DE29505348U1

DE29505348U1 - Vorratgeber für einen Kraftstofftank

Info

Publication number: DE29505348U1
Application number: DE29505348U
Authority: DE
Original assignee: Walter Alfmeier GmbH and Co
Current assignee: Alfmeier Praezision SE
Priority date: 1994-03-01
Filing date: 1995-03-01
Publication date: 1995-05-18
Anticipated expiration: 2005-03-02

Description

Die Erfindung betrifft einen Vorratgeber für den Einbau in einen Kraftfahrzeugtank mit einer Durchführungen für den Kraftstoffvorlauf und den Kraftstoffrücklauf enthaltenden, in eine Tankwand, meist in eine obere Begrenzungswand einbaubaren Verschlußeinheit (US-A-4 939 932).

Bei der Kraftstoffversorgung von Kraftfahrzeugmotoren, insbesondere bei solchen mit Kraftstoffeinspritzung, wird üblicherweise mehr Kraftstoff zugeführt, als für die Verbrennung erforderlich ist. Daher ist neben einer Vorlaufleitung eine in den Kraftstofftank führende Rücklaufleitung erforderlich, die in gleicher Weise zur Vorratgebung dient. Das Saugende der Vorlaufleitung eines solchen Vorratgebers reicht bis zum Boden des Kraftstofftanks, um eine vollständige Tankentleerung zu ermöglichen. Dabei ist das Saugende in bekannter Weise durch einen Staukopf gebildet, welcher sicherstellt, dass auch mit weitgehend geleertem Fahrzeugtank und/oder mit abgefallenem Kraftstoffspiegel bei Kurvenfahrt, bei Querbeschleunigungen sowie bei Berg- und Talfahrt ein sicheres Absaugen des Kraftstoffes gewährleistet, indem die noch im Stautopf vorhandene Kraftstoffrestmenge nicht trägheitsbedingt abströmen kann. Beispielsweise ist es aus DE 41 16 349 C2b bekannt, einen Teil des Tanks selbst als Stautopf auszugestalten, der die erwünschte Restabsaugung und damit einen problemlosen Betrieb des Fahrzeugmotors ermöglicht. Solche Konstruktionen sind jedoch sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vorratgeber der eingangs genannten Art so auszubilden, dass er einfach herstellbar, kostengünstig montierbar und betriebssicher ist. Diese Aufgabe wird durch Anspruch 1 gelöst. Der Grundgedanke dieser Lösung besteht darin, den Vorratgeber als in sich geschlossene, als Ganzes in den Tank einbaubares Zulieferteil auszugestalten, welches darüber hinaus nach den genannten Kriterien eine problemlose Betriebssicherheit gewährleistet. Dabei bildet die Rücklaufleitung gewissermaßen das Rückgrat dieser Einheit.

Bei derartigen Vorratgebern ist sicherzustellen, dass das Saugende der Vorlaufleitung auf dem Boden des Kraftstofftanks aufliegt, um eine maximale Restabsaugung und damit eine vollständige Nutzung des Fassungsvermögens des Fahrzeugtanks zu gewährleisten. Fahrzeugtanks werden heute vielfach aus Kunststoff geblasen, auch weil sie sich den vielfach komplizierten Karosseriegegebenheiten anpassen müssen und dadurch eine sehr zerklüftete Form erhalten. Auch auf Grund des sich laufend verändernden Kraftstoffgewichtes und des Innendruckes ist die Lage des Bodens des Kraftstofftanks gegenüber der Verschlusseinheit des Vorratgebers nicht konstant. Damit das Saugende des Vorratgebers, hier also der Stautopf immer am Boden des Fahrzeugtanks aufliegt und dabei Lageveränderungen des Tankbodens folgen kann, ist die Ausgestaltung nach Anspruch 2 vorgesehen.

