EP0734493A1 - Einrichtung zum fördern von kraftstoff aus einem vorratstank zu einer brennkraftmaschine - Google Patents

Einrichtung zum fördern von kraftstoff aus einem vorratstank zu einer brennkraftmaschine

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EP0734493A1
EP0734493A1 EP95926836A EP95926836A EP0734493A1 EP 0734493 A1 EP0734493 A1 EP 0734493A1 EP 95926836 A EP95926836 A EP 95926836A EP 95926836 A EP95926836 A EP 95926836A EP 0734493 A1 EP0734493 A1 EP 0734493A1
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EP
European Patent Office
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degassing
fuel
jet pump
delivery unit
pump
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Withdrawn
Application number
EP95926836A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Kleppner
Kurt Frank
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/02—Feeding by means of suction apparatus, e.g. by air flow through carburettors
    • F02M37/025—Feeding by means of a liquid fuel-driven jet pump

Definitions

  • the invention is based on a device for conveying fuel from a storage tank to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • a delivery unit inserted into a storage tank delivers fuel from the storage tank to an internal combustion engine.
  • this is inserted into another container attached to the bottom of the storage tank, the volume of which is much smaller than that of the storage tank by means of a jet pump is filled from the storage tank.
  • the jet pump is arranged at the lower, bottom end of the container and can thus fill the container with an almost completely empty storage tank or a possible side inclination, which can then be sucked in there via a suction nozzle of the delivery unit, which is also near the bottom.
  • the known delivery device has the disadvantage that the fuel return flow flowing back from the internal combustion engine is used to drive the jet pump between the storage tank and container, which in addition to a structurally relatively complex supply of the return amount to the jet pump also has the consequence that the delivery rate of the delivery unit accordingly large must be interpreted that the return flow is sufficient in every operating state of the internal combustion engine to ensure safe operation of the jet pump.
  • the device according to the invention for conveying fuel from a storage tank to an internal combustion engine with the characterizing features of claim 1 has the advantage that, by using the degassing flow exiting the delivery unit to drive the jet pump, the return flow from the internal combustion engine to the jet pump is not supplied can.
  • the delivery rate of the delivery unit now only needs to be matched to the requirements of the internal combustion engine, so that the amount of delivery required on the delivery unit can be reduced overall, which in addition to lower power consumption of the delivery unit also results in a reduction in noise emissions and an increase in the service life of the delivery unit Has.
  • the jet pump is designed in such a way that even at the lowest delivery rate of the delivery unit, the exiting degassing flow is sufficient to drive it.
  • the use of the degassing in the pump chamber which is in any case necessary for delivery units and in particular flow pumps, for high efficiency to drive the jet pump thus enables a particularly compact construction of the entire delivery device.
  • the arrangement of the degassing line in a short pipe socket protruding from the housing of the conveying unit, the outlet of which is as directly as possible opposite the suction opening of the jet pump, is particularly advantageous since long pipelines can be dispensed with in this way.
  • the The degassing line also advantageously has a nozzle.
  • the invention relates to the description of
  • Fuel delivery devices are shown in the drawing and are explained in more detail below.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment in a simplified partial section through the storage tank, in which the jet pump is connected to the by means of an elastic line
  • FIGS. 2 and 3 show two further exemplary embodiments analogous to the illustration in FIG. 1, in which the outlet opening of the pipe socket receiving the degassing line opens directly onto the jet pump.
  • FIG. 1 The one shown in simplified form in FIG.
  • Fuel delivery device has a fuel supply anchor 1, on the bottom 3 of which a preferably cylindrical container 5 is fastened.
