DE3801410A1 - Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffaufbereitungs­ vorrichtung für eine Kraftstoffanlage, in der ein flüssiger Kraftstoff aus einem Tank zu einer Vorrichtung gepumpt wird, durch die der Kraftstoff zerstäubt wird, um in einer Brennkraftmaschine verbrannt zu werden, wobei überschüssiger, zu dieser Vorrichtung gepumpter Kraftstoff zurückgeleitet wird.

Speziell befaßt sich die Erfindung mit der Aufbereitung bzw. Vorwärmung von Kraftstoff, welcher einer Einspritz­ pumpe oder auch einem Vergaser einer Brennkraftmaschine zugeführt wird, wobei gegebenenfalls auch mehrere Einspritz­ vorrichtungen vorgesehen sein können, in denen der Kraft­ stoff zerstäubt wird. Neben der Funktion einer Kraftstoff­ vorwärmung erfüllt die Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung auch noch die Funktion eines Druckreglers.

Der einschlägige Stand der Technik für derartige Kraft­ stoffaufbereitungsvorrichtungen ergibt sich aus folgenden US-Patentschriften:

13 50 87143 72 260 25 99 69943 77 149 37 68 73043 85 615 37 79 00743 86 584 40 56 08644 34 773 41 87 81344 40 138 42 28 77644 52 213 42 31 34244 54 851 43 59 972

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kraftstoffaufbe­ reitungsvorrichtung anzugeben, bei der die Kraftstoffer­ wärmung und die Druckregelung in einfacher und wirt­ schaftlicher Weise durchgeführt werden können, und deren Teile einfach hergestellt und leicht montiert werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Kraftstoff­ aufbereitungsvorrichtung gemäß der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst:

Es ist ein Gehäuse vorgesehen, welches eine Einlaßöffnung für aus dem Tank durch Pumpen geförderten Kraftstoff aufweist sowie eine Auslaßöffnung, welche mit der Zer­ stäubungsvorrichtung verbindbar ist, um dieser durch Pumpen geförderten Kraftstoff zuzuführen, welches ferner eine Rückführöffnung aufweist, welche mit der Zerstäubungs­ vorrichtung verbindbar ist, um von dieser zurückfließenden Kraftstoff aufzunehmen, und welches eine Tank- bzw. Ablaßöffnung aufweist, welche mit dem Tank verbindbar ist, um Kraftstoff in den Tank zurückfließen zu lassen;
in dem Gehäuse sind getrennte Kraftstoffkanäle vorgesehen, von denen der erste von der Einlaßöffnung zu der Auslaß­ öffnung führt, und von denen der zweite von der Rückführ­ öffnung ausgeht und sich zu der Tanköffnung einerseits, und dem ersten Kraftstoffkanal andererseits verzweigt;
in dem ersten Kraftstoffkanal ist eine selektiv betätig­ bare Heizvorrichtung vorgesehen, um den flüssigen Kraft­ stoff aufzuheizen, ehe dieser aus der Auslaßöffnung austritt;
es ist ein Sensor zum Erfassen der Temperatur des durch den ersten Kraftstoffkanal strömenden Kraftstoffs strom­ aufwärts von der Heizvorrichtung vorgesehen;
es sind Ventileinrichtungen vorgesehen, die in dem zweiten Kanal angeordnet und durch den Sensor derart betätigbar sind, daß sie den über die Rückführöffnung eintretenden Kraftstoff selektiv auf die Tanköffnung und den ersten Kraftstoffkanal aufteilen, und zwar in Abhängig­ keit von der Kraftstofftemperatur derart, daß bei steigender Temperatur des Kraftstoffs ein zunehmend größerer Anteil des zurückgeführten Kraftstoffs zu der Tanköffnung geleitet wird.

Es ist ein besonderer Vorteil der Kraftstoffaufbereitungs­ vorrichtung gemäß der Erfindung, daß sie kompakt aufgebaut und leicht zu fertigen ist und dabei zuverlässig arbeitet.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Lage einer erfindungsgemäßen Kraftstoff­ aufbereitungsvorrichtung in der Kraftstoffanlage einer Brennkraftmaschine;

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungs­ form einer Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht der rechten Seite der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 längs der Linie 4-4 in dieser Figur;

Fig. 5 einen horizontalen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 2 längs der Linie 5-5 in dieser Figur;

Fig. 5A eine Detaildarstellung zur Erläuterung einer zweiten, von der Betriebsstellung gemäß Fig. 5 verschiedenen Betriebsstellung;

Fig. 6 einen horizontalen Schnitt durch das Gehäuse der Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung gemäß Fig. 1 und 2;

Fig. 7 eine Ansicht der linken Seite des Gehäuses der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei einzelne Teile weggebrochen sind und

Fig. 8 eine schematische Projektionsdarstellung der Anordnung gemäß Fig. 7.

