeführt werden, d.h. das Siebgewebe ist mehrarmig ausgeführt, wobei die Arme mit ihren verschlossenen Enden zentral von der Förderpumpe weg in die Seitenbereiche des Tankbodens geführt und, hier auch befestigt werden können.
Ist hier nun das Siebgewebe der Filterspinne mit Kraftstoff benetzt und zumindest mit einem Bereich in Kraftstoff eingetaucht, so wird durch den in der Filterspinne mittels der Förderpumpe aufgebauten Unterdruck Kraftstoff in die Förderpumpe gesaugt und von dort dann, wie eingangs beschrieben, über einen Auslassstutzen zum Verbrennungsmotor gefördert. Durch die Kapillarwirkung des Siebgewebes der Filterspinne wird der evtl. ausgetauchte Be reich der Filterspinne abgedichtet und der notwendige Unterdruck ist durch die Förderpumpe aufbaubar.
Mit einer geeigneten geometrischen Gestaltung der Filterspinne zentral von der Förderpumpe ausgehend zu den entfernten Bereichen des Tanks ist eine zuverlässige Kraftstoffförderung in allen Lagen und Positionen des Tanks auch bei niedrigem Kraftstoffniveau gewährleistet, wobei durch die relativ große Filterfläche auch eine lange Lebensdauer der Filterspinne erreichbar ist. Durch die große Ausdehnung in der in erster Näherung waagerechten Ebene kann die Filterspinne auch die notwendigen Höhentoleranzen des Kraftstofftanks aufgrund von Fertigungstoleranzen und Änderungen durch die Betriebszustände ausgleichen, so dass eine zusätzliche Vorrichtung zum Höhenausgleich entfallen kann und die Fördereinrichtung direkt am Flansch des Tanks befestigt werden kann.
Um ein Zusammenklappen der Filterspinne durch den entstehenden Unterdruck bei der Kraftstoffförderung zu vermeiden, können auf einfache Weise die Schläuche des Siebgewebes im Inneren Stützkörper oder ein Stützgewebe zur Volumenstabilisierung aufweisen.
In einigen Anwendungsfällen weist der Kraftstofftank mehrere Kammern auf. Bei sog. Zwei-Schalentanks kann dann in vorteilhafter Weise mindestens ein Siebgewebe in Schlauchform in die mindestens eine weitere Kammer oder Schale des Tanks hineinführt werden. Insbesondere bei einer Anordnung mit einem Ober- und einem Untertank, bei dem die Nebenkammer über einen Sattel mit der Hauptkammer verbunden ist, kann auf einfache und kostengünstige Weise mit der Erfindung eine wirkungsvolle Kraftstoff-Fördereinrichtung aufgebaut werden.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung für Kraftstoff in einem Kraftfahrzeug werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 zeigt einen Schnitt durch eine Fördereinrichtung für Kraftstoff nach dem Stand der Technik, die vormontiert in einen Kraftstofftank eingebaut werden kann;
2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Siebgewebefilter an einem Reservoir;
3 zeigt eine schematische Ansicht des Bodens des Filtertopfes der Fördereinrichtung mit Abstandshaltern für das Siebgewebe;
4 eine schematische Ansicht eines Kraftstofftanks mit einer Filterspinne aus schlauchförmigen Siebgewebe;
5 einen schematischen Schnitt durch den Tank nach der 4 mit Stützkörpern in der Filterspinne;
6 einen schematischen Schnitt durch den Tank nach der 4 oder 5 bei veränderten Tankgeometrien und
7 eine schematische Ansicht eines Kraftstofftanks mit einem Mehrkammersystem.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Bei der Darstellung in 1 ist ein Kraftstofftank 1 schematisch angedeutet, in den eine Fördereinrichtung 2 nach dem eingangs erwähnten Stand der Technik DE 44 44 854 A1 von oben durch eine Öffnung 3 des Kraftstofftanks 1 in diesen eingesetzt werden kann. Die Öffnung 3 ist mit einem Tankflansch 4 verschließbar. Am Tankflansch 4 befindet sich ein Anschlussstutzen 5 für eine hier nicht dargestellte Förderleitung, die zum Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges führt und den Kraftstoff gemäß der Pfeile 6 transportiert. Weiterhin ist im Tankflansch 4 ein Anschluss für eine vom Verbrennungsmotor kommende Kraftstoff-Rückleitung 7 und ein Druckregler 27 vorhanden, deren Funktionsweise für das Verständnis der Erfindung allerdings nicht näher erläutert zu werden braucht.
