DE69000533T2

DE69000533T2 - Bausteinsystem fuer die kraftstoffzufuhr.

Info

Publication number: DE69000533T2
Application number: DE9090310721T
Authority: DE
Inventors: Timothy Francis Coha; Richard Frank Kostelic; Gregory Keller Rasmussen
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 1989-10-24
Filing date: 1990-10-01
Publication date: 1993-04-08
Anticipated expiration: 2010-10-02
Also published as: US4945884A; DE69000533D1; AU609665B1; EP0425105B1; EP0425105A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Bausteinsystem für die Kraftstoffzufuhr für Kraftfahrzeuge wie angegeben im Oberbegriff des Anspruchs 1 und wie z.B. offenbart in der US-A-4 694 857. Im Bausteinsystem für die Kraftstoffzufuhr, welches in der US-A-4 694 857 offenbart ist, ist ein Vorspannmittel zwischen dem Kanister und der Abdeckung des Systems durch eine Kolben-und-Zylinderanordnung in einer Kraftstoffzufuhranordnung des Systems vorgesehen, welche eine Druckvorspannung zwischen dem Kanister und der Abdeckung verwendet, die von der Ausgabeseite einer Kraftstoffpumpe im System abgeleitet ist.
Die Wirtschaftlichkeit der Herstellung wird erreicht durch das Anordnen verschiedener, funktional in Beziehung stehender Komponenten in einem Modul, welches als Einheit gehandhabt und installiert wird. In Kraftfahrzeug-Kraftstoffsystemen sind z.B. Bausteinsysteme für die Kraftstoffzufuhr zur direkten Installation an einen Kraftstofftank vorgeschlagen worden. Solche Bausteine werden typischerweise durch eine Öffnung in der Oberseite des Kraftstofftankes eingeführt und umfassen gewöhnlicherweise einen Reservoir-Kanister, eine Pumpe, einen am Kanister befestigten Kraftstoffpegelumwandler, eine Abdeckung und Elemente zur Befestigung des Kanisters an die Abdeckung und zum Leiten von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff und unter Niederdruck stehendem Kraftstoff vom Kanister zur Abdeckung. Die Pumpe ist innerhalb des Kanisters angeordnet, um einen momentanen Kraftstoffmangel zu vermeiden, während ein Kraftfahrzeug, in welchem sie befestigt ist, Wendungen oder dergleiche Bewegungen ausführt, wenn der Kraftstoffpegel im Kraftstofftank niedrig ist, und die Abdeckung ist am Kopfbereich des Tankes festgeklemmt, um die Öffnung zu schließen, durch welches das Bausteinsystem installiert ist. Federn zwischen der Abdeckung und dem Kanister spannen diesen gegen eine Bodenwand des Kraftstofftanks, so daß der Kraftstoffpegel auf die Bodenwand des Kraftstofftanks bezogen wird. Ein Bausteinsystem für die Kraftstoffzufuhr gemäß dieser Erfindung umfaßt eine neue Verbindungsstruktur zwischen der Abdeckung und dem Kanister.
Ein Bausteinsystem für die Kraftstoffzufuhr nach der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch die Merkmale, welche im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 beschrieben sind.
Diese Erfindung betrifft ein neues und verbessertes Kraftfahrzeugbausteinsystem für die Kraftstoffzufuhr, umfassend einen Reservoir-Kanister zur Installation in einem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges, eine elektrische Pumpe im Kanister, eine Abdeckung zum Schließen einer Zugangsöffnung in einer Deckwand des Kraftstofftankes und einen Rückführ- Kraftstoffverbinder an der Abdeckung, zu der unter Niederdruck stehender Überschußkraftstoff vom Motor gefördert wird. Das Bausteinsystem für die Kraftstoffzufuhr gemäß dieser Erfindung umfaßt weiter drei hohle Holme, von