DE19625629A1 - Im Tank angeordnete Kraftstoffpumpe und Speicher - Google Patents
Im Tank angeordnete Kraftstoffpumpe und SpeicherInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Kraftstoffsysteme von
Fahrzeugen, genauer gesagt eine elektrische Kraftstoff
pumpe und einen Speicher, die in einem Hauptkraftstofftank
eines Fahrzeuges angeordnet sind.
Bisher fanden sowohl Drehschieberpumpen als auch Zahnrad
pumpen mit positiver Verdrängung, die in einem Kraftstoff
speicherbehälter angeordnet sind, welcher wiederum in
einem Kraftstofftank vorgesehen ist, Verwendung, um den
Kraftstoffeinspritzeinrichtungen eines Kraftfahrzeugmotors
flüssigen Kraftstoff zuzuführen. Eine bevorzugte elek
trische Kraftstoffpumpe vom Zahnradpumpentyp mit positiver
Verdrängung ist in der US-PS 46 97 995 beschrieben,
während eine geeignete Drehschieber-Regenerativpumpe in
der US-PS 52 57 916 erläutert ist.
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß eine Drehschieber
(Flügelzellen) Pumpe bei Anordnung in einem Behälter
speicher im Tank nicht zufriedenstellend arbeitet, um sich
in ausreichender Weise unter nachteiligen Temperatur- oder
anderen Dampfinduzierbedingungen von Dampf zu reinigen. Es
wurde festgestellt, daß sich eine solche Drehschieberpumpe
nicht selbst von Dampfreinigen kann, wenn die Druckdiffe
renz zwischen dem Pumpeneinlaß und dem Dampfauslaß etwa
2,5′′ Wassersäule übersteigt.
Im Gegensatz dazu können Pumpen mit positiver Verdrängung
Dampf in den Behälter gegen eine Schwerkraftkraftstoff
druckdifferenz von etwa 6 bis 10 oder 12′′ Wassersäule ab
führen, wenn beispielsweise der Behälterspeicher voll ist
und der am Pumpeneinlaß durch die Kraftstoffsäule im Tank
auf den Behälterspeicher ausgeübte Eigengewichtsdruck sehr
niedrig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein im Tank an
geordnetes Kraftstoffabgabesystem, ein Verfahren und einen
Modul zu schaffen, mit denen das vorstehend aufgezeigte
Problem zwischen der Verwendung einer Pumpe mit positiver
Verdrängung, die in einem Speicherbehälter angeordnet ist
und daher unter allen Kraftstoffpegelbedingungen im Tank
mit einer großen Menge an Reservekraftstoff versorgt wird,
und der Verwendung einer Drehschieberkraftstoffpumpe mit
bevorzugten Betriebseigenschaften und einem betriebsfähi
gen Dampfreinigungssystem, bei der jedoch eine angemessene
und wählbare Reservemenge an Kraftstoff fehlt, um ein Aus
hungern der Pumpe unter nachteiligen Tankkraftstoffpegel
bedingungen zu verhindern, gelöst wird.
Ferner sollen erfindungsgemäß ein im Tank angeordnetes
Kraftstoffabgabesystem, ein Verfahren und ein Modul der
vorstehend beschriebenen Art geschaffen werden, bei denen
der Kraftstoffpumpeneinlaß wahlweise Kraftstoff von der
Haupttankkraftstoffmenge oder der Reservekraftstoffmenge
im Behälter abziehen kann und bei denen der Behälter
speicherreservekraftstoff in einem nicht überströmenden
Zustand mit Rückführung von Bypass-Kraftstoff unter norma
len Betriebsbedingungen gehalten wird, so daß sämtliche
Vorteile von im Tank angeordneten Behälterspeichern sowie
sämtliche Vorteile des Betriebsverhaltens von Drehschie
berpumpen erhalten werden, während gleichzeitig die
Selbstreinigungseigenschaften des in die Pumpe eingebauten
Dampfreinigungssystems in bezug auf Dampf verbessert und
die Rückführung des doppelt gefilterten Bypass-Kraftstoffs
zum Pumpeneinlaß, vorzugsweise zur Überströmungsrück
führung zum Kraftstofftank, sichergestellt werden.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Er
findung bestehen darin, einen im Tank eines Fahrzeuges
vorgesehenen Kraftstoffabgabemodul der vorstehend be
schriebenen Art mit direkt in der Hauptkraftstoffmenge im
Kraftstofftank des Fahrzeuges montierter Kraftstoffpumpe
zu schaffen, bei dem ein zugehöriger im Tank angeordneter
Behälterspeicher der Pumpe durch das Innere eines Haupt
pumpeneinlaßfilters Kraftstoff zuführt, wenn der Kraft
stoffstrom vom Haupttank unterbrochen wird, der während
der Unterbrechung zugeführte Kraftstoff zweimal gefiltert
wird, der Zutritt von Luft und Kraftstoffdampf zum Pumpen
einlaß während der Unterbrechung der Kraftstoff zufuhr vom
Tank verhindert wird und die aus dem Behälter und der
Pumpe bestehende Einheit eine kompakte, robuste, haltbare,
zuverlässige und relativ einfache Ausführungsform besitzt
sowie in wirtschaftlicher Weise herstellbar und montierbar
ist und im Betrieb eine lange nutzbare Lebensdauer auf
weist.
Diese Aufgabe wird durch eine entsprechende Moduleinheit
gemäß den Patentansprüchen gelöst.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei
spielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen er
läutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer
ersten Ausführungsform einer aus einem
Kraftstoffabgabebehälterspeicher und
einer Pumpe bestehenden Moduleinheit,
die in einem Kraftstofftank eines
Kraftfahrzeuges montiert ist;
Fig. 2 eine vergrößerte Teilseitenansicht der
Pumpen- und Behältereinheit der Fig.
1, wobei Teile weggebrochen und im
Schnitt dargestellt sind;
Fig. 3 eine vereinfachte Teilansicht einer
zweiten Ausführungsform einer aus einem
Kraftstoffabgabebehälterspeicher und
einer Pumpe bestehenden Moduleinheit;
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Kraftstoffpumpe
und den Behälterspeicher der zweiten
Ausführungsform;
Fig. 5 eine vergrößerte Teilseitenansicht mit
in einem zentralen Schnitt gezeigten
Teilen der Behälter- und Pumpenmodul
einheit der Fig. 3 und 4, wobei ein
eine Behälterbodenauslaßfiltermembran
regelndes Ventil in geschlossener Posi
tion gezeigt ist;
Fig. 6 eine Ansicht ähnlich der der Fig. 5,
wobei das Ventil in der offenen Posi
tion gezeigt ist;
Fig. 7 eine Seitenansicht des Speicherbehäl
ters der Fig. 2-6;
Fig. 8 eine Schnittansicht entlang Linie 8-8
in Fig. 7;
Fig. 9 eine Unteransicht des in Fig. 7 ge
zeigten Speicherbehälters;
Fig. 10 eine vergrößerte Teilansicht des von
dem Kreis 10 umgebenen Teiles der Fig.
8;
Fig. 11 eine auseinandergezogene perspekti
vische Ansicht der Basisunterheit der
Moduleinheit der Fig. 3-10;
Fig. 12 eine weitere auseinandergezogene per
spektivische Ansicht der Basisunterein
heit der Fig. 11, jedoch unter einem
anderen perspektivischen Winkel ge
sehen;
Fig. 13 eine Seitenansicht der Flanschkompo
nente der Basisuntereinheit der Fig.
3-12 im Ingenieursmaßstab dargestellt;
Fig. 14 eine Draufsicht der Flanschkomponente;
Die Fig. 15, 16 und 17 Schnittansichten entlang der Linie 15-
15, 16-16 und 17-17 in Fig. 14;
Fig. 18 eine Unteransicht der Flanschkompo
nente;
Fig. 19 eine Draufsicht der Filtermembrankompo
nente der Basisuntereinheit;
Fig. 20 eine Schnittansicht entlang Linie 20-20
in Fig. 19;
die Fig. 21 und 22 eine Draufsicht und eine Seitenansicht
der Membranhaltekomponente der Basisun
tereinheit in einem geringfügig größe
ren Maßstab als die zugehörige Filter
membran der Fig. 19 und 20;
Fig. 23 eine perspektivische Ansicht der Fil
termembranfederschalenkomponente der
Basisuntereinheit, die alternativ mit
einer mittleren geeichten Öffnung ver
sehen ist;
Fig. 24 eine Draufsicht auf die Federschale in
stark vergrößertem Maßstab gegenüber
der Darstellung in Fig. 23;
Fig. 25 eine Schnittansicht entlang Linie 25-25
in Fig. 24;
Fig. 26 eine Draufsicht der Federhalterkompo
nente der Basisuntereinheit;
Fig. 27 eine Schnittansicht entlang Linie 27-27
in Fig. 26;
die Fig. 28 und 29 eine Draufsicht und eine Seitenansicht
der Haupt- oder Primärfilterhalterkom
ponente der Basisuntereinheit;
die Fig. 30 und 31 eine Draufsicht und eine Seitenansicht
der Filterlagerkomponente der Basisun
tereinheit;
Fig. 32 eine Draufsicht der Hauptfilterkompo
nente der Basisuntereinheit;
Fig. 33 eine Schnittansicht entlang Linie 33-33
in Fig. 32;
Fig. 34 eine vereinfachte Ansicht, teilweise
Seitenansicht und teilweise Zentral
schnittansicht, einer dritten Aus
führungsform einer aus einer Kraft
stoffpumpe und einem Speicherbehälter
bestehenden Moduleinheit, wobei die
Kraftstoffpumpe und die Basisunterein
heit der zweiten Ausführungsform Ver
wendung finden;
Fig. 35 eine Draufsicht der Einheit der Fig.
34 in stark vergrößertem Maßstab, wobei
ein Teil der Basis weggebrochen ist;
Fig. 36 eine Seitenansicht des Speicherbehäl
ters der Einheit der Fig. 34;
Fig. 37 eine Schnittansicht entlang Linie 37-37
in Fig. 36;
die Fig. 38 und 39 eine Draufsicht und eine Unteransicht
des Speicherbehälters der Fig. 34-37;
Fig. 40 eine vereinfachte schematische Teilan
sicht einer vierten Ausführungsform ei
nes Kraftstoffabgabemoduls der Erfin
dung mit zugehörigem Kraftfahrzeugmo
tor;
Fig. 41 eine Draufsicht des aus der Kraftstoff
pumpe und dem Speicherbehälter beste
henden Moduls der vierten Ausführungs
form;
Fig. 42 eine vergrößerte Seitenansicht mit im
Zentralschnitt entlang Linie 42-42 in
Fig. 41 gezeigten Teilen der Behälter-
und Pumpenmoduleinheit der Fig. 40
und 41;
Fig. 43 eine Teilzentralschnittansicht (etwas
vereinfacht) einer vierten Ausführungs
form eines aus einer Kraftstoffpumpe
und einem Speicherbehälter bestehenden
Moduls der Erfindung;
Fig. 44 eine Teilzentralschnittansicht des Tei
les der Fig. 43, der von einem Kreis 7
in Fig. 43 umgeben ist, im stark ver
größerten Zustand;
Fig. 45 eine perspektivische Ansicht der im Mo
dul der Fig. 43 und 44 verwendeten
Membranfilteruntereinheit;
Fig. 46 eine Teilzentralschnittansicht entlang
Linie 46-46 in Fig. 45 im stark ver
größerten Maßstab;
Fig. 47 eine Teilzentralschnittansicht des Tei
les der Fig. 46, der von einem Kreis
10 in Fig. 46 umgeben ist, in stark
vergrößertem Maßstab;
Fig. 48 eine Teilzentralschnittansicht (in
größerem Detail) des unteren rechten
Abschnittes der Ansicht der Fig. 43;
und
Fig. 49 eine vergrößerte Ansicht eines Teiles
der Fig. 48.
Es folgen nunmehr detaillierte Beschreibungen von bevor
zugten Ausführungsformen.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Kraftstoff
pumpenmoduleinheit 10 gemäß der vorliegenden Erfindung,
die in einem Kraftstofftank 12 eines Fahrzeuges, bei
spielsweise eines Kraftfahrzeuges, montiert ist, um flüs
sigen Kohlenwasserstoffkraftstoff, wie beispielsweise Ben
zin, einem Fahrzeugmotor zuzuführen, der typischerweise
mit einer Kraftstoffeinspritzung versehen ist. Die Einheit
besitzt eine elektrische Kraftstoffpumpe 14 mit einem Ein
laß 16, der an ein Primär- oder Hauptkraftstoffilter 18
angeschlossen ist, und einem Auslaß 20, der an einen
Bypass-Regler 22 angeschlossen ist, welcher den Druck des
dem Motor über eine Leitung 24 zugeführten Kraftstoffs re
gelt. Ein Kraftstoffspeicherbehälter 26 ist benachbart zu
seinem oberen Ende an den Auslaß 28 für den Bypass-Kraft
stoff des Reglers 22 und an seinem unteren Ende an das In
nere des Filters 18 über eine Öffnungsplatte 30 ange
schlossen.
Die Kraftstoffpumpe 14 besitzt eine Pumpeneinheit 32
(Fig. 1), die von einem Elektromotor 34 angetrieben wird.
Beide sind in einem zylindrischen Gehäuse 36 mit einer Bo
deneinlaßendkappe 38 und einer Deckenauslaßendkappe 40
(siehe ebenfalls Fig. 2) in abgedichteter Weise angeord
net. Die Pumpe 32 ist vorzugsweise eine Drehschieberpumpe
(Flügelzellenpumpe bzw. Turbinenpumpe). Es kann sich je
doch auch um eine Pumpe mit positiver Verdrängung handeln.
Eine geeignete elektrische Kraftstoffpumpe vom Zahnradpum
pentyp mit positiver Verdrängung ist in der US-PS 46 97
995 beschrieben, während eine geeignete Drehschieber-Rege
nerativkraftstoffpumpe in der US-PS 52 57 916 erläutert
ist. Die Offenbarungen dieser Veröffentlichungen werden
hiermit bezugnehmend in die vorliegende Offenbarung einge
arbeitet. Die Pumpe 14 wird daher nicht weiter im einzel
nen beschrieben. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß
sich jede dieser Veröffentlichungen auf Rotationspumpen
mit eingebautem Dampfreinigungssystem bezieht, das ein Ab
führen des Dampfes von der Pumpe ermöglicht, damit die
Pumpe die Fähigkeit zum Selbstansaugen und zum Arbeiten
gegen eine Leitung mit unter Druck stehendem Kraftstoff
unter heißen Kraftstoffbedingungen erhält.
In der Elektromotor-Pumpeneinheit 14 der Fig. 1 und 2
ist die Rotationspumpe 32 der Einheit schematisch mit ei
ner Pumpenkammer 33 (dargestellt in gestrichelten Linien)
und einem zugehörigen Dampfreinigungskanal 35 (ebenfalls
in gestrichelten Linien dargestellt), der von der Pumpen
kammer 33 nach unten durch eine Endkappe 38 bis zu einem
Auslaß führt, der direkt mit dem Inneren des Tanks 12 in
Verbindung steht, gezeigt. Der Reinigungsauslaß 35 ist ge
ringfügig über der Höhe des Pumpeneinlasses 16, der eben
falls direkt mit dem Inneren des Tanks (über das Primär
filter 18) in Verbindung steht, angeordnet. Der Dampfab
leitungskanal 35 entspricht somit dem Kanal 110, 112 im
′995-Patent und der Dampföffnung 72 im ′916-Patent und hat
eine entsprechende Funktion, arbeitet jedoch in verbesser
ter Weise gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden
Erfindung, gemäß dem die Pumpeneinheit 14 dem Kraftstoff
speicherbehälter 26 außen zugeordnet ist.
Im Normalbetrieb arbeitet die Pumpe 14 mit konstanter
Drehzahl und führt dem Druckregler 22 eine größere Kraft
stoffmenge als benötigt zu, um dem Maximalbedarf des im
Betrieb befindlichen Motors gerecht zu werden. Der Regler
22 hält einen im wesentlichen konstanten Kraftstoffdruck
aufrecht, mit dem der Motor über seinen Auslaß 42 beauf
schlagt wird, indem überschüssiger Kraftstoff über seinen
Bypass-Auslaß 28 in den Reservekraftstoffspeicher des Be
hälters 26 umgeleitet oder abgegeben wird, und zwar mit
einem veränderlichen Durchsatz, der zu dem Durchsatz in
der Leitung 24 zum Motor invers ist. Typischerweise be
sitzt der Regler ein von einer Membran in Abhängigkeit von
einer Änderung des Kraftstoffbedarfs des Motors betätigtes
Durchsatzsteuerventil, um einen im wesentlichen konstanten
Ausgangsdruck aufrechtzuerhalten. Der Regler hält
typischerweise einen im wesentlichen konstanten Ausgangs
druck, wie beispielsweise einen Überdruck von 3,445 bar,
mit einem Druckabfall von etwa 0,0689 bar über den ge
samten Änderungsbereich des Kraftstoffdurchsatzes zum Mo
tor von 0 bis 151,4 lit pro Stunde aufrecht. Vorzugsweise
findet die Kraftstoffpumpeneinheit 10 in einem Kraftstoff
system ohne Rückführung Verwendung, das keine Leitung be
sitzt, die Kraftstoff vom abstromseitigen Bereich der Mo
torkraftstoffeinspritzvorrichtungen oder der Kraftstoff
versorgungsleiste des Motors zum Kraftstofftank zurück
führt. Geeignete Druckregler 22 für Kraftstoffsysteme ohne
Rückführung sind in den US-PS′en 52 20 941 und 53 98 655
beschrieben, deren Offenbarungen durch Bezugnahme in die
vorliegende Offenbarung eingearbeitet werden. Der Druck
regler 22 wird somit nicht in größeren Einzelheiten be
schrieben.