Im einzelnen zeigen die Figuren eine bevorzugte Ausführungs­ form einer Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung 10 gemäß der Erfindung. Dabei sind entsprechende Teile in den Figuren durchgehend mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Fig. 1A zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 in ihrer typischen Lage zwischen einem Kraftstofftank 12 und einer Einspritzvorrichtung 14.

Eine Einlaßleitung 16 führt von dem Tank 12 zu einer Einlaßöffnung 22 im Gehäuse 24 der Vorrichtung 10. Eine Auslaßleitung 26, welche ein Filter 18 und eine Pumpe 20 enthält, führt von einer Auslaßöffnung 28 des Gehäuses 24 zu der Einspritzvorrichtung 14. Eine Rück­ führleitung 30 führt von der Einspritzvorrichtung 14 zurück zu einer Rückführöffnung 32 des Gehäuses 24, so daß überschüssiger Kraftstoff, der von der Pumpe 20 gefördert wird, zur der Aufbereitungsvorrichtung 10 zurückgeführt wird. Eine Tankleitung 34 mit einem Rück­ schlagventil 35 führt von einer Tanköffnung 36 des Gehäuses 24 zurück zu dem Tank 12. Der zurückkehrende Kraftstoff, welcher an der Rückführöffnung 32 in die Vorrichtung 10 eintritt, wird in nachstehend noch näher zu beschreibender Weise selektiv entweder durch das Gehäuse 24 hindurch und über die Auslaßleitung 26 zu der Einspritz­ vorrichtung 14 geleitet oder über die Tankleitung 34 zurück in den Tank 12, von wo der Kraftstoff dann über die Einlaß­ leitung 16 wieder zu der Einlaßöffnung 22 gepumpt bzw. gesaugt werden kann. Die Anteile der rezirkulierten Kraft­ stoffmenge, die einerseits direkt durch die Vorrichtung 10 fließen, und andererseits durch den Tank 12 hindurch zurück­ fließen, werden von der Vorrichtung 10 erfindungsgemäß in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur gesteuert.

Der konstruktive Aufbau der Vorrichtung 10 ist in Fig. 1 bis 8 detailliert dargestellt. Der Grundkörper bzw. das Gehäuse 24 ist ein Metallteil von im wesentlichen würfel­ förmiger Gestalt aus einem geeigneten Werkstoff, beispiels­ weise aus Aluminium, welcher (welches) in konventioneller Weise behandelt wird, um möglichen Korrosionseffekten des Kraftstoffs zu widerstehen. Das Gehäuse 24 besitzt zwei nebeneinander angeordnete parallele Bohrungen 38, 40 mit Längsachsen 42 bzw. 44. Einzelheiten der Bohrungen 38, 40 sind wohl am besten in Fig. 6 erkennbar. Die Bohrung 38 ist an den beiden Enden des Gehäuses 24 offen. Sie ist jedoch durch eine Querwand 46 in einen kürzeren Abschnitt 48 - in Fig. 6 links - und einen längeren Abschnitt 50 - rechts - unterteilt. Zwischen den beiden Bohrungsabschnitten 48, 50 verläuft koaxial zu der Bohrungsachse 42 eine zylindrische Öffnung 52 durch die Querwand 46 hindurch. An den offenen Enden der Bohrungsabschnitte 48, 50 sind jeweils Senk­ bohrungen 57 bzw. 56 vorgesehen, und der Abschnitt 48 ent­ hält außerdem eine zweite Senk- bzw. Stufenbohrung 58.

Die Einlaßöffnung 22 umfaßt eine Gewindebohrung, die un­ mittelbar rechts neben der Querwand 46 im wesentlichen tangential in den Bohrungsabschnitt 50 eintritt. Die Tanköffnung 36 umfaßt eine Gewindebohrung, welche parallel zu der Einlaßöffnung 22 und - in Fig. 2 und 6 - links von dieser angeordnet ist. Die Tanköffnung 36 trifft am innersten Ende desselben auf den Bohrungsabschnitt 48, steht jedoch weder mit der Verbindungsöffnung 52 noch mit dem rechten Bohrungsabschnitt 50 in Verbindung.

