DE3540260C2 - Aggregat zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zu einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Kraftstofförderaggregat nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Förderaggregat bekannt (DE-OS 27 00 855), bei dem der Druckraum mit einem Rückschlagventil ausgestattet ist, das bei Überdruck öffnet und somit durch Überdruck drohen­ de Schäden an der Anlage verhindert. Während des Be­ triebs der Brennkraftmaschine wird der, der Maschine sicherheitshalber zuviel zugeführte Kraftstoff in den Vorratstank zurückgeleitet, wobei er aber erheblich erwärmt worden ist. Dieser nun erwärmte Kraftstoff gast dort aus. Solange die Brennkraftmaschine arbeitet, ist dieser Sachverhalt ohne Bedeutung. Ist die Brenn­ kraftmaschine aber nach einer längeren Betriebsdauer stillgesetzt worden, wobei sich der gesamte Tankinhalt erwärmt hat, bildet sich in dem Förderaggregat ein Dampf- oder Gaspolster, das schließlich den gesamten Druckraum des Kraftstofförderaggregats füllt und da­ bei den im Aggregatgehäuse befindlichen Kraftstoff über die Saugöffnung in den Tank zurückdrückt. Ein Entweichen des Dampfes durch das Überdruckventil ist aber nicht möglich, weil der über dem Förderdruck des Aggregats liegende Schließdruck des Ventils durch den Dampfdruck nicht überwunden werden kann. Beim Wieder­ einschalten des Kraftstofförderaggregats muß also zu­ nächst das Gas aus dem Leitungssystem entfernt werden, indem es durch die Pumpe und den von dieser erneut angesaugte Kraftstoff der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Dadurch wird die Versorgung der Brennkraftmaschine erheblich verzögert, was unter bestimmten Umständen un­ angenehm und auch gefährlich sein kann, wenn es sich bei der Brennkraftmaschine um den Antriebsmotor eines Kraftfahrzeuges handelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Kraft­ stofförderaggregat so weiterzubilden, daß eine ausreichende Ver­ sorgung der Brennkraftmaschine mit Kraftstoff auch bei Wiederinbe­ triebnahme des Kraftstofförderaggregats bei hohen Kraftstoff­ temperaturen sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Der entstehende Dampf kann dabei sofort aus dem Aggregatgehäuse ent­ weichen, da bei stillgesetzter Pumpe der Durchgang im Schließglied des Überdruckventils offen ist und der Dampf zur Saugseite der Förderpumpe gelangt. Bei arbeitender Förderpumpe wird jedoch das Schließelement durch den strömenden Kraftstoff in seine Schließ­ stellung bewegt und dort gehalten, so daß das Schließglied des Überdruckventils seine Sicherheitsfunktion voll übernimmt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnah­ men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Kraftstofförderaggre­ gats möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung mit einer Brennkraftma­ schine und mit einem Kraftstoff-Vorratstank, in dem - nicht sichtbar - ein Kraftstofförderaggregat angeordnet ist, Fig. 2 ein außer Betrieb befindliches Kraftstoff­ förderaggregat der bei der Anordnung gemäß Fig. 1 ver­ wendeten Art, in vergrößerter Darstellung, teilweise geschnitten, Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit III in Fig. 2 und Fig. 14 die Schnittfläche an der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt einen Kraftstoff-Vorratstank 10, in dem - nicht sichtbar - ein Kraftstofförderaggregat ange­ ordnet ist. An dem Kraftstofförderaggregat ist eine Förderleitung 12 angeschlossen, über welche eine Brenn­ kraftmaschine 14 mit Kraftstoff versorgt wird, wenn das Förderaggregat arbeitet. Fig. 2 zeigt ein Kraftstoff- Förderaggregat 16, das zur Versorgung der Brennkraft­ maschine 14 verwendet wird und das in dem Kraftstoff- Vorratstank 10 untergebracht werden kann. Es weist ein Gehäuse 18 auf, das rohrförmig ausgebildet ist. Die bei­ den offenen Enden des vorförmigen Gehäuses 18 sind durch Gehäusedeckel 20 und 22 verschlossen. Der Gehäusedeckel 20 weist einen Saugstutzen 24 auf, während der Gehäuse­ deckel 22 mit einem Druckstutzen 26 versehen ist. Nahe dem Saugstutzen 214 ist im Innern des Gehäuses 18 - zu dem auch die Gehäusedeckel 20 und 22 gehören - ein aus zwei Stufen bestehendes Pumpaggregat 28 untergebracht.

