Die Erfindung betrifft eine mit flüssigem Brennstoff betriebene Heizeinrichtung der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art sowie eine für eine solche Heizeinrichtung geeignete Brennstoffpumpe.

Im Folgenden werden mit dem Ausdruck„Leitung" alle Arten von Hohlräumen und Hohlkörpern bezeichnet, die in der Lage sind, für ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit als Strömungsweg zu dienen, und die zu diesem Zweck wenigstens eine Zutritts- und wenigstens eine Austrittsöffnung aufweisen. Hierzu gehören neben Rohrleitungen z.B. auch durchgehende Bohrungen in eine beliebige Au ßenform aufweisenden Festkörpern, Kanäle, die mit Ausnahme von Zutritts- und Austrittsöffnungen allseitig geschlossen sind, usw.. Unter dem Ausdruck „Leitungsbereich" werden mehrere derartige miteinander strömungsmäßig verbundene bzw. verbindbare Leitungen verstanden, die auch mit einer oder mehreren sacklochartigen, d.h. nur eine Verbindungsöffnung aufweisenden Bohrungen oder Vertiefungen verbunden sein können, die zum Aufnehmen und Speichern eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit ausgebildet sind.

Die hier behandelten Heizeinrichtungen kommen entweder in Form von Heizgeräten oder Heizsystemen, die in Personenkraftwagen, Omnibussen, Schienenfahrzeugen und dergleichen installiert werden und zum Heizen der Innenräume dieser Fahrzeuge oder aber auch zum Vorheizen des Kühlerwassers beispielsweise von Dieselmotoren dienen, oder als ortsfest installierte Heizanlagen beispielsweise zum Beheizen von Gebäuden zum Einsatz.

Sie umfassen eine Brennstoffpumpe, mit deren Hilfe der flüssige Brennstoff aus einem Vorratsbehälter bzw. Tank angesaugt und einem Druck-Leitungsbereich zugeführt wird, in welchem ein durch einen Druckregler oder Druckbegrenzer definierter, erhöhter Druck herrscht und aus dem heraus der Brennstoff zu einer Zerstäuberdüse strömt, durch die hindurch er zur Bildung einer Brennerflamme in einen Brennerraum eingespritzt wird.

Häufig ist eine Absperrvorrichtung vorgesehen, die z.B. als Magnet-Absperrventil ausgebildet sein und geschlossen werden kann, um die Brennstoffzufuhr zur Zerstäuberdüse zu unterbrechen.

Insbesondere bei Heizeinrichtungen, die ein gemeinsam mit der Brennstoffpumpe angetriebenes Gebläse umfassen, lassen sich drei typische Betriebsphasen unter- scheiden, denen gemeinsam ist, dass die Brennstoffpumpe läuft und Brennstoff aus dem Tank in den Druck-Leitungsbereich fördert: a) Vorlaufbetrieb

Diese Betriebsphase, in der die Absperrvorrichtung geschlossen ist, sodass kein Brennstoff zur Zerstäuberdüse gelangen und aus dieser austreten kann, dient dazu, im Druck-Leitungsbereich den erforderlichen Betriebsdruck aufzubauen. Zu viel geförderter Brennstoff, den der Druck-Leitungsbereich nicht mehr aufnehmen kann, wird mit Hilfe des Druckreglers über eine vom Druck- Leitungsbereich abzweigende Rückführleitung in den Tank zurückgeführt. b) Heizbetrieb

Die Absperrvorrichtung ist geöffnet, es tritt Brennstoff aus der Zerstäuberdüse aus und bildet nach erfolgter Zündung im Brennerraum die zur Heizung dienende Flamme. Damit der Druckregler in der Lage ist, im Druck-Leitungsbereich den erhöhten Betriebsdruck aufrecht zu erhalten, muss im Allgemeinen eine „Überförderung" stattfinden, d.h. die Pumpe muss im Heizbetrieb dem Druck-Leitungsbereich mehr Brennstoff zuführen, als durch die Zerstäuberdüse austritt. Der überschüssige Brennstoff fließt über die Rückführleitung zum Tank zurück. c) Nachlaufbetrieb

In dieser Betriebsphase ist die Absperrvorrichtung wieder geschlossen, es tritt kein Brennstoff aus der Zerstäuberdüse aus und die Flamme ist erloschen. Zur Kühlung laufen aber das Gebläse und mit ihm die Brennstoffpumpe weiter. Der geförderte Brennstoff strömt über die Rückführleitung zum Tank zurück.