  • a delivery unit 7 is arranged, which is formed by a flow pump 9 driven by an electric motor (not shown in detail), the suction pipe 11 of which projects into the region of the container 5 near the bottom, the fuel pipe 13 being connected upstream of the suction pipe 11.
  • the flow pump 9 has in its housing 15 a cylindrical pump chamber 17, in which a rotating driven impeller 19 is arranged, which on its axial end faces over the Wing 21 distributed over the entire circumference, 21 chambers being formed in each case between two adjacent wings, which, with a partial annular groove in the end faces of the pump chamber 17, form a delivery channel 23.
  • This delivery channel 23 extends from an intake port 25 connected to the intake port 11 into the pump chamber 17 in the form of a partial ring to an outlet opening 27 from the pump chamber 17 which, with the interposition of the electric motor (not shown in more detail), in a known manner with a delivery line 29 to an internal combustion engine 31 is connected.
  • a degassing opening 33 leads out in the form of a bore from the pump chamber 17, which opens into a pipe socket 35 arranged on the end face of the conveying unit 7 facing the floor 3, the pipe socket 35 thereby forming a degassing line 37 .
  • a jet pump 39 is inserted in its lower, bottom, peripheral housing wall, the suction-side end of which projects into the storage tank 1 and the pressure-side end into the container 5.
  • the degassing flow of the flow pump 9 is used as the propellant quantity of the jet pump 39, for which purpose the outlet opening of the pipe socket 35 is connected by means of an elastic connecting line 41 to a nozzle within the jet pump 39, which nozzle is not shown in FIG. 1.
  • the structure of the jet pump 39 can be found in the exemplary embodiments shown in FIGS. 2 and 3, the design of which differs only in terms of the arrangement and design of the jet pump 39 from the first exemplary embodiment shown in FIG. 1, which is why their description is limited to the jet pump 39.
  • the outlet opening of the pipe socket 35 projecting axially from the delivery unit 7 opens directly into a suction space 43 which is formed by molding the lower end face of the container 5 facing the bottom 3 and which is open towards the storage tank 1.
  • a suction opening 47 of the jet pump 39 is arranged opposite the outlet opening of the pipe socket 35, which is also nozzle-shaped and thus connects the suction space 43 to the interior of the container 5.
  • the pipe socket 35 projects through a conical passage opening 49 into the suction chamber 43, a sealing ring 51 being clamped between the pipe socket 35 and the wall of the suction chamber 43 formed by the container wall.
  • the wall of the container 5 has a shoulder at its lower end in the area of the pipe socket 35, so that a radially inwardly offset wall surface 53 is formed, in which the nozzle-shaped suction opening 47 of the jet pump 39 now is arranged.
  • this is extended by an angle piece 55 in the third exemplary embodiment, the outlet opening of the pipe socket 35 again being designed as a nozzle 45.
  • the fuel delivery device according to the invention works in the following manner.
  • filtered fuel is drawn in from the container 5 into the pump chamber 17 via the intake port 11, which is there in a known manner is conveyed through the impeller 19 along the conveying channel 23 to the outlet opening 27 and via the conveying line 29 to the internal combustion engine 31.
  • a degassing flow of about 20 l / h at 100 kPa emerges from the degassing opening 33, which is supplied via the degassing line 37 formed in the pipe socket 35 and in FIG. 1 via the elastic connecting line 41 to the jet pump 39, the flow rate of the degassing flow increased again due to the nozzle 45.
  • the degassing flow entrains the fuel therein when it flows through the suction space 43 and enters the container with it in a known manner via the suction opening 47, so that a safe filling of the container 5 is ensured during the operation of the conveying unit 7.
  • the suction opening 47 between the container 5 and the tank 1 is offset upwards by a certain amount with respect to the bottom 3. It is thus with the invention
  • Kraf material delivery device possible in a simple manner to operate the jet pump 39 necessary for filling the container 5 with the degassing flow of the flow pump 9, this use of the degassing flow of the delivery pump as the propellant quantity for a jet pump can alternatively also be used for delivery devices working with other conveying media.