Die Fördereinrichtung 2 enthält im unteren Bereich eine Elektrokraftstoffpumpe (EKP) 10 als Förderpumpe mit einem Pumpenelement 8, mit der Kraftstoff aus dem Bodenbereich des Kraftstofftanks 1 über einen Vorfilter 9 angesaugt wird. Das Pumpenelement 8 wird von einem Elektromotor als Bestandteil der elektrokraftstoffpumpe 10 angetrieben, die zentral in einem Filtertopf 11 als Gehäuse liegt. Der Elektromotor der Elektrokraftstoffpumpe 10 wird über Verbindungsleitungen 12 mit elektrischer Spannung versorgt und über diese gesteuert. An einem Anschlussstutzen 14 der Elektrokraftstoffpumpe 10, ist eine Rohrverbindung 15 angeschlossen. Durch die Rohrverbindung 15 fließt der geförderte Kraftstoff über einen Anschlussstutzen 16 in eine äußere Kammer 17 des Filtertopfes 11 gemäß Pfeil 18.
Im Filtertopf 11 liegt ein konzentrisch um die Zentralkammer mit der Elektrokraftstoffpumpe 10 angeordnetes Hauptfilterelement 19, das über Ringdichtungen 20 den Filtertopf 11 in die äußere Kammer 17 und in eine innere Kammer 21 aufteilt. Aus der inneren Kammer 21 fließt der durch das durchströmte Hauptfilterelement 19 gefilterte Kraftstoff zu einem Anschlussstutzen 22. Am Anschlussstutzen 22 ist eine Rohrverbindung 23 angeschlossen, die eine Verbindung zum Tankflansch 4 herstellt, so dass der Kraftstoff gemäß der Pfeile 24 und 6 von der inneren Kammer 21 im Filtertopf 11 über dem Ansprusstutzen zu der äußeren Förderleitung fließen kann.
In 2 ist der untere Bereich der Fördereinrichtung 2 in einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Fördereinrichtung 2 mit Abstandsfüßen 30 auf einem Boden 31 des Tanks 1 aufliegt, wobei auch gleichzeitig auf die Darstellung nach 3 verwiesen wird, die diese Bauelemente in perspektivischer Ansicht zeigt. Im Bereich der Ansaugung des Kraftstoffs vom Tankboden 31 ist hier ein Siebgewebe 32 als Vorfilter angebracht, das eine derartige Kapillarwirkung aufweist, dass der benetzende Kraftstoff das Gewebe verschließt und ein Ansaugen von Luft hier verhindert ist. Das Siebgewebe ist dabei derart am Boden 33 der Fördereinrichtung 2 angeordnet, dass zwischen dem Ansaugstutzen der Elektrokraftstoffpumpe 10 und dem Tank 1 ein durch das Siebgewebe 32 abgeschlossenes Reservoir 34 gebildet ist.
In das Reservoir 34 wird Kraftstoff mit einer Saugstrahlpumpe 35 als Befüllvorrichtung gefördert. Am Boden 33 oder gegebenenfalls in einer hier nicht gezeigten Weise am Siebgewebe 32 sind Abstandshalter 36 angebracht, die zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Volumens des Reservoirs 34 dienen. Das Siebgewebe 32 entspricht möglichst dem unteren Durchmesser des Reservoirs 34 und ist mit einem Rand 37 des Reservoirs 34 durch Schweißen, Kleben oder eine entsprechende Verbindungsart dicht verbunden.
Aus 4 ist anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung ersichtlich, bei dem mit einer anderen Verwendung des Siebgewebes die Ausbildung eines Reservoirs in der nach den vorherigen Figuren beschrieben Form verzichtbar ist. Die gleichen Bauelemente sind hier mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Mit dem schlauchförmig ausgeführten Siebgewebe ist hier eine Filterspinne 40 gebildet, bei der zentral die Arme am Ansaugstutzen der Elektrokraftstoffpumpe 10 angeschlossen sind und am jeweils anderen Ende 42 verschlossen sind. Die Arme der Filterspinne 40 sind zentral von einem Anschlussstutzen 43 der Elektrokraftstoffpumpe 10 weggeführt in die Seitenbereiche des Tankbodens 31 und können hier auch befestigt werden.
In 5 ist die Anordnung nach 4 im Schnitt schematisch dargestellt, wobei hier auch noch Stützkörper 44 innerhalb der Filterspinne 40 ersichtlich sind, mit denen ein Zusammenklappen der Filterspinne 40 durch den entstehenden Unterdruck bei der Kraftstoffförderung vermieden werden kann. Die Arme der Filterspinne 40 kommen hierbei noch im niedrigsten Niveau 45 des Kraftstoffs in diesem zu liegen. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist gewährleistet, dass durch die Kapillarwirkung des Siebgewebes nach der Benetzung mit Kraftstoff durch den in der Filterspinne 40 mittels der Elektrokraftstoffpumpe 10 aufgebauten Unterdruck Kraftstoff in die Pumpe gesaugt wird und von dort dann, wie eingangs beschrieben, über einen Auslassstutzen zum Verbrennungsmotor gefördert werden kann.