Die Höhe des von der Brennstoffpumpe erzeugten, saugseitigen Unterdrucks ist von zahlreichen Faktoren abhängig, wie z.B. den Komponenten in der Ansaugleitung (einschließlich Brennstoff-Filter), der Länge der Ansaugleitung, der Pumpendrehzahl, der sich mit der Temperatur ändernden Viskosität des geförderten Brennstoffes usw..

In dem im Ansaugsystem geförderten Brennstoff können Gasblasen unterschiedlichster Größe auftreten, weil es dann, wenn der Unterdruck bestimmte Werte erreicht, zu einem Verdampfen des Brennstoffes kommt, und/oder weil im Brennstoffsystem zum Eindringen von Luftblasen führende Undichtigkeiten vorhanden sind, und/oder weil im Vorratstank gebildete Gasblasen mit angesaugt werden.

Wenn die gasförmigen Bestandteile einen bestimmten Anteil des von der Pumpe geförderten Gesamtvolumens ausmachen, kann es im Zusammenspiel mit dem Druckregler sowohl zu einem erheblichen Druckabfall in dem hinter dem Verdränger der Pumpe liegenden Druck-Leitungsbereich als auch einem Aussetzen der Förderung des Brennstoffs kommen.

Dies führt in allen drei oben beschriebenen Betriebszuständen zu Problemen, weil die Brennstoffpumpe nach einem durch das Auftreten von Gasblasen verursachten völligen Zusammenbruch der Brennstoffförderung, wenn überhaupt, erst nach einiger Zeit in der Lage ist, diese selbsttätig wieder aufzunehmen.

Insbesondere im Heizbetrieb besteht dann, wenn die Pumpe für einen gewissen Zeitraum nicht in der Lage ist, den erforderlichen Druck wieder aufzubauen und einzuregeln, die Gefahr, dass sich der durch die Zerstäuberdüse in dem Brennraum eingesprühte Brennstoffkegel so stark verändert oder völlig verschwindet, dass es zu einem Aussetzen der Verbrennung kommt. Heizeinrichtungen mit elektronischen Steuereinrichtungen verriegeln dann oftmals und es ist zunächst kein Heizbetrieb mehr möglich.

Bisher wird zur Überwindung dieser Probleme oftmals auf externe, zusätzliche Einrichtungen zur selbsttätigen bzw. automatischen Entlüftung des angesaugten Brennstoffes zurückgegriffen. Auch wird bei den Brennstoffleitungen von Zweistrang- auf Einstrang-Systeme umgestellt, die teilweise als Bypass zwischen Rückführleitung und Ansaugleitung ausgeführt werden. Auch werden teilweise Vorförder- pumpen eingesetzt, die das Unterdruck-Niveau in der Ansaugleitung wieder anheben.

Nachteilig an diesen Abhilfemaßnahmen ist, dass zusätzliche Komponenten verwendet werden müssen, welche die Herstellungskosten für ein solches System deutlich erhöhen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Heizeinrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass Gasblasen, die durch die Brennstoffpumpe mit dem Brennstoff angesaugt werden, nicht oder zumindest weit weniger häufig als beim Stand der Technik zu einem Ausfall der Heizeinrichtung führen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die im Anspruch 1 zusammenge- fassten Merkmale vor.

Bei den bisherigen Heizeinrichtungen der eingangs erwähnten Art bestand das Bestreben, das Volumen des Druck-Leitungsbereiches, d.h. zwischen dem Verdränger der Pumpe und der Brennstoff-Zerstäuberdüse möglichst klein zu halten. Einerseits sollte dadurch eine möglichst geringe Baugröße erzielt und überdies ein nach einer Beendigung des Heizbetriebes unter Umständen auftretendes Nachtropfen von Brennstoff aus der Zerstäuberdüse klein gehalten werden.

So sind z.B. bei den dem Stand der Technik entsprechenden, konkret im Einsatz befindlichen Zahnradpumpen, die von der Anmelderin in von ihr hergestellte Fahrzeug-Heizgeräte bzw. -Heizsysteme eingebaut und auch als Ersatzteile vertrieben werden, sowohl der Druckregler als auch die Absperrvorrichtung als auch der die Zerstäuberdüse tragende Düsenstock in die Pumpe integriert, wodurch sich ein sehr kleines Volumen der diese Einheiten miteinander verbindenden Leitungen ergibt.

Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, dass dann, wenn der zwischen dem Verdränger der Pumpe und der Zerstäuberdüse und/oder dem Druckregler liegende Druck-Leitungsbereich durch wenigstens ein Zusatzvolumen vergrößert wird, der Druckabfall, der druckseitig auftritt, wenn von der Brennstoffpumpe Gasblasen angesaugt werden, sowohl hinsichtlich seiner Größe als auch seiner zeitlichen Dauer erheblich verkleinert werden kann, so dass die Wahrscheinlichkeit eines vollständigen Abschaltens der Heizeinrichtung erheblich verringert wird.