Der praktisch permanente Kraftstoffrücklauf verursacht das Problem des Auftretens von Gasblasen, also einer Aufschäumung. Eine solche Gasbildung wird dadurch begünstigt, dass der nichtverbrauchte Kraftstoff auf seinem Transportweg auch an heißen Zonen entlanggeführt und erwärmt wird. Beim Ausströmen dieses erwärmten Kraftstoffes aus dem Rücklauf entspannen sich die Gasblasen und steigen unter Schaumbildung auf. Um diese Schaumbildung zu reduzieren bzw. zu unterdrücken, ergießt sich gemäß Anspruch 3 der Rücklaufkraftstoff in freiem Fall, also ungeführt aus der Verschlußeinheit und wird von dem verschlußseitigen Ende der Rücklaufleitung trichterartig eingefangen und dem Stautopf zugeführt. Diese Zuführung erfolgt zweckmäßig nach Anspruch 4, indem die Rücklaufleitung nach Art einer oben offenen, U-förmigen Schrägrinne ausgestaltet ist. Während des gesamten Rückflusses über die gesamte Länge der Rücklaufleitung ist daher die erwünschte Entgasung möglich. Anspruch 5 begünstigt eine ruhige Rückströmung und Kraftstoffrückführung in den Stautopf und dort direkt in den Einzugsbereich der Vorlaufleitung. Der Beruhigung dieser Rückströmung dient auch Anspruch 8.

Anspruch 9 begünstigt auch eine einfache Montage des Vorratgebers genauso wie Anspruch 10.

Anspruch 11 gewinnt insbesondere dann an Bedeutung, wenn - wie weiter unten beschrieben - die Vorlaufleitung ein Kunststoffschlauch mit aus einer geradlinigen Ursprungsform elastisch herausgebogenem Längsverlauf ist, so dass die aus seiner Rückbiegungsneigung resultierende Federkraft als

Schwenkantrieb für die Rücklaufleitung in dem Sinne ausgenutzt wird, dass der Stautopf unter dieser Federvorspannung am Boden des Kraftsofftanks aufliegt.

Anspruch 12 dient dem Herausfiltern etwaiger Verunreinigungen im Kraftstoff und damit der Aufrechterhaltung einer vollen Funktionsfähigkeit des Vorratgebers im Betrieb. Diese Entgasungswirkung ist durch Anspruch 13 auch hinsichtlich des aus der Rücklaufrinne stammenden Kraftstoffes wirksam.

Die Ansprüche 15 bis 19 befassen sich mit der Ausgestaltung des Stautopfes im Sinne der Aufgabenstellung, dass bei Querbeschleunigungen durch Kurvenfahrt oder bei Berg- und Talfahrt ein hinreichender Aufstau von Kraftstoff im Stautopf besteht und dadurch ein sicheres Aufsaugen gewährleistet ist.

Die Erfindung wird anhand der Figuren beispielsweise erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Vorratgebers in einer Position seiner an der nicht dargestellten Tankwand fixierten Verschlußeinheit, wie sie etwa der Einbaustellung am Kraftfahrzeug entspricht,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Verschlußeinheit entsprechend Pfeil II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend der Linie III-III durch den Stautopf des Vorratgebers gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Unterseite der Verschlusseinheit des Vorratgebers in Blickrichtung des Pfeiles II in Fig. 1,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Verschlusseinheit in Richtung des Pfeiles V von Fig. 4,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die als einstückiges Kunststoffspritzteil ausgebildete Einheit von Rücklaufleitung und Stautopf.

Der Vorratgeber besteht im wesentlichen aus dem in Einbaulage meist mit einer oberen Wand des Kraftstofftanks fest verbundenen Verschlußeinheit 1 und einem daran über die als Ausleger 2 ausgebildete Rücklaufleitung schwenkbar gelagerten Stautopf 3.