Das Primärfilter 18 besitzt eine Tasche oder Umhüllung 50,
die aus einer Lage 52 eines flexiblen Filtermateriales mit
feinen Maschen, wie beispielsweise eines Kunststoffs, das
um seinen Umfang 54 herum heißversiegelt ist, hergestellt
ist. Die Innenkammer 56 der Umhüllung steht über einen
Auslaß 58 mit dem Einlaß der Pumpe in Verbindung, in den
sie gleitend eingesetzt ist und mittels Preßpassung rei
bend gehalten wird. Vorzugsweise besteht der Auslaß 58 aus
Kunststoff und hat einen Umfangsflansch 60, der über eine
Heißversiegelung 62 mit der Oberwand 64 des Filtermateria
les 52 fixiert und hiermit abgedichtet ist. Vorzugsweise
ist in der Umhüllung 50 ein kraftstoffdurchlässiger Ab
standshalter, beispielsweise eine flexible gerippte Trenn
wand 66, die aus einem elastischen Kunststoff bestehen
kann, angeordnet, um zu verhindern, daß die flexible Bo
denwand 68 des Filtermateriales 52 unter dem Gewicht der
Pumpeneinheit zusammenfällt und durch die Saugwirkung der
Pumpe nach oben auf den Auslaß 58 in der oberen Wand 64
gepreßt wird und somit den Kraftstoffdurchsatz durch den
Auslaß in den Pumpeneinlaß 16 drosselt. Wie am besten in
Fig. 1 gezeigt, besitzt die Trennwand 66 vorzugsweise
eine geringere Breite als die Umhüllung 18, um auf diese
Weise einen freien Kraftstoffdurchsatz in der Umhüllung um
die Seitenränder der Trennwand zu ermöglichen, vorzugs
weise derart, daß Kraftstoff durch die Trennwand strömen
kann, die, falls gewünscht, aus einem undurchlässigen Ma
terial hergestellt werden kann. Im Betrieb liegen das Fil
ter 18 und der Pumpeneinlaß 16 eng benachbart zum Boden
des Kraftstofftanks 12. Vorzugsweise liegt die Bodenwand
68 des Kraftstoffilters auf der Bodenwand 70 des untersten
Teiles des Kraftstofftanks (und kann in einem Tankverwir
belungstopf angeordnet sein). Zu diesem Zweck wird die
Moduleinheit 10 vorzugsweise von einem herkömmlichen obe
ren Tankmontageflansch (nicht gezeigt) an einer geeigneten
herkömmlichen teleskopartigen Lagerbefestigung (nicht ge
zeigt) vertikal beweglich gelagert, um durch Schwerkraft
vorgespannt zu werden. Falls gewünscht, kann ein federvor
gespannter und unter Druck stehender Auslaßschlauch nach
unten als "Bodensuch"-Kraftstoffsendemodul vorgesehen
sein.
Vorzugsweise wird der Speicherbehälter 26 durch ein Rohr
80 gebildet, das vorzugsweise aus einem kraftstoffverträg
lichen Kunststoffmaterial, wie beispielsweise Acetal, be
steht und einen Umfangsflansch 82 an seinem unteren Ende
aufweist, der eine Öffnung 84 durch die Oberwand 64 des
Filtermateriales überlagert und hieran über eine Heißver
siegelung 86 befestigt und abgedichtet ist. Die darunter
befindliche Öffnungsplatte 30 ist ebenfalls am Flansch und
der hieran anschließenden Filterwand über eine Heißversie
gelung 88 befestigt und abgedichtet, um den Boden des
Speicherrohres 80 zu schließen, so daß Kraftstoff vom Bo
den des Speichers nur durch eine geeichte Öffnung 90 in
der Platte strömen kann. Die Öffnung 90 ist so dimen
sioniert, daß das Speicherrohr 80 während des Normalbe
triebes der Pumpe im wesentlichen vollständig mit Kraft
stoff gefüllt wird, der vom Bypass-Auslaß 28 des Druck
reglers 22 während des Normalbetriebes der Pumpe abgegeben
wird. Bei Kraftstoffpumpen, die eine Abgabeleistung unter
normalen Betriebsdruckbedingungen von bis zu etwa 151,4
lit besitzen, hat die Öffnung 90 typischerweise einen
Durchmesser in einem Bereich von etwa 2,54 bis 5,08 mm.
Mit anderen Worten, der Durchflußregelquerschnitt der
Öffnung 90 ist so zum Pumpenauslaß und den Kraftstoffan
forderungsparametern des Motors korreliert, daß ein Reser
vekraftstoffdurchfluß-"Ausgleich" zwischen dem
Bypass-Kraftstoffzufluß in den Behälter 26 und den Reservekraft
stoffbehälterabfluß über die Öffnung 90 und zurück durch
die Hauptfilterkammer 56 zum Pumpeneinlaß 16 erzielt wird,
um einen maximalen Reservekraftstoffeigengewichtsdruck im
Behälter mit einem minimalen, wenn überhaupt, Überströmen
vom offenen oberen Ende des Behälters 26 zurück in den
Haupttank zu erzielen.
Um den vom Speicher 26 zugeführten Kraftstoff weiter zu
filtern, ist vorzugsweise ein Sekundärfilter 92 im Boden
des Rohres 80 angeordnet, so daß es die Öffnung 90 überla
gert. Vorzugsweise besitzt das Filter 92 eine feinere
Maschen- oder Öffnungsgröße als das Primärfilter 18 und
hat typischerweise eine durchschnittliche Öffnungsgröße,
die nicht größer ist als etwa 60 µm. Vorzugsweise hat das
Sekundärfilter ferner eine durchschnittliche Öffnungs- oder
Porengröße von etwa 30 bis 40 µm, während das Primär
filter eine durchschnittliche Öffnungs- oder Porengröße
hat, die nicht größer ist als 100 µm, vorzugsweise etwa 60
bis 70 µm beträgt. Um sicherzustellen, daß im flüssigen
Reservekraftstoff vorhandene Luft oder vorhandener gasför
miger Dampf den Durchfluß durch die Öffnung 90 nicht
blockiert oder drosselt, ist das Filter 92 über der Öff
nung und nicht unter dieser angeordnet, so daß Dampf di
rekt zum Kopfraum des Tankes durch die Menge des Reser
vekraftstoffs im Behälter nach oben entweichen kann. Im
Gebrauch stellt die Trennwand 66 ferner sicher, daß die
flexible Bodenwand 68 des Filtermateriales nicht gegen die
Öffnung 90 gepreßt oder auf diese zusammengedrückt wird,
wodurch der Durchfluß des Reservekraftstoffs nach unten
durch die Öffnung und über die Innenkammer 96 des Filters
zum Pumpeneinlaß 16 blockiert würde.
Benachbart zum oberen Ende des Speicherrohres 80 steht ein
zylindrischer Abschnitt 94 des Gehäuses 96 des Druckreg
lers 22 durch eine Bohrung 98 in der Seitenwand des Rohres
80 vor. Ein ringförmiger Umfangsflansch 100 ist mit Preß
passung in eine Manschette 102 eingesetzt, die koaxial zur
Bohrung angeordnet ist, diese umgibt und einstückig mit
dem Rohr ausgebildet ist. Vorzugsweise bildet ein O-Ring
104 eine Dichtung zwischen dem Reglergehäuse 96 und dem
Rohr 80. Das obere Ende 106 des Speicherrohres 80 öffnet
sich in den Kopfraum des Kraftstofftanks und verhindert
somit einen Druckaufbau von einströmendem Bypass-Kraft
stoff, der auftreten würde, wenn die Oberseite des Behäl
ters abgedichtet wäre. Somit kann überschüssiger Reser
vebypasskraftstoff aus der Oberseite des Speicherrohres in
den Kraftstofftank strömen. Der oben offene Behälter er
möglicht ferner, daß Luft oder Dampf im Kraftstoff im
Speicherrohr aufsteigen, sich vom Reservekraftstoff tren
nen und durch das offene Ende 106 in den Dampfkopfraum im
Kraftstofftank dringen kann.
Im Gebrauch wird der Kraftstoffpumpenmodul 10 im Kraft
stofftank so montiert, daß sich das Speicherbehälterrohr
80 allgemein vertikal erstreckt und sich das Kraftstoffil
ter 80 unmittelbar benachbart zum untersten Bodenabschnitt
70 des Kraftstofftanks befindet und vorzugsweise auf dem
Boden 70 des Tanks als "Bodensuch"-Modul ruht. Kraft
stofftanks mit einem eingeformten oder eingestanzten
"Verwirbelungstopf" im untersten Bereich des Tanks (siehe
Fig. 3) ermöglichen die relativ kompakten seitlichen Ab
messungen des Moduls 10 bis zu einem länglichen Filter 18,
so daß dieses in die manchmal engen Grenzen eines
derartigen Verwirbelungstopfes eingepaßt werden kann. Im
Normalbetrieb ist der Kraftstofftank mindestens teilweise
mit flüssigem Kraftstoff, wie beispielsweise Benzin, bis
zu einem Pegel über dem Filter 18 gefüllt, so daß der
Filter und der Pumpeneinlaß 16 vollständig in Kraftstoff
eingetaucht sind.
Im Normalbetrieb der elektrischen Kraftstoffpumpe 14 wird
Kraftstoff von der Hauptkraftstoffmenge im Tank durch das
Filter 18 in den Einlaß 16 der Pumpe abgezogen und vom
Auslaß 20 der Pumpe in den Einlaß des Druckreglers 22 ab
gegeben, der über seinen Auslaß 42 den Motor auf einem im
wesentlichen konstanten Druck, wie beispielsweise einem
Überdruck von 3,445 bar, unter einem veränderlichen Durch
satz, der durch veränderliche Kraftstoffanforderungen des
Motors festgelegt wird, mit Kraftstoff versorgt. Der Reg
ler 22 hält einen im wesentlichen konstanten Ausgangsdruck
aufrecht, indem er einen Teil des zu seinem Einlaß geführ
ten Kraftstoffs umleitet und den umgeleiteten Kraftstoff
durch seinen Bypass-Auslaß 44 in den Reservebehälter 26
abgibt. Im Normalbetrieb der Pumpe steigt der Kraftstoff
im Speicherrohr 80 aufgrund des vorstehend erwähnten Re
servekraftstoffdruckausgleichs des Behälters in der ge
eichten Öffnung 90 auf einen Pegel an, der sich üblicher
weise benachbart zum Bypass-Auslaß 28 oder darüber befin
det. Bei einigen normalen Betriebsbedingungen, wie bei
spielsweise verlängerten Perioden des Motorleerlaufs oder
beim Laufen unter einer niedrigen Last, kann der Kraft
stoffpegel bis zum oberen Ende des Rohres 80 ansteigen und
den Tank über das offene obere Ende 106 des Rohres über
strömen. Somit strömt im Normalbetrieb ein Teil des in den
Speicher eindringenden Kraftstoffs auch kontinuierlich aus
dem Boden des Rohres durch das Sekundärfilter 92 und die
geeichte Öffnung 90 heraus, dringt durch die Innenkammer
56 des Primärfilters 18 und dringt wieder zusammen mit dem
vom Tank durch das Primärfilter abgezogenen Kraftstoff in
den Pumpeneinlaß 16 ein. Vorzugsweise wird der maximale
Reservekraftstoffpegel des Behälters unter dem Überström
pegel des Behälters gehalten, so daß so viel wie möglich
des umgeleiteten Kraftstoffs, der bereits durch das Pas
sieren des Filters 18 bis zum Pumpeneinlaß gefiltert wor
den ist, zum Pumpeneinlaß zurückgeführt wird, nachdem er
wieder durch das Sekundärfilter 92 gefiltert worden ist.
Hierdurch wird der Gesamtdurchsatz oder der durchschnitt
liche Durchsatz des vom Tank 12 durch das Filter 18 abge
zogenen Kraftstoffs verringert und somit die Menge der das
Filter 18 verstopfenden Tankverunreinigungen reduziert.
Darüber hinaus wird die Menge des dem Motor zugeführten
doppelt gefilterten Kraftstoffs auf ein Maximum gebracht.
Wenn während des Normalbetriebs des Fahrzeugs der Kraft
stoffpegel im Tank niedrig genug wird, beispielsweise beim
Fahren um Ecken oder beim Auf- und Abfahren oder beim Par
ken an einem steilen Berg oder einer Neigung, bewegt sich
der im Tank verbleibende Kraftstoff vom Primärfilter 18
weg, wodurch die Kraftstoffversorgung vom Tank über das
Filter zum Einlaß 16 der Pumpe für einen Augenblick unter
brochen wird ("Aushungern"). Während dieser Kraftstoffun
terbrechungen empfängt die Pumpe Kraftstoff von der Reser
veversorgung im Speicherbehälter 26 mit einem größeren
Durchsatz als dann, wenn Kraftstoff aus dem Tank am Filter
18 zur Verfügung steht, und zwar aufgrund eines Anstieges
des negativen Drucks an der Öffnung 90, der durch das An
saugen der Pumpe unter diesen nachteiligen Bedingungen
verursacht wird. Der Reservekraftstoff strömt somit durch
das Sekundärfilter 92, die geeichte Öffnung 90 und die In
nenkammer 56 des Filters 18 in den Einlaß 16 der Kraft
stoffpumpe mit einem ausreichenden Durchsatz, um den
Kraftstoffbedarf der Pumpe und des Motors zu erfüllen und
auf diese Weise eine Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr
oder eine Aushungerung unter derartigen nachteiligen Be
dingungen zu verhindern. In bezug auf den Motorbedarf
überschüssiger Kraftstoff wird weiterhin vom Bypass-Regler
22 in das Rohr 80 zurückgeführt, um auf diese Weise die
Verfügbarkeit des Reservekraftstoffs während derartiger
nachteiliger Bedingungen zu verlängern.
Während der zum "Aushungern" führenden Unterbrechung der
Kraftstoffzufuhr vom Tank verhindert die Kapillarwirkung
der feuchten Lage des Filtermateriales 52, die die oberen
und unteren Umfangswände 64 und 68 bildet, daß Luft und
Kraftstoffdampf durch das Filtermaterial in die Innenkam
mer 56 der Filtertasche oder der Umhüllung 50 und in den
Pumpeneinlaßdringen. Wenn die Unterbrechung der Kraft
stoffzufuhr in den Tank eine ausreichende Dauer besitzt,
so daß der gesamte Reservekraftstoff im Speicherbehälter
26 verbraucht wird, bildet die Filterumhüllungskammer 56
selbst einen zusätzlichen Speicher oder eine entsprechend
Kraftstoffreserve, die der Pumpe zugeführt wird. Wenn die
ser Kraftstoff erschöpft ist, fallen die Wände 64 und 68
des flexiblen Filtermateriales 52 vorzugsweise nach innen,
wobei jedoch die Trennwand 66 verhindert, daß das Filter
material den Pumpeneinlaß 16 verengt oder verschließt.
Hierdurch wird ferner sichergestellt, daß das Filtermate
rial von der verbleibenden geringen Kraftstoffmenge be
netzt wird, so daß Luft und Kraftstoffdampf nicht in den
Pumpeneinlaß 16 eindringen, bis im wesentlichen der ge
samte Kraftstoff verbraucht worden ist. Die Trennwand
sichert des weiteren, daß beim erneuten Füllen eines im
wesentlichen vollständig leeren Kraftstofftanks die Wände
des Filters 18 in ihre normale Betriebsstellung expandie
ren, so daß auf diese Weise sichergestellt wird, daß der
Einlaß 16 der Kraftstoffpumpe beim Wiederstarten des
Motors nicht verengt ist.
Aus der vorhergehenden Beschreibung sowie den Zeichnungen
wird nunmehr deutlich, daß unter normalen Betriebsbedin
gungen das Rohr 80 normalerweise bei einem Abstellen des
Motors nahezu oder vollständig mit Reservekraftstoff ge
füllt ist. Obwohl der Reservekraftstoff während solcher
Außerbetriebszeiten des Motors vom Rohr 80 über die ge
eichte Öffnung 90 und das Filter 18 entweichen und somit
zur Hauptmenge des Kraftstoffs im Tank 12 zurücklecken
kann, tritt diese Leckage jedoch nur in dem Ausmaß auf, in
dem eine Eigengewichtsdruckdifferenz zwischen dem Kraft
stofftankpegel relativ zur Öffnung 90 und dem Speicher
kraftstoffpegel im Rohr 80 vorhanden ist. Da diese
schwerkraftinduzierte Druckdifferenz im Vergleich zu der
durch das Ansaugen der Pumpe induzierten Druckdifferenz,
wenn die Pumpe 32 Reservekraftstoff über die Öffnung 90
abzieht, gering ist, ist dieser Leckdurchsatz bei still
stehendem Motor viel geringer als der
"Reservepumpenabzugs"-Durchsatz. Somit kann eine Reser
veversorgung an Kraftstoff im Rohr 80 für einen erneuten
Start des Motors über eine verlängerte Zeitdauer zur Ver
fügung gestellt werden, und zwar sogar unter
"Aushungerungsbedingungen" des Pumpeneinlasses, d. h. wenn
das Fahrzeug mit einem geringen Kraftstoffpegel im Tank 12
an einer steilen Neigung geparkt ist.