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Abstract

Einrichtung zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank (1) zu einer Brennkraftmaschine (31), mit einem im Vorratstank (1) angeordneten, ein Förderaggregat (7) aufnehmenden Behälter (5), aus dem das druckseitig mit der Brennkraftmaschine (31) verbundene Förderaggregat (7) den Kraftstoff ansaugt und mit einer durch einen Teil der vom Förderaggregat (7) geförderten Kraftstoffmenge angetriebenen Strahlpumpe (39), die Kraftstoff aus dem Vorratstank (1) in den Behälter (5) fördert. Dabei wird als Treibmenge der Strahlpumpe (39) der Entgasungsstrom des als Strömungspumpe (9) ausgebildeten Förderaggregates (7) genutzt, wozu eine Entgasungsöffnung (33) der Strömungspumpe (9) über eine Entgasungsleitung (37) mit der Strahlpumpe (39) verbunden ist.

Description

Einrichtung zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zu einer Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung geht von einer Einrichtung zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zu einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei einer solchen aus der DE-PS 35 00 718 bekannten Einrichtung fördert ein in einen Vorratstank eingesetztes Fδrderaggregat Kraftstoff aus dem Vorratstank zu einer Brennkraftmaschine. Um dabei auch bei einem nur wenig gefüllten Vorratstank und einer möglichen Seitenneigung des Vorratstankes ein sicheres Ansaugen von Kraftstoff durch das Förderaggregat zu gewährleisten ist dieses in einen weiteren, am Boden des Vorratstankes befestigten Behälter eingesetzt, dessen gegenüber dem Vorratstank sehr viel kleineres Volumen mittels einer Strahlpumpe aus dem Vorratstank befüllt wird. Die Strahlpumpe ist dazu am unteren, bodennahen Ende des Behälters angeordnet und kann so auch bei nahezu vollständig entleertem Vorratstank bzw. einer möglichen Seitenneigung Kraftstoff in den Behälter füllen, der dann dort über einen ebenfalls bodennahen Ansaugstutzen des Förderaggregates angesaugt werden kann.
Dabei hat die bekannte Fördereinrichtung jedoch den Nachteil, daß zum Antrieb der Strahlpumpe zwischen Vorratstank und Behälter die von der Brennkraftmaschine rückströmende Kraftstoffrücklaufmenge genutzt wird, was neben einer konstruktiv relativ aufwendigen Zuführung der Rücklaufmenge zur Strahlpumpe auch zur Folge hat, daß die Fördermenge des Fδrderaggregates dementsprechend so groß ausgelegt werden muß, daß die Rücklaufmenge in jedem Betriebszustand der Brennkraftmaschine ausreichend ist, um ein sicheres Arbeiten der Strahlpumpe zu gewährleisten.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank zu einer Brennkraftmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Nutzung der am Förderaggregat austretenden EntgasungsStrömung zum Antrieb der Strahlpumpe auf eine Zuleitung der Rücklaufmenge von der Brennkraftmaschine zur Strahlpumpe verzichtet werden kann. Zudem braucht die Förderleistung des Förderaggregates nun nur noch auf den Bedarf der Brennkraftmaschine abgestimmt werden, so daß die am Fδrderaggregat nötige Fδrdermenge insgesamt gesenkt werden kann, was neben einer geringeren Leistungsaufnahme des Fδrderaggregates auch eine Senkung der Geräuschemission und eine Erhöhung der Lebensdauer des Förderaggregates zur Folge hat. Dabei ist die Strahlpumpe derart ausgelegt, daß auch bei der geringsten Förderleistung des Förderaggregates der austretende Entgasungsström zu deren Antrieb ausreicht. Das Nutzen der an Förderaggregaten und insbesondere an Strömungspumpen für einen hohen Wirkungsgrad ohnehin notwendigen Entgasung in der Pumpkammer zum Antrieb der Strahlpumpe ermöglicht somit einen besonders kompakten Aufbau der gesamten Fördereinrichtung. Dabei ist die Anordnung der Entgasungsleitung in einem kurzen, vom Gehäuse des Fδrderaggregates abstehenden Rohrstutzen, dessen Austritt der Ansaugδffnung der Strahlpumpe möglichst direkt gegenüberliegt besonders vorteilhaft, da so auf lange Rohrleitungen verzichtet werden kann. Um die Geschwindigkeit der Entgasungsströmung an der Strahlpumpe noch einmal zu erhöhen, weist die Entgasungsleitung zudem in vorteilhafter Weise eine Düse auf.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des
Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der
Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
