Beschreibung

Akustikoptimierte Flüssigkeitsleitung

Die Erfindung betrifft eine akustikoptimierte Flüssigkeitsleitung zum Transport von Flüssigkeit zwischen einer Pumpe und einem Pumpenvorfilter . Die Erfindung betrifft außerdem eine Kraftstofffiltereinheit sowie eine Kraftstoffpumpeneinheit mit der akustikoptimierten Flüssigkeitsleitung.

Kraftstofffördereinheiten zur Beförderung des Kraftstoffs vom Tank zum Motor sind gewöhnlich im Tank eines Kraftfahrzeugs untergebracht. Wesentliche Bestandteile einer solchen Kraftstofffördereinheit sind eine Kraftstoffpumpe, ein Pumpenvor- filter sowie ein Schwalltopf, in welchem die Kraftstoffpumpe angeordnet ist, so dass auch bei Fahrt durch eine Kurve oder bei Schräglage des Fahrzeugs die Pumpe nicht trocken läuft.

Der Vorfilter ist der Kraftstoffpumpe vorgeschaltet. Er fil- tert den Kraftstoff bevor er von der Pumpe zum Motor gepumpt wird. Ein solcher Pumpenvorfilter kann im Boden des Schwalltopfs angeordnet sein, so dass die Pumpe den Kraftstoff durch den Vorfilter im Boden des Schwalltopfes hindurchpumpt. Problematisch bei einer solchen Anordnung ist jedoch, dass als Filterfläche ausschließlich die Bodenfläche des Schwalltopfes zur Verfügung steht. Dieses Konzept ist daher nur für kleinere Motoren geeignet.

Alternativ können sowohl Pumpe als auch der Pumpenvorfilter im Inneren des Schwalltopfes angeordnet sein. Normalerweise steht in diesem Falle die Pumpe, die meistens eine längliche Form hat, senkrecht zum Boden des Schwalltopfes im Schwalltopf. Die Einsaugöffnung der Pumpe ist in dieser Anordnung normalerweise im unteren Bereich des Schwalltopfes in der Nä- he seines Bodens angeordnet. Der Vorfilter und der Einlass der Pumpe sind über eine Flüssigkeitsleitung miteinander verbunden. Der Kraftstoff strömt aus dem Pumpenvorfilter hinaus,

wird dann von der Flüssigkeitsleitung in einem Kanal geleitet, um dann unterhalb der Pumpe, im Wesentlichen senkrecht nach oben in die Pumpe geleitet zu werden. Der Pumpenvorfil- ter kann in seiner Form an die Platzgegebenheiten im Schwall- topf angepasst sein.

Die Erfindung findet in letzterer Anordnung Anwendung, in welcher der Vorfilter nicht im Boden des Schwalltopfes angeordnet ist.

Kraftstoffpumpen können auf verschiedene Weise arbeiten. Benzinpumpen können Quelle von hörbaren und störenden Geräuschen im Kraftfahrzeug sein. Durch den Pumpvorgang stößt nämlich die Kraftstoffpumpe Druckwellen aus ihrer Ansaugöffnung ab, die andere Teile der Kraftstofffördereinrichtung zur Resonanz anregen können. Dies führt zu einem störenden Geräusch im Kraftfahrzeug .

In Kraftstofffördereinheiten, in denen die Kraftstoffpumpe, wie oben beschrieben, im Wesentlichen senkrecht zum Boden des Schwalltopfes angeordnet ist, und der Pumpenvorfilter nicht im Boden des Schwalltopfes angeordnet ist, können solche Geräusche unter anderem in der den Pumpenvorfilter mit der Pumpe verbindenden Flüssigkeitsleitung entstehen oder verstärkt werden. Diese Flüssigkeitsleitungen sind nämlich so ausgestaltet, dass die Pumpe an einem Pumpenanschluss angeordnet ist, der normalerweise zylinderförmig ausgestaltet ist. An dem der Pumpe gegenüberliegenden Ende des Zylinders findet sich in Flüssigkeitsleitungen nach dem Stand der Technik eine Prallplatte. Da die Prallplatte der Ansaugöffnung der Pumpe gegenüberliegend angeordnet ist, treffen Druckwellen oder Druckstöße, die von der Pumpe aus der Ansaugöffnung abgegeben werden, direkt auf die Prallplatte. Diese wird dadurch zur Resonanz angeregt und erzeugt ein hörbares Geräusch.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Flüssigkeitsleitung zur Verbindung eines Vorfilters mit einer