Eine derartige Behälterleckage, die während des still
stehenden Motors (und somit der Pumpe) und einem geringen
Kraftstoffpegel im Tank stattfindet, sorgt für einen Re
servekraftstoffstrom-Rückfluß von der Öffnung 90 in die
Filterkammer 56 und dann durch die Poren der Filterumhül
lung 50 hinaus in den Haupttank. Dieser Rückfluß bei
stillstehendem Motor erzeugt eine Rückspülwirkung am Fil
ter 18 und bewirkt, daß der größte Teil der Schmutzparti
kel, wenn nicht alle, die an der Außenfläche des Filters
haften, von dieser Fläche weggeführt werden und sich wie
der im Tank absetzen oder dort dispergiert werden. Ein
Verstopfen des Filters 18 über dessen Betriebsdauer wird
somit zum großen Teil verhindert.
Es wird ferner aus der vorstehenden Beschreibung und den
Zeichnungen deutlich, daß bei dem Kraftstoffabgabemodul 10
nunmehr eine Drehschieber-Kraftstoffpumpe (Turbinenpumpe),
wie sie in der vorstehend beschriebenen US-PS 52 57 916
beschrieben ist, in Verbindung mit einem Reservekraft
stoffspeicherbehälter verwendet werden kann, ohne hierbei
die Funktionsweise des Dampfreinigungssystems 35 der
Pumpe 32 zu verschlechtern. Wie vorstehend ausgeführt,
kann eine derartige Verschlechterung auftreten, wenn die
Drehschieberpumpe im Inneren des Speicherbehälters ange
ordnet ist und der Auslaß der Pumpenreinigungsöffnung 35
einem Eigengewichtsdruck des Reservekraftstoffs im Behäl
ter ausgesetzt ist, der den Eigengewichtsdruck der Haupt
kraftstoffmenge im Tank 12 um eine vorgegebene Größe, bei
spielsweise 2,5′′ Wassersäule, übersteigt. Gemäß dem vor
stehend beschriebenen Merkmal der Erfindung steht jedoch
der Auslaß der Reinigungsöffnung direkt mit dem Inneren
des Tanks 12 außerhalb des Speicherbehälters 26 in Verbin
dung. Der Auslaß des Reinigungskanales 35 wird somit all
gemein auf die gleiche Höhe wie der Pumpeneinlaß 16, wo
dieser mit dem Tankkraftstoff in Verbindung steht, ge
bracht oder nur geringfügig darunter angeordnet, jedoch
vorzugsweise so, daß sich der Auslaß des Reinigungskanales
35 geringfügig über der Öffnung des Pumpeneinlasses 16 zum
Tank befindet. Die zwischen dem Auslaß des Reinigungskana
les 35 und dem Pumpeneinlaß vorhandene Druckdifferenz wird
somit minimiert, da beide etwa auf der gleichen Höhe di
rekt nur der gleichen Hauptmenge an Kraftstoff im Tank
ausgesetzt sind.
Dadurch, daß sich der Reinigungsauslaß 35 etwa auf der
gleichen Höhe wie die Öffnung des Pumpeneinlasses 16 zum
Tank befindet, wird die Druckdifferenz dazwischen im Ver
gleich zu der, die im Fall der Pumpe 32 existiert, die in
die Menge des Reservekraftstoffs in einem System mit im
Behälter befindlicher Pumpe vorhanden ist, reversiert.
Wenn der Tankpegel niedrig genug ist und unter die untere
Endkappe 38 des Pumpengehäuses 36 fällt, steht natürlich
der Reinigungskanal 35 direkt mit der Umgebungsluft oder
dem Dampf im Kraftstofftank in Verbindung. Auch unter der
artigen Bedingungen eines niedrigen Kraftstoffpegels im
Tank beeinflußt der Druck des Reservekraftstoffs im Behäl
ter 26 nicht die Dampfreinigungswirkung der Pumpe nachtei
lig, wenn die Filterumhüllung 18 mit Kraftstoff
"ausgehungert" wird, wie vorstehend beschrieben, und als
Kapillardichtung in bezug auf das Innere des Tanks wirkt.
Aus dem vorstehenden wird ferner deutlich, daß die
gleichen vorteilhaften Dampfreinigungsbetriebseigenschaf
ten erfindungsgemäß auch dann erzielt werden können, wenn
eine Regenerativkraftstoffpumpe vom Drehschiebertyp der in
der vorstehend erwähnten US-PS 52 57 916 beschriebenen Art
in einem geeignet dimensionierten Speicherbehälter, wie er
in der vorstehend beschriebenen US-PS 47 47 388, die eben
falls durch Bezugnahme eingearbeitet wird, beschrieben
ist, montiert wird, unter der Voraussetzung, daß der Aus
laß des Reinigungskanals der im Behälter angeordneten
Pumpe direkt mit der Außenseite des Behälters und somit
dem Tankinneren etwa auf der Höhe des Pumpeneinlasses in
Verbindung steht und gegenüber dem Druck des Reservekraft
stoffs im Behälter isoliert ist. Dies kann erreicht wer
den, indem ein kleines flexibles Kunststoffentlüftungsrohr
(nicht gezeigt) an einem Ende in den Auslaß des Kanales 35
eingesetzt wird und zum anderen Auslaßende des Rohres in
abgedichteter Weise führt, und zwar allgemein horizontal
vom Kanal 35 nach außen durch eine geeignete Öffnung in
der Wand des Behälters nach außen in den Tank, so daß der
Auslaß des Entlüftungsrohres etwa auf der gleichen Höhe
wie der Pumpeneinlaß liegt.
Bei der bevorzugten Montage der Pumpeneinheit 14 außerhalb
des Behälters 26 und eng benachbart hierzu, wie bei der
ersten Ausführungsform der Fig. 1 und 2 gezeigt, be
steht jedoch kein Bedarf nach einer derartigen Dampfreini
gungsentlüftungsrohrverbindung zum Inneren des Tanks.
Darüber hinaus ist in dem Fall, in dem die Kraftstoffpumpe
direkt im Inneren des Tanks außerhalb des Speicherbehäl
ters montiert ist und mit einem Kraftstoffabgabesystem vom
Rückführtyp verwendet wird, die Pumpe nicht dem vom Motor
zum Behälter zurückgeführten heißen Kraftstoff ausgesetzt,
sondern wird vielmehr von der Hauptmenge des Kraftstoffs
im Tank gekühlt, so daß auf diese Weise die Neigung zur
Schnellverdampfung des Kraftstoffs in der Pumpenkammer
durch eine reduzierte Temperatur der Pumpenkomponenten
verringert wird.
Die Fig. 3-33 zeigen eine zweite Ausführungsform der
Erfindung, bei der ebenfalls vom erfindungsgemäßen Merkmal
der Montage einer Drehschieber-Kraftstoffpumpeneinheit 14,
die das vorstehend erwähnte eingebaute Dampfreinigungs
system 33, 35, 38 besitzt, außerhalb von einem Speicherbe
hälter, jedoch eng benachbart hierzu, so daß die Pumpe 32
und ihr Dampfreinigungsauslaß 35 direkt in der Hauptmenge
des Kraftstoffs im Tank montiert werden, Gebrauch gemacht
wird. Bei dieser zweiten Ausführungsform ist eine aus ei
ner Kraftstoffpumpe, einem Speicher und einer Behälterba
sis bestehende Moduleinheit 110 vorgesehen, die vorzugs
weise im Tank montiert und in herkömmlicher Weise aufge
hängt ist, so daß es sich hierbei um einen "Bodensuchtyp"
(bottom seeking type) handelt. Diese Einheit ist dimen
sionsmäßig für eine Installation (drop-in installation)
durch eine Öffnung in der Deckwand 24 des Tanks 12 ge
eignet, so daß sie mit ihrer Basis auf dem Boden einer
Verwirbelungstopfbasis 112 im Tank 12 ruht.
Der Modul 110 umfaßt ferner einen Speicherbehälter 120
(siehe insbesondere die Fig. 7-10), der an seinem obe
ren Ende offen ist und mit dem Kopfraum oder Dampfraum im
Inneren des Tanks 12 in Verbindung steht. Der Behälter 120
ist mit einer kreisförmigen Öffnung 124 versehen, die den
zylindrischen Abschnitt 94 des Gehäuses 96 des Druckreg
lers 22 aufnimmt, der am Behälter in der vorstehend in
Verbindung mit der ersten Ausführungsform 10 beschriebenen
Art und Weise montiert ist.
Der Modul 110 umfaßt ferner eine Basisuntereinheit 130 (in
den Fig. 3-6 allgemein und in den Fig. 11-18 im De
tail gezeigt) mit allgemein zylindrischer Form, deren
Durchmesser so dimensioniert ist, daß sie durch eine Tank
montageöffnung (nicht gezeigt) gleiten kann, wenn der Mo
dul in und durch diese Öffnung in der Deckwand 24 des
Tanks eingesetzt wird. Die Basis 130 ist am Boden offen
und an ihrem Außenumfang mit vier in Umfangsrichtung
gleichmäßig beabstandeten Schenkeln 132 versehen, die auf
dem Verwirbelungstopf oder der Tankbodenwand 70 ruhen kön
nen. Die Basis 130 besitzt eine scheibenförmige Flansch
komponente 133, von der einstückig nach oben ein speziell
geformter Montagevorsprung 134 für einen offenen Spinnen
schenkel vorsteht. Der Vorsprung 134 trägt einen mittleren
erhabenen Behältermontagering 136 mit einer Innenbohrung
138, die einen nach unten vorstehenden Hals 140 der Boden
wand 142 des Behälters 120, der den Gegenbodenauslaß 144
bildet, aufnimmt. Die Basis 130 ist mittels Rastverriege
lung am unteren Ende des Behälters 122 durch Einpassen des
Behälterhalses 140 in den Ring 136 montiert.
Die Moduleinheit 110 umfaßt zusätzlich die Dreh
schieber-Kraftstoffpumpe (Turbinenpumpe) 14. Der Behälter 120 ist
speziell geformt (d. h. ein großer Zylinder mit geringem
Durchmesser) und auf der Basis 130 seitlich versetzt, um
einen Lagerraum auf der Außenseite zur Aufnahme der Pumpe 14
in einer passenden Aufnahme entlang einer Seite des Be
hälters 120 vorzusehen. Im montierten Zustand steht somit
die Pumpe 14 nicht über die Außenabmessungen der Basis 130
vor, so daß der Modul 110 in der Öffnung der Deckwand des
Tanks montiert werden kann, wenn sich die Pumpe 14 als
Teil des Moduls 110 im montierten Zustand befindet.
Die ebene Wand 146 des Flansches 130 im Pumpenaufnahmebe
reich benachbart zum Behälter 120 ist mit einem aufwärts
geflanschten Hals 148 zur Aufnahme einer Anti
rotations-Gummitüllendichtung (nicht gezeigt) versehen. Wenn die Ba
sis 130 durch Einrasten am Behälter 120 befestigt wird,
wird auch der Pumpeneinlaßvorsprung 16 in abgedichteter
Weise durch Preßpassung in der Gummitülle und dem Flansch
hals 148 aufgenommen, so daß auf diese Weise das untere
Ende der Pumpe an der Basis 130 montiert wird, nachdem die
Pumpe 14 am Behälter 120 vormontiert worden ist. Die Wand
146 des Flansches 133 ist ebenfalls mit einer nach oben
vorstehenden, horizontal länglichen offenen oberen Abzugs
wanne 150 versehen, die in der im Detail in den Fig.
13-17 gezeigten Art und Weise ausgebildet ist und sich von
einer gekrümmten Endwand 152 bis zu einem Auslaß 154 am
offenen Ende erstreckt, der bis zum Rand einer kreisförmi
gen Öffnung 156 in der Flanschwand 146 führt. Wenn die
Pumpe 14 am Flansch 133 montiert ist, ist ihr Dampfreini
gungsauslaßkanal 35 über eine geneigte Rampe 158 der Wanne
150 ausgerichtet, so daß von der Pumpenkammer 33 der Pumpe
32 über den Reinigungskanal 35 ausgestoßener Kraftstoff in
die Wanne 150 geführt und von der Wanne in die Flansch
öffnung 156 geleitet wird.
Wie am besten in den auseinandergezogenen perspektivischen
Ansichten der Fig. 11 und 12 sowie den detaillierten
Ansichten der Fig. 19-33 zu erkennen ist, umfassen die
restlichen Bestandteile der Basiseinheit 130 zusätzlich
zum Flansch 133 eine Filtermembran 160, einen ringförmigen
Membranhalter 162, der den äußeren Umfangsrand der Filter
membran 160 überlagert und hiermit heißversiegelt ist,
einen Federteller 164, der mit einer mittleren geeichten
Öffnung 166 versehen ist, eine Schraubendruckfeder 168,
deren obere Windung im abwärts gerichteten Flansch 170 des
Tellers 164 gelagert ist, einen Federhalter 170, einen
ringförmigen Hauptfilterhalter 172, ein Hauptfilterlager
174 und ein scheibenförmiges Hauptfilter 176. Diese Be
standteile der Basiseinheit 130 sind so ausgebildet, wie
im Detail in den Ansichten der Fig. 19-33 gezeigt, und
so zueinander dimensioniert, wie in den perspektivischen
Ansichten der Fig. 11 und 12 gezeigt, die ebenfalls die
Reihenfolge ihrer stapelweisen Montage in bezug auf den
Flansch 133 zeigen. Die Basiskomponenten sind in den
Fig. 5 und 6 in fertig montiertem Zustand gezeigt.
Wenn man sich Fig. 5 in Verbindung mit den Fig. 11-33
betrachtet, so erkennt man, daß die Basis 133 einen kreis
förmigen Flansch 180 besitzt (siehe auch die Fig. 15
und 16), der die Durchgangsöffnung 156 in der Flanschwand
146 ausbildet. Der Membranhalter 162 mit der an seinem
Außenrand befestigten Filtermembran 160 ist durch Preßpas
sung so im Flansch 180 fixiert, daß die Filtermembran 160
die Öffnung 156 unmittelbar unter dem nach außen ge
flanschten unteren ringförmigen Rand 182 des Behälterhal
ses 140 überspannt. Der Federhalter 170 wird als Unterein
heit mit der Feder 168 zusammengebaut, wobei die unterste
Windung der Feder auf einem abwärts vertieften mittleren
undurchlässigen Federsitzabschnitt 182 des Federhalters
170 sitzt. Der Federteller 164 ruht auf der obersten Win
dung der Feder 168, wobei sein Umfangsflansch 169 nach un
ten orientiert ist. Diese Untereinheit wird dann mittels
Preßpassung nach oben in den Flansch 180 in klemmender
Beziehung zum Membranhalter 162 eingesetzt, bis sie die in
Fig. 5 gezeigte Position erreicht.
Das Haupt- oder Primärfilter 176 ist an seinem Außenrand
mit der Unterseite des Filterhalters 172 heißversiegelt
oder in anderer geeigneter Weise fest verbunden. Bei dem
Filterlager 174 handelt es sich um ein offenes Gitter in
der Form eines Waggonrades mit doppelter konzentrischer
Felge und Innenringen 192 und 198, das in geeigneter Weise
an der Oberfläche des Filters 176 zentriert und fixiert
ist, wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt. Diese Hauptfil
teruntereinheit wird teleskopartig durch Preßpassung im
angepaßten ringförmigen Sitz befestigt, der von der Um
fangsflanschfelge oder Schürze 184 gebildet wird, die den
Außenumfang der Wand 146 umgibt. Die zusammengebaute Posi
tion des Primärfilters 176, des zugehörigen Halters 172
und des Filterlagers 174 ist in den Fig. 5 und 6 ge
zeigt.
In diesem fertig montierten Zustand ruht die Basis 130 der
Moduleinheit 110 in ihrer Betriebsstellung auf der Boden
wand 70 des Verwirbelungstopfes 112 (oder in entsprechen
der Weise auf der herkömmlichen Kraftstofftankbodenwand)
und bildet eine Hauptfilterkammer 186 in dem Raum unter
halb der Flanschwand 146 und über dem Primär- oder Haupt
filter 176. Die Kammer 186 steht über die offenen
Speichenräume des Felderhalters 170 sowohl mit dem Kraft
stoffpumpeneinlaß 116 als auch mit dem Raum unterhalb der
Sekundärfiltermembran 160 in Verbindung. Die primäre Strö
mungsbahn des Kraftstoffs vom Verwirbelungstopf 112 in die
Kammer 186 verläuft durch die Zwischenräume zwischen den
Standfüßen 132 und dem Unterrand der Schürze 184 und dann
durch das Hauptfilter 176 in die Kammer 186. Eine
parallele oder sekundäre Kraftstoffströmungsbahn vom Tank
und Verwirbelungstopf zur Hauptfilterkammer 186 verläuft
durch die vier breiten Öffnungen, die zwischen den vier
Schenkeln 188 des Behälterlagervorsprungs 134 der Basis
130 vorhanden sind, dann durch das Filtersiebmaterial der
Filtermembran 160 und durch die Freiräume zwischen den
Waggonradspeichen 190 des Filterlagers 174. Wie vorstehend
erläutert, wird ferner Dampfreinigungs-Bypasskraftstoff,
der über den Reinigungskanal 35 austritt, über die Wanne
150 in die Öffnung 156 geleitet, so daß er nach unten
durch die Filtermembran 160 in die Hauptfilterkammer 186
strömt.