Die zweistufige Förderpumpe 28 wird durch einen Elektro­ motor angetrieben, dessen Ankerwelle 30 in Fig. 2 sicht­ bar ist. Der Gehäusedeckel 22 weist ein besonders aus­ gestaltetes Überdruckventil 32 auf, das insbesondere an­ hand der Fig. 3 und 14 erläutert werden soll. Wie aus der vorstehenden Schilderung hervorgeht, durchströmt der zu fördernde Kraftstoff das Gehäuse 18 des Förderaggre­ gats vom Saugstutzen 214 zum Druckstutzen 26 in Richtung eines Pfeiles, der mit 314 bezeichnet ist. Eine derartige Ausgestaltung ist beispielsweise aus der DE-OS 27 00 855 bekannt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Pumpaggregat 28 durch eine Vorförder- oder Seitenkanal­ stufe 36 und eine dieser in Strömungsrichtung des Kraft­ stoffs nachgeordneten, als Innenzahnrad oder Gerotor­ pumpe ausgebildeten Haupt- oder Druckstufe 38 gebildet. Das Pumpaggregat 28 begrenzt einseitig einen unter För­ derdruck stehenden Druckraum 40 (Fig. 2), der sich zwischen dem Pumpaggregat 28 und dem Gehäusedeckel 22 befindet. In diesem, vom Kraftstoff durchströmten Druckraum 40 befindet sich auch der Elektromotor.

Das Überdruckventil 32 weist ein Schließglied 44 auf, das in einem rohrförmigen Ansatz 46 des Gehäusedeckels 22 untergebracht ist. Das Schließglied selbst ist nach Art einer Hülse ausgebildet und weist an seinem einen Ende einen Ringbund 48 mit einer Stützschulter 50 auf, an der sich eine das hülsenförmige Teilstück des Schließ­ glieds 44 umgebende, vorgespannte Druckfeder 51 abstützt. Eine der Stützschulter 50 gegenüberliegende, am rohr­ förmigen Ansatz 46 verankerte Abstützung 52 sichert die Druckfeder 51 in dem Ansatz 46 und stellt die erforder­ liche Vorspannung der Druckfeder 51 sicher. Der von der Abstützung 52 abgewandte Bereich des Ringbundes 48 ist als Dichtelement 54 ausgebildet, dem ein Ventilsitz 56 des Gehäusedeckels 22 zugeordnet ist. In der in Fig. 3 gezeigten Betriebsstellung legt die Feder 50 das Schließglied 44 mit seinem Dichtbereich 54 an dem Ven­ tilsitz 56 an, so daß sich das Schließglied 44 in einer Betriebslage befindet, in welcher der normale Betrieb des Kraftstofförderaggregats 16 abläuft. Das Schließ­ glied 44 des Überdruckventils 32 weist einen Durchgang 60 auf, der sich in Längsrichtung des Schließglieds 44 erstreckt und somit den Druckraum 40 des Aggregats mit der Saugseite (Tank) der Pumpe 28 verbindet. An seiner dem Druckraum 40 zugekehrten Seite ist der Durchgang 60 als kegeliger Ventilsitz 62 ausgebildet, dem eine als Schließelement dienende Kugel 64 zugeordnet ist. Der Sitzkegel 62 am Schließglied 44 divergiert zum Druck­ raum 40. Bei aufrechter Anordnung des Kraftstofförder­ aggregats 16 - so wie dies beispielsweise in Fig. 2 dargestellt ist, liegt die Schließkugel 64 in einem Fangtrichter 66, der an den Gehäusedeckel 22 angeformt ist und in den Druckraum 40 ragt. Der Fangtrichter 66 divergiert zum Schließglied 44. Der Abstand zwischen dem Fangtrichter 66 und dem Kegelsitz 62 am Schließglied 44 ist so gewählt, daß sich die Kugel 64 zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung bewegen kann. Die Schließstellung ist in Fig. 3 strichpunktiert dar­ gestellt und mit 70 bezeichnet. In der ausgezogenen Öff­ nungsstelle der Kugel 64 liegt diese an drei mit Abstand voneinander angeordneten, rippenartigen Vorsprüngen 72 an, die am Fangtrichter 66 ausgebildet sind. Zwischen den Rippen 72 verbleiben Kanäle 74 (Fig. 4).

