WO2015172919A1 - Pumpenanordnung für einen kraftstofftank - Google Patents

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WO2015172919A1
WO2015172919A1 PCT/EP2015/055622 EP2015055622W WO2015172919A1 WO 2015172919 A1 WO2015172919 A1 WO 2015172919A1 EP 2015055622 W EP2015055622 W EP 2015055622W WO 2015172919 A1 WO2015172919 A1 WO 2015172919A1
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WO
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fuel
fuel tank
suction line
float valve
pump
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/055622
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English (en)
French (fr)
Inventor
Radek Malec
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
    • F02M37/0076—Details of the fuel feeding system related to the fuel tank
    • F02M37/0088—Multiple separate fuel tanks or tanks being at least partially partitioned
    • F02M37/0094—Saddle tanks; Tanks having partition walls
    • 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
    • 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
    • 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
    • F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/08—Feeding by means of driven pumps electrically driven
    • F02M37/10—Feeding by means of driven pumps electrically driven submerged in fuel, e.g. in reservoir
    • F02M37/106—Feeding by means of driven pumps electrically driven submerged in fuel, e.g. in reservoir the pump being installed in a sub-tank

Definitions

  • the present invention relates to a pump assembly for a fuel tank and a fuel tank, in particular a motor vehicle, such as a car, a truck or a bus.
  • a motor vehicle such as a car, a truck or a bus.
  • motor vehicles To supply an internal combustion engine with fuel, motor vehicles usually have a fuel tank with a storage pot, which as
  • Fuel is pumped by a fuel pump to the engine.
  • the storage tank should always be filled with a sufficient amount of fuel, so that, for example, even in heavily sloping terrain and / or when cornering the engine continuously and reliably with
  • Fuel can be supplied.
  • jet pumps arranged in different areas of the fuel tank, which can each promote fuel in the storage tank.
  • the jet pumps can each be operated, for example, with a subset, also called the amount of fuel, of an amount of fuel delivered by the fuel pump.
  • each of the jet pumps is designed and dimensioned in such a way that the storage pot can be completely filled with this jet pump even if fuel is present in only one area of the fuel tank.
  • today Supply systems are therefore usually designed redundant and oversized with respect to a fuel supply.
  • Embodiments of the invention may provide a reliable, energy efficient, and comprehensive fueling system for an internal combustion engine.
  • the pump assembly has a storage pot and a jet pump for filling the storage pot with fuel from the fuel tank.
  • the pump assembly according to the invention further comprises a first suction line and a second suction line, which in each case so hydraulically with the
  • Jet pump in connection that the jet pump can suck fuel from both the first and from the second suction line.
  • the pump arrangement has a first float valve, which is arranged on the first suction line, and a second float valve, which is arranged on the second suction line.
  • the first float valve is adapted to block the first suction line when a first
  • Fuel level in a first chamber of the fuel tank is below a first threshold, and the second float valve is adapted to block the second suction line, if a second
  • the first and second thresholds may each designate a fill level of the first and second chambers of the fuel tank, respectively.
  • Chambers can open, the storage tank can be filled with fuel from the various areas and / or chambers of the fuel tank.
  • Pump assembly according to the invention may therefore make it possible to dispense with further jet pumps for filling the storage cup. This can have an advantageous effect on energy consumption, material costs and production costs of the pump arrangement. Maintenance work can be reduced advantageously.
  • the first float valve has a first inlet region, a first float element and a first suction line region, which is connected to the first suction line.
  • the second float valve has a second inlet region, a second inlet region
  • the first float element is configured to provide a hydraulic connection between the first inlet region and the first suction line region when the first threshold value or fill level is exceeded, and the second float element is configured to exceed the second threshold value or
  • the float valves are each designed to open when exceeding the respective filling level or threshold value in the respective chamber of the fuel tank and falls below the
  • Jet pump can be prevented.
  • the pump arrangement comprises a fuel pump for conveying fuel from the storage pot to an internal combustion engine and at least one check valve, which is arranged in the first suction line and / or the second suction line and which is adapted to a backflow of fuel from the jet pump to the first float valve and / or the second float valve to prevent.
  • a check valve can advantageously prevent emptying of the reservoir cup via the first and / or the second suction line.
  • the at least one treble line is hydraulically connected to a supply line from a fuel pump to the internal combustion engine and / or with a
  • the jet pump can be operated with a subset of fuel, which can be tapped from the intake line to the engine and / or the return line from the engine and can be supplied as a propellant through the haulage line of the jet pump.
  • This can advantageously be a number of components of the
  • Another aspect of the invention relates to a fuel tank for a
  • a motor vehicle the fuel tank having a pump assembly as described above and below.
  • the fuel tank on a first chamber and a second chamber which are spatially separated from each other.
  • the first and second chambers can designate subregions of, for example, a tank container of the fuel tank, which can communicate with one another.
  • the "spatial separation" may also be understood to mean that fuel can not flow from the first to the second chamber or vice versa
  • the first and second chambers may be separated by a barrier, such as a bulkhead.
  • the first and the second chamber are separated from each other by a concave recess on a wall of the fuel tank.
  • the fuel tank may be about a saddle tank having at least two chambers that are spatially separated by the indentation into an interior of the fuel tank.
  • the indentation may be formed, for example due to space limitations on an underside of the fuel tank.
  • the storage pot and the first float valve are arranged in the first chamber and the second float valve is arranged in the second chamber. This can ensure that from both chambers on the respective
  • Float valve and the respective suction line fuel can be sucked from the jet pump and fed to the storage pot.
  • the first float valve can be arranged approximately at a deepest region of the first chamber, and the second float valve can be arranged approximately at a deepest region of the second chamber, so that the fuel can flow by gravity in the direction of the respective float valves and thus also in the fuel tank Residual amounts of fuel can be sucked in and used.