Kraftstoffpumpe anzugeben, in welchem die Größe des Kraftstofffilters nicht durch die Bodenfläche des Schwalltopfes begrenzt ist, die aber dennoch leise, d. h. ohne oder mit gegenüber dem Stand der Technik reduzierter Geräuschentwick- lung, arbeitet.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Flüssigkeitsleitung nach Anspruch 1, die Kraftstofffiltereinheit nach Anspruch 12, die Kraftstoffpumpeneinheit nach Anspruch 13 sowie die Kraft- stofffördereinheit nach Anspruch 14. Vorteilhafte Weiterbildungen der Flüssigkeitsleitung und der Kraftstofffördereinheit werden in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen gegeben.

Erfindungsgemäß ist eine Flüssigkeitsleitung zum Transport von Flüssigkeit zwischen einem Pumpenvorfilter und einer Pumpe. Die Pumpe kann mit ihrer Ansaug- oder Ausstoßöffnung an einem Pumpenanschluss der Flüssigkeitsleitung angeschlossen werden. Dieser Pumpenanschluss ist mit einem flüssigkeitsdurchlässigen Kanal verbunden, an dessen anderer Seite ein Pumpenvorfilter angeschlossen werden kann. Hierzu kann der Kanal in einen Filteranschluss münden. Der Filteranschluss kann als einfache öffnung ausgebildet sein oder weitere Teile zum Anschluss eines Filters aufweisen. Die Flüssigkeitsleitung kann auch als Bestandteil des Vorfilters, mit diesem in einem Stück verbunden, ausgebildet sein.

Der Pumpenanschluss zum Anschluss einer Pumpe weist einerseits eine Pumpenanschlussöffnung auf, durch welche Kraftstoff von oder zur Pumpe fließt. Der Pumpenanschluss weist darüber hinaus einen Boden auf, der der Pumpenanschlussöff- nung gegenüberliegend angeordnet ist. Die Pumpenanschlussöff- nung liegt vorzugsweise in einer Ebene und kann zum Anschluss einer kreisförmigen Ansaug- oder Ausstoßöffnung kreisförmig gestaltet sein. Zugunsten einer einfachen Herstellbarkeit ist es bevorzugt, wenn auch der Boden einen kreisförmigen Rand hat. Der Boden kann, muss aber nicht eben sein und kann parallel zur Pumpenanschlussöffnung liegen. Der Durchmesser des

Bodens ist vorzugsweise im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der Pumpenanschlussöffnung . In diesem Fall weist der Pum- penanschluss vorzugsweise eine zylindrische Wandung zwischen Pumpenanschlussöffnung und Boden auf, die eine öffnung für den Kanal hat .

Die Verminderung des durch die Pumpe abgegebenen Geräusches wird erfindungsgemäß nun dadurch erreicht, dass der Boden des Pumpenanschlusses zumindest einen Dämpfungsbereich aufweist, der Schwingungen dämpft, die in einer Flüssigkeit gegen diesen Bereich gerichtet sind, also auf diesen Bereich auftreffen. Schwingungen einer Pumpe, die im Wesentlichen in Richtung des Bodens abgegeben werden und auf diesen auftreffen, werden also von diesem Bereich gedämpft.

Für die Ausgestaltung des Bodens des Pumpenanschlusses und des Dämpfungsbereiches gibt es verschiedene Möglichkeiten, die die gewünschte Geräuschdämpfung erzielen. Als besonders wirkungsvoll haben sich Anordnungen herausgestellt, in denen der Dämpfungsbereich ganz oder bereichsweise als Filter, Sieb oder als perforierte Fläche ausgebildet ist. Um keinen Bypass zum Pumpenvorfilter zu erzeugen ist es vorteilhaft, wenn der Filter, das Sieb bzw. die perforierte Fläche eine Porenweite, eine Maschenweite bzw. eine Lochgröße aufweisen, die kleiner oder gleich der Porengröße bzw. Maschenweite des Pumpenvor- filters ist oder die zumindest den gleichen Abscheidegrad oder einen größeren Abscheidegrad als der Vorfilter aufweisen, der an die Flüssigkeitsleitung angeschlossen wird.