denen jeder ein oberes Ende, welches in einer respektiven von drei symmetrisch angeordneten Anschlußfassungen in der Abdeckung preßeingepaßt ist, und ein unteres Ende aufweist, welches teleskopartig in einer jeweiligen von drei gleichartig, symmetrisch angeordneten Bohrungen im Kanister aufgenommen ist. Schraubenfedern sind um jeden Holm angeordnet und beaufschlagen den Kanister in Richtung weg von der Abdeckung, wobei eine relative Trennung zwischen dem Kanister und der Abdekkung begrenzt wird durch die Wechselwirkung zwischen den Kanisterbohrungen und den Anschlägen am Bodenende der Holme. Der Rückführ-Kraftstoffverbinder an der Abdeckung weist einen internen Durchgang zu einer der Holm-Anschlußfassungen auf, so daß Rückführ-Kraftstoff über den hohlen Holm zum Kanister geführt wird. Jeder Holm umfaßt weiter eine Mündung nahe der Abdeckung, die Rückfluß vom Kanister verhindert und die einen flexiblen Punkt definiert, an dem eine Biegung der Holme unter außergewöhnlichen Stütz- oder Trägerlasten konzentriert ist.
Die Erfindung und wie sie ausgeführt werden kann wird nachfolgend beispielsweise mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen
Figur 1 eine teilweise weggebrochene Seitenansicht eines Kraftfahrzeugkraftstofftanks ist, auf dem ein Bausteinsystem für die Kraftstoffzufuhr gemäß dieser Erfindung installiert ist;
Figur 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht nur des Bausteinsystems für die Kraftstoffzufuhr gemäß dieser Erfindung ist und
Figur 3 eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht eines Teils nach Figur 2 ist.
Wie am besten aus den Figuren 1 und 2 ersehen werden kann, definiert ein Kraftstofftank 10 eines Kraftfahrzeuges, nicht dargestellt, eine Kraftstoffkammer 12, welche an der Deckseite begrenzt ist durch eine obere Wand 14 des Tanks und am Boden durch eine Bodenwand 16 des Tanks. Die obere Wand 14 weist ein Loch auf, welches eine Zugangsöffnung 18 zum Installieren eines Bausteinsystems 20 für die Kraftstoffzufuhr gemäß dieser Erfindung schafft.
Das Kraftstoffzufuhrsystem 20 umfaßt einen Reservoir-Kanister 22 mit einer Haltedeckwand 24 und einer zylindrischen Wand 26 mit einer flachen Seite 28. Eine Metallklammer 30 ist fest mit dem Kanister 22 parallel zur flachen Seite 28 verbunden. Ein Kraftstoffpegel-Umwandler 32 ist fest mit der Klammer 30 zwischen letzterer und der flachen Seite 28 verbunden und umfaßt einen Schwimmkörper 34 an einem Arm 36, welcher mit Änderungen im Oberflächenpegel des Kraftstoffes in der Kraftstoffkammer 12 schwenkt. Der Umwandler 32 kann an verschiedenen Positionen mit der Klammer verbunden sein, damit er an verschiedene Kraftstofftanks angepaßt werden kann.
Ein erster Hochdruckverbinder 38, Figur 2, ist befestigt an der Haltedeckwand 24 in einer Vertiefung 40, siehe Fig. 3. Ein Auslaßanschluß einer konventionellen elektrischen Kraftstoffpumpe, nicht gezeigt, im Kanister 22 steht in Verbindung mit dem ersten Hochdruckverbinder 38 unterhalb der Haltedeckwand 24. Ein unteres Ende eines dazwischenliegenden Schlauches 42 ist in ein mit Widerhaken versehenes Ende des Verbinders 38 über die Haltedeckwand 24 gepreßt. Die elektrische Pumpe ist verbunden mit dem elektrischen System des Kraftfahrzeuges über einen im Tank befindlichen Teil 44 des Kabelbaumes des Kraftfahrzeugs. Wenn die Zündung des Kraftfahrzeugs eingeschaltet ist, pumpt die Pumpe Kraftstoff vom Inneren des Kanisters in den dazwischenliegenden Schlauch 42.