  • the first float valve has a first inlet region, which bears on the inside of the wall of the fuel tank, and a first Saug effets Scheme, which is connected to the first suction line.
  • the second float valve has a second inlet portion, which abuts the inside of the wall of the fuel tank, and a second Saug effets Scheme, which is connected to the second suction line.
  • the first and / or the second inlet region can be approximately on the inside of a Be arranged underside of the fuel tank, so that advantageously also small residual amounts of Kraftsoff sucked and the storage cup and the engine can be supplied.
  • a filter element for filtering impurities in the fuel is arranged at the first inlet region and the second inlet region. This can advantageously prevent a clogging about one of the suction lines and / or a nozzle of the jet pump and / or other components of the pump assembly by the impurities. It can also be reduced maintenance and reliability and life of the pump assembly and the fuel tank can be increased.
  • Fig. 1 shows schematically a fuel tank with a pump assembly according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 2 shows schematically a fuel tank with a pump assembly according to another embodiment of the invention.
  • FIG. 1 schematically shows a fuel tank 100 with a tank container 101, in which a pump arrangement 10 according to an embodiment is arranged.
  • the fuel tank 100 or the tank container 101 has a first chamber 102 and a second chamber 104, which from one into an interior of the
  • Dent 106 are spatially separated.
  • the recess 106 is formed on a wall 108, which has a bottom of the
  • Fuel tanks 100 may denote.
  • the pump assembly 10 has a storage pot 12, in which a
  • Jet pump 14 is arranged with an outlet 22.
  • the storage pot 12 is arranged in the first chamber 102 and is located on the inside of the wall 108 at. On one of the wall 108 facing bottom 13 of the storage cup 12, this is hydraulically connected via a check valve 15 to the fuel tank 100.
  • the check valve 15 is also referred to as Clearbehellventil and is designed to allow an influx of fuel from the first chamber 102 into the storage pot 12, so that this by pressure equalization between the first chamber 102 and storage pot 12 to a filling level of the first chamber 102 with Fuel can be filled. It can continue
  • Check valve 15 to prevent emptying of the reservoir cup 12 by a flow of fuel from the reservoir cup 12 via the valve 15 can be blocked.
  • impurities from the fuel Kraftsoff 100 may be disposed between the bottom 13 of the storage pot 14 and the wall 108 of the fuel tank 100, a filter element.
  • the jet pump 14 can also be arranged outside the storage pot 12 in the first chamber 102, in which case the outlet 22 can fill the storage pot 12 with fuel, for example via a filling line.
  • the fuel tank 100 further includes a fuel pump 24, which is adapted to fuel from the storage cup 12 via an inlet line 26 an internal combustion engine 103rd supply.
  • the fuel pump 24 may be about an electrically operated pump.
  • a check valve 17 can be arranged in the feed line 26, which can prevent or block a return flow of fuel from the internal combustion engine 103 to the fuel pump 24 via the feed line 26.
  • the fuel pump 24 may be disposed outside of the storage pot 12.
  • a subset of the fuel pumped by the fuel pump 24 can be taken from the feed line 26 or diverted from this and are fed via a drive line 28 of the jet pump 14 as a driving amount.
  • the amount of propellant can be used to actually operate the jet pump 14.
  • the amount of propulsion of the jet pump 14 can also be operated via a return line 30 from the internal combustion engine 103 to the storage pot 14.
  • a first suction line 16 is further connected to which in turn a first float valve 20 a arranged or
  • a second suction line 18 is branched off, to which a second float valve 20b is arranged or connected.
  • the second suction line 18 can also directly on the
  • Jet pump 14 may be connected.
  • the first float valve 20a is in the first chamber 102 and the second float valve 20b is disposed in the second chamber 104, wherein the second suction line 18 may be guided over the recess 106 and a check valve 19 for preventing a backflow of fuel in the direction of the second Float valve 20b may have. Also in the first suction line 20a, a check valve may be arranged.
  • the first and the second float valve 20a, 20b each have a first or second inlet region 21a, 21b, which in each case rests on the inside of the wall 108 of the respective first or second chamber 102, 104. Furthermore, the float valves 20a, 20b each have a first or second suction line region 23a, 23b, which is connected to the respective first or second suction line 16, 18 or connected thereto.
  • the first and the second float valve 20a, 20b each have a first or second inlet region 21a, 21b, which in each case rests on the inside of the wall 108 of the respective first or second chamber 102, 104.
  • the float valves 20a, 20b each have a first or second suction line region 23a, 23b, which is connected to the respective first or second suction line 16, 18 or connected thereto.
  • Suction lines 16, 18 can be approximately to the respective Saug effets Society 23 a, 23b be clamped. Between the inlet region 21a, 21b and the
  • the float valves 20a, 20b each have a first and second float member 25a, 25b. Further, the float valves 20a, 20b may each include a filter element 27a, 27b for filtering impurities in the fuel.
  • the filter elements 27a, 27b can between the inlet region 21a, 21b and the wall 108 of the
  • Fuel tanks 100 may be arranged.
  • the first float element 25a floats by the fuel-generated lift and provides a hydraulic connection between the first inlet area 21a and the first suction line area 23a ready, so the first one
  • Float valve 20a is open. In this case, fuel is sucked inward from the wall 108 into the first inlet region 21a via the filter element 27a and from there via the first suction line region 23a and the first suction line 16 in the direction of the jet pump 14 and into the storage pot 12.
  • the first float element 25a seals and / or positively engages an inner side of the first float valve 20a so that it is closed and the first suction line 16 is blocked.
  • a suction of air from the first chamber 102 can be prevented if the level is too low.