Der Stautopf 3 ist am unteren Ende des Vorratgebers bzw. des an der Verschlußeinheit 1 um die Schwenkachse 4 drehbar gelagerten Auslegers 2 angeordnet. Der Stautopf 3 bietet durch eine spezielle Ausbildung seiner vom Boden 5 etwa vertikal nach oben stehenden Trennwände 6 bzw. 7 eine

Aufstaumöglichkeit für den Kraftstoff, damit auch bei Kurvenfahrt oder Querbeschleunigung bzw. Berg- und Talfahrt des mit dem Kraftstofftank ausgestatteten Kraftfahrzeuges ein sicheres Absaugen des Kraftstoffes gewährleistet ist. Die Trennwände 6,7 sind dabei so labyrinthartig wirksam ineinander verschachtelt angeordnet, dass der von ihnen umgebene, nach oben offene Innenraum 8 praktisch ringsherum durch eine Umfangswand verschlossen ist, jedoch zwei gegenüber der vertikalen Mittelachse 9 des Stautopfes 2 im wesentlichen in Umfangsrichtung gerichtete Umfangsöffnungen 10,11 mit langgestreckten, anschließenden, im wesentlichen tangential bzw. in Umfangsrichtung ausgerichteten Zulaufkanälen 12,13 enthält. Die Zulaufkanäle 12,13 sind von U-förmigem Querschnitt (Fig. 3) und ebenfalls nach oben offen.

Innerhalb des Stautopfes 3 befindet sich im Bereich von dessen Boden 5 ein auf den Boden aufbauender Saugraum 14. Der Saugraum 14 ist durch eine auf Zapfen 16 aufgesteckte bzw. aufgesetzte Kappe 15 verschlossen, die mit als Siebe 17 ausgebildeten Schrägwänden den Saugraum 14 abdecken. Die Maschenweite der Siebe 17 ist so gewählt, dass auch bei niedrigen Temperaturen eine problemlose Entnahme möglich ist. Letzteres spielt besonders bei Dieselkraftstoff wegen der Gefahr des Versulzens eine bedeutende Rolle. Das Absaugen aus dem Saugraum 14 erfolgt über ein in Längsrichtung 18 um etwa einen Winkel von 90° gebogenes Vorlaufrohr 19. Das Vorlaufrohr 19 ist mit seinem unteren, horizontalen Ende 20 mit dem Stautopf 3 fest verbunden, insbesondere auf einen aus dem Stautopf 3 horizontal vorstehenden Steckansatz aufgesetzt. Mit seinem oberen, vertikal ausgerichteten Ende 21 ist das Vorlaufrohr 19 auf das untere Ende 22 des im wesentlichen vertikalen Rohransatzes 23 der Verschlusseinheit 1 aufgesteckt bzw. aufgesetzt. Das Vorlaufrohr 19 ist durch einen insbesondere aus Kunststoff bestehenden Schlauch gebildet. Der Werkstoff des mit gleichbleibender Krümmung gebogenen Vorlaufrohres 19 weist eine gewisse Elastizität auf. Diese Elastizität ist insoweit von Bedeutung, als dem Vorlaufrohr 19 eine Rückstell- oder Federkraft innewohnt, die es in eine geradlinige Ausgangsstellung zurückzufedern trachtet. Dadurch wirkt das Vorlaufrohr 19 nach Art einer Blattfeder, welche bestrebt ist, den Stautopf 3 mit seinem Ausleger 2 etwa im Uhrzeigersinn (Fig. 1), nämlich in Schwenkrichtung 24 gegenüber der Verschlusseinheit 1 zu schwenken. Die Bedeutung dieser Rückstellkraft ist weiter unten näher beschrieben.