Eine Aufwärtsbewegung des Hauptfilters 176 wird durch das
Filterlager 174 beschränkt, das mit seiner äußeren Felge
192 gegen die Unterseite einer Reihe von sieben Standfüßen
194 stößt, und durch den Innenring 198 des Filterlagers
170, der gegen den Federsitz 182 des Federhalters 170
stößt.
Bei einer alternativen Version der Moduleinheit 110 ist
der Federteller 164 mit einer geeichten mittleren Öffnung
166 versehen, die mit dem kreisförmigen mittleren Bereich
161 der Membran 160 übereinstimmt. Wenn somit die Öffnung
166 vorhanden ist, existiert eine immer offene Kraftstoff
strömungsbahn vom Reservekraftstoffspeicher 121 des Behäl
ters 120 nach unten durch den Heizauslaß 144, den mittle
ren Bereich 161 der Filtermembran 160, dann durch die Tel
leröffnung 166 nach unten und schließlich durch die beab
standeten Windungen der Feder 168 nach außen in die Haupt
filterkammer 186.
Alternativ dazu kann der Federteller 164 vollständig un
durchlässig ausgebildet sein, indem die geeichte Öffnung
166 weggelassen wird, so daß er den Auslaß 144 vollständig
schließt und abdichtet, wenn die Feder 168 das Membranfil
ter 160 gegen den durch den Halsrand 182 gebildeten ring
förmigen Ventilsitz des Behälterauslasses vorspannt. Diese
vollständig abdichtende Ventilwirkung kann auch durch Ein
formen in ein geeignetes Gummiabdichtungsmaterial erzielt
werden, um auf diese Weise das Filtermaschenmaterial der
Filtermembran 160 in dieses undurchlässige Gummimaterial
einzubetten. Der mittlere Bereich 161 der Filtermembran
160 dient auf diese Weise als undurchlässiges Ventil
schließelement, das den Federteller 164 überlagert. Jede
Art des Federtellers 164 schützt darüber hinaus das Mate
rial des Membranfilters 160 gegenüber einem übermäßigen
Verschleiß oder einem Zerreißen durch die Endwindung der
Feder.
Im Gebrauch wird der aus der Kraftstoffpumpe und dem Be
hälter bestehende Modul 110 im Kraftstofftank 12 so mon
tiert, daß sich der Speicherbehälter 120 allgemein verti
kal erstreckt und das Primärkraftstoffilter 176 unmittel
bar benachbart zur Bodenwand 70 des Verwirbelungstopfes
112 oder des Kraftstofftanks angeordnet ist und vorzugs
weise hierauf ruht. Im Normalbetrieb ist der Kraft
stofftank zumindestens teilweise mit flüssigem Kraftstoff,
wie beispielsweise Benzin, gefüllt, und zwar bis zu einem
Pegel über dem Primärfilter 176 und dem sekundären Mem
branfilter 160, so daß diese Filter und der Pumpeneinlaß
16 vollständig in die Hauptmenge des im Tank befindlichen
Kraftstoffs oder zumindestens in die im Verwirbelungstopf
112 befindliche Kraftstoffmenge eingetaucht sind.
Im Normalbetrieb der Pumpeneinheit 14 wird Kraftstoff aus
der Hauptkraftstoffmenge im Tank über beide Filter 176 und 160
in die Hauptfilterkammer 186 und dann in den Pumpen
einlaß 16 abgezogen. Ein veränderlicher Kraftstoffdurch
satz gelangt vom Pumpenauslaß 42 über die Leitung 24 zur
Kraftstoffversorgungsleiste (nicht gezeigt) des Motors un
ter einem im wesentlichen konstanten Druck, wie beispiels
weise einem Überdruck von 3,445 bar. Der Regler 22 hält
wiederum einen im wesentlichen konstanten Ausgangsdruck
aufrecht, indem er einen Teil des über den Bedarf des Mo
tors hinaus zugeführten Kraftstoffes zurückführt, wobei
der Regler den überschüssigen zurückgeführten Kraftstoff
durch seinen Auslaß 28 in den oberen Bereich der Speicher
kammer 121 des Behälters 120 führt. Im Normalbetrieb der
Pumpe steigt der Kraftstoff im Speicherbehälter 120 bis zu
einem Niveau an, das sich normalerweise benachbart zum of
fenen oberen Ende 122 des Behälters 120 oder geringfügig
darunter befindet. Bei einigen Normalbetriebsbedingungen,
beispielsweise ausgedehnten Leerlaufperioden oder
Niedriglastperioden des Motors, steigt der Kraftstoff bis
zum oberen Ende des Speichers 120 an und strömt durch das
offene obere Ende 122 des Behälters in die im Verwirbe
lungstopf 112 befindliche Hauptkraftstoffmenge oder in den
Kraftstoff über dem Verwirbelungstopf.
Bei Bedingungen eines niedrigen Kraftstoffpegels im Tank
kann der Pumpeneinlaß 16 "aushungern", wenn sich der im
Tank verbleibende Kraftstoff sowohl vom Primärfilter 176
als auch vom Sekundärmembranfilter 160 weg bewegt, wie
beispielsweise dann, wenn das Fahrzeug um eine Ecke fährt
und/oder der Tank sehr stark geneigt ist, wie erwähnt.
Dies führt auch zu einem "Aushungern" des Filtermaschenma
teriales des Membranfilters 160 und des Hauptfilters 176,
wobei das Material jedoch in einem mit Kraftstoff benetz
ten Zustand verbleibt. Unter diesen Bedingungen versucht
die Luft im Haupttank, die durch die Saugwirkung der Pumpe
zum Pumpeneinlaß gezogen wird, diese Filtermaterialien zu
passieren. Die benetzten Filter verhindern jedoch den
Durchgang der Luft aufgrund der Flüssigkeitskapillardich
tung dieser benetzten Filtermaterialien. Der von der Pumpe
erzeugte Druckabfall in der Kammer 186 unter dem Membran
filter 160 bewirkt dann, daß das Filter als Membran wirkt
und eine Bewegung nach unten verursacht. Durch diese Bewe
gung wird die Feder 168 komprimiert und das Material des
Filters 160 von seinem Halssitz 182 weg nach unten bewegt,
um auf diese Weise die Verbindung über den Auslaß 144 mit
relativ großem Durchmesser zwischen der Speicherkammer 121
und dem Bereich über der Oberfläche des Filters 160 zu
öffnen. Reservekraftstoff kann dann rasch vom Speicherbe
hälterauslaß nach unten und seitlich über die Membran 160
sowie durch diese in die Hauptfilterkammer 186 und dann
zum Pumpeneinlaß strömen, um den Kraftstoffluß zum Motor
aufrechtzuerhalten und ohne den Kapillardichtungseffekt
der Filter 176 und 160 durch einen Kräfteausgleich des
Systems zu durchbrechen. Wenn wieder Kraftstoff von der
Hauptkraftstoffmenge in den Tank hinein zur Verfügung
steht, um das Hauptfilter 176 wieder einzutauchen, wird
der Kapillardichtungseffekt über das Filter 176 aufgeho
ben, so daß auf diese Weise Kraftstoff durch das Primär
filter 176 in die Kammer 186 eindringen kann, um den Pum
peneinlaß zu versorgen. Durch diesen Zustrom wird auch die
nach unten wirkende Druckdifferenz auf die Sekundärfilter
membran 160 reduziert. Wenn die Membran 160 in ent
sprechender Weise wieder in den Kraftstoff des Tanks ein
getaucht wird, wird auch der Kapillardichtungseffekt über
das Filter 160 aufgehoben. Hierdurch kann die Feder 168
das Filter 160 nach oben in seine Normalposition benach
bart zum Behälterauslaßsitz 182 zurück drücken. Wenn die
Gummidichtung 161 an der Membran 160 vorhanden ist, findet
ein erneutes Schließen am Sitz 182 durch die Feder 168
statt, um auf diese Weise den Zufluß des Reservekraft
stoffs vom Speicher 121 zum Pumpeneinlaß 16 zu stoppen.
Wenn die Dichtung 161 nicht am Filter 160 vorhanden ist,
wird der Behälterauslaß 144 noch vom Filtermaschenmate
rial, das über den Sitz 182 gepreßt wird, geschlossen, je
doch nicht abgedichtet. Es findet somit ein gesteuerter,
jedoch kontinuierlicher Zustrom des Reservekraftstoffs vom
Speicher 121 durch den Mittelabschnitt der durchlässigen
Zone 161, durch die Federtelleröffnung 166 und durch die
Räume zwischen den Windungen der Feder 168 in die Haupt
filterkammer 186 statt. Wenn daher der Kraftstoffpegel im
Tank unter dem oberen Ende des Behälters liegt, zieht die
Pumpe Kraftstoff vom Speicher und vom Tank in einem umge
kehrten Verhältnis ab, um über den Druckausgleichseffekt
einen Reservekraftstoffdruck im Behälter aufzubauen.
Wie bei der ersten Ausführungsform der Fig. 1 und 2 ist
die Federtelleröffnung 166 so geeicht (Durchmesser 0,40
mm), daß der vorstehend beschriebene "Ausgleich" erreicht
wird, um einen Maximaldruck des Reservekraftstoffs im Be
hälter 120 und eine minimale Überströmung vom Behälter
während des Betriebs einer normalen Kraftstoffabgabe auf
rechtzuerhalten. Hierdurch wird sichergestellt, daß eine
ausreichende Menge an Reservebypasskraftstoff zum Ansaugen
durch die Pumpe zur Verfügung steht, wenn der Pumpeneinlaß
in bezug auf die Kraftstoffzufuhr vom Haupttank
"aushungert", während gleichzeitig die Rückführung von
doppelt gefiltertem umgeleiteten Kraftstoff während des
normalen Pumpenbetriebs ohne "Aushungern" maximiert wird.
Darüber hinaus wird beim Stillsetzen des Systems, wenn der
Motor des Fahrzeugs abgeschaltet wird, und wann immer eine
Eigengewichtsdruckdifferenz aufgrund der Tatsache, daß der
Kraftstoffpegel im Speicher 120 über dem der Hauptkraft
stoffmenge im Tank liegt, vorhanden ist, der Reservekraft
stoff vom Speicher 121 über das Filter 160 und die Teller
öffnung 166 in die Hauptfilterkammer 186 und dann durch
das Primärfilter 176 und das Sekundärfilter 160 nach außen
in den Tank abgezogen. Dieser Reservekraftstoffstrom durch
diese Filter erzeugt ein Rückspülen der Filter 160 und
176, wodurch den Tank verunreinigende Partikel, die an den
Außenflächen dieser Filter haften, weggespült werden. Das
Ausmaß, in dem diese Filter über die nutzbare Lebensdauer
des Systems verstopft werden, wird daher stark verringert.
Wenn die Membran 160 durch Anordnung des vorstehend er
wähnten Gummidichtungsmateriales zum Eingriff mit dem Be
hälterventilsitz 182 und/oder durch Anordnung eines un
durchlässigen Federtellers 164 (ohne Öffnung 166) in ihrem
mittleren Bereich 161 undurchlässig gemacht wird, kann ein
Zustrom von Reservekraftstoff durch eine Eigengewichtsdif
ferenz beim Stillsetzen des Systems über den Bodenauslaß
144 durch die Feder 168, die die Filtermembranventilein
heit schließt, im wesentlichen, wenn nicht gar vollständig
verhindert werden. In diesem Fall kann die für den erneu
ten Start des Systems zur Verfügung stehende Menge an Re
servekraftstoff selbst unter Bedingungen eines niedrigen
Kraftstoffpegels im Haupttank für stark verlängerte Still
standsperioden aufrechterhalten werden.
Drüber hinaus kann bei jeder Art des Schließens des Behäl
terventils (d. h. mit oder ohne offenem Behälterkraftstoff
zustrom durch den Auslaß 144 und die geeichte Öffnung
166), wann immer die durch die Pumpe induzierte Strömungs
mitteldifferenz zwischen der Hauptfilterkammer 186 und der
Filtermembran 160 wirksam wird, um die Membran 160 nach
unten zu ziehen und vom Auslaßventilsitz 182 freizugeben
(wenn die Filter 176 und 160 keinen Kraftstoff mehr vom
Haupttank erhalten), der sich ergebende erhöhte Kraft
stoffzustrom vom Auslaß 144 auf die Oberseite der Membran
160 (der einen viel höheren Durchsatz als durch die Öff
nung 166 haben kann), wie durch die Pfeile in Fig. 6 an
gedeutet, einen "Springbrunneneffekt" auf die obere Außen
fläche des Filters 160 besitzen. Dieser Effekt wird durch
die zusammenwirkende Geometrie der Filtermembran 160, die
in der Mitte durch die Feder 168 angehoben und hiervon
nach unten in konischer Form bis zum Umfang des Filters am
Membranhalter 162 abgesenkt wird, verstärkt. Dieser ab
wärts gerichtete Kraftstoffstrom beim Verlassen des Aus
lasses 144 neigt dazu, sich in der Form eines Vollkreises
radial auszubreiten, wenn er anfangs entlang der Außenflä
che des Filters 160 vom mittleren Bereich 161 radial nach
außen strömt, und wird durch die Druckdifferenz über das
Filter 160 in die Kammer 186 gezogen. Dieser "Springbrun
neneffekt" neigt daher dazu, die Außenfläche des Filters
160 von verstopfenden Verunreinigungen, insbesondere in
einer Ringzone unmittelbar benachbart zum mittleren Be
reich 161 und diesen umgebend, freizuwaschen. Das Sekun
därfilter 160 bleibt daher wegen dieses Spring
brunnen-Wascheffektes über einen längeren Zeitraum als das Primär
filter 176 in einem durch Tankverunreinigungen nicht ver
stopften Zustand. Dies wird ferner durch die Anordnung des
Sekundärfilters 160 auf einer größeren Höhe als das
Primärfilter 176 erreicht, d. h. auf der Oberseite der
Basis 160 im Vergleich zur Unterseite. Dieser Betriebsef
fekt des Systems sorgt für ein verbessertes Sicherheits
merkmal, da er eine Hilfskraftstoffströmungsbahn von der
Hauptkraftstoffmenge des Tanks über das Sekundärfilter 160
parallel zu der durch das Primärfilter 176 zur Hauptfil
terkammer 186 und dann zum Pumpeneinlaß 16 vorsieht.
Selbst wenn jedoch das Primärfilter 176 mit Tankverunrei
nigungen stark verstopft ist, kann das Kraftstoffabgabe
system über eine verlängerte Zeitdauer im Betrieb bleiben,
da Kraftstoff von der Hauptkraftstoffmenge im Tank nur
durch das Sekundärfilter 160 abgezogen wird.
Es ist ebenfalls mit dem System der zweiten Ausführungs
form der Erfindung möglich, durch empirische Ausgestaltung
den Ausgleich zwischen der aufwärts gerichteten Vorspan
nung der Feder 168 und den von der Strömungsmitteldruck
differenz zwischen dem Kraftstoffdruck im Behälter und dem
des Tanks sowie den durch die Ansaugwirkung der Pumpe er
zeugten Kräften zu variieren, so daß sich ein ergänzender
und veränderlicher Behälterausfluß an Reservekraftstoff
ergibt, der zusätzlich zu dem Durchfluß durch die Teller
öffnung 166 durch das Filter 160 in die Kammer 186 mit ei
nem viel größeren Durchsatz strömt. Ein solcher Kraft
stoffabzug vom Behälterspeicher 121 kann somit so dimen
sioniert werden, daß er im parallelen Ausgleich mit dem
Pumpenkraftstoffabzug vom Tank durch die Filter 176 und
160 sowie gleichzeitig hiermit unter "aushungerungsfreien"
Bedingungen auftritt.
Die Ventileinheit der Filtermembran 160 ist so angeordnet,
daß sie sich in Ausströmrichtung des Behälterauslasses 144
in die Hauptkammer 186 sowie in der Strömungsrichtung von
der Hauptmenge im Kraftstofftank durch die Filtermembran
160 in die Kammer 186 öffnet und in Richtung auf den Pum
peneinlaß 16 in diesen übergeht, und zwar sowohl unter
"Aushungerungsbedingungen" als auch unter
"aushungerungsfreien" Bedingungen. Durch den Betrieb der
Pumpe 14 wird somit der Behälterauslaß 144 unter beiden
Bedingungen geöffnet, jedoch mit unterschiedlicher Auswir
kung in Abhängigkeit davon, welche dieser Bedingungen
wirksam ist oder zu einem vorgegebenen Zeitpunkt gesteuert
wird. Somit kann die über die feste geeichte Öffnung 166
erreichte Steuerung des veränderlichen Durchsatzes durch
eine veränderliche, sich nach unten öffnende Wirkung der
Membran 160 moduliert und vergrößert werden. Die Öffnung
161 und die Feder 168 können somit so ausgebildet werden,
daß sie zusammenwirken, um auf besserem Wege Behälter
bypass-Kraftstoffdruckausgleichsbedingungen zu erhalten
und die Systembetriebsparameter anzupassen, damit die vor
stehend erwähnte Maximierung der Rückführung von By
passkraftstoff zum Pumpeneinlaß während Normalbetriebs des
Systems unter "aushungerungsfreien" Bedingungen erreicht
wird.