  • Float valve 20b when exceeding a second threshold value 34 of the level in the second chamber 104, which is exemplified by the level 33. With a sufficiently high level 33 in the second chamber 104, fuel from the second chamber 104 can thus be conveyed via the second suction line 18 in the direction of the jet pump 14 and into the storage pot 12. When falling below the second threshold value 34, however, the second float valve 20b closes and blocks the second suction line 18, so that no air is sucked out of the second chamber 104.
  • the storage pot 12 can be filled with fuel from both the first chamber 102 and the second chamber 104. It can Therefore, be dispensed with further jet pumps and, for example, a fuel pump 24 with lower power than today usually used fuel pumps can be used. This can turn one
  • the drive line 28 of the jet pump 14 opens via a jet outlet into a suction chamber, wherein the suction chamber 16 is fluidly connected to a first suction line 16.
  • the suction chamber is additionally fluidly connected to a second suction line 18, wherein the first suction line 16 and the second suction line 18 is associated with the float valve 20a, 20b, which respectively has the float element 25a, 25b movably mounted in a valve housing, the float element 25a, 25b may each close the flow connection to the suction chamber depending on a level in the fuel tank 100 in the region of the respective float valve 20a, 20b.
  • a mixing channel connects, via which the propellant amount of the haulage line and the fuel sucked in via the suction lines 16, 18 opens into the storage pot 12.
  • the pump arrangement 10 can have further suction lines and further float valves, which can be arranged in different areas of the fuel tank 100.
  • further float valves which can be arranged in different areas of the fuel tank 100.
  • two float valves and suction lines can be arranged in each chamber 102, 104, which can be arranged on opposite sides of the respective chamber 102, 104 on the inside of the wall 108.
  • the fuel tank 100 has a cover element 110, which is attached to the fuel tank via a flange 112 and via which
  • the pump assembly 10 may be inserted and / or maintained in the fuel tank.
  • FIG. 2 schematically shows a fuel tank 100 with a pump arrangement 10 according to a further embodiment. Unless otherwise described, the fuel tank 100 and the pump assembly 10 of FIG. 2 may be the same Have elements and features as the fuel tank 100 and the
  • the first float valve 20a is arranged in the reservoir cup 12, wherein the first inlet region 21a is provided by a recess 35 on the underside 13 of the reservoir cup 12.
  • the first suction line region 23a may be arranged approximately directly on the jet pump 14 or connected via the first suction line 16.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

Es wird eine Pumpenanordnung (10) für einen Kraftstofftank (100) angegeben, die einen Speichertopf (12) und eine Strahlpumpe (14) zum Befüllen des Speichertopfes (12) mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank (100) aufweist. Die Pumpenanordnung (10) weist ferner eine erste Saugleitung (16) und eine zweite Saugleitung (18) auf, welche jeweils derart hydraulisch mit der Strahlpumpe (14) in Verbindung stehen, so dass die Strahlpumpe (14) Kraftstoff sowohl aus der ersten Saugleitung (16) als auch aus der zweiten Saugleitung (18) ansaugen kann. Weiter weist die Pumpenanordnung (10) ein erstes Schwimmerventil (20a), welches an der ersten Saugleitung (16) angeordnet ist, und ein zweites Schwimmerventil (20b) auf, welches an der zweiten Saugleitung (18) angeordnet ist. Dabei ist das erste Schwimmerventil (20a) dazu eingerichtet, die erste Saugleitung (16) zu blockieren, wenn ein erster Kraftstofffüllstand in einer ersten Kammer (102) des Kraftstofftanks (100) einen ersten Schwellenwert (32) unterschreitet, und das zweite Schwimmerventil (20b) ist dazu eingerichtet, die zweite Saugleitung (18) zu blockieren, wenn ein zweiter Kraftstofffüllstand in einer zweiten Kammer (104) des Kraftstofftanks (100) einen zweiten Schwellenwert (34) unterschreitet

Description

Beschreibung
Pumpenanordnung für einen Kraftstofftank Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung für einen Kraftstofftank sowie einen Kraftstofftank, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wie etwa einem Pkw, einem Lkw oder einem Bus.
Stand der Technik
Zur Versorgung eines Verbrennungsmotors mit Kraftstoff weisen Kraftfahrzeuge in der Regel einen Kraftstofftank mit einem Speichertopf auf, welcher als
Zwischenspeicher für den Kraftstoff dienen kann. Aus dem Speichertopf wird der
Kraftstoff mithilfe einer Kraftstoffpumpe zum Verbrennungsmotor gefördert. Dabei sollte der Speichertopf stets mit einer ausreichenden Menge an Kraftstoff gefüllt sein, so dass beispielsweise auch bei stark abschüssigem Gelände und/oder bei Kurvenfahrten der Verbrennungsmotor kontinuierlich und zuverlässig mit
Kraftstoff versorgt werden kann.
Dazu sind meist, insbesondere bei sogenannten Satteltanks, die voneinander getrennte Tankteilbereiche aufweisen können, mehrere Strahlpumpen in unterschiedlichen Bereichen des Kraftstofftanks angeordnet, welche jeweils Kraftstoff in den Speichertopf fördern können. Die Strahlpumpen können jeweils beispielsweise mit einer Teilmenge, auch Treibmenge genannt, einer durch die Kraftstoffpumpe geförderten Menge an Kraftstoff betrieben werden.
Dabei ist jede der Strahlpumpen derart ausgelegt und dimensioniert, dass der Speichertopf auch etwa wenn nur in einem Bereich des Kraftstofftanks Kraftstoff vorhanden ist, vollständig mit dieser Strahlpumpe befüllt werden kann. Heutige Versorgungssysteme sind daher in der Regel redundant und überdimensioniert bezüglich einer Kraftstoffversorgung ausgelegt.