Drei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Kraftstoffördereinrichtung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.
Es zeigen die Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel in einem vereinfachten Teilschnitt durch den Vorratstank, bei dem die Strahlpumpe mittels einer elastischen Leitung an die
Entgasungsleitung des Fδrderaggregates angeschlossen ist und die Figuren 2 und 3 zwei weitere Ausführungsbeispiele analog zur Darstellung der Figur 1, bei denen die Austrittsδffnung des die Entgasungsleitung aufnehmenden Rohrstutzens direkt an die Strahlpumpe mündet.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die in der Figur 1 vereinfacht dargestellte
Kraftstoffördereinrichtung weist einen KraftStoffVorrats ank 1 auf, an dessen Boden 3 ein vorzugsweise zylinderförmiger Behälter 5 befestigt ist. In diesem Behälter 5 ist ein Förderaggregat 7 angeordnet, daß durch eine von einem nicht näher dargestellten Elektromotor angetriebene Strömungspumpe 9 gebildet wird, deren Ansaugstutzen 11 in den bodennahen Bereich des Behälters 5 ragt, wobei dem Ansaugstutzen 11 ein Kraftstoffilter 13 vorgeschaltet ist. Die Strömungspumpe 9 weist in ihrem Gehäuse 15 eine zylinderförmige Pumpkammer 17 auf, in der ein umlaufend angetriebenes Laufrad 19 angeordnet ist, das an seinen axialen Stirnflächen über den gesamten Umfang verteilt Flügel 21 aufweist, wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Flügeln 21 Kammern gebildet sind, die mit einer Teilringnut in den Stirnflächen der Pumpkaτnrrιer 17 einen Fδrderkanal 23 bilden. Dieser Förderkanal 23 erstreckt sich dabei von einer mit dem Ansaugstutzen 11 verbundenen Ansaugöffnung 25 in die Pumpkammer 17 in Form eines Teilringes zu einer Auslaßδffnung 27 aus der Pumpkammer 17, die unter Zwischenschaltung des nicht näher dargestellten Elektromotors in bekannter Weise mit einer Fδrderleitung 29 zu einer Brennkraftmaschine 31 verbunden ist.
Desweiteren führt zwischen der Ansaugöffnung 25 und der Auslaßδffnung 27 eine Entgasungsδffnung 33 in Form einer Bohrung aus der Pumpkammer 17 ab, die in einen an der dem Boden 3 zugewandten Stirnfläche des Förderaggregates 7 angeorneten Rohrstutzen 35 mündet, wobei der Rohrstutzen 35 dabei eine Entgasungsleitung 37 bildet.
Zum Befüllen des im Vorratstank 1 angeordneten Behälters 5 ist in dessen untere bodennahe umfangsseitige Gehäusewand eine Strahlpumpe 39 eingesetzt, deren ansaugseitiges Ende in den Vorratstank 1 und druckseitiges Ende in den Behälter 5 ragt. Als Treibmenge der Strahlpumpe 39 wird die EntgasungsStrömung der Strömungspumpe 9 verwendet, wozu die Austrittsδffnung des Rohrstutzens 35 mittels einer elastischen Verbindungsleitung 41 mit einer in der Figur 1 nicht näher dargestellten Düse innerhalb der Strahlpumpe 39 verbunden ist.
Der Aufbau der Strahlpumpe 39 ist dabei den in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen entnehmbar, deren Ausgestaltung sich nur hinsichtlich der Anordnung und Ausbildung der Strahlpumpe 39 gegenüber dem ersten in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel unterscheidet, weshalb deren Beschreibung auf die Strahlpumpe 39 beschränkt ist.
Bei dem in der Figur 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel mündet die Austrittsöffnung des axial vom Förderaggregat 7 abstehenden Rohrstutzens 35 direkt in einen Ansaugraum 43 der durch eine Einformung der unteren dem Boden 3 zugewandten Stirnfläche des Behälters 5 gebildet ist und der zum Vorratstank 1 hin geöffnet ist. Dabei ist der als Düse 45 ausgebildeten Austrittsöffnung des Rohrstutzens 35 gegenüberliegend eine Ansaugöffnung 47 der Strahlpumpe 39 angeordnet, die ebenfalls düsenfδrmig ausgebildet ist und so den Ansaugraum 43 mit dem Inneren des Behälters 5 verbindet. Der Rohrstutzen 35 ragt dabei durch eine konisch ausgebildete Durchlaßδffnung 49 in den Ansaugraum 43, wobei zwischen dem Rohrstutzen 35 und der durch die Behälterwand gebildeten Wand des Ansaugraumes 43 ein Dichtring 51 eingespannt ist.
Bei dem in der Figur 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel weist die Wand des Behälters 5 an ihrem unteren Ende im Bereich desw Rohrstutzens 35 einen Absatz auf, so daß eine radial nach innen versetzte Wandfläche 53 gebildet ist, in der nunmehr die düsenfδrmige Ansaugδffnung 47 der Strahlpumpe 39 angeordnet ist. Um die Austrittsδffnung des Rohrstutzens 35 in eine der Ansaugöffnung 47 gegenüberliegende Lage zu bringen, ist dieser im dritten Ausführungsbeispiel um ein Winkelstück 55 verlängert, wobei die Austrittsöffnung des Rohrstutzens 35 wiederum als Düse 45 ausgebildet ist.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffördereinrichtung arbeitet in folgender Weise.