Die Bohrung 40 ist am rechten Ende des Gehäuses 24 offen und besitzt an diesem Ende eine Senkbohrung 60. Das linke Ende der Bohrung 40 ist durch eine Querwand 62 geschlossen, welche koaxial zur Achse 44 eine durchgehende Gewindebohrung besitzt, die die Auslaßöffnung 28 bildet.

Fig. 7 und 8 zeigen weitere Einzelheiten des Gehäuses 24. Die in Fig. 7 dargestellte Oberseite des Gehäuses 24 ist mit einer senkrechten Wand 64 versehen, welche einen Ober­ flächenbereich vollständig umschließt, der im wesentlichen die linke Hälfte des Gehäuses einnimmt, wie dies in Fig. 1 und 2 sichtbar ist. Die Außenseite der Wand 64 hat eine im wesentlichen quadratische Form, während die Innenseite eine kreisrunde Form hat. Ein Druckregler 66 (Fig. 1 bis 4) ist an dem Gehäuse 24 bezüglich der Wand 64 dichtend montiert. Einzelheiten des Druckreglers werden weiter unter erläutert.

Die Rückführöffnung 32 umfaßt eine Gewindebohrung, welche die linke Seite der senkrechten Wand 64 durchgreift, und zwar etwa in der Mitte zwischen den Achsen 42, 44 und etwas ober­ halb derselben, wie dies in Fig. 7 sichtbar ist. Die Achse der Rückführöffnung 32 liegt dabei auf einem Radius der kreisförmigen bzw. zylindrischen Innenfläche der Wand 64. Der kreisrunde Gehäusebereich, welcher von der Innenfläche der Wand 64 umgrenzt wird, enthält eine zentrale Sack­ bohrung 68. Auf das innere Ende der Sackbohrung 68 trifft eine von der Stufenbohrung 58 ausgehende schräge Bohrung 70 (vgl. auch Fig. 8, die eine Projektions-Detaildarstellung der Fig. 7 zeigt).

Wie am besten aus Fig. 6 deutlich wird, besitzt das Gehäuse 24 auch einen schrägen Kanal 72, der eine Wand 74 durchgreift, welche die beiden Bohrungen 38, 40 voneinander trennt, so daß der Kanal 72 den Abschnitt 50 mit der Bohrung 40 ver­ bindet.

Fig. 5 zeigt, daß in der Bohrung 40 eine Heizvorrichtung 76 angeordnet ist. Die Gesamtlänge der Heizvorrichtung 76 ist dabei kleiner als diejenige der Bohrung 40, so daß sich am rechten und am linken Ende der Heizvorrichtung jeweils eine Kammer 78 bzw. 80 ergibt. Ein runder Verschluß 82 paßt dichtend in die Senkbohrung 60 und dient dazu, die Heizvorrichtung 76 in der Bohrung 40 in axialer Richtung derart zu positionieren, daß die Kammern 78, 80 exakt definiert werden.

Die Heizvorrichtung 76 besitzt einen stabförmigen Kern 84, von dessen rechtem Ende zwei isolierte elektrische Leitungen 86 abgehen. Ein Metallrohr 88 mit Rippen 90 ist passend auf den Kern 84 aufgesetzt. Das rechte Ende des Rohres 88 ist eingeschnürt und dichtend in eine runde Mittelöffnung des Verschlußes 82 eingesetzt. Die Leitungen 86 dienen in nach­ stehend noch zu beschreibender Weise dem Anschluß der Heizvorrichtung 76 an eine elektrische Schaltung. Fig. 4 zeigt, daß die Rippen 90 gleichmäßig auf den Umfang der Heizvorrichtung 76 verteilt sind. Dabei bilden die Zwischen­ räume zwischen den Rippen 90 axial verlaufende Kanäle 92 für durch die Bohrung 40 fließenden Kraftstoff, während die Kammern 78, 80 Sammelkammern bzw. Kopfstücke für diese Kanäle bilden.

Der Kraftstoff tritt in die Bohrung 40 über den schrägen Kanal 72 aus dem Bohrungsabschnitt 50 ein. Aus der Kammer 78 strömt der Kraftstoff von rechts in die Kanäle 92. Der Kraft­ stoff fließt dann längs der Kanäle 92 zu der anderen Kammer 80, von wo er durch die Auslaßöffnung 28 abfließt. Wenn der Heizvorrichtung 76 elektrischer Strom zugeführt wird, erzeugt sie Wärme, welche auf den Kraftstoff übertragen wird, der über die Außenfläche des Rippenrohres 88 fließt.