Selbst wenn die Öffnung 166 weggelassen wird und der Fe
derteller 164 undurchlässig ist und/oder eine undurchläs
sige Gummidichtung im mittleren Bereich 161 der Filtermem
bran 160 vorgesehen ist, kann dieser Ausgleich des Be
hälterdruckniveaus zum Minimieren der Überströmung des Be
hälters und der Maximierung der Rückführung des Behälter
bypasskraftstoffes zur Pumpe durch geeignete Ausgestaltung
und Auswahl der Feder 168 erzielt werden. Die Feder 168
kann somit so ausgewählt werden, daß sie eine sehr kleine
aufwärts gerichtete Vorspannkraft auf die Filtermembran
160 ausübt, d. h. nur ausreichend, um den Auslaß 144 bei
Stillstand des Systems in einem geschlossenen und abge
dichteten Zustand zu halten, wenn die Öffnungsdruckdiffe
renz über das Ventil nur durch die Eigengewichtsdruck
differenz zwischen dem Behälterdruck und dem Haupttank
druck erzeugt wird. Diese kann maximal nur 10,16 bis 20,32
cm Kraftstoff im Behälter 120 betragen, wenn der Haupttank
leer ist. Wenn das Kraftstoffabgabesystem in Betrieb ist
und der Fahrzeugmotor läuft, tritt die erhöhte Druckdiffe
renz, die in Abhängigkeit vom Effekt der Pumpensaugwirkung
am Einlaß 16 auf die Membran 160 einwirkt, zusätzlich zu
der durch den Eigengewichtsdruck erzeugten Druckdifferenz
auf, und die Feder 168 kann dann so ausgebildet sein, das
sie unter derartigen Bedingungen in Ventilöffnungsrichtung
nach unten nachgibt.
Es ist auch möglich, den Filterrückspüleffekt mit einem un
durchlässigen Ventilelement zu erhalten, das an der Fil
termembran 160 und dem mittleren Bereich 161 oder in Zu
sammenwirkung damit vorgesehen ist. Somit kann beim Still
setzen des Systems die Feder 168 so ausgewählt werden, daß
sie ein Lecken von Bypasskraftstoff vom Speicher 121 von
beispielsweise voll auf halbvoll zuläßt, wann immer der
Haupttank leer ist oder einen sehr geringen Pegel auf
weist. Obwohl dieser Rückspüleffekt während der nutzbaren
Betriebsdauer des Fahrzeuges und des Kraftstoffabgabe
systems somit nicht sehr oft auftritt, kann selbst durch
die Schaffung der Möglichkeit eines derartigen nicht sehr
häufig auftretenden Vorganges die nutzbare Lebensdauer des
Kraftstoffabgabesystems verlängert werden. Darüber hinaus
treten gerade bei diesen Bedingungen eines sehr niedrigen
Kraftstoffstandes im Tank Filterverstopfungsbedingungen
gehäuft auf, da die Verunreinigungskonzentration an den
Filtern bei einer festen Menge an verunreinigenden Parti
keln im Kraftstofftank zunimmt, weil das Volumen der
Hauptkraftstoffmenge im Tank abnimmt. Auch aus diesem
Grunde wird die Maximierung der Verwendung von zweimal ge
filtertem Kraftstoff durch die Pumpe proportional zum Ab
fall des Kraftstoffpegels im Haupttank günstiger, um ein
Verstopfen der Kraftstoffeinspritzdüsen und/oder ein Ver
stopfen des abstromseitigen Kraftstoffleitungsfilters zu
verhindern.
Wie bei dem System der vorstehend erwähnten US-PS 47 47
388 kann somit die zweite Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ohne weiteres so betrieben werden, daß Reser
vekraftstoff nur dann vom Behälterspeicher 121 abgezogen
wird, wenn er benötigt wird, um den Kraftstoffluß zum Mo
tor unter "Aushungerungsbedingungen" der Hauptkraftstoff
pumpe aufrechtzuerhalten. Der Modul 120 kann somit eine
große Reservekraftstoffkapazität besitzen, um einen ver
längerten Kraftstoffbetrieb unter Bedingungen eines leeren
Tanks sicherzustellen oder um das Fahrzeug wieder starten
zu können, wenn dieses mit einem geringen Kraftstoffpegel
im Tank auf einer Neigung geparkt wird. Wenn andererseits
das vorstehend erwähnte Filterrückspülvermögen bei still
stehendem System vorgesehen ist und der Behälter 120 einen
Teil seiner volumetrischen Kapazitätsreserve durch Ver
luste beim Rückspülausfluß verliert, ist es noch möglich,
beide günstige Effekte zu erreichen, obwohl jeweils in ei
nem geringeren Ausmaß. Durch die Montage der Pumpe 140 di
rekt in der Hauptmenge des Kraftstoffs im Tank außerhalb
des Behälters 120 wird in jedem Fall die Kühlung der Pumpe
verbessert und diese gegenüber Bedingungen heißen Kraft
stoffs, die im Behälterspeicher auftreten können, iso
liert.
Gemäß einem anderen der vorstehend erwähnten Merkmale der
Erfindung ermöglicht die zweite Ausführungsform die Ver
wendung einer Rotationspumpe vom Drehschiebertyp
(Turbinenpumpe) mit eingebautem Dampfreinigungssystem, wo
bei diese Pumpe in verbesserter Weise betrieben werden
kann. Gleichzeitig werden jedoch sämtliche Vorteile einer
großen Reservezuführung von Kraftstoff vom zugehörigen Be
hälterspeicher in ausgewählter Weise, falls erforderlich,
erzielt. Der Auslaß des Dampfreinigungsöffnungskanales 35
befindet sich nur geringfügig über der Höhe des Pumpenein
lasses 162 sowie seitlich benachbart zum Bodenbereich der
Speicherkammer 121 des Behälters 120. Ferner wird der min
destens einmal gefilterte Kraftstoff, der die Pumpenkammer
33 über den Reinigungskanal 35 verläßt, über die Wanne 150
und die Filtermembran 160 zur Hauptfilterkammer 186 zu
rückgeführt. Dieser nunmehr zweimal gefilterte zusätzliche
Bypass-Kraftstoff wird zum Pumpeneinlaß zurückgeführt und
nicht durch ungesteuertes Ausströmen zur Kraftstoffmenge
im Tank vergeudet. Diese Konservierung von Bypass-Kraft
stoff ist wiederum besonders günstig bei Betriebsbedingun
gen des Fahrzeuges unter einem sehr niedrigen Kraftstoff
pegel im Tank und/oder bei einem "Aushungern" der Pumpe.
Die mit Speichen versehene Federhalterscheibe 170, das
Filtermembranventil 160 und die Feder 168 bilden einen
einfachen und wirtschaftlichen Ventilbetätigungsmechanis
mus zum Öffnen und Schließen des Reservekraftstoffzustro
mes zur Pumpe 14. Bei einer Betriebsart des Ventils 160
wird kein Reservekraftstoff gegenüber dem Tank verloren,
wenn er nicht von der Pumpe 14 benötigt wird. Da anderer
seits der Kraftstoffdruck im Behälter 120 in einer Rich
tung zum Öffnen des Ventils 160 wirkt, kann die Feder 226
als billige leichte Feder ausgebildet werden, die eine mi
nimale Vorspannkraft aufbringt, so daß das Membranventil
160 den Öffnungsdurchfluß verstärken und/oder einen Fil
terrückspülfluß bewirken kann.
Des weiteren wird durch die Anordnung der Pumpendampfrei
nigungskanäle außerhalb des Speicherbehälters diese Reser
vekraftstoff-Reserveleckbahn durch die Pumpe entfernt,
wenn die Pumpe stillgesetzt wird, wodurch kein Pumpenein
laßrückschlagventil oder kein im Behälter angeordnetes
Fußventil benötigt wird, das sonst erforderlich ist, um
ein derartiges Lecken des Behälters nach unten durch den
Pumpendampfreinigungskanal zu verhindern.
Die Basis 130 ist aufgrund ihrer flachen, kreisförmigen
Geometrie in ihrer Vielzahl von Bestandteilen, wie man den
Fig. 11-33 im Ingenieursmaßstab entnehmen kann, einfach
und wirtschaftlich herstellbar durch Kunststoffspritzguß
verfahren und eine entsprechende Ausrüstung, wobei ein ge
eigneter kraftstoffverträglicher Kunststoff, wie Acetal,
Verwendung findet (mit Ausnahme des Filtersiebmateriales
für die Filter 160 und 176). Vorzugsweise handelt es sich
bei dem Filtersiebmaterial um ein Gewebe mit quadratischen
Maschen einer Größe von 70 µm aus Nylon 6 für das Primär
filter 176 und um ein Gewebe mit quadratischen Maschen ei
ner Größe von 62 µm aus Nylon 6 für die Sekundärfiltermem
bran 160. Die teleskopartige stapelweise Anordnung der Be
standteile 160, 162, 168 und 170 nach oben in den Basis
flansch 130 und der entsprechende teleskopartige Einsatz
der Hauptkraftstoffilterkomponenten 172, 174 und 176 in
den Basisflansch 184 führen zu geringen Kosten der Teile,
der Montage und der Wartung. Die Rastmontage der Bestand
teile der Pumpe und des Behälters auf der Basis 130 trägt
ferner zur Reduzierung der Herstellkosten bei.
Die Fig. 34-39 zeigen eine dritte Ausführungsform einer
aus Pumpe/Behälter/Basis bestehenden Moduleinheit 300 der
Erfindung, bei der die gleiche Pumpeneinheit 14, Bypass
regleruntereinheit 22 und Basisuntereinheit 130 Verwendung
findet wie bei der Moduleinheit 110. Bei der Moduleinheit
300 findet jedoch ein modifizierter Behälterspeicher 302
Verwendung, der so konstruiert ist, wie maßstäblich in den
Fig. 34-39 gezeigt. Der Behälter 302 besitzt im Hori
zontalschnitt allgemein "D-Form", wie man am besten den
Fig. 35, 38 und 39 entnehmen kann. Die Bodenwand 304
des Behälters 302 ist wiederum mit dem Halsauslaß 140 ver
sehen, um eine Verrastung mit dem Montagehals 136 des Ba
siselementes 134 zu ermöglichen (Fig. 34). Ein Hauptab
schnitt der vertikal orientierten Seitenwand des Behälters
302 besteht aus zylindrisch geformten oberen und unteren
Wandabschnitten 306 und 308, die einstückig über einen ho
rizontalen flachen Wandabschnitt 310 miteinander verbunden
sind. Der Außendurchmesser des oberen Wandabschnittes 306
entspricht dem des Flansches 133, so daß die Gesamthori
zontalabmessung des Behälters 302 den Gesamt 36233 00070 552 001000280000000200012000285913612200040 0002019625629 00004 36114durchmesser
der Moduleinheit 300 nicht übersteigt. Der Behälter 302
ist in seiner Seitenwand im Bereich der Pumpe 14 vertieft,
so daß die Pumpe relativ zum Behälter 302 in einer Aus
nehmung montiert ist. Zu diesem Zweck besitzt der Behälter
302 zwei obere sehnenförmige Wandabschnitte 312 und 314,
die über flache Wandabschnitte 316 und 318 mit komplemen
tären unteren sehnenförmigen Wandabschnitten 320 und 322
verbunden sind. Die Wandabschnitte 312 und 314 verlaufen
allgemein koplanar zur Achse der Pumpe 14. Die Behälter
seitenwandvertiefung benachbart zur Pumpe 14 wird durch
taschenförmige Wände 314 und 326 mit konkaver Krümmung,
die zur Pumpe 14 weist, gebildet. Diese sind über einen
Wandabschnitt 328 mit T-förmigem Querschnitt miteinander
verbunden (Fig. 35, 38 und 39).
Die Pumpe 14 ist in dem Raum zwischen den Wandabschnitten
324 und 326 gelagert und in der gleichen Weise sowie an
der gleichen Stelle wie bei der Moduleinheit 110 an der
Basis 130 montiert. Der Flansch 100 des Bypassreglers 122
ist jedoch in komplementärer Weise nach unten gleitend in
den T-förmigen Hohlraum der T-Wand 328 eingepaßt, wie am
besten in Fig. 35 gezeigt. Dieser Gleiteinsatz-T-Verrie
gelungs-Eingriff zwischen dem Reglerflansch 100 und dem
T-Abschnitt 328 der Behälterwand bildet die obere Modul
lagerverbindung für die Pumpe und den Behälter. Die ent
sprechende Verrastung an der Basis 130 bildet die untere
Modullagerverbindung. Der T-förmige Abschnitt 328 der Wand
ist mit einer sich nach oben öffnenden Kerbe 330 zur Auf
nahme des zylindrischen Abschnittes 94 des Druckregelge
häuses 96 versehen. Der Reglerauslaß 28 steht somit in den
obersten Bereich des Behälters 302 mit maximalem Abstand
gegenüber der gegenüberliegenden Fläche des oberen Wandab
schnittes 306 vor und ist über dem Behälterauslaß 144 all
gemein vertikal ausgerichtet.
Bei dem Behälter 302 ist somit der über der Basis 130 zur
Verfügung stehende Raum maximiert, um die Bypassreser
vekraftstoffkapazität der Moduleinheit 300 zu erhöhen.
Wenn beispielsweise der Basisflansch 133 einen Außendurch
messer von 12,7 cm besitzt und der Behälter 302 im Maßstab
der Fig. 34-39 relativ zur Basis 130 ausgebildet ist,
kann der Behälter eine Speicherkapazität von etwa 700 bis
750 mm besitzen. Im Gegensatz hierzu besitzt der Behälter
120, wenn er in den Fig. 3-6 gezeigten Weise und im
Maßstab der Fig. 7-10 relativ zum gleichen Durchmesser
der Basis 133 ausgebildet ist, eine Kapazität von etwa 300
mm. Obwohl somit der Behälter 302 in bezug auf die Mate
rialkosten und Werkzeugkosten geringfügig teurer ist als
der Behälter 120, wird durch den großen Anstieg der Reser
vekapazität für viele Anwendungsfälle, die noch einen Mo
dul mit einem relativ kleinen Außendurchmesser erfordern,
um eine Einpassung in relativ kleine Tanköffnungen zu er
möglichen, ein wirtschaftliches Kosten/Nutzen-Verhältnis
erreicht. Des weiteren werden sämtliche der vorstehend be
schriebenen Merkmale und Vorteile der Moduleinheit 110
auch bei der Moduleinheit 300 erreicht.
Die Fig. 40, 41 und 42 zeigen eine vierte Ausführungs
form der Erfindung, bei der ebenfalls das Merkmal der Er
findung Anwendung findet, das sich auf die Montage einer
Drehschieberkraftstoffpumpe (Turbinenpumpe) mit einge
bautem Dampfreinigungssystem außerhalb des Behälter
speichers, jedoch eng benachbart hierzu, bezieht, so daß
die Pumpe und ihr Dampfreinigungsauslaß direkt in der
Hauptkraftstoffmenge im Tank montiert sind. Bei der vier
ten Ausführungsform ist ein Kraftstoffpumpen/Behälter-Mo
dul 410 des Bodensuchtyps (bottom seeking type) vorgese
hen, der für eine Installation durch eine Öffnung 412 in
der Deckwand 24 des Tanks 12 geeignet ist. Der Modul 410
umfaßt somit eine allgemein zylindrische Tankflanschab
deckungseinheit 414, die als Montagekopf für den Modul 410
dient. Die Abdeckung 414 besitzt einen Umfangsflansch 416,
der auf der Tankdeckwand 420 sitzt und in geeigneter Weise
hieran lösbar und abgedichtet befestigt ist. Die Abdeckung
ist an ihrem oberen Ende durch eine Deckwand 418 geschlos
sen.
Der Modul 410 umfaßt ferner einen Speicherbehälter 420,
der an seinem oberen Ende teleskopartig am Ende 422 der
Abdeckung 414 zum inneren Kopfraum hin, das wiederum mit
dem Kopfraum oder Dampfraum im Inneren des Tanks 12 in
Verbindung steht, angeordnet ist. Der Behälter 420 ist mit
einem Schlitz 424 versehen, der einen winkligen Widerhaken
426 eines Führungsfingers 428 der Abdeckung 414 aufnimmt,
um den Behälter 420 in Umfangsrichtung mit der Abdeckung
414 zu orientieren, während gleichzeitig eine vertikale
teleskopartige Bewegung während der Tankbodensuchbewegung
des Behälters 420 relativ zum Kopf 414 ermöglicht wird.
Der Modul 410 umfaßt ferner eine Basisuntereinheit 430
allgemein zylindrischer Form, die diametral so dimen
sioniert ist, daß sie durch die Öffnung 412 gleitet, wenn
der Modul in die Öffnung 412 der Tankdeckwand 24 einge
setzt wird. Die Basis 430 ist am Boden offen und mit einem
mit Öffnungen versehenen Rand oder mit Schenkeln 432 ver
sehen, die auf der Tankbodenwand 70 sitzen können. Die Ba
sis 430 besitzt eine Trennwand oder Mittelwand 433, von
der einstückig nach oben ein speziell geformter Montage
vorsprung 434 vorsteht. Die Basis 434 trägt ein Kappen
stück 436 auf einer Innenschulter 438, und eine Lage aus
Sekundärfiltermaterial 438 befindet sich zwischen der
Kappe 436 und der Schulter 438, so daß eine Behälteraus
laßöffnung 440 überspannt wird, die durch einen aufwärts
vorstehenden Hals 442 der Kappe 436 gebildet wird. Die Ba
sis 430 ist durch Verrastung am unteren Ende der Behälter
schale 420 befestigt.