Offenbarung der Erfindung
Mit Ausführungsformen der Erfindung kann ein zuverlässiges, energiesparendes und umfassendes Kraftstoffversorgungssystem für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt werden.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung für einen Kraftstofftank. Die Pumpenanordnung weist einen Speichertopf und eine Strahlpumpe zum Befüllen des Speichertopfes mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank auf. Die erfindungsgemäße Pumpenanordnung weist ferner eine erste Saugleitung und eine zweite Saugleitung auf, welche jeweils derart hydraulisch mit der
Strahlpumpe in Verbindung stehen, dass die Strahlpumpe Kraftstoff sowohl aus der ersten als auch aus der zweiten Saugleitung ansaugen kann. Weiter weist die Pumpenanordnung ein erstes Schwimmerventil, welches an der ersten Saugleitung angeordnet ist, und ein zweites Schwimmerventil auf, welches an der zweiten Saugleitung angeordnet ist. Dabei ist das erste Schwimmerventil dazu eingerichtet, die erste Saugleitung zu blockieren, wenn ein erster
Kraftstofffüllstand in einer ersten Kammer des Kraftstofftanks einen ersten Schwellenwert unterschreitet, und das zweite Schwimmerventil ist dazu eingerichtet, die zweite Saugleitung zu blockieren, wenn ein zweiter
Kraftstofffüllstand in einer zweiten Kammer des Kraftstofftanks einen zweiten
Schwellenwert unterschreitet. Der erste bzw. der zweite Schwellenwert können jeweils ein Füllniveau der ersten bzw. der zweiten Kammer des Kraftstofftanks bezeichnen. Durch die erfindungsgemäße Pumpenanordnung mit einer einzigen Strahlpumpe, an welcher wenigstens zwei Saugleitungen mit jeweils einem Schwimmerventil angeschlossen sind, die in jeweils einen der Tankbereiche bzw. eine der
Kammern münden können, kann der Speichertopf mit Kraftstoff aus den verschiedenen Bereichen und/oder Kammern des Kraftstofftanks befüllt werden. Somit kann eine kontinuierliche und zuverlässige Versorgung des
Verbrennungsmotors mit Kraftstoff gewährleistet sein, auch beispielsweise bei Fahrt in stark abschüssigem Gelände und/oder bei Kurvenfahrten, wo nur ein Teil bzw. Bereich des Kraftstofftanks Kraftstoff enthalten kann. Aus Bereichen des Kraftstofftanks, in welchen nur wenig oder kein Kraftstoff enthalten ist, kann durch Schließen des entsprechenden Schwimmerventils nicht abgesaugt werden. Dadurch kann verhindert werden, dass die Strahlpumpe aus diesem
Bereich Luft ansaugt und somit leerläuft. Stattdessen saugt die vorgesehene einzige Strahlpumpe nur aus demjenigen Tankbereich bzw. denjenigen
Tankbereichen ab, die ausreichend mit Kraftstoff befüllt sind. Die
erfindungsgemäße Pumpenanordnung kann es daher ermöglichen, auf weitere Strahlpumpen zum Befüllen des Speichertopfes zu verzichten. Dies kann sich vorteilhaft auf einen Energieverbrauch, Materialkosten und Produktionskosten der Pumpenanordnung auswirken. Auch Wartungsarbeiten können vorteilhafter Weise reduziert werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das erste Schwimmerventil einen ersten Zulaufbereich, ein erstes Schwimmerelement und einen ersten Saugleitungsbereich auf, welcher mit der ersten Saugleitung verbunden ist. Das zweite Schwimmerventil weist einen zweiten Zulaufbereich, ein zweites
Schwimmerelement und einen zweiten Saugleitungsbereich auf, welcher mit der zweiten Saugleitung verbunden ist. Dabei ist das erste Schwimmerelement dazu ausgestaltet, bei Überschreiten des ersten Schwellenwertes bzw. Füllniveaus eine hydraulische Verbindung zwischen dem ersten Zulaufbereich und dem ersten Saugleitungsbereich bereitzustellen, und das zweite Schwimmerelement ist dazu ausgestaltet, bei Überschreiten des zweiten Schwellenwertes bzw.
Füllniveaus eine hydraulische Verbindung zwischen dem zweiten Zulaufbereich und dem zweiten Saugleitungsbereich bereitzustellen.
Mit anderen Worten sind die Schwimmerventile jeweils dazu ausgestaltet, bei Überschreiten des jeweiligen Füllniveaus bzw. Schwellenwerts in der jeweiligen Kammer des Kraftstofftanks zu öffnen und bei Unterschreiten des
Schwellenwerts zu schließen. Das Öffnen der jeweiligen Schwimmerventile wird dabei durch den vom Kraftstoff generierten und auf das jeweilige
Schwimmerelement wirkenden Auftrieb realisiert. Dadurch kann bei
Vorhandensein einer ausreichenden Menge von Kraftstoff in der jeweiligen Kammer des Kraftstofftanks der Kraftstoff über den Zulaufbereich zum
Saugleitungsbereich des entsprechenden Schwimmerventils und über die Saugleitung zur Strahlpumpe und in den Speichertopf gefördert werden. Bei Unterschreiten eines der Schwellenwerte wird dagegen das entsprechende Schwimmerventil geschlossen, so dass ein Ansaugen von Luft durch die
Strahlpumpe verhindert werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Pumpenanordnung eine Kraftstoffpumpe zum Fördern von Kraftstoff aus dem Speichertopf zu einem Verbrennungsmotor und wenigstens ein Rückschlagventil auf, welches in der ersten Saugleitung und/oder der zweiten Saugleitung angeordnet ist und welches dazu ausgelegt ist, einen Rückfluss von Kraftstoff von der Strahlpumpe zu dem ersten Schwimmerventil und/oder dem zweiten Schwimmerventil zu verhindern.