Während des Betriebs des Förderaggregates 7 wird über den Ansaugstutzen 11 gefilterter Kraftstoff aus dem Behälter 5 in die Pumpkammer 17 angesaugt, der dort in bekannter Weise durch das Laufrad 19 entlang des Förderkanals 23 zur Auslaßδffnung 27 und über die Förderleitung 29 weiter zur Brennkraftmaschine 31 gefördert wird. Dabei tritt aus der Entgasungsδffnung 33 eine Entgasungsströmung von etwa 20 1/h bei 100 kPa aus, die über die im Rohrstutzen 35 gebildete Entgasungsleitung 37 und in der Figur 1 über die elastische Verbindungsleitung 41 der Strahlpumpe 39 zugeführt wird, wobei sich die Strömungsgeschwindigkeit der Entgasungsströmung infolge der Düse 45 noch einmal erhöht. Die Entgasungsströmung reißt bei ihrem Durchströmen des Ansaugraumes 43 den darin befindlichen Kraftstoff mit und tritt mit diesem in bekannter Weise über die Ansaugöffnung 47 in den Behälter ein, so daß während des Betriebs des Fδrderaggregates 7 ein sicheres Befüllen des Behälters 5 gewährleistet ist. Um bei einem nahezu entleerten Vorratstank 5 ein vollständiges Rückströmen von Kraftstoff aus dem Behälter 5 in den Vorratstank 1 zu vermeiden, ist die Ansaugδffnung 47 zwischen Behälter 5 und Tank 1 gegenüber dem Boden 3 um ein bestimmtes Maß nach oben versetzt. Es ist somit mit der erfindungsgemäßen
Kraf stoffördereinrichtung in einfacher Weise möglich die zur Befüllung des Behälters 5 notwendige Strahlpumpe 39 mit dem Entgasungsstrom der Strömungspumpe 9 zu betreiben, wobei diese Verwendung der Entgasungsströmung der Förderpumpe als Treibmenge für eine Strahlpumpe alternativ auch für mit anderen Fδrdermedien arbeitende Fördereinrichtungen anwendbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Einrichtung zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratstank (1) zu einer Brennkraftmaschine (31) , mit einem im Vorratstank (1) angeordneten, ein Fδrderaggregat (7) aufnehmenden Behälter (5) , aus dem das druckseitig mit der Brennkraftmaschine (31) verbundene Fδrderaggregat (7) den Kraftstoff ansaugt und mit einer durch einen Teil der vom Förderaggregat (7) geförderten Kraftstoffmenge angetriebenen Strahlpumpe (39) , die Kraftstoff aus dem Vorratstank (1) in den Behälter (5) fördert, dadurch gekennzeichnet, daß am Förderaggregat (7) eine Entgasungsδffnung (33) vorgesehen ist und daß die während des Betriebs des Förderaggregates (7) aus der Entgasungsδffnung (33) austretende Entgasungsströmung der Strahlpumpe (39) als Treibmenge zugeführt wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Entgasungsδffnung (33) des Förderaggregates (7) und der Strahlpumpe (39) eine Entgasungsleitung (37) vorgesehen ist, die an ihrem Austritt zur Strahlpumpe (39) hin eine Düse (45) aufweist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungsleitung (37) in einem vom Gehäuse des Förderaggregates (7) abstehenden Rohrstutzen (35) angeordnet ist, dessen Austrittsδffnung dabei einer vorzugsweise dusenförmig ausgebildeten Ansaugöffnung (47) der Strahlpumpe (39) gegenüberliegend in einen mit dem Vorratstank (1) verbundenen Ansaugraum (43) mündet.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlpumpe (39) in die Wand des Behälters (5) eingesetzt ist und mittels einer elastischen Verbindungsleitung (41) mit dem Rohrstutzen (35) verbunden ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fδrderaggregat eine elektrisch angetriebene Strδmungspumpe (9) aufweist, mit einem in einer Pumpkammer (17) umlaufend angetriebenen Laufrad (19) an dessen Stirnflächen Flügel (21) angeordnet sind, die den Kraftstoff entlang eines Fδrderkanals (23) von einer Ansaugöffnung (25) in die Pumpkammer (17) zu einer Auslaßδffnung (27) aus dieser heraus fördern.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungsöffnung (33) am Förderaggregat (7) von der Pumpkammer (17) der Strömungspumpe (9) ausgeht.
EP95926836A 1994-09-06 1995-08-02 Einrichtung zum fördern von kraftstoff aus einem vorratstank zu einer brennkraftmaschine Withdrawn EP0734493A1 (de)

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