Das Kraftstoffzulieferungssystem 20 umfaßt weiter eine Abdekkung 46 zum Schließen der Öffnung 18 in der oberen Wand 14 des Tanks. Die Abdeckung 46 ist eine flache Plastikscheibe, welche einen um sie herum angeordneten, integral herabhängenden Flansch 48 aufweist. Die Scheibe hat eine ringförmige Schulter 50, welche radial außerhalb des herabhängenden Flansches angeordnet ist und welche an einer nicht dargestellten Abdichtung an der oberen Wand 14 des Tanks um das Loch 18 herum anliegt. Herkömmliche Mittel, nicht gezeigt, klammern die Abdeckung 46 an die obere Wand 14 des Tanks. Die Abdeckung weist einen eingegossenen, oder anderweitig abgedichteterweise befestigten elektrischen Verbinder 52 auf, welcher eine Verbindungsstelle zwischen dem im Tank befindlichen Teil 44 des Kabelbaumes und einem äußeren Teil 54, Figur 2, des Kabelbaumes definiert.
Die Abdeckung 46 weist eine Vielzahl von eingegossenen Fluidverbindern auf, umfassend einen Hochdruckverbinder 56, einen Dampfverbinder 58, und einen Niederdruck-Rückführkraftstoffverbinder 60. An der Seite der Abdeckung, welche dem Kanister 22 zugewandt ist, ist der Hochdruckverbinder 56 mit einem oberen Ende des dazwischenliegenden Schlauches 42 verbunden. An der gegenüberliegenden, freiliegenden Seite der Abdeckung weist der Hochdruckverbinder ein mit Widerhaken versehenes, rohrförmiges Ende 62 zum Befestigen eines Schlauches auf, nicht dargestellt, durch den der unter Hochdruck stehende Kraftstoff, welcher von der Pumpe zum dazwischenliegenden Schlauch 42 geliefert wird, zu einem Motor des Kraftfahrzeuges transportiert wird.
An der Seite der Abdeckung 46, welche dem Kanister zugewandt ist, ist der Dampfverbinder 58 mit einem Ventil 64 verbunden, Figur 2, welches offen zum Dampfraum in der Kraftstoffkammer 12 oberhalb dem Kraftstoff in der Kammer ist. An der freiliegenden Seite der Abdeckung weist der Dampfverbinder 58 ein mit Widerhaken versehenes, röhrförmiges Ende 66 zum Befestigen eines Schlauches auf - nicht dargestellt - durch den die Dämpfe vom Tank zu einem Holzkohlekanister transportiert werden - nicht dargestellt. An der freiliegenden Seite der Abdeckung 46 weist der Rückführ-Kraftstoffverbinder 60 ein mit Widerhaken versehenes, rohrförmiges Ende 68 zum Befestigen eines Schlauches auf, nicht dargestellt, durch den der unter Niederdruck stehende Überschußkraftstoff vom Motor zurück zum Kraftstofftank geleitet wird. An der Seite der Abdeckung 46, welche dem Kanister 22 zugewandt ist, weist der Rückführ-Kraftstoffverbinder 60 eine zylindrische Anschlußfassung 70 in einem Vorsprung 72 der Abdeckung auf, siehe Figur 3. Die Anschlußfassung 70 steht in Verbindung mit dem rohrförmigen Ende 68 durch einen Durchgang 54 des Rückführ-Kraftstoffverbinders 60.
Das Bausteinsystem 20 für die Kraftstoffzulieferung enthält weiter eine Vielzahl von identischen hohlen Holmen 76A bis C. Jeder Holm weist ein angestauchtes, abgerundetes oberes Ende 78 und ein mit einer Aufweitung versehenes unteres Ende 80 auf. Der Holm 76A ist teleskopartig in einer zylindrischen Bohrung 82, Figur 3, in einem Vorsprung 84 aufgenommen, der an der Unterseite der Haltedeckwand 24 des Kanisters 22 innerhalb der zylindrischen Wand 26 des letzteren angeordnet ist. Das obere Ende 78 des Holmes 76A ist in die Anschlußfassung 70 des Rückführ-Kraftstoffverbinders 60 preßeingepaßt, wobei die gerundete Form des oberen Endes 78 einen Grad von winkelmäßiger Flexibilität zur Verbindung zwischen dem Holm und der Abdeckung gestattet, so daß der Holm 76A relativ zur Abdeckung 46 eine beschränkte Gelenkigkeit aufweist.