Das diese Stabilisierung des Heizvorganges bewirkende, wenigstens eine Zusatzvolumen kann dann, wenn im Druck-Leitungsbereich eine Absperrvorrichtung zum Unterbrechen der Brennstoffzufuhr zur Zerstäuberdüse vorgesehen ist, dem Teil des Druck-Leitungsbereichs zwischen dem Verdränger der Brennstoffpumpe, der Absperrvorrichtung und dem Druckregler zugeordnet sein.

Alternativ ist es möglich, zwei Zusatzvolumina vorzusehen, von denen das eine dem Teil des Druck-Leitungsbereichs zwischen dem Verdränger der Brennstoffpumpe, der Absperrvorrichtung und dem Druckregler und das andere dem Teil des Druck- Leitungsbereichs zwischen der Absperrvorrichtung und der Zerstäuberdüse zugeordnet ist. In diesem Fall kann ein unerwünschtes Nachtropfen durch eine mit einem steuerbaren Entleerungsventil versehene Entleerungsleitung vermieden werden, mit deren Hilfe Brennstoff, der sich nach Beenden des Heizbetriebes noch zwischen der Absperrvorrichtung und der Zerstäuberdüse befindet, zum Vorratsbehälter zurückgeführt wird.

Das Zusatzvolumen bzw. die Zusatzvolumina können dem jeweiligen Teil des Druck-Leitungsbereichs entweder dadurch zugeordnet werden, dass ohnehin vorhandene Leitungsabschnitte verlängert und/oder hinsichtlich ihres Querschnitts vergrößert ausgebildet werden.

Eine Alternative besteht darin, kurz und mit kleinem Querschnitt ausgebildete, druckseitige Leitungsabschnitte über eine Abzweigleitung mit einer Speicher- bzw. Vorratskammer für den unter Druck stehenden Brennstoff zu verbinden.

Gemäß der Erfindung können auch Kombinationen dieser verschiedenen Ausbildungsarten des Zusatzvolumens bzw. der mehreren Zusatzvolumina vorgesehen werden.

Die Größe des erfindungsgemäß vorgesehenen Zusatzvolumens oder der Zusatzvolumina, die zur Erzielung des Effektes der Verkleinerung und zeitlichen Verkürzung eines beim Ansaugen von Gasblasen auftretenden Druckabfalls auf der Druckseite der Brennstoffpumpe erforderlich ist, hängt im konkreten Einzelfall von einer Reihe von Faktoren ab, wie z.B. dem im regulären Betrieb von der Brennstoff- pumpe je Zeiteinheit zu fördernden Brennstoffvolumen, dem Verhältnis von Leitungsvolumen auf der Saugseite zu dem auf der Druckseite der Brennstoffpumpe usw., kann vom Fachmann aber ohne weiteres durch entsprechende Versuche ermittelt werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung, bei der die Zusatzvolumina durch Erweiterung und/oder Verlängerung ohnehin vorhandener Leitungsbereiche ausgebildet sind, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung, bei der die Zusatzvolumina als zusätzliche Speicherkammern ausgebildet sind, die durch Abzweigleitungen mit den ohnehin vorhandenen Leitungsabschnitten verbunden sind.

In den Figuren sind gleiche Teile und Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

In beiden Figuren ist eine Brennstoffpumpe 1 dargestellt, deren Verdränger 2 durch einen Motor 3 angetrieben wird und bei der es sich zwar vorzugsweise um eine Zahnradpumpe handelt, die alternativ aber auch ein beliebiger anderer Pumpentyp sein kann. Der Motor 3 kann entweder in der dargestellten Weise eine selbständige Einheit oder in die Brennstoffpumpe 1 integriert sein.

Die Brennstoffpumpe 1 saugt über eine Ansaugleitung 4 Brennstoff aus einem Brennstofftank 6 an, wie dies durch den Pfeil S zum Ausdruck gebracht ist.

Auf der Druckseite des Verdrängers 2 der Brennstoffpumpe 1 führt zunächst eine pumpeninterne Leitung 7 zu einer als Absperrventil 8 ausgebildeten Absperrvorrichtung, an die sich eine weitere Leitung 9 anschließt, die den Brennstoff einer Zerstäuberdüse 10 zuführt, durch die hindurch er in einen (nicht weiter dargestellten) Brennraum eingespritzt wird, um dort in einer Flamme 1 1 verbrannt zu werden.

Das Absperrventil 8 ist über einen Elektromagneten 12 betätigbar und dient dazu, dann, wenn kein Heizbetrieb läuft, geschlossen zu werden.