Das Vorsehen eines Rückschlagventils kann dabei in vorteilhafter Weise ein Entleeren des Speichertopfes über die erste und/oder die zweite Saugleitung verhindern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die
Pumpenanordnung wenigstens eine Treibleitung zum Betreiben der Strahlpumpe auf. Die wenigstens eine Treibleitung steht hydraulisch mit einer Zulaufleitung von einer Kraftstoffpumpe zum Verbrennungsmotor und/oder mit einer
Rücklaufleitung vom Verbrennungsmotor zum Speichertopf in Verbindung.
Mit anderen Worten kann die Strahlpumpe mit einer Teilmenge von Kraftstoff betrieben werden, welche aus der Zulaufleitung zum Verbrennungsmotor und/oder der Rücklaufleitung vom Verbrennungsmotor abgegriffen werden kann und als Treibmenge über die Treibleitung der Strahlpumpe zugeführt werden kann. Dies kann vorteilhaft eine Anzahl von Komponenten der
Pumpenanordnung und damit einhergehend Produktionskosten sowie
Wartungsarbeiten reduzieren.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Kraftstofftank für ein
Kraftfahrzeug, wobei der Kraftstofftank eine Pumpenanordnung wie obenstehend und untenstehend beschrieben aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Kraftstofftank eine erste Kammer und eine zweite Kammer auf, die räumlich voneinander getrennt sind. Die erste und zweite Kammer können dabei Teilbereiche beispielsweise eines Tankbehälters des Kraftstofftanks bezeichnen, welche miteinander in Verbindung stehen können. Die„räumliche Trennung" kann auch derart verstanden werden, dass Kraftstoff nicht von der ersten zur zweiten Kammer oder umgekehrt fließen kann. Beispielsweise können die erste und zweite Kammer durch eine Barriere, wie etwa eine Trennwand, voneinander getrennt sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die erste und die zweite Kammer voneinander durch eine konkav ausgestaltete Einbuchtung an einer Wandung des Kraftstofftanks getrennt. Der Kraftstofftank kann etwa ein Satteltank mit wenigstens zwei Kammern sein, die durch die Einbuchtung in ein Inneres des Kraftstofftanks räumlich getrennt sind. Die Einbuchtung kann etwa aufgrund von Bauraumbeschränkungen an einer Unterseite des Kraftstofftanks ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind der Speichertopf und das erste Schwimmerventil in der ersten Kammer angeordnet und das zweite Schwimmerventil ist in der zweiten Kammer angeordnet. Dadurch kann sichergestellt werden, dass aus beiden Kammern über das jeweilige
Schwimmerventil und die jeweilige Saugleitung Kraftstoff von der Strahlpumpe angesaugt und dem Speichertopf zugeführt werden kann.
Das erste Schwimmerventil können dabei etwa an einem tiefsten Bereich der ersten Kammer und das zweite Schwimmerventil kann etwa an einem tiefsten Bereich der zweiten Kammer angeordnet sein, so dass der Kraftstoff durch Gravitation in Richtung der jeweiligen Schwimmerventile fließen kann und so auch im Kraftstofftank befindliche, geringe Restmengen von Kraftstoff angesaugt und genutzt werden können.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das erste Schwimmerventil einen ersten Zulaufbereich, der innenseitig an der Wandung des Kraftstofftanks anliegt, und einen ersten Saugleitungsbereich auf, der mit der ersten Saugleitung verbunden ist. Das zweite Schwimmerventil weist einen zweiten Zulaufbereich, der innenseitig an der Wandung des Kraftstofftanks anliegt, und einen zweiten Saugleitungsbereich auf, der mit der zweiten Saugleitung verbunden ist. Der erste und/oder der zweite Zulaufbereich kann etwa innenseitig an einer Unterseite des Kraftstofftanks angeordnet sein, so dass vorteilhafter Weise auch geringe Restmengen von Kraftsoff angesaugt und dem Speichertopf sowie dem Verbrennungsmotor zugeführt werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist an dem ersten Zulaufbereich und dem zweiten Zulaufbereich jeweils ein Filterelement zum Filtern von Verunreinigungen in dem Kraftstoff angeordnet. Dies kann in vorteilhafter Weise ein Verstopfen etwa einer der Saugleitungen und/oder einer Düse der Strahlpumpe und/oder weiterer Komponenten der Pumpenanordnung durch die Verunreinigungen verhindern. Auch können dadurch Wartungsarbeiten reduziert sowie eine Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Pumpenanordnung und des Kraftstofftanks gesteigert werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass mögliche Merkmale und Vorteile von
Ausführungsformen der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche
Ausgestaltungen der Pumpenanordnung bzw. des Kraftstofftanks beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die beschriebenen Merkmale in geeigneter Weise kombiniert bzw. ausgetauscht werden können, um zu weiteren
Ausführungsformen und gegebenenfalls Synergieeffekten zu gelangen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Kraftstofftank mit einer Pumpenanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Fig. 2 zeigt schematisch einen Kraftstofftank mit einer Pumpenanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Grundsätzlich sind identische oder ähnliche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt schematisch einen Kraftstofftank 100 mit einem Tankbehälter 101, in welchem eine Pumpenanordnung 10 gemäß einer Ausführungsform angeordnet ist.
Der Kraftstofftank 100 bzw. der Tankbehälter 101 weist eine erste Kammer 102 und eine zweite Kammer 104 auf, welche von einer in ein Inneres des
Kraftstofftanks 100 bzw. des Tankbehälters 101 konkav eingebuchtete
Einbuchtung 106 räumlich voneinander getrennt sind. Die Einbuchtung 106 ist dabei an einer Wandung 108 ausgebildet, welche eine Unterseite des
Kraftstofftanks 100 bezeichnen kann.