Die Holme 76B, 76C sind teleskopartig in den Bohrungen, nicht dargestellt, in der Haltedeckwand 24 des Kanisters 22 entsprechend der Bohrung 82 aufgenommen, wobei die drei Bohrungen in der Haltedeckwand unter gleichem Winkel zueinander angeordnet sind. Die oberen Enden der Holme 76B, 76C sind in eingegossene Anschlußfassungen in der Abdeckung, nicht dargestellt, welche zur Anschlußfassung 70 korrespondieren, preßeingepaßt, wobei die drei Anschlußfassungen ebenso unter gleichen Winkeln beabstandet in der Abdeckung 46 angeordnet sind. Jeder Holm hat ein Paar von quergebohrten Löchern 86, Figur 3, unterhalb der zugehörigen Anschlußfassung, in der das obere Ende des Holmes aufgenommen ist.
Die jeweiligen der Vielzahl von Federn 88A bis C sind um die Holme 76A bis C zwischen der Abdeckung 46 und der Haltedeckwand 24 des Kanisters angeordnet, und bedingen eine relative Trennung zwischen diesen bis die Anschläge, welche durch die aufgeweiteten unteren Enden 80 der Holme definiert sind, mit den Vorsprüngen 84 um die Bohrungen 82 zusammenwirken. Die Längen der Holme 76A bis C sind abgestimmt mit der vertikalen Tiefe des Kraftstofftanks 10 zwischen der oberen Wand 14 und der Bodenwand 16, so daß die Federn 88A bis C zusammengedrückt werden, wenn die Abdeckung 46 an die obere Wand geklammert wird. Dementsprechend halten die Federn den Kanister 22 in Kontakt mit der Bodenwand, so daß das Kraftstoffpegelsignal vom Umwandler 32 einen Referenzpunkt bezüglich der Bodenwand 16 des Kraftstofftanks 10 hat.
Wenn die Zündung des Kraftfahrzeugs eingeschaltet wird, zirkuliert die Kraftstoffpumpe kontinuierlich Kraftstoff mit hohem Druck vom Kanister zum Motor und dann mit geringem Druck durch den Rückführkraftstoffverbinder 60 und den hohlen Holm 76A zurück zum Kanister. Sollte ein Zustand existieren, bei dem der Druck in dem Reservoir 22 den Druck im Rückführ- Kraftstoffschlauch übersteigt oder sollte der Kanister 22 bis zu seiner Kapazität gefüllt sein, verhindern die quergebohrten Löcher 86 in den Holmen einen Rückfluß von Kraftstoff durch Definieren von Mündungen, durch welche der überschußkraftstoff direkt in die Kraftstoffkammer 12 strömt. Die quergebohrten Löcher 86 in allen Holmen 76A bis C definieren auch flexible Punkte an den Holmen, welche so kalibriert sind, um eine Durchbiegung bei den Löchern 86 unter vorbestimmten Kompressions- und/oder Biege-Pegeln zu konzentrieren, was auftreten kann, wenn der Tank 10 zusammengedrückt ist.
Die gleiche winkelmäßige Verteilung der Anschlußfassungen 70 in der Abdeckung 46 und den Bohrungen 82 im Kopfbereich 24 ist ein wichtiges Merkmal, da es gewährleistet, daß die Abdeckung über drei Positionen relativ zum Kanister winkelmäßig eingestellt werden kann. So kann z.B. ein einziges Bausteinsystem 20 für die Kraftstoffzufuhr verwendet werden, wo ein Kraftstofftank in verschiedenen Kraftfahrzeugmodellen verwendet wird, welche verschiedene Kraftstoffleitungsführungen und möglicherweise sogar verschiedene Tankpositionen aufweisen. In jedem Fall nimmt der Kanister 22 die gleiche Position zum Tank ein, so daß eine Rekalibrierung des Umwandlers 32 nicht nötig ist, während die Abdeckung 46 winkelmäßig relativ zum Kanister 22 eingestellt wird, um die passendste Schlauchführung zu erreichen.