Der Modul 410 umfaßt ferner eine Drehschieber-Kraftstoff
pumpe (Turbinenpumpe) 450. Der Behälter 420 ist speziell
so geformt, daß er einen Lagerraum an der Außenseite zur
Aufnahme der Pumpe 450 in eingebetteter Beziehung entlang
einer Seite des Behälters 420 vorsieht, so daß die mon
tierte Pumpe 450 nicht über die Außenabmessungen der Basis
430 vorsteht. Auf diese Weise wird der Modul 410 in die
Deckwandöffnung 412 des Tanks eingepaßt, wenn die Pumpe
450 als Teil des Moduls 410 montiert ist. Der Behälter 420
wird auf diese Weise mit einem unteren Speicherabschnitt
452 mit reduziertem Querschnittsbereich versehen, der eine
Seitenwand mit einem flachen eingerückten Abschnitt 454
und einem nach außen konkav gekrümmten Abschnitt 456
(Fig. 41) aufweist, der sich unterhalb einer horizontalen
Wand 458 auf mittlerem Niveau (Fig. 42) erstreckt. Der
eingerückte Wandabschnitt 454 bildet eine zweckmäßige Auf
nahmefläche zur Montage einer herkömmlichen Kraftstoffpe
gelabtastsendeeinheit 458 (Fig. 42). Die Sendeeinheit 458
besitzt den üblichen, den Kraftstoffpegel abtastenden
Schwimmer 460, der an einem Arm 462 montiert ist, welcher
an der Einheit 458 in üblicher Weise schwenkbar gelagert
ist. Der Arm 462 kann so verschwenken, daß der Schwimmer
460 unter den Modul 410 fallengelassen werden kann, wenn
dieser durch die Tankwandöffnung 412 eingesetzt wird. Das
untere Ende des Speicherabschnittes 452 besitzt eine Bo
denwand 464, die so geformt ist, daß sie auf der Endkappe
436 sitzt, und einen zentralen Hals 466, der den Kappen
hals 440 aufnimmt. Der runde Vorsprung 434 ist mit Schlit
zen 468 und 470 versehen, die Widerhaken 472 und 474 des
Gehäuseabschnittes 452 aufnehmen, wenn das Bodenende des
Behälters 420 teleskopartig in den Basisvorsprung 434 ver
rastet wird.
Die Basiswand 434 im Pumpenaufnahmebereich des Behälters
420 ist mit einer mit einem Flansch versehenen Öffnung 479
zur Aufnahme einer Antirotations-Gummitüllendichtung 480
versehen. Wenn die Basis 430 am Kanister 420 verrastet
wird, wird auch ein Pumpeneinlaßvorsprung 482 über Preß
passung dichtend in der Gummitülle 480 aufgenommen, um auf
diese Weise das untere Ende der Pumpe an der Basis 430 zu
montieren (nachdem die Pumpe 450 an der Abdeckung 414 vor
montiert worden ist).
Die Pumpe 450 besitzt ein Pumpenauslaßverlängerungsrohr
484, das von ihrem oberen Ende nach oben vorsteht und mit
einem rohrförmigen Schaft 486 mit reduziertem Durchmesser
verbunden ist, der an seinem oberen Ende 488 offen ist
(Fig. 42). Die Abdeckung 414 ist mit einem abwärts vor
stehenden zylindrischen Vorsprung 490 versehen, der eine
becherförmige U-Dichtung 492 trägt, die am unteren Ende
des Vorsprungs über einen Dichtungshalteteller 494 gehal
ten wird, welcher am unteren Ende des Vorsprungs 490 durch
Preßpassung befestigt ist. Eine Schraubendruckfeder ist
auf den Schaft 486 geschoben und stößt mit ihren gegen
überliegenden Endwindungen gegen den Halter 494 und gegen
eine Schulter 498, die an der Verbindungsstelle des Aus
laßrohres 484 und des Schaftes 486 ausgebildet ist. Die
Feder 496 stellt die Tankbodensuchvorspannkraft zum Te
leskopieren des Behältergehäuses 420 nach unten relativ
zur Abdeckung 414 und die Vorspannkraft zum nachgiebigen
Halten des Behälterbodens im Tank zur Verfügung.
Der Raum in der Basis 430 zwischen der Kappe 436 und der
Scheidewand 433 bildet im montierten Zustand eine Ventil
kammer 500, die über die Öffnung 440 mit der unteren
Speicherkammer 502 des Behälters 420 in Verbindung steht.
Der Raum unter der Scheidewand 433 und über der Tankboden
wand 70 bildet eine Membranfilterdurchflußkammer 504, die
mit dem Pumpeneinlaß 482 in Verbindung steht. Eine her
kömmliche Kunststoffsieb-Filtermembran 506 ist an ihrem
Umfang an der Innenfläche des Randes 432 befestigt und
über den Boden der Kammer 504 gespannt. Eine perforierte
kreisförmige Verstärkungsscheibe überlagert den größten
Teil der Fläche des Filters 506 in der Mitte desselben,
ermöglicht jedoch, daß Kraftstoff durch den größten Teil
des Filters dringen kann. Die Scheibe 508 besitzt vorzugs
weise die Form eines mit Speichen versehenen Waggonrades,
wobei eine Nabe 510 über Speichen 512 mit einer Felge 514
verbunden ist. Ein Behälterspeicherauslaßventil 520 ist in
der Kammer 500 angeordnet und besitzt einen ein Ventilele
ment bildenden Rand, der an einem ringförmigen Ventilsitz
522 sitzt, welcher als aufwärts gerichteter Vorsprung der
Basiswand 434 ausgebildet ist. Das Ventil 520 besitzt
einen Schaft 524, der gegen die Scheibennabe 510 stößt, so
daß sich das Ventil und die Scheibe als Einheit in Abhän
gigkeit von einem Aufwärts- und Abwärtsbiegen des Filters
506 bewegen. Eine konische Schraubenfeder 526 ist zwischen
einem Schultersitz an der Unterseite der Wand 434 und der
Oberseite der Nabe 510 angeordnet, um die Scheibe 508 und
somit das Filter 506 unter normalen Betriebsbedingungen
nach unten gegen die Tankwand 70 elastisch vorzuspannen,
wenn die Kraftstoffmenge im Tank mindestens das untere
Ende des Moduls 410 umgibt.
Wie am besten in den Fig. 41 und 42 gezeigt, besitzt
die Abdeckung 414 drei integrierte Strömungsmitteldurch
fluß-Anschlußfittings, die von ihrer Oberseite an der
Tankaußenseite nach oben und seitlich vor stehen und für
ein Rückführ-Kraftstoffabgabesystem geeignet sind. Ein
Tankentlüftungsfitting 540 enthält ein herkömmliches Roll-
over-Stopventil (nicht gezeigt) und bildet eine Entlüf
tungsverbindung des Dampfaufnahmeraumes des Tanks über den
inneren Kopfraum der Abdeckung 414 nach außen. Ein Kraft
stoffpumpenauslaßfitting 542 steht an seinem inneren Ende
mit dem Inneren des Vorsprungs 490 der Abdeckung in Ver
bindung und besitzt einen Nippel zur Aufnahme des Ein
laßendes eines geeigneten Kraftstoffleitungsschlauches
544, der zur Kraftstoffleiste 546 des Fahrzeugmotors 548
führt (Fig. 40). Ein Kraftstoffrückführfitting 550 ver
bindet einen Bypasskraftstoffrückführleitungsschlauch 552
mit dem Kopfraum des Moduls 410. Ein herkömmlicher Bypass
druckregler 554 ist zwischen die Kraftstoffabgabeleitung
544 und die Bypassleitung 552 abstromseitig der Leiste 546
geschaltet und ist vorzugsweise am Ansaugkrümmer 546 des
Motors 548 montiert. Der Regler 554 arbeitet wie der vor
stehend beschriebene Regler 22 und regelt den der Kraft
stoffleiste 546 zugeführten Kraftstoffdruck sowie die Um
leitung von Kraftstoff über die Leitung 552 zurück zum
Speicherbehälter 420 des Moduls 410. Ein geeigneter elek
trischer Anschluß für den Elektromotor der Pumpeneinheit
450 und für den Kraftstoffpegelsensor 458 ist ebenfalls in
der Tankflanschabdeckungseinheit 410 vorgesehen (nicht ge
zeigt).
Wie die Pumpeneinheit 14 enthält die Kraftstoffpumpenein
heit 450 eine Drehschieber-Rotationspumpe (Turbinenpumpe),
die die Pumpenkammer 33 und den Reinigungskanal 35 enthält
(in schematischer Weise mit gestrichelten Linien in Fig.
42 angedeutet). Diese arbeiten in der gleichen Weise wie
vorstehend in Verbindung mit der Pumpeneinheit 14 be
schrieben.
Im Gebrauch wird der aus der Kraftstoffpumpe und dem Be
hälter bestehende Modul 410 im Kraftstofftank 12 montiert,
wobei sich der Speicherbehälter 420 allgemein vertikal er
streckt, so daß das Primärkraftstoffilter 506 unmittelbar
benachbart zur Bodenwand 70 des Kraftstofftanks angeordnet
ist und vorzugsweise hierauf ruht. Im Normalbetrieb ist
der Kraftstofftank zumindest teilweise mit flüssigem
Kraftstoff, wie beispielsweise Benzin, bis zu einem Niveau
über dem Filter 506 gefüllt, so daß das Filter und der
Pumpeneinlaß 482 vollständig in die Hauptmenge des Kraft
stoffs im Tank eingetaucht sind.
Wie bei der ersten Ausführungsform wird im Normalbetrieb
der Pumpe 450 Kraftstoff von der Hauptkraftstoffmenge im
Tank über das Filter 506 in den Pumpeneinlaß 482 abgezogen
und vom Pumpenauslaßverlängerungsrohr in den abgedichteten
Hohlraum des Vorsprungs 490 abgegeben und dann über das
Fitting 542 und die Leitung 544 zur Kraftstoffleiste 546
geführt, und zwar unter einem im wesentlichen konstanten
Druck, wie beispielsweise einem Überdruck von 3,445 bar.
Der Regler 554 hält wiederum einen im wesentlichen kon
stanten Ausgangsdruck aufrecht, indem ein Teil des dem Mo
tor 548 zugeführten überschüssigen Kraftstoffs zurückge
leitet wird, wobei der Regler den zurückgeleiteten über
schüssigen Kraftstoff durch seinen Auslaß und über die Lei
tung 552 sowie das Fitting 550 in die obere Speicherkammer
503 des Behälters 420 führt. Im Normalbetrieb der Pumpe
steigt der Kraftstoff im Speicherbehälter 420 bis zu einem
Niveau an, das normalerweise zum offenen oberen Ende 422
des Behälters 420 benachbart ist oder etwas darunter
liegt. Bei einigen normalen Betriebsbedingungen, wie bei
spielsweise ausgedehnten Perioden des Motorleerlaufs oder
eines Betriebs unter niedriger Last, steigt der Kraftstoff
bis zum oberen Ende des Behälters 420 und strömt durch das
obere Ende 422 des Behälters und dann nach unten in den
breiten Spalt zwischen dem Behälterabschnitt 452 und der
Wand der Abdeckung 417 und somit in die Hauptkraftstoff
menge im Tank.
Unter Bedingungen eines niedrigen Kraftstoffpegels im Tank
kann der Pumpeneinlaß 482 "aushungern", wenn sich der ver
bleibende Kraftstoff im Tank vom Primärfilter 506 weg be
wegt, wie beispielsweise während des vorstehend erwähnten
um die Eckefahrens des Fahrzeuges und/oder bei einer star
ken Neigung des Tanks. Die Filtersiebmembran 506 hungert
dann in entsprechender Weise aus, bleibt jedoch mit Kraft
stoff benetzt. Unter diesen Bedingungen versucht die Luft
im Haupttank, die durch die Saugwirkung der Pumpe zum Pum
peneinlaß gezogen wird, durch das Filtermaterial zu drin
gen. Das feuchte Filter verhindert jedoch den Durchtritt
von Luft aufgrund der Flüssigkeitskapillardichtung des
feuchten Filtermateriales. Der von der Pumpe erzeugte
Druckabfall über das Filter 506 bewirkt dann, daß das Fil
ter als Membran wirkt und sich nach oben bewegt. Durch
diese Bewegung wird die Feder 526 zusammengedrückt und das
Ventil 520 von seinem Sitz 22 weg bewegt, um auf diese
Weise die Verbindung zwischen der Ventilkammer 500 und der
Filterkammer 504 zu öffnen. Reservekraftstoff kann dann
vom Speicherbehälter nach unten und seitlich durch die
Kammer 504 bis zum Pumpeneinlaß 482 strömen, um den Kraft
stoffzustrom zum Motor aufrechtzuerhalten. Wenn wieder
Kraftstoff von der Hauptkraftstoffmenge im Tank zur Verfü
gung steht, so daß die Filtermembran 506 wieder einge
taucht wird, wird der Kapillardichtungseffekt aufgehoben,
so daß die Feder 526 die Filtermembran 506 in ihre Normal
position benachbart zur Tankbodenwand 70 zurückpressen
kann. Hierdurch kann das Ventil 520 durch den Kraftstoff
druck des Speichers wieder am Sitz 522 geschlossen werden,
so daß der Zustrom von Reservekraftstoff zum Pumpeneinlaß
gestoppt und der Verlust von Reservekraftstoff vom
Speicher zum Tank über das Filter 506 verhindert wird,
wenn dieser nicht von der Pumpe benötigt wird.
Bei der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird somit wie bei dem in der US-PS 47 47 388 beschriebe
nen System Reservekraftstoff nur dann vom Speicherbehälter
abgezogen, wenn er dazu benötigt wird, um den zum Motor
fließenden Kraftstoff unter Haupttankpumpenaushungerungs
bedingungen aufrechtzuerhalten. Der Modul 410 kann darüber
hinaus noch eine große Reservekraftstoffkapazität, wie
beispielsweise einen Liter, besitzen, um für einen verlän
gerten Fahrzeugbetrieb unter Bedingungen eines leeren
Tanks zu sorgen oder um das Fahrzeug erneut starten zu
können, wenn dieses mit einem geringen Kraftstoffpegel im
Tank auf einer Neigung parkt. Obwohl der Behälter 420 eine
gewisse volumetrische Kapazität durch die Eintiefung der
Seitenwände zur Aufnahme der Pumpe 450 und des Sensors 458
verliert, gleicht die Montagepumpe 450 an der Außenseite
des Behälters diesen Behälterkapazitätsverlust im wesent
lichen aus, da die bei einer Montage einer Pumpe im Behäl
ter vorhandene Pumpenverdrängung entfällt. Durch die di
rekt in der Hauptkraftstoffmenge im Tank montierte Pumpe
450 wird die Pumpenkühlung verbessert und die Pumpe gegen
über Bedingungen heißen Kraftstoffs im Speicherbehälter
isoliert.
Gemäß einem der vorstehend erwähnten Hauptmerkmale der Er
findung ermöglicht die zweite Ausführungsform darüber
hinaus die Verwendung einer Drehschieber-Rotationspumpe
mit eingebautem Dampfreinigungssystem, das in der vorgese
henen und in einer verbesserten Weise betrieben werden
kann, während weiterhin sämtliche Vorteile einer großen
Reservekraftstoffzufuhr, die wählbar ist, wenn sie vom zu
gehörigen Speicherbehälter benötigt wird, beibehalten wer
den. Der Auslaß des Dampfreinigungskanales 35 liegt nur
geringfügig über der Höhe des Pumpeneinlasses 482 sowie
seitlich benachbart zum Bodenbereich der Speicherkammer
502 des Behälters 420. Ferner wird durch die Anordnung der
Dampfreinigungskanäle der Pumpe außerhalb des Speicherbe
hälters diese Reservekraftstoffleckbahn in umgekehrter
Richtung durch die Pumpe beim Stillsetzen derselben ver
mieden, so daß die Notwendigkeit eines Pumpeneinlaßrück
schlagventils oder eines im Behälter angeordneten Fußven
tils entfällt, die sonst erforderlich sind, um ein derar
tiges Lecken des Behälters durch den Dampfreinigungskanal
der Pumpe zu verhindern.
Die mit Speichen versehene Scheibe 508, das Ventil 520 und
die Feder 526 bilden einen einfachen und wirtschaftlichen
Ventilbetätigungsmechanismus zum Öffnen und Schließen der
Reservekraftstoffzufuhr zur Pumpe 450. Durch den Betrieb
des Ventils 520 geht kein Reservekraftstoff zum Tank ver
loren, wenn er nicht von der Pumpe 450 benötigt wird. Da
der Kraftstoffdruck im Behälter 420 in einer Richtung
wirkt, in der das Ventil 520 geschlossen wird, kann die
Feder 526 billig als leichte Feder hergestellt werden, die
eine minimale Vorspannkraft ausübt.
Die Fig. 43-49 zeigen eine fünfte Ausführungsform einer
Kraftstoffpumpen/Speicherbehälter-Moduleinheit 600 der Er
findung, die zur Verwendung in einem Kraftstoffabgabe
system ohne Rückführung geeignet ist. Der Modul 600 umfaßt
eine geeignete Tankflanschabdeckungseinheit 602, die in
entsprechender Weise wie die vorstehend beschriebene Ab
deckung 414 ausgebildet sein kann, einen Speicherbehälter
604, eine Basisuntereinheit 606, eine elektrisch angetrie
bene Kraftstoffpumpeneinheit 608 vom Drehschiebertyp
(Turbinenpumpentyp), die außerhalb des Behälters 604, je
doch an diesem, und außerhalb der Basis 606 montiert ist,
einen herkömmlich ausgebildeten Bypassdruckregler 610, der
am Auslaß der Pumpeneinheit 608 montiert ist, und eine aus
einem Schwimmkugel-Rückschlagventil und einem Filterkäfig
bestehende Untereinheit 612, die im Speicher des Behälters
604 montiert ist. Wie in der vorstehend beschriebenen
Weise ist der Behälter 604 teleskopartig in der Abdeckung
602 zur "Tankbodensuche" montiert. Das Auslaßrohr 614 des
Reglers 610 kann in abgedichteter und gleitender Weise in
einer vorstehenden Aufnahme 616 der Abdeckung 602 angeord
net sein, wie bei der Abdeckung 414, oder es kann eine
flexible Schlaufe der Basis 617 (Fig. 48) Verwendung fin
den, um den Pumpenauslaß mit einem Kraftstoffabgabefitting
in der Abdeckung 602 zu verbinden. Der Bypassregler 610
besitzt einen Bypassauslaß 618, der so orientiert ist, daß
er Bypasskraftstoff von der Pumpeneinheit 608 in die
Speicherkammer 620 des Behälters 604 abgibt, und zwar in
entsprechender Weise zum Betrieb des Bypassreglers 22 der
ersten Ausführungsform.