In dem Bohrungsabschnitt 50 ist eine thermische Betätigungsvorrichtung 94 angeordnet (vgl. Fig. 5). Die Betätigungsvorrichtung 94 besitzt einen zylindrischen Grundkörper 96, der in ein Ende eines Montagerohres 98 eingepaßt ist. Ein Flansch 99 des Grundkörpers 96 dient dazu, den Körper 96 bezüglich des Rohres 98 in axialer Richtung zu positionieren, wenn der Flansch 99 an das Rohrende angelegt wird. Das andere Ende des Montagerohres 98 ist seinerseits in eine Öffnung 100 an der Innenseite eines runden Verschlußstücks 101 eingefaßt, welches dichtend in die Senkbohrung 56 paßt. Die Betätigungsvorrichtung 94, das Rohr 98 und das Verschlußstück 101 sind dabei koaxial zu der Achse 42 angeordnet. Ein Betätigungselement 102 steht koaxial über den Grundkörper 96 vor, und zwar an dem Ende desselben, welches dem Montagerohr 98 gegenüber liegt. Das Betätigungselement 102 ist in Fig. 5 im eingeschobenen Zustand gezeigt, den es einnimmt, wenn die Temperatur, welcher die Betätigungsvorrichtung 94 ausgesetzt ist, relativ niedrig ist. Wenn die Temperatur zunimmt, wird das Betätigungselement 102 zunehmend weiter ausgefahren. Die Detaildarstellung gemäß Fig. 5A zeigt eine typische ausgefahrene Position für das Betätigungselement 102.

In der Senkbohrung 58 des Bohrungsabschnitts 48 ist ein federbelastetes Ventil angeordnet, dessen Ventilelement 104 im wesentlichen rund ausgebildet ist und unter der Vor­ spannung einer Feder 106 steht. Ein Verschlußstück 108 ist dichtend in die Senkbohrung 54 eingesetzt. Ein Ende der Feder 106 stützt sich in einer Ringnut 110 des Verschluß­ stückes 108 ab, während das andere Ende der Feder 106 gegen einen ringförmigen Flansch 112 drückt, welcher das Ventilelement 104 an seinem von dem Verschlußelement 108 abgewandten Ende umgibt. Die Feder 106 erzeugt also an den Ventilelement 104 eine nach rechts - in Fig. 5 - gerichtete Vorspannung, so daß der Flansch 112 an einer Schulter 114 anliegt, die durch die Senkbohrung 58 gebildet wird. Die gesamte axiale Länge des Ventilelements 104 ist kleiner als die axiale Länge der Senkbohrung 58, und zwar um einen Betrag, der im wesentlichen dem Hub des Betätigungs­ elements 102 zwischen seiner voll eingefahrenen und seiner voll ausgefahrenen Position entspricht. In Fig. 5 hat das linke Ende des Ventilelements 104 von dem Verschlußelement 108 einen Abstand, der im wesentlichen diesem Hub entspricht.

Ein rohrförmiges Element 116 durchgreift die Verbindungs­ öffnung 52 zwischen dem Betätigungselement 102 und dem Ventilelement 104. Das rohrförmige Element 116 ist genau in die Öffnung 52 eingepaßt. Dasjenige Ende des Elements 116, auf welches das Betätigungselement 102 einwirkt, ist ge­ schlossen. Das andere Ende, welches dem Ventilelement 104 gegenüberliegt, ist offen. Ein rohrförmiger Kanal 118 durch das Element 116 reicht von dem offenen Rohrende bis zu einer Reihe von radialen Öffnungen 120, die an­ grenzend an das geschlossene Rohrende vorgesehen sind und über die der Kanal 118 mit dem Bohrungsabschnitt 50 verbunden ist. Eine Öffnung 122, welche durch das Ventil­ element 104 hindurchgeht, fluchtet mit dem Kanal 118 und bildet eine Verlängerung desselben.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Zustand steht der Bohrungs­ abschnitt 48 über das Ventilelement 104 und das rohr­ förmige Element 116 mit dem Bohrungsabschnitt 50 in Verbindung. Gleichzeitig verhindert das Anliegen des Flansches 112 des Ventilelements 104 an der Schulter 114 eine Strömung von der Senkbohrung 58 zu der Tanköffnung 36. Wenn das Betätigungselement 102 voll ausgefahren ist, dann ist das Ventilelement 104 von der Schulter 114 abgehoben und das linke Ende des Ventilelements 104 wird gegen das Verschlußelement 108 gedrückt. Bei diesem Betriebszustand, der in Fig. 5A gezeigt ist, wird verhindert, daß Kraftstoff aus der Senkbohrung 58 durch das Ventilelement 104 und das rohrförmige Element 116 hindurch in den Bohrungsabschnitt 50 fließt, während der Strömungspfad von der Senkbohrung 58 zu der Tanköffnung 36 freigegeben ist. Wenn das Betätigungs­ element 102 eine Zwischenstellung zwischen den beiden vorstehend beschriebenen Endstellungen einnimmt, fließt ein Teil des Kraftstoffs aus der Senkbohrung 58 in den Bohrungsabschnitt 50, während der restliche Teil des Kraft­ stoffs zu der Tanköffnung 36 fließt. Die prozentualen Anteile der geteilten Strömung sind dabei eine Funktion der Ausfahrlänge des Betätigungselements der thermischen Betätigungsvorrichtung 94 und damit eine Funktion der von dieser Betätigungsvorrichtung erfaßten Kraftstofftemperatur.