Claims

1. Bausteinsystem (20) für die Kraftstoffzufuhr zur Installation an einem Kraftstofftank (10) eines Kraftfahrzeuges, wobei das Bausteinsystem (20) für die Kraftstoffzufuhr gebildet wird von einem Kanister (22) für die Anordnung im Kraftstofftank (10); einer elektrischen Pumpe, welche im Kanister (22) zum Pumpen von Kraftstoff zu einem Motor des Fahrzeugs angeordnet ist; und einer Abdeckung (46) zum Schließen einer Zugangsöffnung (18) in einer Wand (14) des Kraftstofftanks (10), wobei die Abdeckung (46) eine dem Kanister (22) zugewandte Innenoberfläche aufweist, eine freiliegende Oberfläche gegenüber der Innenoberfläche und einen Niederdruck-Rückführkraftstoffverbinder (60) an der freiliegenden Oberfläche aufweist; und wobei das Bausteinsystem (20) für die Kraftstoffzufuhr gebildet wird von einer Vielzahl von hohlen Holmen (76A, 76B, 76C); einer Vielzahl von Anschlußfassungen (70), welche an der Innenoberfläche der Abdeckung (46) ausgebildet sind, anzahlmäßig der Anzahl der Holme (76A, 76B, 76C) entsprechen und winkelmäßig gleich verteilt an der Innenoberfläche angeordnet sind, wobei jede Anschlußfassung (70) ein erstes Ende (78) eines zugehörigen hohlen Holmes aufnimmt; und einem Vorspannmittel zwischen dem Kanister (22) und der Abdeckung (46); wobei die Holme (76A, 76B, 76C) eine teleskopartige Verbindung zwischen dem Kanister (22) und der Abdeckung (46) bilden, welche eine relative Bewegung zwischen dem Kanister (22) und der Abdeckung (46) erlaubt und dazu führt, daß ein zweites Ende (80) eines jeden der Holme (76A, 76B, 76C) im Inneren des Kanisters (22) gelegen ist; und wobei es einen Durchgang (74) gibt, der an der Abdeckung (46) vom Rückführkraftstoffverbinder (60) zu einer der Anschlußfassungen (70) definiert ist, so daß der Rückführkraftstoff zum Inneren des Kanisters (22) durch den korrespondierenden Holm (76A) fließt, der in der einen Anschlußfassung (70) aufgenommen ist, wobei die hohlen Holme (76A, 76B, 76C) alle identische hohle Holme sind; dadurch gekennzeichnet,

daß die Anschlußfassungen (70) symmetrisch an der Innenoberfläche der Abdeckung (46) angeordnet sind; daß das erste Ende (78) eines jeden der Holme (76A, 76B, 76C) in eine zugehörige der Anschlußfassungen (70) presseingepaßt ist; daß der Kanister (22) mit einer Haltedeckwand (24) versehen ist; daß eine Vielzahl von zylindrischen Bohrungen (82) in der Haltedeckwand (24) definiert ist, welche anzahlmäßig zur Anzahl der Holme (76A, 76B, 76C) korrespondieren und symmetrisch an der Haltedeckwand (24) angeordnet sind, wobei die zylindrischen Bohrungen (82) mit dem Inneren des Kanisters (22) in Verbindung stehen und teleskopartig einen zugehörigen Holm (76A, 76B, 76C) aufnehmen; daß das Vorspannmittel Federmittel (88A, 88B, 88C) umfaßt, welche um jeden der Holme (76A, 76B, 76C) zwischen der Abdeckplatte (46) und der Haltedeckwand (24) angeordnet sind, um eine relative Trennung zwischen diesen herbeizuführen; und daß ein Anschlag am zweiten Ende (80) eines jeden der Holme (76A, 76B, 76C) vorhanden ist, welche in Eingriff bringbar ist mit der Haltedeckwand (24) um die relative Trennung zwischen der Haltedeckwand (24) und der Abdeckung (46) zu begrenzen.

2. Bausteinsystem für die Kraftstoffzufuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der hohlen Holme (76A, 76B, 76C) einen auf ihm definierten, flexiblen Punkt zwischen der Abdeckung (46) und dem Kanister (22) aufweist, welcher dahingehend wirksam ist, die Durchbiegung der Holme (76A, 76B, 76C) bei außergewöhnlichen Biege- und Kompressionsbelastungen der Holme (76A, 76B, 76C) auf diesen Punkt zu konzentrieren.

3. Bausteinsystem für die Kraftstoffzufuhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß jeder flexible Punkt ein Paar von quergebohrten Löchern (86) in jedem der Holme (76A, 76B, 76C) benachbart der korrespondierenden Anschlußfassung (70) umfaßt, in welche jeder der Holme (76A, 76B, 76C) preßeingepaßt ist.

4. Bausteinsystem für die Kraftstoffzufuhr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß das Federmittel zwischen der Abdeckung (46) und der Haltedeckwand (24) schraubenfedern (88A, 88B, 88C) umfaßt, die um einen jeweils zugehörigen der hohlen Holme (76A, 76B, 76C) angeordnet sind und mit ihren einander gegenüberliegenden Enden an dem Befestigungskopfteil (24) und der Abdeckung (46) anliegen.

5. Bausteinsystem für die Kraftstoffzufuhr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß der Anschlag am zweiten Ende (80) eines jeden der hohlen Holme (76A, 76B, 76C) eine Ausbauchung am zweiten Ende (80) umfaßt.