Für eine einfache und kostengünstige Herstellung ist es bevorzugt, wenn der Dämpfungsbereich als eine öffnung im Boden, diesen durchstoßend, ausgebildet ist, in, vor oder über der der Filter, das Sieb oder die perforierte Fläche, diese vollständig abdeckend bzw. ausfüllend, angeordnet ist. Der FiI- ter, das Sieb oder die perforierte Fläche sind also so angeordnet, dass Flüssigkeit, die die öffnung durchströmt, auch den Filter, das Sieb bzw. die perforierte Fläche durchströmt.

Um eine besonders kostengünstige Herstellung der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsleitung zu ermöglichen kann der Filter, das Sieb und/oder die perforierte Fläche auf die Unter- oder Oberseite des Bodens aufgepresst, aufgeschweißt oder aufge- klebt sein. Besonders einfach herzustellen und daher bevorzugt ist auch ein Filter, der in die öffnung einsteckbar ist und dort einrastet. Hierzu kann entlang des Randes der öffnung eine Nut umlaufen, in welcher der Rand des Filters, des Siebes oder der perforierten Fläche einschnappt. Jede Mög- lichkeit einer kraftschlüssigen Verbindung kommt zur Befestigung infrage.

Neben oder anstelle eines Filters, Siebs oder einer perforierten Fläche kann der Dämpfungsbereich auch anders so ges- taltet werden, dass er gegen ihn gerichtete Schwingungen dämpft. Entscheidend ist, dass der Dämpfungsbereich einen hydraulischen Widerstand aufweist, durch den die Schwingungsenergie gedämpft wird.

Von dem Pumpenanschluss zweigt der genannte flüssigkeitsdurchlässige Kanal ab. Er kann zwischen der Pumpenanschluss- öffnung und dem Boden abzweigen oder aus dem Boden abzweigen. An seiner anderen Seite ist ein Pumpenvorfilter anschließbar. Der Kanal kann aber auch direkt in den Vorfilter führen, was auch als Anschließen des Filters verstanden wird.

Um eine möglichst platzsparende Anordnung von Kraftstoffpumpe und Pumpenvorfilter im Schwalltopf zu ermöglichen, kann die Flüssigkeitsleitung so ausgestaltet sein, dass der Kanal in einer Filteranschlussöffnung endet, die in einer Ebene liegt, die zu jener Ebene parallel ist, in der die Pumpenanschluss- öffnung liegt. Die Lage der Filteranschlussöffnung hängt aber von der Form des Filters ab. Der Kanal der Flüssigkeitsleitung kann auch unmittelbar in den Filter münden.

Der Filter kann zylinderförmig sein und mit seiner Zylinderachse parallel zur Pumpe stehen. Der Filter kann aber auch

als flacher Quader ausgeführt sein. Dieser kann mit seiner Fläche parallel zur Pumpe angeordnet sein. Er kann aber auch in seiner Fläche um 90° geknickt sein, so dass ein Teil seiner flächigen Seite parallel zum Boden des Schwalltopfes liegt und ein anderer Teil parallel zur Längsrichtung der Pumpe oder parallel zur Wand des Schwalltopfes . In diesem Fall kann eine Filteranschlussöffnung mit ihrer Fläche senkrecht zum Boden des Schwalltopfes oder zum Boden des Pumpenanschlusses stehen. Die Flüssigkeit durchströmt die Oberflä- che dieses Quaders und wird durch den in das Innere des Quaders mündenden Kanal zur Pumpe geleitet. Ein flacher oder geknickter quaderförmiger Vorfilter kann besonders günstig herstellbar realisiert werden, wenn Filtergewebe oder Filtermaterial über eine Filtertragestruktur gespannt wird. Für eine Quaderform des Filters kann die Filtertragestruktur flächig ausgebildet sein, wobei aus der Fläche Abstandhalter mit im Wesentlichen konstanter Höhe hervorstehen, welche das Filtergewebe nach außen drücken und es dadurch in eine Quaderform spannen .