Der in den Leitungen 7 und 9 herrschende Druck, der bei den oben erwähnten Pumpen der Anmelderin typischer Weise in einem Bereich von 9 bis 10 bar liegen kann, wird durch einen einstellbaren Druckregler 14 definiert, der über eine Rückführleitung 16 den von der Brennstoffpumpe 1 zu viel geförderten Brennstoff in den Brennstofftank 6 zurückleitet, wie dies durch den Pfeil R angedeutet ist. Anstelle dieses Zweistrangsystems kann die Rückführleitung 16 statt in den Brennstofftank 6 in die Ansaugleitung 4 münden, wie dies durch die punktierte Linie 17 angedeutet ist (Einstrangsystem). Der in den Brennstofftank 6 führende Zweig der Rückführleitung 16 entfällt in diesem Fall.

Das für die Weiterleitung des Brennstoffes vom Verdränger 2 der Brennstoffpumpe 1 zur Zerstäuberdüse 10 unbedingt erforderliche, auch beim Stand der Technik vorhandene Minimalvolumen ist dadurch angedeutet, dass die Leitungen 7 und 9 mit dünnen Linien gezeichnet sind.

Weiterhin sind in den Figuren 1 und 2 das Absperrventil 8, der zu seiner Betätigung dienende Elektromagnet 12 und der Druckregler als in die Brennstoffpumpe 1 integrierte, d.h. mit dem Pumpenkörper zusammengebaute Einheiten dargestellt, während die im allgemeinen auf einem (nicht näher dargestellten) Düsenstock montierte Zersäuberpumpe 10 zur Brennstoffpumpe 1 einen etwas größeren Abstand aufweist.

Diese Anordnung ist jedoch nicht zwingend; so können einzelne, alle oder beliebige Kombinationen der Einheiten 8, 12 oder 14 vom Pumpenkörper getrennt positioniert sein. In diesem Fall sind dann zumindest Teile der Leitung 7 pumpenextern. Andererseits kann der Düsenstock unmittelbar mit der Pumpe 2 zusammengebaut sein, sodass es sich dann bei der Leitung 9 ebenfalls um eine pumpeninterne Leitung handelt. Erfindungsgemäß können auch beliebige andere Variationen und Kombinationen der eben genannten Anordnungsmöglichkeiten vorgesehen sein.

In jedem dieser Fälle ist erfindungsgemäß über das zur strömungsmäßigen Verbindung aller diese Bestandteile erforderliche Minimalvolumen hinaus wenigstens ein Zusatzvolumen 20, 22 vorgesehen, das den Teilen des Druck-Leitungsbereichs zugeordnet ist, die zwischen dem Verdränger 2 der Brennstoffpumpe 1 , dem Druckregler 14 und dem Absperrventil 8 und/oder zwischen dem Absperrventil 8 und der Zerstäuberdüse 10 liegen.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt diese Zuordnung in der Weise, dass der Querschnitt der ohnehin vorhandenen Leitungen 7 und 9 entweder unmittelbar oder durch die Ausbildung von Parallelleitungen vergrößert ist, wie dies durch gestrichelt dargestellte Rechtecke angedeutet ist, welche diese Leitungsabschnitte 7 und 9 umgebend. Jedes dieser Zusatzvolumina 20, 22 kann entweder für sich allein oder gemeinsam mit dem jeweils anderen vorgesehen sein.

Demgegenüber zeigt Fig. 2 Zusatzvolumina 24, 26, die durch Abzweigleitungen 27, 29 mit den Leitungen 7 bzw. 9 verbunden sind und somit nicht direkt in den Strömungswegen liegen, die vom Verdränger 2 der Brennstoffpumpe 1 zum Absperrventil 8 bzw. von diesem zur Zerstäuberdüse 10 führen.

Auch diese Zusatzvolumina 24, 26 können je nach den spezifischen Gegebenheiten des Einzelfalls pumpenintern und/oder pumpenextern angeordnet und in beliebiger Weise mit den Zusatzvolumina 20, 22 kombiniert werden. Die Gesamtgröße des oder der Zusatzvolumina 20, 22, 24, 26 kann vorzugsweise mehr als 100 mm ³ , besonders bevorzugt mehr als 200 mm ³ und ganz besonders bevorzugt mehr als 400 mm ³ betragen, bzw. in einem Bereich von 10 % bis 60 %, besonders bevorzugt von 20 % bis 50 % und ganz besonders bevorzugt von 30 % bis 40 % des minimal erforderlichen Volumens liegen, das zur Verbindung der auf der Druckseite des Verdrängers 2 der Brennstoffpumpe 2 befindlichen Komponenten in jedem Fall erforderlich ist.