Die Pumpenanordnung 10 weist einen Speichertopf 12 auf, in dem eine
Strahlpumpe 14 mit einem Auslass 22 angeordnet ist. Der Speichertopf 12 ist in der ersten Kammer 102 angeordnet und liegt innenseitig an der Wandung 108 an. An einer der Wandung 108 zugewandten Unterseite 13 des Speichertopfs 12 ist dieser hydraulisch über ein Rückschlagventil 15 mit dem Kraftstofftank 100 verbunden. Das Rückschlagventil 15 wird auch als Erstbefüllventil bezeichnet und ist dazu ausgelegt, ein Einströmen von Kraftstoff aus der ersten Kammer 102 in den Speichertopf 12 zu ermöglichen, so dass dieser durch Druckausgleich zwischen erster Kammer 102 und Speichertopf 12 bis zu einem Füllniveau der ersten Kammer 102 mit Kraftstoff befüllt werden kann. Weiter kann das
Rückschlagventil 15 ein Entleeren des Speichertopfes 12 verhindern, indem ein Fluss von Kraftstoff aus dem Speichertopf 12 über das Ventil 15 blockierbar ist. Zum Filtern von Verunreinigungen aus dem Kraftsoff kann zwischen der Unterseite 13 des Speichertopfes 14 und der Wandung 108 des Kraftstofftanks 100 ein Filterelement angeordnet sein.
Die Strahlpumpe 14 kann auch außerhalb des Speichertopfes 12 in der ersten Kammer 102 angeordnet sein, wobei in diesem Fall der Auslass 22 etwa über eine Befüllleitung den Speichertopf 12 mit Kraftstoff befüllen kann.
In dem Speichertopf 12 oder mit diesem verbunden weist der Kraftstofftank 100 weiter eine Kraftstoffpumpe 24 auf, die dazu ausgelegt ist, Kraftstoff aus dem Speichertopf 12 über eine Zulaufleitung 26 einem Verbrennungsmotor 103 zuzuführen. Die Kraftstoffpumpe 24 kann etwa eine elektrisch betriebene Pumpe sein. In der Zulaufleitung 26 kann ferner ein Rückschlagventil 17 angeordnet sein, welches einen Rückfluss von Kraftstoff vom Verbrennungsmotor 103 zur Kraftstoffpumpe 24 über die Zulaufleitung 26 verhindern bzw. blockieren kann. Auch die Kraftstoffpumpe 24 kann außerhalb des Speichertopfes 12 angeordnet sein.
Eine Teilmenge des von der Kraftstoffpumpe 24 geförderten Kraftstoffs kann der Zulaufleitung 26 entnommen bzw. von dieser abgezweigt werden und über eine Treibleitung 28 der Strahlpumpe 14 als Treibmenge zugeführt werden. Die Treibmenge kann zum eigentlichen Betreiben der Strahlpumpe 14 dienen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Treibmenge der Strahlpumpe 14 auch über eine Rücklaufleitung 30 vom Verbrennungsmotor 103 zum Speichertopf 14 betrieben werden.
An der Strahlpumpe 14 ist ferner eine erste Saugleitung 16 angeschlossen, an welcher wiederum ein erstes Schwimmerventil 20a angeordnet bzw.
angeschlossen ist. Von der ersten Saugleitung 16 ist eine zweite Saugleitung 18 abgezweigt, an welcher ein zweites Schwimmerventil 20b angeordnet bzw. angeschlossen ist. Die zweite Saugleitung 18 kann auch direkt an der
Strahlpumpe 14 angeschlossen sein.
Das erste Schwimmerventil 20a ist dabei in der ersten Kammer 102 und das zweite Schwimmerventil 20b ist in der zweiten Kammer 104 angeordnet, wobei die zweite Saugleitung 18 über die Einbuchtung 106 geführt sein kann und ein Rückschlagventil 19 zur Verhinderung eines Rückflusses von Kraftstoff in Richtung des zweiten Schwimmerventils 20b aufweisen kann. Auch in der ersten Saugleitung 20a kann ein Rückschlagventil angeordnet sein.
Das erste und das zweite Schwimmerventil 20a, 20b weisen jeweils einen ersten bzw. zweiten Zulaufbereich 21a, 21b auf, welcher jeweils innenseitig an der Wandung 108 der jeweiligen ersten oder zweiten Kammer 102, 104 anliegt. Weiter weisen die Schwimmerventile 20a, 20b jeweils einen ersten bzw. zweiten Saugleitungsbereich 23a, 23b auf, welcher an der jeweiligen ersten oder zweiten Saugleitung 16, 18 angeschlossen bzw. mit dieser verbunden ist. Die
Saugleitungen 16, 18 können etwa auf den jeweiligen Saugleitungsbereich 23a, 23b aufgeklemmt sein. Zwischen dem Zulaufbereich 21a, 21b und dem
Saugleitungsbereich 23a, 23b weisen die Schwimmerventile 20a, 20b jeweils ein erstes bzw. zweites Schwimmerelement 25a, 25b auf. Ferner können die Schwimmerventile 20a, 20b jeweils ein Filterelement 27a, 27b zum Filtern von Verunreinigungen im Kraftstoff aufweisen. Die Filterelemente 27a, 27b können dabei zwischen dem Zulaufbereich 21a, 21b und der Wandung 108 des
Kraftstofftanks 100 angeordnet sein.
