DE3827572C2

DE3827572C2 - Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zur Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE3827572C2
Application number: DE19883827572
Authority: DE
Inventors: Jaihind Singh Dr Sumal; Willi Strohl; James Beakley; Howard Turek
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-08-13
Filing date: 1988-08-13
Publication date: 1999-02-11
Anticipated expiration: 2008-08-14
Also published as: DE3827572A1; US4971017A

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Fördern von Kraft stoff nach der Gattung des Hauptanspruchs. Durch die US 47 47 388 ist eine solche Vorrichtung bekannt, bei der das Sperrglied des Ventils an dem einen Hebelarm eines zweiarmigen Hebels angeordnet ist, dessen anderer Hebelarm an der Innenseite einer den Saugraum gegenüber dem Tankinnenraum begrenzenden, halbdurchlässigen Filterplatte anliegt, deren Durchgangsporen die erste Öffnung des Saugraumes zum Tank innenraum bilden. Wenn nun bei weitgehend entleertem Tank das Kraft fahrzeug beispielsweise bergauf oder bergab fährt, gelangt der im Tank befindliche Restkraftstoff außerhalb des Saugbereichs der Förderpumpe, so daß der Saugraum rasch geleert wird. Der ent stehende, erhöhte Unterdruck in dem Saugraum zieht nun die Filter platte nach innen, wobei der Hebel bewegt und das Ventil geöffnet wird, so daß aus dem Speicherraum Kraftstoff in den Saugraum nach strömen kann. Diese Art der Ventilbetätigung erfordert jedoch einen relativ großen Unterdruck, der aber bei Normalbetrieb des Förder aggregats eine unerwünscht hohe Kavitation zur Folge hat. Weiter ist von Nachteil, daß die als Filterplatte ausgebildete Saugraumbe grenzung gegenüber dem Kraftstoff durchlässig ist, so daß ein Teil des im Speicherraum vorhandenen Kraftstoffs zurück in den Tankinnen raum gelangt und für die Dauer der genannten Betriebszustände des Kraftfahrzeugs dem Kraftstofförderaggregat nicht zur Verfügung steht.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Fördervorrichtung mit den kennzeichnenden Merk malen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß im Betrieb der Vorrichtung und bei ausreichend gefülltem Vorratstank der zu fördernde Kraftstoff angesaugt wird, wobei der Kraftstoff strom das Sperrglied an den Anschlag anlegt, so daß die erste Öff nung freiliegt. Dabei wird der Speicherraum durch den über die Kraftstoffrückführleitung zurückgeleitete Förderüberschuß gefüllt. Wenn nun das Kraftstofförderaggregat aus bestimmten Gründen Luft ansaugt, weil im Saugraum kein Kraftstoff mehr vorhanden ist, gelangt das Sperrglied selbsttätig in seine andere Betriebsstellung, in der es die zweite Öffnung freigibt, so daß Kraftstoff aus dem Speicherraum in den Saugraum fließen kann und damit die Kraftstoff versorgung der Brennkraftmaschine sichergestellt ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Fördervorrichtung möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine unmaßstäbliche Prinzipdarstellung einer zu einem Kraftfahrzeug gehörenden Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff, Fig. 2 einen Schnitt durch einen im Vorratstank der Vorrichtung angeordneten Speicherraum, in dem ein Förderaggregat untergebracht ist, Fig. 3 eine Teil-Vergrößerung eines in Fig. 2 mit III bezeichneten Details, in der die Anordnung während des Normalbe triebs der Fördervorrichtung dargestellt ist, Fig. 4 die Anordnung gemäß Fig. 3, wenn das Förderaggregat aus dem Speicherraum mit Kraftstoff versorgt wird und Fig. 5 einen Teilschnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4, ohne das Sperrglied.