Der Behälter 604 ist wie der Behälter 420 mit einer einge
tieften Seitenwand 620 zur eingebetteten Montage der Pum
peneinheit 608 innerhalb den äußeren seitlichen Gesamtab
messungen des Moduls 600 versehen. Die obere Endkappe 40
der Pumpeneinheit 608 ist über eine geeignete Dichtungs
tülle 624 (siehe auch Fig. 48) so montiert, daß der obere
Auslaß 625 der Pumpe über eine Behälterausnehmungswand 627
in das Innere einer Überlaufwand 629 des Behälters vor
steht. Das Pumpeneinlaßfitting 626 der unteren Endkappe 38
wird in abgedichteter Weise mittels Preßpassung in eine
Tülle 628 der Basisuntereinheit 606 eingesetzt, wenn die
Basisuntereinheit am Boden des Behälters 604 montiert
wird. Wie in der vorstehend beschriebenen Weise umfaßt die
Pumpeneinheit 608 eine Rotationspumpe 630 mit einer Pum
penkammer und einem zugehörigen Dampfreinigungskanal 634,
die alle halbschematisch durch versteckte Linien in Fig.
43 gezeigt sind.
Gemäß dem einen Merkmal des Moduls 600 der fünften Aus
führungsform kann die Basisuntereinheit 606 mittels Preß
passung am Behälter 604 und der Pumpeneinheit 608 montiert
werden. Die Basis 606 ist für eine wirtschaftliche Massen
produktion aus spritzgegossenen Kunststoffteilen geeignet
und stellt auch die bevorzugte Konstruktion zur Verwendung
im Modul 410 anstelle der Basis 430 dar. Die Basis 606 um
faßt einen kreisförmigen undurchlässigen Deckwandkörper
640 mit einem aufwärts vorstehenden Ventilsitzvorsprung
642, der mit Preßpassung innerhalb des ringförmigen Randes
644 eines aufwärts vorstehenden ringförmigen Vorsprungs
646, der einstückig in der Bodenwand 648 des Behälters 604
ausgebildet ist, gleiten kann. Ein O-Ring 650 umgibt den
Vorsprung 642 und ist zwischen dem Rand 644 und einer
Schulter 652 des Vorsprungs 642 eingefangen. Ein Schieber
ventil 654 besitzt wie das Ventil 520 einen Flansch 656,
der wie das Ventilelement wirkt, um sich nach unten auf
den Ventilsitz 658 des Vorsprunges 642 zu bewegen und das
Ventil zu schließen. Das Ventil 654 besitzt einen Ventil
schaft 660, der in einer zentralen Bohrung 662 des Vor
sprungs 642 gleitend bewegbar ist. Eine Schraubenfeder 664
ist an ihrem oberen Ende auf einen Haltevorsprung 666 des
Vorsprungs 642 geschoben, umgibt den Ventilschaft 660 und
stößt an ihrem unteren Ende gegen eine Schulter eines ver
größerten konischen Kopfes 668 des Ventilschaftes 660. Das
obere Ende des Schaftes 660 kann nach der Montage des Ven
tilschaftes und der Feder am Körper 640 am Kopf 670 des
Ventils 654 befestigt werden.
Die Basisuntereinheit 606 umfaßt ebenfalls eine Primärfil
teruntereinheit 680, die in Fig. 45 gezeigt ist. Die zu
gehörigen vergrößerten Teile derselben sind in den Fig.
46 und 47 gezeigt. Die Filteruntereinheit 680 umfaßt eine
kreisförmige Lage 682 aus einem Filtersiebmaterial aus
Kunststoff, die aus dem Material bestehen und die Poren
größe aufweisen kann, wie sie die Lagen der vorstehend be
schriebenen Primärfilter 556 besitzen. Vorzugsweise ist
der äußere Umfangsabschnitt 684 des Filtersiebes 682 in
einen ringförmigen Kunststoffmontagering 686 durch ein
Spritzgießverfahren eingeformt. Der Montagering 686 be
sitzt eine radial einwärts gerichtete und abwärts geneigte
integrierte Lippe 688, die den ringförmigen Abschnitt der
Lage 682 überlagert, welcher nach außen bis zu seiner Öff
nung in das Kunststoffmaterial des Ringes 686 führt. Der
Konuswinkel A mit der Lippe 688 (Fig. 46) beträgt vor
zugsweise etwa 30°.
Ein waggonradartiger Scheibenhalter 690 ist entsprechend
dem Halter 508 am Filtersieb 682 zentriert und überlagert
die Hauptfläche desselben. Die Scheibe 609 besitzt einen
Nabenvorsprung 692, der von ihrer Mitte nach oben vorsteht
und im montierten Zustand gegen das untere Ende des Kopfes
668 des Ventilschaftes 660 stößt. Jede der acht Scheiben
speichen 694 erstreckt sich radial von der Nabe 692 und
ist einstückig mit einer kreisförmigen Felge 696 der
Scheibe 690 verbunden (Fig. 45). Vorzugsweise handelt es
sich bei dem Material des Filtersiebes 682 um ein Gewebe
aus Nylon 6/12 mit einer Maschenweite von 30 µm. Auch das
Material des Montageringes 686 sowie das der Scheibe 690
besteht aus Nylon 6/12. Die Scheibe 690 besitzt nach unten
vorstehende Vorsprünge 696, jeweils einer von jedem Schen
kel 694, die durch das Sieb 692 eingesetzt werden, wenn
die Scheibe 690 am Filtersieb 682 heißversiegelt oder in
geeigneter Weise verschweißt wird.
Die Unterseite des Körpers 640 besitzt eine geringfügig
konkave Form, die nach oben in Richtung auf den Pumpenein
laß 626 geneigt und mit einer Ringnut 700 (Fig. 44) ver
sehen ist, in der der Montagering 680 mittels Preßpassung
angeordnet ist. Vorzugsweise sind passende Kunststoff
schweißvorsprünge 702 und 704 am Ring 686 und der Ober
seite der Nut 700 vorgesehen, um für einen axial überlap
penden Eingriff zwischen dem Ring 686 und dem Körper 640
mit Ultraschallschweißung zu sorgen.
Die Basiseinheit 606 umfaßt ferner einen spritzgegossenen
Schutzring 706 aus Kunststoff, der das Filtersieb 682 un
terlagert und ein starres Lager für den Modul 600 bildet,
wenn dieser auf der Bodenwand 70 des Kraftstofftanks ruht.
Der Schutzring 706 besitzt die Form eines ringförmigen
Rostes mit einem L-förmigen Umfangsflansch 708, der durch
Preßpassung am Umfang des Körpers 640 befestigt werden
kann (Fig. 43). Der Schutzring 706 hat ferner eine Reihe
von abwärts geneigten Speichen oder Rippen 710, die sich
vom Flanschabschnitt 708 unter einem zum Winkel A komple
mentären Winkel radial einwärts erstrecken und an ihren
radial inneren Enden in einen integrierten flachen ring
förmigen Scheibenabschnitt 712 übergehen, der den Außenum
fang der Scheibe 690 unterlagert und radial überlappt und
an einem radial inneren Rand 714 endet, der mit radialem
Abstand von den Standvorsprüngen 696 nach außen vorgesehen
ist.
Bei der Montage der Basis 606 am Behälter 604 und der Pum
peneinheit 608 wird die Basis durch die Preßpassung des
Vorsprungs 642 mit dem Behältervorsprung 646 und die Preß
passung der Gummitülle 628 mit dem Pumpeneinlaß 626 gehal
ten.
Wie man am besten den Fig. 48 und 49 entnehmen kann,
umfaßt die Filter- und Rückschlagventiluntereinheit 612
des Moduls 600 vorzugsweise ein zylindrisches Sekundärfil
tersieb 720 und eine Rückschlagventilkugel 722, die in ei
nem gerippten Käfig 724 angeordnet ist, der ein geschlos
senes oberes Ende und eine zylindrische offene Basis 726
besitzt und mittels Preßpassung am oberen Ende des Monta
gevorsprungs 646 angeordnet werden kann. Hier zwischen ist
eine Ventilsitzscheibe 728 angeordnet, die auf stromseitig
des Ventils 654 vorgesehen ist.
Die Funktionsweise des Moduls 600 der fünften Ausführungs
form entspricht der des Moduls 410, mit der Ausnahme, daß
der Bypassdruckregler 610 im Inneren des Behälters 604
montiert ist, um eine Abgabe direkt in den Behälter
speicher 620 zu ermöglichen, und zwar in entsprechender
Weise wie beim Regler 22 des Moduls 10 der ersten Aus
führungsform. Das Speicherventil 654 wird auf Anforderung
vom Membranfilter 682 und der zugehörigen Verstärkungs
scheibe 690 in der Weise der Membran 506, der Scheibe 508
und des Ventils 520 des vorstehend beschriebenen Moduls
110 betätigt.
Durch die Hinzufügung der Rückschlagventiluntereinheit 612
in das Innere der Speicherkammer 620 können jedoch kein
weiterer Kraftstoff und/oder Luft durch die Pumpeneinheit
608 von der Speicherkammer 620 abgezogen werden, wenn der
Kraftstoffpegel im Speicher ausreichend abfällt, damit die
schwimmende Ventilkugel 222 mit ihrem Sitz 728 in Eingriff
tritt. Selbst wenn daher die Bedingungen so sind, daß die
Filtermembran 682 das Ventil 654 anhebt, kann die offene
Pumpeneinheit 608 dann nicht Luft von einem sonst voll
ständig leeren Speicher 620 in die Pumpe ziehen.
Es wird beispielsweise davon ausgegangen, daß das Fahrzeug
durch Spritmangel liegengeblieben ist, d. h. gelaufen ist,
bis sowohl der Hauptkraftstofftank 12 als auch der Behäl
ter 604 keinen Kraftstoff mehr aufweisen, und dann eine
kleine Kraftstoffmenge in den Tank geschüttet wird
(beispielsweise aus einem Kanister mit einem Inhalt von
3,7 lit). Es wird ferner davon ausgegangen, daß das Fil
tersieb 682 teilweise durch Verunreinigung im Tank ver
stopft worden ist. Beim erneuten Starten der Pumpeneinheit
608 kann dann das Filter 682 möglicherweise weit genug
nach oben gezogen werden, um das Speicherventil 654 zu
öffnen.
Wenn das Speicherrückschlagventil 722 nicht vorhanden
wäre, um die Verbindung zwischen der Pumpe und der Behäl
terkammer 620 zu schließen, würde unter diesen Bedingungen
die Pumpe Luft vom Behälter ansaugen und würde nicht
selbst zum Ansaugen von flüssigem Kraftstoff vom Haupttank
gebracht.
Claims (37)
1. Moduleinheit aus einer in einem Tank angeordneten
Kraftstoffpumpe und einem Speicherbehälter, gekenn
zeichnet durch eine elektrische Kraftstoffpumpe (14)
mit einem Einlaß (16) und einem Auslaß (20), die so
konstruiert ist, daß sie in einem Kraftstofftank (12)
montiert werden kann, ein Primärkraftstoffilter (18)
aus einem Material, das eine Vielzahl von Öffnungen
aufweist, durch die Kraftstoff vom Tank in eine innere
Hauptfilterkammer (56, 186) strömen kann, die einen
mit dem Pumpeneinlaß (16) verbundenen Auslaß zum Füh
ren von Kraftstoff von der Filterkammer zum Pumpenein
laß besitzt, wobei das Primärfilter (18, 176) so kon
struiert und angeordnet ist, daß es unmittelbar be
nachbart zum Boden des Kraftstofftanks (12) vorgesehen
werden kann, einen Kraftstoffspeicherbehälter (26,
120), der sich mit seiner Hauptabmessung allgemein
vertikal im Tank (12) erstreckt und ein geschlossenes
unteres Ende sowie unmittelbar benachbart zum unteren
Ende eine Durchflußsteuerauslaßeinrichtung zum Verbin
den des unteren Endes des Speicherbehälters (26, 120)
mit dem Inneren der Filterkammer (56, 186) zum Durch
fluß von Kraftstoff vom Speicher durch das Innere der
Filterkammer zum Einlaß (16) der Pumpe aufweist, wobei
die Kraftstoffpumpe (14) in der Moduleinheit außerhalb
des Speicherbehälters (26, 120) benachbart hierzu mon
tiert ist, wobei sich ihre Achse allgemein vertikal
erstreckt und ihr Einlaß allgemein auf der Höhe des
unteren Endes des Speicherbehälters (26, 120) angeord
net ist, und einen Bypass-Kanal, der mit dem Auslaß
(20) der Pumpe und dem Inneren des Speicherbehälters
(26, 120) in Verbindung steht und einen Teil des
Kraftstoffs vom Auslaß (20) der Pumpe in den Speicher
behälter (26, 120) leitet, so daß dann, wenn die
Kraftstoffzufuhr vom Tank (12) zum Filter (18, 176)
kurzzeitig unterbrochen wird, Kraftstoff vom Speicher
behälter (26, 120) durch die Durchflußsteuereinrich
tung und das Innere der Filterkammer (56, 186) sowie
deren Auslaß in den Einlaß (16) der Kraftstoffpumpe
strömt.
2. Moduleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchflußsteuereinrichtung eine gedrosselte
Öffnung umfaßt.
3. Moduleinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß sie ferner ein Sekundärfilter (92, 160)
mit einer durchschnittlichen Öffnungsgröße besitzt,
die nicht größer ist als etwa 60 µm, wobei das Sekun
därfilter die Öffnung überlagert, um vom Speicherbe
hälter (26, 120) durch die Öffnung fließenden Kraft
stoff zu filtern.
4. Moduleinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen des Primär
filters (18, 176) eine durchschnittliche Größe be
sitzen, die nicht größer ist als etwa 100 µm.
5. Moduleinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnung einen Durchmesser besitzt, der nicht
größer ist als etwa 5,08 mm (0,20 Zoll)
6. Moduleinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Primärfilter (18) eine Hülle (50) aus einer
Lage eines Kunststoffmaterials mit einem Paar von all
gemeinen vertikal angeordneten gegenüberliegenden Wän
den aufweist, wobei sich die Filterauslaßöffnung durch
eine dieser Wände erstreckt, die Öffnung mit dem Inne
ren der Hülle (50) durch die eine Wand in Verbindung
steht und eine Trennwand (66) in der Hülle (50) zwi
schen den Wänden angeordnet ist und die andere Wand
von der Öffnung und dem Filterauslaß (58) auf Abstand
hält.
7. Moduleinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Speicherbehälter (26, 120) an einer der Wände
des Filters (18, 176) befestigt ist.
8. Moduleinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner einen Druckreg
ler (22) aufweist, der in dem Bypass-Kanal zum Regeln
und Steuern des Drucks des vom Auslaß (20) der Pumpe
(14) zur Außenseite des Kraftstofftanks (12) zum Motor
abgegebenen Kraftstoffs angeordnet ist, wenn die Pumpe
(14) in Betrieb ist, um die Menge des durch den By
pass-Kanal in den Kraftstoffspeicherbehälter (26, 120)
strömenden Kraftstoffs zu verändern und zu steuern.
9. Moduleinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Modul so konstruiert ist, daß er an seinem un
teren Ende in die seitlich engen Begrenzungen einer
Verwirbelungstopfwanne (112) am Boden des Kraft
stofftanks (12) paßt, und daß der Speicherbehälter (26, 120)
ein längliches Rohr (80) mit relativ kleinem
Durchmesser aufweist, dessen Hauptabmessung entlang
seiner Achse sich allgemein vertikal im Kraftstofftank
(12) erstreckt, wobei der Druckregler (22) mindestens
teilweise durch eine Seitenwand dieses Rohres (80) in
das Innere desselben vorsteht und das Primärfilter
(18, 126) eine längliche Umhüllung aufweist, deren Ge
samtlängen- und Breitenabmessungen allgemein in einer
ersten Ebene senkrecht zu einer zweiten Ebene orien
tiert sind, die durch die Achsen des Rohres (80) und
der Pumpe (14) gebildet werden, wobei die Außendicken
abmessung der gesamten Pumpenmoduleinheit senkrecht zu
der zweiten Ebene im Vergleich zur Gesamthöhe und
Breite des Moduls relativ klein ist.
10. Pumpeneinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (14) eine Dreh
schieberpumpe (32) mit einem Laufrad umfaßt, das in
einer Rotationspumpenkammer (33) der Pumpe läuft, und
Einrichtungen aufweist, die einen in Umfangsrichtung
angeordneten Dampfreinigungskanal (35) bilden, der an
einem Einlaßende zur Pumpenkammer (33) und an einem
Auslaßende zur Außenseite der Pumpe offen ist, damit
Dampf in der Pumpenkammer (33) über den Reinigungska
nal (35) direkt zum Inneren des Kraftstofftanks (12)
ausgestoßen werden kann.
11. Pumpeneinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe eine
Rotationspumpe (32) umfaßt, die in der Einheit außer
halb des Speichers (26, 120) montiert und direkt im
Kraftstofftank (12) angeordnet ist, wobei die Pumpe
ein internes Dampfreinigungssystem aufweist, das einen
Kanal (35) mit einem Einlaßende, das mit einer Pumpen
kammer (33) der Rotationspumpe in Verbindung steht,
und einem Auslaßende, das direkt mit dem Inneren des
Kraftstofftanks (12) in Verbindung treten kann, auf
weist.
12. Moduleinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußsteuerein
richtung ein Ventil (160) benachbart zum Boden des
Speicherbehälters (26, 120), das Kraftstoff zum Einlaß
der Pumpe (14) über die Filterkammer (56, 186) führen
kann, und Einrichtungen zum Öffnen des Ventils (160)
in Abhängigkeit vom Fehlen von flüssigem Kraftstoff an
der Außenseite des Filters aufweist.
13. Moduleinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtungen zum Öffnen des Ventils (160) das
Primärkraftstoffilter (18) umfassen, wobei die Öffnun
gen hierin so ausgebildet sind, daß sie durch die
Kapillarwirkung des im Tank (12) vorhandenen flüssigen
Kraftstoffs geschlossen werden, um das Einströmen von
Luft oder Wasser von der Außenseite des Filters (18)
in die Filterkammer (56, 186) zu verhindern.
14. Moduleinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter (26, 120) eine Trennwand (433) über
dem Boden des Behälters aufweist, die eine Öffnung, in
der das Ventil (160) angeordnet ist, und einen Ventil
sitz umfaßt, der mit dem Ventil zusammenwirkt, um die
Verbindung zwischen dem Boden des Speichers des Behäl
ters und der Filterkammer zu öffnen und zu schließen.
15. Moduleinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventil (160) eine Ventilöffnung und ein
Schließelement aufweist, das in dem Raum unter der
Trennwand (433) bewegbar ist, und daß das Ventil durch
den Eigengewichtsdruck des Reservekraftstoffs im Spei
cher gegen den Sitz vorgespannt wird.
16. Moduleinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß sie des weiteren Federeinrichtungen umfaßt, die in
der Filterkammer angeordnet sind, um das Ventil in
eine geschlossene Position gegen den Sitz vorzuspan
nen, und die mit dem Membranfilter verbunden sind, wo
bei durch eine Bewegung des Membranfilters nach oben,
wenn er durch die vorstehend erwähnte Kapillarwirkung
der Benetzung durch flüssigen Kraftstoff und den Druck
der an der Außenseite des Filters vorhandenen Luft
und/oder des Wassers geschlossen ist, in Abhängigkeit
von der auf das Innere der Filterkammer ausgeübten
Saugwirkung der Pumpe die Vorspannung der Federein
richtungen überwunden und das Ventil geöffnet wird, um
auf diese Weise Kraftstoff vom Boden des Speicherbe
hälters über die Filterkammer zum Pumpeneinlaß zu füh
ren.
17. Moduleinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchflußsteuereinrichtung des weiteren eine
ringförmige durchlässige starre Scheibe umfaßt, die in
der Filterkammer angeordnet ist und auf der Innenflä
che des Filtermateriales, auf dem Filter relativ zur
Pumpeneinheit zentriert, liegt, daß das Ventil ein
Schieberventil mit einem Schaft umfaßt, der mit der
zentralen Nabe der Scheibe verbunden ist, um die Bewe
gung des Membranfilters über die Scheibe auf das Ven
til zu übertragen, und daß die Federeinrichtungen eine
Schraubenfeder umfassen, die zwischen der Trennwand
und der Scheibennabe angeordnet ist und den Ventil
schaft umgibt.
18. Moduleinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe eine Drehschie
berpumpe (Turbinenpumpe) umfaßt.
19. Moduleinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpe eine Drehschieberpumpe (Turbinenpumpe)
umfaßt.
20. Moduleinheit nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß das Primärfilter des weiteren eine kreisförmige
Lage aus Filtermaterial mit einem äußeren Umfangsab
schnitt, der sich radial über die Scheibe hinaus er
streckt und diese umgibt, einen Filtermontagering, in
den der Außenrand der Filtermateriallage eingebettet
ist und der die Scheibe radial beabstandet umgibt, und
eine Basisplatte umfaßt, die die Behältertrennwand und
den Ventilsitz bildet und eine Durchgangsöffnung auf
weist, in der der Pumpeneinlaß montiert ist, wobei die
Basisplatte die untere Endwand des Behälters und der
Pumpe seitlich umgibt und einen aufwärts vorstehenden
runden Vorsprung aufweist, der den Ventilsitz und
einen Strömungskanal hierdurch, der vom Ventil und vom
Ventilsitz gesteuert wird, bildet, wobei die untere
Endwand des Behälters einen aufwärts vorstehenden run
den Vorsprung besitzt, der sich zum unteren Ende des
Speicherbehälters öffnet und den Basisplattenvorsprung
zur Montage der Basisplatte an der unteren Endwand des
Behälters aufnimmt, und wobei die Basisplatte einen
Ringkanal zur Aufnahme und Montage des Filtermontage
rings besitzt, um die Filterlage und Scheibe darunter
aufzuhängen und auf diese Weise dazwischen die Filter
kammer auszubilden.
21. Moduleinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußsteuerein
richtung so konstruiert und angeordnet ist, daß sie
einen veränderlichen Durchsatz bewirkt, der sich di
rekt mit der Druckdifferenz zwischen dem Pegel des
Bypass-Reservekraftstoffs im Behälter über dem Pegel
des Kraftstoffs im Tank verändert, so daß Bypass-Re
servekraftstoff zum Pumpeneinlaß immer dann zurückge
führt werden kann, wenn der Kraftstoffpegel im Tank
unter den Reservekraftstoffpegel im Behälter während
des Betriebs der Kraftstoffpumpe fällt, um auf diese
Weise die Reservekraftstoffdruckhöhe im Behälter zu
maximieren und Bypass-Kraftstoff zum Pumpeneinlaß zu
rückzuführen, während das Reservekraftstoffüberströmen
zum Tank minimiert wird.
22. Moduleinheit nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter eine Bodenauslaßöffnung besitzt und
daß die Durchflußsteuereinrichtung eine Sekundärfil
termembran aufweist, die mit dem Tank und der Haupt
filterkammer in Verbindung steht und den Behälterbo
denauslaß unterlagert, um vom Speicherbehälter durch
den Bodenauslaß in die Hauptfilterkammer strömenden
Kraftstoff zu filtern, und daß Ventileinrichtungen der
Sekundärfiltermembran zugeordnet sind und von einer
Feder nach oben in Richtung auf den Behälterbodenaus
laß vorgespannt werden, wobei diese Ventileinrichtun
gen zwischen Positionen bewegbar sind, die den
Bypass-Reservekraftstoffzufluß vom Behälterbodenauslaß in die
Hauptfilterkammer in Abhängigkeit von einer variieren
den Druckdifferenz, die nach unten auf das Membranfil
ter wirkt, wie sie zwischen dem Tank und der Hauptfil
terkammer auftritt, öffnen und sperren.
23. Moduleinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Lagerbasisunter
einheit aufweist, die einen Montageflansch besitzt,
auf dessen Oberseite die Kraftstoffpumpe und der Be
hälter aufrecht stehend montiert sind und der an seiner
Unterseite offen ist, wobei das Primärfilter eine Lage
aus Kunststoffiltermaterial aufweist, die die offene
Unterseite des Basisflansches überspannt und im
Abstand hiervon angeordnet ist, um auf diese Weise die
Hauptfilterkammer dazwischen auszubilden, die der
Hauptkraftstoffmenge im Tank ausgesetzt ist, und daß
eine Trennwand vorgesehen ist, die auf der Oberseite
der Lage des Primärfilters angeordnet ist und diese
vom Pumpeneinlaß beabstandet.
24. Moduleinheit nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Sekundärfilter am Basisflansch über der Lage
des Primärfilters befestigt und hiervon im Abstand an
geordnet ist, um dazwischen einen Abschnitt der Haupt
filterkammer auszubilden, wobei das Sekundärfilter
ebenfalls der Hauptkraftstoffmenge im Tank ausgesetzt
ist.
25. Moduleinheit nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,
daß das Sekundärfilter eine bewegliche Membran umfaßt
und daß der Basisflansch ferner ein durchlässiges La
gergestell aufweist, das über der Sekundärfiltermem
bran angeordnet ist und auf dem der Behälter gelagert
ist, wobei der Behälterbodenauslaß über das Lagerge
stell mit der Ventileinrichtung in Verbindung steht
und einen festen Ventilsitz bildet, der mit der Fil
termembran in Eingriff bringbar ist, wenn sich diese
in der geschlossenen Position befindet.
26. Moduleinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des
Speicherbehälters an einer Lagerbasis der Einheit be
festigt ist, die wiederum am Primärfilter befestigt
ist, und daß das obere Ende in den Tank mündet, wobei
die Basis mit dem unteren Ende des Behälters in Ver
bindung steht und das Primärfilter darunter hält, die
Durchflußsteuereinrichtung eine gedrosselte Öffnung
umfaßt, die in der Basis angeordnet ist und sich zum
Inneren der Hauptfilterkammer öffnet und das Primär
filter eine Trennwandabstandseinrichtung aufweist, die
innerhalb der Hauptfilterkammer angeordnet ist, um ein
Zusammenfallen des Primärfilters nach oben in Richtung
auf die Basis zu verhindern.
27. Moduleinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußsteuerein
richtung ein Ventil zum Steuern eines Bodenauslasses
des Speicherbehälters, der Kraftstoff zum Einlaß der
Pumpe über die Hauptfilterkammer führen kann, und Ein
richtungen zum Öffnen des Ventils in Abhängigkeit vom
Fehlen von flüssigem Kraftstoff an der Außenseite des
Primärfilters aufweist.
28. Moduleinheit nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,
daß das Sekundärfilter so konstruiert und angeordnet
ist, daß es als Membran wirkt und als Einrichtung zum
Öffnen des Ventils funktioniert und daß die Primär- und
Sekundärfilteröffnungen so konstruiert sind, daß
sie durch Kapillarwirkung des im Tank vorhandenen
flüssigen Kraftstoffs geschlossen werden, um ein Ein
strömen von Luft oder Wasser von den Außenseiten des
Filters in die Hauptfilterkammer zu verhindern.
29. Moduleinheit nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventil einen Ventilsitz und ein Ventilöff
nungs- und Schließelement aufweist, das in dem Raum
unter dem Ventilsitz bewegbar ist, und daß das Ventil
durch den Eigengewichtsdruck des Reservekraftstoffs im
Speicherbehälter nach unten in einer Richtung vom Ven
tilsitz weg vorgespannt wird.
30. Moduleinheit nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet,
daß sie des weiteren Federeinrichtungen umfaßt, die in
der Filterkammer angeordnet sind, um das Ventil in
eine geschlossene Position gegen den Ventilsitz vorzu
spannen, und die derart mit der Sekundärfiltermembran
verbunden sind, daß durch eine Bewegung der Sekundär
filtermembran nach unten im durch die Kapillarwirkung
durch Benetzen mit flüssigem Kraftstoff und das Vor
handensein von Luft und/oder Wasser an der Außenseite
der Sekundärfiltermembran geschlossenen Zustand in Ab
hängigkeit von der auf das Innere der Hauptfilterkam
mer ausgeübten Saugwirkung der Pumpe die Vorspannung
der Federeinrichtungen überwunden und das Ventil ge
öffnet wird, um auf diese Weise Kraftstoff vom Boden
des Speicherbehälters über die Filterkammer zum Pum
peneinlaß abzugeben.
31. Moduleinheit nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchflußsteuereinrichtung des weiteren eine
ringförmig durchlässige und starre Federhalterscheibe
umfaßt, die fest in der Filterkammer angeordnet und
unter der Innenfläche des Sekundärfilters zentriert
ist, wobei das Ventil einen zentralen Bereich des Se
kundärfiltermaterials aufweist, der in Abhängigkeit
von einer Durchbiegungsbewegung der Sekundärfiltermem
bran bewegbar ist, und wobei die Federeinrichtungen
eine Schraubenfeder umfassen, die zwischen dem zentra
len Bereich der Sekundärfiltermembran und einer zen
tralen Nabe der Scheibe zum nachgiebigen Vorspannen
des Ventils in Richtung auf den Sitz angeordnet ist.
32. Moduleinheit nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet,
daß das Primärfilter des weiteren eine kreisförmige
Lage aus Filtermaterial mit einem äußeren Umfangs
randabschnitt und einen Primärfilterhaltering umfaßt,
an dem der äußere Randabschnitt der Primärfilterlage
befestigt ist, daß die Moduleinheit eine Basisunter
einheit mit einem Flansch mit einer mit einer Öffnung
durch denselben, in der der Pumpeneinlaß montiert ist,
aufweist, wobei der Basisflansch seitlich die Behäl
terbodenwand und die Pumpe umgibt und einen aufwärts
vorstehenden durchlässigen Behältermontagevorsprung
unter dem Ventilsitz aufweist, daß der Basisflansch
ferner einen Strömungskanal besitzt, der mit dem Ven
til und dem Ventilsitz in Verbindung steht, daß der
Behälterbodenwandhals vom unteren Ende des Behälter
speichers nach unten vorsteht und in dem Basis
flanschmontagevorsprung angeordnet ist, um den Basis
flansch mit dem Behälter zu verbinden, und daß der
Basisflansch eine ringförmige Umfangswand zur Aufnahme
und Montage des Primärfilterhalterings aufweist, um
auf diese Weise die Primärfilterlage darunter aufzu
hängen und die Hauptfilterkammer dazwischen auszubil
den.
33. Moduleinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner Einrichtungen
zum Steuern des Zustromes von Reservekraftstoff aus
dem Speicherbehälter in den Pumpeneinlaß mit einem
veränderlichen Durchsatz, der direkt mit der Druckdif
ferenz zwischen dem Pegel des Bypass-Reservekraft
stoffs im Behälter über dem des Kraftstoff im Tank
variiert, aufweist, so daß Bypass-Reservekraftstoff
zum Pumpeneinlaß zurückgeführt wird, wann immer der
Kraftstoffpegel im Tank unter den Reservekraftstoffpe
gel im Behälter während des Betriebes der Kraftstoff
pumpe fällt, um auf diese Weise die Reservekraftstoff
druckhöhe im Behälter zu maximieren und Bypass-Kraft
stoff zum Pumpeneinlaß zurückzuführen, während der Re
servekraftstoffzustrom zum Tank minimiert wird.
34. Moduleinheit nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtungen zum Steuern des Zustromes von
Reservekraftstoff eine Sekundärfiltermembran umfassen,
die mit dem Tank und der Filterkammer in Verbindung
steht und den vom Speicherbehälter in die Filterkammer
strömenden Kraftstoff filtert, sowie ein Ventil, das
der Sekundärfiltermembran zugeordnet ist und nachgie
big nach oben in Richtung auf den Bodenauslaß des Be
hälters vorgespannt wird, um sich zwischen Positionen
zu bewegen, die in Abhängigkeit von der variierenden
Druckdifferenz, die auf das Sekundärmembranfilter ein
wirkt und zwischen dem Tank und der Filterkammer vor
handen ist, den Zustrom von Bypass-Reservekraftstoff
vom Behälter in die Filterkammer öffnen und sperren.
35. Moduleinheit nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet,
daß sie ferner einen Druckregler aufweist, der mit dem
Bypass-Kanal verbunden ist, um den Druck des vom Aus
laß der Pumpe zur Außenseite des Kraftstofftanks zur
Abgabe an einen Motor geführten Kraftstoffs zu regeln
und zu steuern, wenn die Pumpe die Menge des durch den
Bypass-Kanal in den Kraftstoffspeicherbehälter strö
menden Kraftstoffs verändert und steuert.
36. Moduleinheit nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtungen zum Öffnen des Ventils ein
Sekundärfilter umfassen, das direkt mit der Filterkam
mer und der Hauptkraftstoffmenge im Tank in Verbindung
steht und so konstruiert und angeordnet ist, daß es
als Membran wirkt und das Ventil öffnet, wenn dieses
durch die Kapillarwirkung des im Tank vorhandenen
flüssigen Kraftstoffs geschlossen ist, um das Eindrin
gen von Luft oder Wasser von der Außenseite des
Primärfilters und Sekundärfilters in die Filterkammer
zu verhindern.
37. Moduleinheit nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet,
daß sie des weiteren eine Feder aufweist, die in der
Filterkammer angeordnet ist, um das Ventil in eine
Position vorzuspannen, die den Zustrom von Reser
vekraftstoff vom Behälter absperrt, und die mit der
Sekundärfiltermembran verbunden ist, um auf eine Bewe
gung der Sekundärfiltermembran elastisch nachzugeben,
wenn sie durch die Kapillarwirkung durch Benetzung mit
flüssigem Kraftstoff und das Vorhandensein von Luft
und/oder Wasser an der Außenseite des Tanks der Sekun
därfiltermembran geschlossen ist, und zwar in Abhän
gigkeit von der auf das Innere der Filterkammer aus
geübten Saugwirkung der Pumpe, um die Vorspannung der
Feder zu überwinden und das Ventil zu öffnen und auf
diese Weise Kraftstoff vom Speicherbehälter über die
Filterkammer dem Pumpeneinlaß zuzuführen.
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