Für die Möglichkeit der platzsparenden Anordnung von Kraftstoffpumpe und Pumpenvorfilter ist es außerdem vorteilhaft, wenn der Kanal, welcher den Pumpenanschluss mit einem Vorfilter verbindet, mit seiner Durchflussrichtung in einer Ebene verläuft, die parallel zur Ebene der Pumpenanschlussöffnung oder zum Boden des Pumpenanschlusses liegt. Der Kanal kann verschiedene Querschnittsformen haben, er kann beispielsweise rechteckig oder kreisförmig oder elliptisch im Querschnitt sein .

Die erfindungsgemäße Flüssigkeitsleitung sowie die mit dieser Leitung ausgestattete erfindungsgemäße Kraftstofffilterein- heit und die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpeneinheit ermöglichen eine platzsparende Anordnung auch großer Pumpenvorfil- ter in einem Schwalltopf gemeinsam mit der Kraftstoffpumpe. Zugleich werden hierbei die im Stand der Technik gegebenen

Probleme der Geräuschentwicklung behoben. Dennoch wird die Filterung des Kraftstoffes hierbei nicht verschlechtert.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand einiger Beispiele er- läutert werden. Die Beispiele sind in keiner Weise beschränkend zu verstehen und die dort gezeigten Merkmale können auch in anderer Kombination in der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsleitung sowie der Kraftstofffilter- bzw. Pumpeneinheiten zum Einsatz kommen. Entsprechende Merkmale werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kraftstofffiltereinheit mit einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitsleitung,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Kraftstofffiltereinheit mit einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitsleitung, wobei der Filter in seiner Fläche um 90° gebogen ist,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Kraftstofffiltereinheit mit einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitsleitung,

Fig. 4 die Kraftstofffiltereinheit entsprechend Fig. 3 in der Seitenansicht, und

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Kraftstoffpumpeneinheit.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Kraftstofffiltereinheit mit einer Flüssigkeitsleitung 1, von welcher hier der Pumpen- anschluss 8 zu sehen ist. Fig. 1 zeigt jene Seite der Kraftstofffiltereinheit , welche im in einen Schwalltopf eingebauten Zustand dem Boden des Schwalltopfes zugewandt ist. Vom im Wesentlichen zylinderförmigen Pumpenanschluss 8 ist daher der kreisförmige Boden 12 des Pumpenanschlusses 8 mit dem Dämpfungsbereich 2 zu sehen. An die Flüssigkeitsleitung 1 ist ein Pumpenvorfilter 3 angeschlossen, welcher im Wesentlichen als

flächiger Quader ausgebildet ist. Unter einem flächigen Quader ist hierbei ein Quader zu verstehen, bei dem zwei zueinander parallele Flächen einen deutlich größeren Flächeninhalt haben als die anderen Seitenflächen des Quaders. Der Vorfil- ter 3 ist im gezeigten Beispiel auf eine Filtertragestruktur 4 aufgespannt. Die gezeigte Kraftstofffiltereinheit weist außerdem ein Halteelement 5 auf, mit welchem sie in einem Schwalltopf anbringbar ist.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Kraftstofffiltereinheit entsprechend Fig. 1. Gezeigt ist hierbei jedoch die in Fig. 1 nicht zu sehende Seite der Kraftstofffiltereinheit . Vom Pum- penanschluss 8 ist daher die Pumpenanschlussöffnung 6 zu erkennen. Der Pumpenanschluss 8 hat hier eine zylindrische Form, so dass die Pumpenanschlussöffnung 6 kreisförmig ist. Aus der Zylinderwand der Pumpenanschlussöffnung 6 geht ein flüssigkeitsdurchlässiger Kanal 7 ab, der den Pumpenanschluss 8 mit dem Vorfilter 3 verbindet. Der Filter 3 ist in Fig. 2 gegenüber dem in Fig. 1 gezeigten Pumpenvorfilter um einen Winkel von 90° um eine Achse geknickt bzw. gebogen, die senkrecht zur Zylinderachse des zylindrischen Pumpenanschlusses 8 und senkrecht zur Durchgangsöffnung des Kanals 7 liegt. Mit einem solchen geknickten Vorfilter 3 lässt sich die Kraftstofffiltereinheit auch in kleineren Schwalltöpfen anordnen. Eine Kraftstoffpumpe würde in Fig. 2 an die Pumpenanschluss- öffnung 6 angeschlossen und stünde dann im Wesentlichen parallel zum abgeknickten Teil des Vorfilters 3.