Der Kraft, mit welcher das Betätigungselement 102 ausgefahren wird, wirkt die Federkraft der Feder 106 entgegen. Das offene Ende des rohrförmigen Elements 116 ist vorzugsweise abge­ rundet und wird von einer entsprechend abgerundeten Ver­ tiefung 124 im angrenzenden Ende des Ventilelements 106 aufgenommen, wobei die Vertiefung 124 konzentrisch zu der Öffnung 122 des Ventilelements 104 angeordnet ist. Das rohrförmige Element wird aufgrund seiner Passung in der Öffnung 52 geführt und seine Enden stützen sich einfach an dem Ventilelement 104 und dem Betätigungselement 102 ab. Hierdurch kann auf mechanische Befestigungen zwischen dem Betätigungselement, dem rohrförmigen Element und dem Ventilelement verzichtet werden. Die genannten Teile werden vorzugsweise so in dem Gehäuse 24 montiert, daß zunächst das rohrförmige Element 116 ausgehend von einem Ende der Bohrung 38 in die Öffnung 52 eingeführt wird, woraufhin dann die Betätigungsvorrichtung 94 und das federbelastete Ventilelement in die zugehörigen Bohrungs­ abschnitte 50 bzw. 48 eingesetzt werden. Anschließend werden dann die Senkbohrungen 54 und 56 mit den Verschluß­ elementen 108 bzw. 101 verschlossen.

Die Ausgestaltung des federbelasteten Ventilelements 104 und dessen Anordnung in dem Bohrungsabschnitt 48 ist besonders vorteilhaft. In der einen axialen Richtung wird nämlich von der Feder 106 auf das Ventilelement 104 eingewirkt, während in entgegengesetzter Richtung durch das rohrförmige Element 116 auf das Ventilelement 104 eingewirkt wird. Wegen der fassungsartigen Paßverbindung zwischen dem linken Ende des Elements 116 und der rechten Stirnfläche des Ventilelements 104 kann die Achse des Ventilelements 104 bezüglich der Achse des Rohrelements 116 und bezüglich der Achse des Bohrungsabschnitts 48 (inner­ halb gewisser Grenzen) kippen. Außerdem werden diese Kipp- bzw. Ausrichtbewegungen durch die Feder 106 nicht behindert. Das federbelastete Ventilelement 104 ist damit gewisser­ maßen schwimmend gehaltert. Dies hat zur Folge, daß die Parallelität zwischen der Schulter 114 und der Innenfläche des Verschlußelementes 108 sowie zwischen den beiden Stirnflächen des Ventilelements 104 selbst nicht besonders kritisch ist. Solange die Stirnflächen des Ventilelements, die Schulter 114 und die Innenfläche des Verschlußelements 108 eben sind, wird die rechte Stirnfläche des Ventil­ elements 104 auf ihrem vollen Umfang an der Schulter 114 anliegen, wenn das Betätigungselement 102 der Betätigungs­ vorrichtung 94 voll in diese zurückgezogen ist. Ferner wird die linke Stirnfläche des Ventilelements 104 auf ihrem gesamten Umfang rings um die Öffnung 122 herum eng an dem Verschlußelement 108 anliegen, wenn das Betätigungselement 102 voll ausgefahren ist. Die Fertigungs­ toleranzen für das Ventilelement 104 und den Bohrungs­ abschnitt 48 sind also nicht besonders kritisch, was ein sehr erwünschtes Ergebnis der erfindungsgemäßen Konstruktion ist.