Aus einer Darstellung nach 6 ist ersichtlich, dass die Filterspinne 40 auch die notwendigen Höhentoleranzen des Kraftstofftanks aufgrund von Fertigungstoleranzen und Änderungen durch die Betriebszustände ausgleichen kann, wie diese durch die gestrichelt gezeichnete Anordnung 31 des Tankbodens nach einer Betriebszustandsänderung öder bei Herstellungstoleranzen auftreten kann, so dass hier eine zusätzliche Vorrichtung zum Höhenausgleich entfallen kann und die Fördereinrichtung 2 direkt am Flansch 4 des Tanks 1 befestigt werden kann.
Nach 7 ist ein Kraftstofftank 47 mit zwei Kammern 48 und 49 ausgeführt. Bei diesem sog. Zwei-Schalentank 47 ist ein Arm 50 der Filterspinne 40 in die andere, nicht mit einer Elektrokraftstoffpumpe versehenen Nebenkammer 49 hineingeführt. Insbesondere bei einer Anordnung mit einem Ober- und einem Untertank, bei dem die Nebenkammer 49 über einen Sattel 51 mit der Hauptkammer 48 verbunden ist, kann der Arm 50 der Filterspinne auf einfache Weise in die Nebenkammer 49 hineinreichen und eine wirkungsvolle Kraftstoffförderung sicherstellen.

Claims

Fördereinrichtung (2), insbesondere für Kraftstoff, mit einer von einem Elektromotor angetriebenen Förderpumpe (10), einem Gehäuse (11) zur Aufnahme der Förderpumpe (10) und einer Filtereinrichtung (19), wobei die Fördereinrichtung im unteren Bereich des Tanks (1) für den Kraftstoff den Kraftstoff über einen Vorfilter (9) ansaugt, wobei das Vorfilter (9) ein Siebgewebe(32) mit einer derartigen Kapillarwirkung ist, dass der benetzende Kraftstoff das Gewebe verschließt und ein Ansaugen von Luft verhindert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebgewebe (32) derart am Boden (33) der Fördereinrichtung (2) angeordnet ist, dass zwischen einem Ansaugstutzen der Förderpumpe (10) und dem Tank (1) ein durch das Siebgewebe (32) geschlossenes Reservoir (34) gebildet ist, das mit einer zusätzlichen Befüllvorrichtung (35) versehen ist.
Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebgewebe(32) aus Polyamid (PA), Polyprophylen (PP) oder Polyethylen (PE) hergestellt ist.
Fördereinrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllvorrichtung eine Saugstrahl-(35) öder sonstige Pumpe oder eine Ventilanordnung ist.
Fördereinrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebgewebe (32) dem unteren Durchmesser des Reservoirs (34) entspricht und mit dem Rand (37) des Reservoirs (34) durch Schweißen, Kleben oder eine entsprechende Verbindungsart dicht verbunden ist.
Fördereinrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Reservoir (34), insbesondere am Boden (33) der Fördereinrichtung (2) oder am Siebgewebe (32), Abstandshalter (36) angeordnet sind, zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Volumens des Reservoirs (34).
Fördereinrichtung, insbesondere für Kraftstoff, mit einer von einem Elektromotor angetriebenen Förderpumpe (10), einem Gehäuse (11) zur Aufnahme der Förderpumpe (10) und einer Filtereinrichtung (19), wobei die Fördereinrichtung im unteren Bereich des Tanks (1;47) für den Kraftstoff den Kraftstoff über einen Vorfilter (9) ansaugt, wobei das Vorfilter (9) ein Siebgewebe (32) mit einer derartigen Kapillarwirkung ist, dass der benetzende Kraftstoff das Gewebe verschließt und ein Ansaugen von Luft verhindert ist, wobei das Siebgewebe (32) in einer Schlauchform ausgeführt ist und mit einem Ende an einem Anschlussstutzen (43) der Förderpumpe (10) angeschlossen und am anderen Ende (42) verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebgewebe (32) Schlauchform mehrarmig als Filterspinne (40) ausgeführt ist, wobei die Arme mit ihren verschlossenen Enden (42) zentral von der Förderpumpe (10) weg in die Seitenbereiche des Bodens (31) das, Tanks (1) geführt und vorzugsweise befestigt sind.
Fördereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebgewebe (32) in Schlauchform im Inneren Stützkörper (44) oder ein Stützgewebe zur Volumeristabilisierung aufweist.
Fördereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank, in dem die Fördereinrichtung (2) angeordnet ist, die Hauptkammer (48) eines Merkammertanks (47) ist wobei mindestens ein Arm (50) der Filterspinne (40) in die mindestens eine weitere Kammer (49) des Tanks (47) hineinführt, die vorzugsweise über einen Sattel (51) mit der Hauptkammer (48) verbunden ist..