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt einen Kraftstoffvorratstank 10, in dem ein Kraft stofförderaggregat 12 angeordnet ist. An einem Druckstutzen 14 des Kraftstofförderaggregats 12 ist eine Druckleitung 16 angeschlossen, die zu einer Brennkraftmaschine 18 führt, welche zu einem nicht näher dargestellten Kraftfahrzeug gehört. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine fördert das Kraftstofförderaggregat 12 Kraftstoff aus dem Vorratstank 10 zur Brennkraftmaschine 18. Das Kraftstofför deraggregat 14 weist einen nicht näher dargestellten elektrischen Antriebsmotor auf, der eine ebenfalls nicht näher dargestellte Saug-Druckpumpe antreibt. Die Saugseite des Kraftstofförderaggregats 12 ist an einen Kraftstoffilter 20 angeschlossen, welcher sich nahe dem Boden 22 des Vorratstanks 10 befindet. Weiter ist das Kraft stofförderaggregat 12 in einem Speicherraum 24 untergebracht, der seinerseits in dem Kraftstoffvorratstank 10 angeordnet ist. Da das Kraftstofförderaggregat 12 mehr Kraftstoff fördert als die Brenn kraftmaschine 18 benötigt, führt von dieser eine nicht dargestellte Rückführleitung zum Speicherraum 24, so daß der Speicherraum 24 stets kraftstoffgefüllt ist. Der in den Speicherraum 24 zurück strömende, überschüssige Kraftstoff ist in Fig. 2 mit einem Pfeil 26 bezeichnet. Wenn der Speicherraum 24 kraftstoffgefüllt ist, fließt der Überlauf, in Fig. 2 durch einen Pfeil 28 symbolisiert, in den Kraftstoffvorratstank 10. Der Speicherraum 24 ist durch ein topfförmiges Bauteil 30 umschlossen, das eine Teilkammer 32 auf weist, welche über eine Trennwand 34 von dem Speicherraum 24 abge trennt ist. Die Teilkammer 32 ist über eine Öffnung 36 mit dem Tank innenraum leitend verbunden, so daß in der Teilkammer 32 der Kraft stoff ebenso hoch steht, wie dies im Vorratstank 10 der Fall ist. Ein dort angeordneter und an einer Stange 38 geführter Schwimmer 40 überträgt in geeigneter Weise den Kraftstoffstand auf eine im Blick feld des Kraftfahrzeuglenkers angeordnetes Anzeigeinstrument. Das Kraftstofförderaggregat 12 ist in dem topfförmigen Behälter 30 über in Umfangsrichtung an der Behälterwand mit Abstand voneinander ange ordnete Zungen 42 gehalten, an welchen das Kraftstofförderaggregat über einen Dämpfring 44 abgestützt wird. Das Kraftstofförderaggregat 12 weist ein Motorteil 46 und einen Pumpenteil 48 auf, die beide in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Innerhalb des gemein samen Gehäuses ist der Motorteil 46 mit dem Pumpenteil 48 derart gekoppelt, daß bei Aktivierung des Antriebsmotors die Pumpe arbeitet. Sie saugt dabei über einen Ansaugstutzen 50 Kraftstoff an und drückt diesen durch den Motorteil 46 über einen Druckstutzen 52 in die in Fig. 1 dargestellte Druckleitung 16. Der über die Druck leitung 16 geförderte Kraftstoff ist in Fig. 2 mit einem Pfeil 54 angedeutet. Es ergibt sich somit ein zwischen der Behälterwand 30 und dem Kraftstofförderaggregat 12 befindlicher Speicherraum 24, der im Normalbetrieb mit Kraftstoff gefüllt ist. Das Kraftstofförder aggregat 12 ist somit völlig im Kraftstoff untergetaucht. Die Anord nung des Kraftstofförderaggregats ist dabei so getroffen, daß der Kraftstoff im wesentlichen in vertikaler Richtung, und zwar von unten nach oben gefördert wird. Die untere Stirnseite des walzen förmigen Förderaggregats 12 ist dabei über eine Dämpfmanschette 56 in einer schalenförmigen Aufnahme 58 abgestützt, die sich an einen topfförmigen Zylinder 60 an dessen Topfrand anschließt. Der topf förmige Zylinder 60 ist einstückig mit dem Behälter 30 verbunden und ragt mit seinem Topfboden 62 