Der über das Vorlaufrohr 19 abgesaugte Kraftstoff wird in die Verschlußeinheit 1 nach oben und durch den Vorlaufstutzen 26 in Richtung Verbrennungsmotor abgesaugt. Das Absaugen des Kraftstoffes erfolgt kontinuierlich in einem größeren Maße, als es der angeschlossene Motor benötigt. Auch wenn der Verbrennungsmotor keinen Kraftstoff verbraucht. Z.B. weil eine Schubabschaltung wirksam ist, so erfolgt ein Rücklauf überschüssigen Kraftstoffes über den Rücklaufstutzen 27 des Verschlussflansches 1. Vom Rücklaufstutzen 27 fällt bzw. tropft der zurücklaufende Kraftstoff in den Auffangbehälter 28, welcher einstückig an das obere Ende des als im Querschnitt U-förmige Rinne 29 ausgebildeten Auslegers 2 angesetzt ist. Die Rinne 29 ist nach oben offen und sie ist räumlich mit dem Auffangbehälter 28 verbunden. Die Rinne 29 schafft die räumliche Verbindung zwischen dem Auffangbehälter 28 und dem Innenraum 8 des Stautopfes 3. Durch den in Einbaustellung schräg nach unten gerichteten Verlauf der Rinne 29 hat sie die Funktion einer Abflussrinne. Dadurch, dass die Rinne 29 durch den Ausleger 2 selbst gebildet wird, kann auf ein zusätzliches Rohr für den Kraftstoffrücklauf zum Stautopf 3 verzichtet werden. Am oberen Eingang 30 und am unteren Ausgang 31 der Rinne 29 sind den Durchflußquerschnitt verengende Durchlässe angeordnet, die als Schaumbremse wirken. Durch die nach oben offene Ausbildung von Auffangbehälter 28 und Rinne 29 tritt auch eine zusätzliche Entgasungswirkung auf. Dadurch und durch die Schaumbremse wird das Ansaugen von Luft bzw. Gas über das Vorlaufrohr 19 verhindert.

Das um die Schwenkachse 4 schwenkbare obere Ende des Auslegers 2 wird durch einen Schwenkkopf 32 gebildet, der auch Träger des Hebelgebers 33 des Auftriebskörpers bzw. Schwimmers 34 für die Tankstandsanzeige ist.

Die beschriebene, im Uhrzeigersinn bzw. in Schwenkrichtung 24 um die Schwenkachse 4 wirksame Rückstellkraft des nach Art einer Blattfeder wirkenden Vorlaufrohres 19 führt dazu, dass der Stautopf 3 mit der Außenfläche seines Bodens 5 immer auf dem Boden des Kraftstofftanks aufliegt, also den tiefsten Bereich des Innenraums des Kraftstofftanks einnimmt. Kraftstofftanks von Kraftfahrzeugen werden heute weitgehend einstückig aus Kunststoff geblasen. Die Lage des Bodens des Kraftstofftanks ist nicht konstant. Unter dem Kraftstoffgewicht, jedoch auch auf Grund der Umgebungstemperatur kann sich das Höhenniveau des Bodens des Kraftstofftanks verändern. Die besagte Federwirkung bzw. Rückstellkraft des Vorlaufrohres 19 bewirkt nun, dass der Stautopf 3 immer auf dem Boden des Kraftstofftanks aufliegt, also eine

Bodenabstützung erfährt. Dadurch werden Toleranzen oder temperaturabhängige Veränderungen des Kraftstofftanks selbsttätig ausgeglichen. Durch diese Federwirkung werden auch die Widerstandswerte des Hebelgebers 33 nachgeführt und damit die Genauigkeit der Tankstandsanzeige positiv beeinflusst.

Bezugszeichenliste

1 Verschlußeinheit

2 Ausleger

3 Stautopf

4 Schwenkachse

5 Boden

6 Trennwand

7 "

8 Innenraum

9 Mittelachse

10 Umfangsöffnung

11 "

12 Zulaufkanal

13 "

14 Saugraum

15 Kappe

16 Zapfen

17 Sieb

18 Längsrichtung

19 Vorlaufrohr

20 Unteres Ende

21 Oberes Ende

22 Unteres Ende

23 Rohransatz

24 Schwenkrichtung

25 Anschluß

26 Vorlaufstutzen

27 Rücklaufstutzen

28 Auffangbehälter

29 Rinne

30 Eingang

31 Ausgang

32 Schwenkkopf

33 Hebelgeber

34 Schwimmer

35 Richtung

36 "

Claims

1. Vorratgeber für den Einbau in einen Kraftfahrzeugtank mit einer Durchführungen für den Kraftstoffvorlauf und den Kraftstoffrücklauf enthaltenden, in eine Tankwand einbaubaren Verschlußeinheit (1),

dadurch gekennzeichnet,

dass eine mit der Verschlußeinheit (1) verbundene formstabile Rücklaufleitung an ihrem äußeren, in Einbaulage dem Tankboden zugewandten Ende einen

- mit seitlichen Durchtrittskanälen (12,13) zum Kraftstoffeintritt und

- mit einem Anschluß an die Vorlaufleitung (19) versehenen Stautopf (3) trägt und mit rücklaufendem Kraftstoff speist.