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Kraftstofffiltereinheit mit einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitsleitung 1. Im Gegensatz zu Fig. 1 und Fig. 2 wurde in Fig. 3 das Filtermaterial des Vorfilters 3 entfernt, so dass nur die Filtertragestruktur 4 zu erkennen ist. Fig. 3 zeigt die Kraftstofffiltereinheit in der Aufsicht, so dass eine Kraftstoffpumpe, die an der Pumpenanschlussöffnung 6 angeschlossen wäre, senkrecht nach oben aus der Zeichnungsebene herausstünde. Zu sehen ist der Pumpenanschlussstutzen 8 mit der dem Betrachter zugewand-

ten Pumpenanschlussöffnung 6. Durch die Pumpenanschlussöff- nung 6 hindurchblickend erkennt man auf der Rückseite des Pumpenanschlusses 8 den Boden 12 des Pumpenanschlusses 8 mit dem Dämpfungsbereich 2, in welchem beispielsweise ein Filter, ein Sieb oder eine perforierte Fläche angeordnet ist. Parallel zur Ebene des Bodens 12 geht seitlich durch die zylindrische Wand des Pumpenanschlusses 8 der Kanal 7 ab. An diesem ist an dessen anderem Ende die Filtertragestruktur 4 angebracht, über welcher das Filtermaterial gespannt wird. Die Filtertragestruktur 4 gibt hierbei den rechteckigen Querschnitt des Vorfilters 3 vor und erstreckt sich im Wesenlichten parallel zu den Hauptflächen des flächigen Pumpenvorfil- ters 3.

Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Kraftstofffiltereinheit aus Fig. 3 in der Seitenansicht. Es ist zu erkennen, dass sich der Pumpenanschluss 8 nach oben der Pumpenanschlussöffnung 6 öffnet. Dieser unten gegenüberliegend angeordnet ist der Dämpfungsbereich 2, der hier als in eine öffnung eingesetzter Filter ausgebildet ist. Der Filter 10 schnappt hierbei mit seinem Rand in eine Nut 9 ein, die in die Wandung des Pumpenanschlusses 8 jene öffnung umlaufend, in welche der Filter 10 eingebracht ist, angeordnet ist. Zu erkennen ist, dass die erfindungsgemäße Flüssigkeitsleitung 1 neben dem Pumpenan- Schluss 8 einen Kanal 7 aufweist, welcher im gezeigten Beispiel seitlich aus der zylindrischen Wandung des Pumpenanschlusses 8 mit zum Boden 12 paralleler Durchflussrichtung abgeht. Dieser Kanal 7 verbindet den Pumpenanschluss 8 mit dem Inneren des Vorfilters 3, das durch die Filterhaltestruk- tur 4 aufgespannt wird. Diese weist dazu aus ihrer Fläche hervorstehende Vorstände 11 auf, welche den Vorfilter 3 im aufgespannten Zustand nach außen drücken. Die anderen gezeigten Elemente entsprechen den in den anderen Figuren gezeigten Elementen .

Figur 5 zeigt eine erfindungsgemäße Kraftstoffpumpeneinheit mit einer eingebauten erfindungsgemäßen Flüssigkeitsleitung 1

in der Ansicht von unten, also aus Richtung jener Seite, die im eingebauten Zustand dem Boden des Schwalltopfes zugewandt ist.

Die Kraftstoffpumpe 13 ist über den Pumpenanschluss 8 mit der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsleitung 1 verbunden. Diese ist wiederum mit dem Pumpenvorfilter 3 verbunden. Kraftstoff wird hierbei aus dem Pumpenvorfilter 3 durch den Kanal 7 der Flüssigkeitsleitung 1 in die Pumpe 13 gleitet. Der Pumpenvorfil- ter 3 ist hier wie in Figur 2 gezeigt geknickt.