Der Druckregler 66 besitzt ein turmartiges Gehäuse 126, welches auf den oberen Rand der Wand 64 paßt. Das Gehäuse 66 besitzt an seiner Basis einen Flansch 128, dessen Form an die quadratische Form der Außenseite der Wand 64 angepaßt ist. Schrauben 130 durchgreifen Löcher an den vier Ecken des Flan­ sches 128 und sind in entsprechende Gewindebohrungen in der Wand 64 eingeschraubt, um den Druckregler an dem Gehäuse 24 zu haltern. Der Rand einer Membran 132 ist zwischen dem Flansch 128 und dem oberen Rand der Wand 64 dichtend ein­ gespannt, wenn die Schrauben 130 angezogen sind, um den Flansch an der Wand festzulegen.

Die Achse 134 des Druckreglers 66 und dessen Mechanismus sind koaxial zu der Sackbohrung 68 angeordnet. Ein kreis­ zylindrisches Sitzelement 134 ist in die Bohrung 68 ein­ gepaßt, wobei das freie Ende dieses Elements einen Sitz 138 bildet, mit dem der Druckreglermechanismus zusammenwirkt, um die Regelfunktion auszuüben. Eine Kreisscheibe 140 ist konzentrisch zu der Membran 132 an dieser gehaltert, um mit dem Sitz 138 zusammenzuwirken. Die Membran 132 ist mittels einer Feder 142 so vorgespannt, daß sie die Scheibe 140 in ihre Schließstellung gegen den Sitz 138 drückt. Die Höhe der Federvorspannung ist dabei mittels eines Einstellmechanismus 145 einstellbar, welcher vom äußeren Ende des Reglergehäuses 126 her zugänglich ist.

Der zurückfließende Kraftstoff, der durch die Rückführ­ öffnung 32 in das Gehäuse 24 eintritt, wirkt auf die Membran 132 entgegen der Federkraft ein. Bei ausreichendem Druck wird die Membran so weit angehoben, daß die Scheibe 140 von dem Sitz 138 abgehoben wird, so daß der Kraft­ stoff durch das Element 136 hindurch in die Sackbohrung 68 fließen kann. Bei stabilen Betriebsbedingungen reicht der Kraftstoffdruck an der Membran gerade aus, um die nach unten gerichtete Federkraft zu überwinden, so daß die Scheibe 140 so weit von ihrem Sitz 138 abgehoben wird, daß der Druck des zurückfließenden Kraftstoffs konstant gehalten wird. Darin besteht die Funktion des Druckreglers 66.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt ferner einen Thermoschalter 144, welcher an derselben Fläche des Gehäuses 24 montiert ist wie der Druckregler 66, jedoch am anderen Ende dieser Fläche und mit dem Gehäuse in Kontakt steht. Der Sensorpunkt des Thermoschalters 144 hat den gleichen Abstand von den beiden Bohrungen 38, 40, um die Temperatur des Gehäuses 24 an einer Stelle zu erfassen, die dem Punkt benachbart ist, an dem der Kraftstoff in die Heizvorrichtung 76 eintritt. Der Thermoschalter 144 schaltet den elektrischen Strom für den Kern 84 der Heizvorrichtung 76. Der Thermo­ schalter 144 besitzt zwei isolierte elektrische Anschluß­ leitungen 146. Eine der Leitungen 146 ist mit einer der Leitungen 86 verbunden. Die andere Leitung 146 und die andere Leitung 86 sind mit einer Speisespannungsquelle verbunden. Wenn die von dem Thermoschalter 144 erfaßte Temperatur unter einer vorgegebenen Schwelle liegt, ist der Schalter geschlossen, um einen Stromkreis für die Heizvorrichtung 76 zu schließen, so daß diese den Kraft­ stoff beheizt. Wenn die erfaßte Temperatur über diesen Grenzwert steigt, öffnet der Thermoschalter 144, so daß der Strom für die Heizvorrichtung 76 unterbrochen und der Kraftstoff nicht länger beheizt wird.

Wenn die erfindungsgemäße Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung 10 in dem in Fig. 1A schematisch gezeigten Kraftstoffkreis­ lauf liegt, dann fließt der mit Hilfe der Pumpe 20 aus dem Tank 12 geförderte Kraftstoff zunächst an der Betätigungs­ vorrichtung 94 vorbei. Unter der Voraussetzung, daß der Kraftstoff relativ kalt ist, ist das Betätigungselement 102 voll zurückgezogen, so daß das Ventilelement 104 den Kraft­ stoffrückfluß von der Tanköffnung 36 blockiert. Der zurück­ fließende Kraftstoff fließt also durch die Aufbereitungs­ vorrichtung zurück und erneut zu der Einspritzvorrichtung 14, wobei der Tank 12 umgangen wird. Während dieser Zeit wird die Heizvorrichtung eingeschaltet, um den an ihr entlang­ strömenden Kraftstoff aufzuheizen.