2. Vorratgeber nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Rücklaufleitung zur Verstellbarkeit des Höhenniveaus des Stautopfes (3) an der Verschlußeinheit schwenkbar angelenkt ist.

3. Vorratgeber nach Anspruch 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass durch den Kraftstoffrücklauf der Verschlußeinheit zurückgeführter Kraftstoff vom deckelseitigen Ende der Rücklaufleitung aufgefangen und dem Stautopf zugeführt wird.

4. Vorratgeber nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Rücklaufleitung für eine schräge, mit Gefälle zum Stautopf (3) versehene Einbaulage im Fahrzeugtank als nach oben offene Rinne ausgebildet ist.

5. Vorratgeber nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

gekennzeichnet durch

einen geradlinigen Verlauf der Rinne.

6. Vorratgeber nach Anspruch 4 oder 5,

gekennzeichnet durch

mindestens eine als Schaumbremse wirksame Durchtrittsverengung im Bereich der Rinne.

7. Vorratgeber nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass das äußere Ende der Rücklaufleitung mit einer Seitenwand des Stautopfes (3) verbunden ist und dass die Seitenwand im Verbindungsbereich eine Durchtrittsöffnung (31) für den rücklaufenden Kraftstoff aufweist.

8. Vorratgeber nach Anspruch 6 und 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Durchtrittsöffnung (31) als Durchtrittsverengung ausgebildet ist.

9. Vorratgeber nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche

dadurch gekennzeichnet,

dass die Vorlaufleitung (19) unterhalb des Rücklaufeintrittes (31) am Stautopf (3) angeschlossen ist.

10. Vorratgeber nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass in Einbaulage im Fahrzeugtank das Vorlaufrohr (19) und die Rücklaufleitung etwa in einer gemeinsamen Vertikalebene verlaufen.

11. Vorratgeber nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die gemeinsame Vertikalebene die Schwenkverstellebene der Rücklaufleitung ist.

12. Vorratgeber nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

gekennzeichnet durch

eine Abdeckung des Anschlußbereiches der Vorlaufleitung (19) im Stautopf durch ein Sieb (17).

13. Vorratgeber nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Sieb (17) unterhalb des Rücklaufeintrittes (31) angeordnet ist.

14. Vorratgeber nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die in der Umfangswand (6,7) des Stautopfes (3) angeordneten Durchtrittskanäle (12,13) bis in dessen Bodenbereich wirksam sind.

15. Vorratgeber nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass zwei einander etwa diametral gegenüberliegende Durchtrittskanäle (12,13) vorhanden sind.

16. Vorratgeber nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass sich die Durchtrittskanäle (12,13) über einen Teil des Umfanges des Stautopfes (3) nach Art jeweils eines Labyrinthganges in Umfangsrichtung erstrecken.

17. Vorratgeber nach einem der Ansprüche 15 oder 16,

dadurch gekennzeichnet,

dass sich die Durchtrittskanäle (12,13) über etwa einen Viertelkreis in Umfangsrichtung erstrecken.

18. Vorratgeber nach einem der Ansprüche 15 bis 17,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Durchtrittskanäle (12,13) in Umfangsrichtung gleichgerichtet vom Innenraum des Stautopfes (3) nach außen in dessen Umgebungsraum gerichtet sind.

19. Vorratgeber nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Stautopf (3) und die Rücklaufleitung (2) ein einstückig aus Kunststoff bestehendes Bauteil sind.