Übersteigt ein Füllstand von Kraftstoff in der ersten Kammer 102 einen ersten Schwellenwert 32, wie etwa mit einem Füllstand 31 angedeutet, so schwimmt das erste Schwimmerelement 25a durch den vom Kraftstoff generierten Auftrieb auf und stellt eine hydraulische Verbindung zwischen dem ersten Zulaufbereich 21a und dem ersten Saugleitungsbereich 23a bereit, so dass das erste
Schwimmerventil 20a geöffnet ist. Dabei wird Kraftstoff über das Filterelement 27a innenseitig von der Wandung 108 in den ersten Zulaufbereich 21a gesaugt und von dort über den ersten Saugleitungsbereich 23a und die erste Saugleitung 16 in Richtung der Strahlpumpe 14 und in den Speichertopf 12 gefördert.
Unterschreitet der Füllstand dagegen den ersten Schwellenwert 32, so liegt das erste Schwimmerelement 25a dichtend und/oder formschlüssig an einer Innenseite des ersten Schwimmerventils 20a an, so dass dieses geschlossen ist und die erste Saugleitung 16 blockiert ist. Damit kann ein Ansaugen von Luft aus der ersten Kammer 102 bei zu geringem Füllstand verhindert werden.
Gleichermaßen wie das erste Schwimmerventil 20a öffnet das zweite
Schwimmerventil 20b bei Überschreiten eines zweiten Schwellenwertes 34 des Füllstandes in der zweiten Kammer 104, was anhand des Füllstandes 33 exemplarisch dargestellt ist. Bei ausreichend hohem Füllstand 33 in der zweiten Kammer 104 kann so Kraftstoff aus der zweiten Kammer 104 über die zweite Saugleitung 18 in Richtung der Strahlpumpe 14 und in den Speichertopf 12 gefördert werden. Bei Unterschreiten des zweiten Schwellenwertes 34 schließt dagegen das zweite Schwimmerventil 20b und blockiert die zweite Saugleitung 18, so dass keine Luft aus der zweiten Kammer 104 angesaugt wird.
Durch die oben beschriebene Pumpenanordnung 10 kann so mit nur einer Strahlpumpe 14 der Speichertopf 12 mit Kraftstoff sowohl aus der ersten Kammer 102 als auch aus der zweiten Kammer 104 befüllt werden. Es kann daher auf weitere Strahlpumpen verzichtet werden und beispielsweise eine Kraftstoffpumpe 24 mit geringerer Leistung als heute in der Regel eingesetzte Kraftstoffpumpen verwendet werden. Dies kann wiederum einen
Energieverbrauch der Pumpenanordnung 10 senken.
Die Treibleitung 28 der Strahlpumpe 14 mündet über einen Strahlausgang in eine Ansaugkammer, wobei die Ansaugkammer mit einer ersten Saugleitung 16 strömungsverbunden ist. Erfindungsgemäß ist die Ansaugkammer zusätzlich mit einer zweiten Saugleitung 18 strömungsverbunden, wobei der ersten Saugleitung 16 und der zweiten Saugleitung 18 jeweils das Schwimmerventil 20a, 20b zugeordnet ist, das jeweils das in einem Ventilgehäuse beweglich gelagerte Schwimmerelement 25a,25b aufweist, wobei das Schwimmerelement 25a, 25b jeweils die Strömungsverbindung zur Ansaugkammer abhängig von einem Füllstand im Kraftstofftank 100 im Bereich des jeweiligen Schwimmerventils 20a,20b schließen kann. Stromab der Ansaugkammer der Strahlpumpe 14 schließt sich ein Mischkanal an, über den die Treibmenge der Treibleitung und der über die Saugleitungen 16,18 angesaugte Kraftstoff in den Speichertopf 12 mündet. In die Ansaugkammer münden die Treibleitung 28 über den
Strahlausgang und die beiden Saugleitungen 16,18 über einen gemeinsamen oder voneinander getrennten Anschluss.
Grundsätzlich kann die Pumpenanordnung 10 über weitere Saugleitungen und weitere Schwimmerventile verfügen, welche in unterschiedlichen Bereichen des Kraftstofftanks 100 angeordnet sein können. Beispielsweise können jeweils zwei Schwimmerventile und Saugleitungen in jeder Kammer 102, 104 angeordnet sein, welche etwa an sich gegenüberliegenden Bereichen der jeweiligen Kammer 102, 104 innenseitig an der Wandung 108 angeordnet sein können.
Weiter weist der Kraftstofftank 100 ein Deckelelement 110 auf, welches über einen Flansch 112 am Kraftstofftank angebracht ist und über welchen
beispielsweise die Pumpenanordnung 10 in den Kraftstofftank eingebracht und/oder gewartet werden kann.
Fig. 2 zeigt schematisch einen Kraftstofftank 100 mit einer Pumpenanordnung 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Sofern nicht anders beschrieben, kann der Kraftstofftank 100 und die Pumpenanordnung 10 der Fig. 2 dieselben Elemente und Merkmale aufweisen wie der Kraftstofftank 100 und die
Pumpenanordnung 10 der Fig. 1 (teilweise aus Übersichtlichkeitsgründen nicht explizit dargestellt). Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist das erste Schwimmerventil 20a in dem Speichertopf 12 angeordnet, wobei der erste Zulaufbereich 21a von einer Ausnehmung 35 an der Unterseite 13 des Speichertopfes 12 bereitgestellt wird. Der erste Saugleitungsbereich 23a kann etwa direkt an der Strahlpumpe 14 angeordnet sein oder über die erste Saugleitung 16 angeschlossen sein.
Bei Überschreiten des ersten Schwellenwertes 32 in der ersten Kammer 102 kann so Kraftstoff zwischen der Unterseite 13 des Speichertopfes und der Wandung 108 angesaugt werden und über den ersten Zulaufbereich 21a in den ersten Saugleitungsbereich 23a sowie über die Strahlpumpe 14 in den
Speichertopf 12 gefördert werden.