Während des Betriebs des Förderaggregats 16 wird die Kugel 64 und dem in Richtung des Pfeiles 34 strömenden Fördermediums in den Sitzkegel 62 gedrückt, so daß die Längsbohrung 60 im Schließglied 40 verschlossen ist. Das Fördermedium strömt also über den Druckstutzen 26 und die Förderleitung 12 zur Brennkraftmaschine 14.

Wenn infolge einer Störung in der Anlage der im Druckraum 40 herrschende Druck einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird das Schließglied 44 zusammen mit der im Sitzkegel 62 liegenden Kugel 64 in Richtung des Pfeiles 76 gegen die Kraft der Druckfeder 50 vom Ventilsitz 56 abgehoben, so daß das Fördermedium am Ringbund 48 des Schließglieds 44 vorbeiströmen und aus dem rohrförmigen Ansatz 46 aus­ tretend auf die Saugseite der Pumpe gelangt. Diese Saug­ seite ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel durch das Innere des Vorratstanks 10 gebildet. Wenn das Kraft­ stofförderaggregat 16 nach einer längeren Betriebszeit stillgesetzt wird und sich der im Vorratstank 10 be­ findliche Kraftstoff erwärmt hat und ausgast, wird dies auch der im Druckraum 40 befindliche Kraftstoff tun. Die da bei auftretenden Gasblasen strömen dann jedoch so­ fort durch die Kanäle 74 zwischen den Vorsprüngen 72 des Fangtrichters 66 hindurch und gelangen zwischen Kugel 64 und Sitzkegel 62 in die Bohrung 60 des Schließglieds 44, von wo sie aus in den Kraftstoffvorratstank ausmün­ den.

Der Betrieb dieses Entlüftungsventils 62, 64 ist beson­ ders sicher, wenn das Förderaggregat 16 in einer Stellung angeordnet ist, in welcher die Hauptströmungsrichtung 34 im Gehäuse 18 von der Waagrechten abweicht. Dabei ist es unerheblich, ob das Förderaggregat 16 als sogenanntes Intank-Aggregat oder als sogenanntes Inline-Aggregat an­ geordnet ist. Bei der Verwendung des Aggregats 16 als Inline-Aggregat ist natürlich eine Rückführleitung not­ wendig, welche von dem rohrförmigen Ansatz 46 in den Vorratstank 10 führt, damit die austretenden Gase nicht zu einer unerwünschten Geruchsbelästigung führen können.

Claims (6)

1. Aggregat zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vor­ ratstank zu einer Brennkraftmaschine, mit einem vom Kraftstoff durchströmten Gehäuse, in dem eine Förder­ pumpe und ein diese antreibender Motor untergebracht sind und in Strömungsrichtung des Kraftstoffs hinter der Förderpumpe ein durch diese begrenzter Druckraum gebildet ist, der über ein bei Überdruck öffnendes Ventil zur Saugseite der Pumpe öffenbar ist, wobei das Schließglied des Ventils durch ein vorgespanntes Fe­ derelement während des Normalbetriebs des Förderaggregats in Schließstellung gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (44) einen die Druckseite der Pumpe mit deren Saugseite verbindenden Durchgang (60) aufweist,, der druckseitig mit einem Sitz (62) für ein Schließele­ ment (64) versehen ist, welches auf der Druckseite des Durchgangs zwischen einer Schließstellung (70) und einer Öffnungsstellung bewegbar angeordnet ist.

2. Förderaggregat nach Anspruch 1, wobei das Förder­ aggregat in einer Stellung angeordnet ist, in welcher die Hauptströmungsrichtung im Gehäuse von der Waagrech­ ten abweicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließ­ element (64) in seiner Öffnungsstellung in einem Fang­ trichter (66) des Gehäuses (22) liegt, der zum Schließ­ glied (44) divergiert.

3. Förderaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Fangtrichter (66) mehrere, vorzugsweise drei mit Abstand voneinander angeordnete, rippenartige Vorsprünge (72) aufweist.

4. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Schließelement (64) als Kugel ausgebildet ist.

5. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4 da­ durch gekennzeichnet, daß sich die saugseitige Mündung des Durchgangs (60) im Kraftstofftank (10) befindet.

6. Förderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß das Förderaggregat (16) in­ dem Vorratstank (10) angeordnet ist.