in Richtung zum Tankboden 22 aus dem Behälter 30 heraus. Der topfförmige Zylinder 60 durchdringt somit den Boden 64 des Behälters 30. Die Aufnahme 58 für das Kraftstofför deraggregat 12 befindet sich somit innerhalb des Behälters 30 in dem Speicherraum 24. Dabei verbleibt jedoch zwischen der Aufnahme 58 und der Innenseite der Behälterwand ein Spalt, so daß der Kraftstoff bis zum Boden 64 des Behälters gelangen kann. Das Kraftstofförderaggre gat 12 sitzt somit gedämpft in der Aufnahme 58 und ragt mit seinem Saugstutzen 50 in den topfförmigen Zylinder 60, jedoch nur so weit, daß noch ein Saugraum 66 verbleibt. Der Saugraum 66 ist im Bereich des Behälterbodens 64 über zwei Öffnungen 68 mit dem Speicherraum 24 verbunden. Weiter weist der Boden 62 des topfförmigen Zylinders 60 zwei Durchbrüche 70 auf, die den Filter 20 münden. In dem Saugraum 66 selbst ist ein napfförmiges Sperrglied 72 untergebracht. Die Anordnung des Sperrglieds ist dabei so getroffen, daß der Napfboden dem Boden des topfförmigen Zylinders 60 zugewandt ist. Weiter ist der Boden des Sperrglieds 72 durchbrochen. Der Durchbruch 74 im Napfboden ist so angeordnet, daß er mit der Saugöffnung 77 des Saug stutzens 50 annähernd fluchtet. Die Anordnung der beiden Durchbrüche 70 im Boden des topfförmigen Zylinders 60 ist dabei so getroffen, daß sie von dem neben dem Durchbruch 74 verbleibenden Napfbodenrest abgedeckt sind, wenn das Sperrglied 72 an der Innenseite des Bodens 62 des Zylindertopfes 60 anliegt. Die Tiefe des Zylinders 60 ist so auf den Saugstutzen 50 des Kraftstofförderaggregats 12 abgestimmt, daß sich das Sperrglied, das an der Innenwand des zylinderförmigen Topfes 60 geführt ist, zwischen zwei Betriebsstellungen bewegen kann, die in den Fig. 3 und 4 dargestellt sind. In der einen Betriebsstellung (Fig. 3) verschließt das Sperrglied 72 die Öff nungen 68, wobei die Durchbrüche 70 freigegeben sind, während es in seiner in Fig. 4 gezeigten Betriebsstellung die Öffnungen 68 frei gibt und die Durchbrüche 70 verschließt. Das Sperrglied 72 ist somit aus seiner einen Betriebsstellung, in welcher es an dem Boden 62 des Zylindertopfes 60 anlegt in eine zweite Betriebsstellung bringbar, in der es an einer die Saugöffnung 76 des Saugstutzens 50 umgebenden Stirnfläche 76 anliegt. Schließlich sei noch erwähnt, daß das Sperr glied 72 geringfügig schwerer ist als die seinem Volumen ent sprechende Menge des Kraftstoffes.

Im Betrieb arbeitet die Kraftstoffördervorrichtung wie folgt: Bei gefülltem Kraftstofftank 10 mit arbeitender Pumpe saugt diese aus dem Saugraum 66 Kraftstoff an (Pfeile 78) und zieht gleichzeitig das Sperrglied 72 in seine in Fig. 3 dargestellte Betriebsstellung, in welcher dieses mit seiner Napfinnenseite an der Stirnfläche 76 des Saugstutzens 50 zur Anlage kommt. In dieser Arbeitsposition ver schließt das Sperrglied 72 die beiden Öffnungen 68 und gibt anderer seits die beiden Durchbrüche 70 frei. Der zu fördernde Kraftstoff strömt somit also durch das Filter 20 in Richtung der beiden in Fig. 3 dargestellten Pfeile 78 über die Durchbrüche 70 in den Saug raum 66 und dort den beiden Pfeilen 80 folgend über die Zentralboh rung 74 des Sperrglieds 72 in die Saugöffnung 77 des Saugstutzens 50 des Kraftstofförderaggregats 12. Diese Betriebsstellung behält das Sperrglied 72 bei, solange das Kraftstofförderaggregat 12 aus dem Saugraum 66 Kraftstoff über den Filter 20 anzusaugen vermag. Während dieser Zeit füllt sich der Behälter 30, so daß der Speicherraum 24 völlig mit dem in Richtung des Pfeiles 26 zurückströmenden, über schüssigen Kraftstoffs gefüllt ist.