Claims

Pumpenanordnung (10) für einen Kraftstofftank (100), die
Pumpenanordnung (10) aufweisend:
einen Speichertopf (12);
eine Strahlpumpe (14) zum Befüllen des Speichertopfes (12) mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank (100);
dadurch gekennzeichnet, dass
die Pumpenanordnung (10) ferner aufweist:
eine erste Saugleitung (16) und eine zweite Saugleitung (18), welche jeweils derart hydraulisch mit der Strahlpumpe (14) in Verbindung stehen, so dass die Strahlpumpe (14) Kraftstoff sowohl aus der ersten Saugleitung (16) als auch aus der zweiten Saugleitung (18) ansaugen kann;
ein erstes Schwimmerventil (20a), welches an der ersten Saugleitung (16) angeordnet ist; und
ein zweites Schwimmerventil (20b), welches an der zweiten Saugleitung (18) angeordnet ist;
wobei das erste Schwimmerventil (20a) dazu eingerichtet ist, die erste Saugleitung (16) zu blockieren, wenn ein erster Kraftstofffüllstand in einer ersten Kammer (102) des Kraftstofftanks (100) einen ersten Schwellenwert (32) unterschreitet, und das zweite Schwimmerventil (20b) dazu eingerichtet ist, die zweite Saugleitung (18) zu blockieren, wenn ein zweiter
Kraftstofffüllstand in einer zweiten Kammer (104) des Kraftstofftanks (100) einen zweiten Schwellenwert (34) unterschreitet.
Pumpenanordnung (10) gemäß Anspruch 1 ,
wobei das erste Schwimmerventil (20a) einen ersten Zulaufbereich (21 a), ein erstes Schwimmerelement (25a) und einen ersten Saugleitungsbereich (23a) aufweist, welcher mit der ersten Saugleitung (16) verbunden ist, und wobei das zweite Schwimmerventil (20b) einen zweiten Zulaufbereich (21 b), ein zweites Schwimmerelement (25b) und einen zweiten
Saugleitungsbereich (23b) aufweist, welcher mit der zweiten Saugleitung (18) verbunden ist,
wobei das erste Schwimmerelement (25a) dazu ausgestaltet ist, bei
Überschreiten des ersten Schwellenwertes (32) eine hydraulische
Verbindung zwischen dem ersten Zulaufbereich (21 a) und dem ersten Saugleitungsbereich (23a) bereitzustellen, und
wobei das zweite Schwimmerelement (25b) dazu ausgestaltet ist, bei Überschreiten des zweiten Schwellenwertes (34) eine hydraulische
Verbindung zwischen dem zweiten Zulaufbereich (21 b) und dem zweiten Saugleitungsbereich (23b) bereitzustellen.
Pumpenanordnung (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, weiter aufweisend: eine Kraftstoffpumpe (24) zum Fördern von Kraftstoff aus dem Speichertopf (12) zu einem Verbrennungsmotor (103); und
wenigstens ein Rückschlagventil (19), welches in wenigstens einer der ersten Saugleitung (16) und der zweiten Saugleitung (18) angeordnet ist und welches dazu ausgelegt ist, einen Rückfluss von Kraftstoff von der
Strahlpumpe (14) zu wenigstens einem des ersten Schwimmerventils (20a) und des zweiten Schwimmerventils (20b) zu verhindern.
Pumpenanordnung (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, weiter aufweisend:
wenigstens eine Treibleitung (28, 30) zum Betreiben der Strahlpumpe (14), wobei die wenigstens eine Treibleitung (28, 30) hydraulisch mit einer Zulaufleitung (26) von einer Kraftstoffpumpe (24) zum Verbrennungsmotor (103) und/oder mit einer Rücklaufleitung (30) vom Verbrennungsmotor (103) zum Speichertopf (12) in Verbindung steht.
Kraftstofftank (100) für ein Kraftfahrzeug, der Kraftstofftank (100) aufweisend:
eine Pumpenanordnung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4. Kraftstofftank (100) gemäß Anspruch 5,
wobei der Kraftstofftank (100) eine erste Kammer (102) und eine zweite Kammer (104) aufweist, die räumlich voneinander getrennt sind.
Kraftstofftank (100) gemäß Anspruch 6, wobei die erste Kammer (102) und die zweite Kammer (104) voneinander durch eine konkav ausgestaltete Einbuchtung (106) an einer Wandung (108) des Kraftstofftanks (100) getrennt sind.
8. Kraftstofftank (100) gemäß Anspruch 6 oder 7,
wobei der Speichertopf (12) und das erste Schwimmerventil (20a) in der ersten Kammer (102) angeordnet sind, und
wobei das zweite Schwimmerventil (20b) in der zweiten Kammer (104) angeordnet ist.
9. Kraftstofftank (100) gemäß Anspruch 8,
wobei das erste Schwimmerventil (20a) einen ersten Zulaufbereich (21 a) aufweist, der innenseitig an der Wandung (108) des Kraftstofftanks (100) anliegt, und einen ersten Saugleitungsbereich (23a) aufweist, der mit der ersten Saugleitung (16) verbunden ist, und
wobei das zweite Schwimmerventil (20b) einen zweiten Zulaufbereich (21 b) aufweist, der innenseitig an der Wandung (108) des Kraftstofftanks (100) anliegt, und einen zweiten Saugleitungsbereich (23b) aufweist, der mit der zweiten Saugleitung (18) verbunden ist.
10. Kraftstoffpumpe (100) gemäß Anspruch 9,
wobei an dem ersten Zulaufbereich (21 a) und dem zweiten Zulaufbereich (21 b) jeweils ein Filterelement (27a, 27b) zum Filtern von Verunreinigungen in dem Kraftstoff angeordnet ist.
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