Wenn die Temperatur des zurückfließenden Kraftstoffs aufgrund der Heizwirkung der Heizvorrichtung ansteigt, wird schließ­ lich ein Punkt erreicht, an dem die Betätigungsvorrichtung 94 beginnt, das Ventilelement 104 zu verstellen. Folglich wird ein abnehmender Prozentsatz des zurückfließenden Kraftstoffs direkt durch die Bohrung 38 geleitet, während ein zunehmender Prozentsatz des zurückfließenden Kraftstoffs nunmehr zum Tank 12 fließt. Die an dem Tank vorbeifließende Kraftstoffmenge bleibt dabei so lange relativ groß, bis das Ventilelement ausreichend weit verschoben ist, um den Kraft­ stoffstrom in zwei gleich große Hälften aufzuteilen. Wenn dieser Zustand erreicht ist, führt eine weitere Verstellung des Ventilelements durch die Betätigungsvorrichtung 94 dazu, daß ein zunehmend größerer Anteil des durchfließenden Kraftstoffs zum Tank 12 abfließt. Schließlich wird bei voll ausgefahrenem Betätigungselement 102 im wesentlichen der gesamte zurückfließende Kraftstoff in den Tank 12 geleitet. Während der gesamten Zeit wirkt der Druckregler 66 in der Weise auf den zurückfließenden Kraftstoff ein, daß ein eingestellter Druckwert aufrechterhalten wird.

Bei der vorstehend beschriebenen Kraftstoffaufbereitungs­ vorrichtung gemäß der Erfindung ergibt sich ein kompakter Aufbau und eine wirksame, kostengünstige Anordnung und Ausbildung der einzelnen Teile. Die Vorrichtung kann dabei mit konventionellen Produktionseinrichtungen hergestellt werden. Die beiden parallelen Bohrungen 38, 40 werden gebohrt und einer Endbearbeitung unterzogen. Die schräge Bohrung und der schräge Kanal werden ausgehend von der offenen Seite der betreffenden Öffnungen bzw. Bohrungen gebohrt, nachdem letztere fertiggestellt sind. Andere Bohrungen werden mit konventionellen Werkzeugen gebohrt und endbearbeitet. Die im Inneren des Gehäuses angeordneten Teile werden in konventioneller Weise gefertigt und können bequem montiert werden. Die Verwendung einer Betätigungs­ vorrichtung 94 mit Wachsfüllung und eine geeignete Feder­ vorspannung für das Ventilelement 104 sorgen für eine befriedigende Steuerung, ohne daß kritische Toleranzen eingehalten werden müßten. Obwohl eine solche Betätigungs­ vorrichtung eine ausreichende Kraft entwickelt, um das Ventil­ element entgegen der Federvorspannung zu verstellen, ist außerdem die Tendenz für mögliche Schäden aufgrund von Überbelastungen, wenn das Ventilelement an dem Verschluß­ element anliegt, minimal, da eine Betätigungsvorrichtung der betrachteten Art von Natur aus nur eine geringe Kraft entwickelt, wenn das Betätigungselement durch ein Hindernis zum Stillstand gebracht wird. Die genaue Charakteristik einer Vorrichtung gemäß der Erfindung und die spezielle Ausgestaltung der verwendeten Einzelteile läßt sich unter Beachtung der konventionellen Konstruktionsprinzipien und mit dem üblichen Ingenieurwissen bestimmen. Im Rahmen dieser Ausgestaltung der verschiedenen Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung können sich dabei durchaus andere konstruktive Details ergeben, ohne daß dabei der Grundgedanke der Erfindung verlassen werden müßte.

Claims (9)

1. Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung für eine Kraftstoff­ anlage, in der ein flüssiger Kraftstoff aus einem Tank zu einer Vorrichtung gepumpt wird, durch die der Kraft­ stoff zerstäubt wird, um in einer Brennkraftmaschine verbrannt zu werden, wobei überschüssiger, zu dieser Vorrichtung gepumpter Kraftstoff zurückgeleitet wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
Es ist ein Gehäuse (24) vorgesehen, welches eine Einlaßöff­ nung (22) für aus dem Tank (12) durch Pumpen geförderten Kraftstoff aufweist sowie eine Auslaßöffnung (28), welche mit der Zerstäubungsvorrichtung verbindbar ist, um dieser durch Pumpen geförderten Kraftstoff zuzuführen, welches ferner eine Rückführöffnung (32) aufweist, welche mit der Zerstäubungsvorrichtung verbindbar ist, um von dieser zurückfließenden Kraftstoff aufzunehmen, und welches eine Tank- bzw. Ablaßöffnung (36) aufweist, welche mit dem Tank (12) verbindbar ist, um Kraftstoff in den Tank (12) zurückfließen zu lassen;
in dem Gehäuse (24) sind getrennte Kraftstoffkanäle vor­ gesehen, von denen der erste von der Einlaßöffnung (22) zu der Auslaßöffnung (28) führt, und von denen der zweite von der Rückführöffnung (32) ausgeht und sich zu der Tank­ öffnung (36) einerseits, und dem ersten Kraftstoffkanal andererseits verzweigt;
in dem ersten Kraftstoffkanal ist eine selektiv betätig­ bare Heizvorrichtung (76) vorgesehen, um den flüssigen Kraftstoff aufzuheizen, ehe dieser aus der Auslaß­ öffnung (28) austritt;
es ist ein Sensor (94) zum Erfassen der Temperatur des durch den ersten Kraftstoffkanal strömenden Kraftstoffs stromaufwärts von der Heizvorrichtung (76) vorgesehen;
es sind Ventileinrichtungen (104, 106) vorgesehen, die in dem zweiten Kanal angeordnet und durch den Sensor (94) derart betätigbar sind, daß sie den über die Rückführ­ öffnung (32) eintretenden Kraftstoff selektiv auf die Tanköffnung (36) und den ersten Kraftstoffkanal auf­ teilen, und zwar in Abhängigkeit von der Kraftstoff­ temperatur derart, daß bei steigender Temperatur des Kraftstoffs ein zunehmend größerer Anteil des zurück­ geführten Kraftstoffs zu der Tanköffnung (36) geleitet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten Kraftstoffkanal Druckregeleinrichtungen (66) zum Regeln des Kraftstoffdruckes vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Grundkörper (24) zwei parallele, nebenein­ anderliegende Bohrungen (38, 40) vorgesehen sind, daß der erste Kraftstoffkanal eine (40) dieser Bohrungen (38, 40) vollständig und einen Abschnitt (50) der zweiten (38) der beiden Bohrungen (38, 40) umfaßt, und daß der zweite Kraftstoffkanal einen zweiten Abschnitt (48) der zweiten Bohrung (38) umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (76) in der ersten Bohrung (40) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (76) einen stabförmigen Kern (84) aufweist, der im wesentlichen konzentrisch zu der ersten Bohrung (40) angeordnet ist, sowie eine Anzahl von Rippen (90), welche radial von dem Kern (84) abstehen, derart, daß die Heizvorrichtung (76) und die erste Bohrung (40) gemeinsam rings um den Kern (84) eine Anzahl von Kraftstoffkanälen (92) definieren, die zwischen den Rippen (90) verlaufen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der ersten Bohrung (40) durch ein Verschluß­ element (82) verschlossen ist, daß ein Ende des stab­ förmigen Kerns (84) in einer Mittelöffnung des Verschluß­ elements (82) angeordnet ist, und daß die Heizvorrichtung (76) über elektrische Leitungen (86) gespeist wird, welche durch die Mittelöffnung des Verschlußelements (82) hindurch nach außen vorstehen, so daß die Heizvorrichtung (76) mit einer elektrischen Speisespannungsquelle ver­ bindbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (94) in dem genannten ersten Abschnitt (50) der zweiten Bohrung (38) angeordnet ist, und daß die Ventileinrichtungen (104, 106) in dem zweiten Abschnitt (48) dieser zweiten Bohrung (38) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ventileinrichtungen (104, 106) und dem Sensor (94) Betätigungseinrichtungen vorgesehen sind, welche ein rohrförmiges Element (116) umfassen, über welches Kraftstoff von der Rückführöffnung (32) dem ersten Kraftstoffkanal zuführbar ist, wenn die Ventil­ einrichtungen (104, 106) von dem Sensor (94) derart betätigt werden, daß ein derartiger Kraftstofffluß ermöglicht wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Thermoschalter (144) vorgesehen ist, der auf der Außenseite des Gehäuses (24) an einer Wand montiert ist, die über den beiden Bohrungen (38, 40) liegt, derart daß sich der Schalter (144) im wesentlichen in einer gedachten Ebene befindet, welche denselben Abstand von den beiden Bohrungen (38, 40) aufweist, und daß die Heizvorrichtung (76) durch den Thermoschalter (144) steuerbar ist.