Wenn jedoch der Kraftstofftank 10 weitgehend entleert ist und das Kraftfahrzeug in ungünstiger Weise am Hang geparkt wird, kann es passieren, daß sich der Kraftstoffilter 20 nicht mehr im Restkraft stoff befindet. Der gleiche Effekt kann aber auch auftreten, wenn das Kraftfahrzeug bei weitgehend entleertem Kraftstoffvorratstank 10 sich in rascher Kurvenfahrt befindet, so daß der im Tank 10 ver bleibende Restkraftstoff unter Einwirkung der Fliehkraft zur Seite getrieben wird. In beiden Fällen ist die Versorgung der Brennkraft maschine 18 mit Kraftstoff nicht mehr gewährleistet. Da bei diesen Betriebszuständen aber auch der beim Normalbetrieb stets vorhandene Unterdruck im Saugraum 66 aufgehoben wird, sinkt das Sperrglied 72 nach unten in seine in Fig. 4 dargestellte zweite Betriebsstellung, in welcher es die beiden Öffnungen 68 freigibt und die beiden Durch brüche 70 verschließt. Es kann also nun sofort der im Speicherraum 24 befindliche Kraftstoff über die Öffnungen 68 in den Saugraum 66 strömen (Pfeile 84), wo das Kraftstofförderaggregat 12 diesen Kraft stoff ansaugt und zur Brennkraftmaschine 18 fördern kann. Die Ver sorgung der Brennkraftmaschine 18 ist also solange sichergestellt, als sich Kraftstoff in dem Speicherraum 24 befindet. Dabei wird das Sperrglied 72 in seiner in Fig. 2 dargestellten zweiten Betriebs stellung festgehalten, weil die im Speicherraum 24 vorhandene Flüssigkeitssäule das Sperrglied 72 in dieser Arbeitsposition hält. Das Sperrglied 72 ist also zwischen zwei Betriebsstellungen beweg bar. In der einen Betriebsstellung verschließt es die beiden Durch brüche 70, wobei es am Boden 62 des zylinderförmigen Topfes zur Anlage kommt. In seiner anderen Betriebsstellung, in welcher es an der die Saugöffnung 76 der Förderpumpe umgebende Ringstirnfläche des Saugstutzens 50 anliegt, verschließt es die beiden Öffnungen 68 und gibt die Durchbrüche 70 frei.

Claims

1. Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zur Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, mit einem in dem Vorrats tank angeordneten Förderaggregat, dessen Förderpumpe mit einer Saug öffnung in einen umgrenzten, kraftstoffgefüllten Saugraum mündet, welcher über eine erste Öffnung mit dem Tankinnenraum und über eine zweite Öffnung mit einem von der Brennkraftmaschine ausgehenden Kraftstoffrückführleitung gespeisten Speicherraum verbunden ist, wobei die Begrenzung der zweiten Öffnung zusammen mit einem im Saug raum angeordneten Sperrglied ein Ventil bildet, welches die zweite Öffnung solange verschließt, als die Saugöffnung der Förderpumpe in den vom Tankinnenraum in den Saugraum strömenden Kraftstoff ein taucht, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (72) den Kraft stoffsaugstrom (78, 80) angeordnet von diesem an einem gegen den Saugraum (80) weisenden Anschlag (76) gehalten ist, wobei es die erste Öffnung (70) freigibt und daß das Sperrglied (72) bei unter brochenem Saugstrom (78, 80) die zweite Öffnung (68) freigibt und die erste Öffnung (70) sperrt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (72) an einer der Saugöffnung (76) benachbarten Führung zwischen seinen beiden Betriebsstellungen bewegbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Sperrglied schwerer ist als die seinem Volumen entsprechende Menge des Kraftstoffs.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Führung durch einen mit der Wand (30) des Speicherraums verbundenen, topfförmigen Zylinder (60) gebildet ist, dessen Topfboden (62) die erste Öffnung (70) aufweist und an dessen Topfwand die zweite Öffnung (68) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Öffnung (68 bzw. 70) aus mehreren Teilöffnungen gebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß das Sperrglied (72) an der Topfinnenwand geführt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß ein die Saugöffnung (77) der Förderpumpe aufweisender Saugstutzen (50) in den Topf (60) ragt und daß die Saugöffnung (77) des Stutzens (50) umgebende Stirnfläche (76) den Anschlag für das in seiner einen Betriebsstellung befindliche Sperrglied (72) bildet.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der Topfboden (62) eine Bewegungsbegrenzung bildet, an welcher das Sperrglied (72) an seiner anderen Betriebsstellung anliegt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß das Sperrglied (72) einen im wesentlichen napfförmigen Querschnitt aufweist und in seinem Napfboden mit einem Durchbruch (74) versehen ist, der mit der Saugöffnung (77) des Saugstutzens (50) zumindest annähernd fluchtet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der neben dem Durchbruch (74) verbleibende Napfbodenrest die ersten Öffnung (70) abdeckt, wenn sich das Sperrglied (72) in seiner anderen Betriebsstellung befindet.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß an dem Topfrand des Zylinders (60) eine schalenförmige Aufnahme (58) für einen Endbereich des Förderaggregats (12) ange ordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Förderaggregat (12) und der Aufnahme (58) ein elastischer Dämpfkörper (56) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekenn zeichnet, daß eine den Speicherraum (24) begrenzende, das Förder aggregat (12) umgebende Wand mit Abstand von der Aufnahme (58) mehrere in Umfangsrichtung mit Abstand voneinander angeordnete Haltemittel (42, 44) aufweist, welche das Förderaggregat (12) in seiner Betriebsstellung sichern.