[0001] Die Erfindung betrifft eine Saugstrahlpumpe, insbesondere zur Förderung von Kraftstoff
zu einer Kraftstoffördereinheit einer Verbrennungskraftmaschine oder in einen Speichertopf
eines Kraftstoffvorratsbehälters, wobei die Saugstrahlpumpe ein Gehäuse mit einem
Ansaugleitungsanschluß, einen Anschlußstutzen für eine Treibmengenleitung, eine Treibstrahldüse
und ein an das Gehäuse anschließendes Mischrohr mit einem Diffusor aufweist.
[0002] Solche Saugstrahlpumpen in Kraftstoffvorratsbehältern von Verbrennungskraftmaschinen
sind allgemein bekannt. Sie werden eingesetzt, um Kraftstoff aus tiefer oder entfernter
gelegenen Regionen eines Kraftstoffbehälters zur Kraftstoffördereinheit oder zu einem
Speichertopf zu fördern oder um Kraftstoff von einer Satteltankhälfte zur anderen
zu fördern. Dazu strömt Kraftstoff durch eine Treibmengenleitung zu einer Treibstrahldüse,
aus der der Kraftstoff unter Druck in eine Mischkammer austritt. Dort erzeugt der
Treibstrahl einen Unterdruck, wodurch Kraftstoff durch eine Ansaugleitung angesaugt
und gefördert wird. Zusätzlich überträgt der Treibstrahl noch kinetische Energie im
Mischrohr und im daran anschließenden Diffusor auf die angesaugte Menge.
[0003] Solche Saugstrahlpumpen sind in den meisten bekannten Ausführungen im Bereich des
Bodens des Kraftstoffbehälters angeordnet, unterhalb des Reserve-Kraftstoffniveaus
im Kraftstoffvorratsbehälter, damit Mischkammer, Ansaugleitung und Mischrohr dauernd
geflutet sind und der Treibstrahl nie gegen Luft anfördern muß, sondern immer gegen
Kraftstoff anfördern kann. Weil bei dieser Saugstrahlpumpenbauart lange Treibmengen-
und lange Gesamtmengenleitungen und zumeist auch noch ein zusätzlicher Halter erforderlich
ist, wenn die Ansaugstelle weit von der Treibdruckquelle und dem Speichertopf entfernt
ist, sind derartige Saugstrahlpumpen dann relativ aufwendig und teuer.
[0004] In der DE 198 55 433 wird eine Saugstrahlpumpe beschrieben bei der ein Treibstrahl
derart ausgebildet ist, daß er den dort Diffusor genannten Mischkammeraustritt über
seinen gesamten Umfang verschließt wodurch ein schneller Flüssigkeitsverschluß im
Bereich der Mischkammer hergestellt wird, was zu einem hohen Unterdruck führt. Diese
Ausführungsform besitzt jedoch den Nachteil, daß eine sehr genaue Abstimmung von Mischkammeraustritt
und Treibstrahldüse notwendig ist, um die gewünschte Wirkung zu erzielen. Die komplizierte
Form der Treibstrahldüse erfordert des weiteren einen hohen fertigungstechnischen
Aufwand und birgt dementsprechend hohe Herstellkosten.
[0005] Daher ist es Aufgabe dieser Erfindung, eine Saugstrahlpumpe zu schaffen, die einen
hohen Unterdruck erzeugt, gegen Luft anfördern kann und gleichzeitig einfach und kostengünstig
herzustellen ist und eine geringe Fehleranfälligkeit besitzt.
[0006] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Mischrohr mit dem anschließenden Diffusor
in ein Becken mündet, welches das Mischrohr und den Diffusor im wesentlichen umgibt,
jedoch von diesen beabstandet ist und welches einen Überlauf aufweist, der geodätisch
oberhalb eines in Strömungsrichtung gelagerten Endes des Diffusors angeordnet ist.
[0007] Der Treibstrahl reißt Kraftstoff oder Gas über den Ansaugleitungsanschluß aus der
Ansaugleitung über das Mischrohr und den Diffusor in das Becken, von dessen Oberfläche
das Gas entweicht. Der Kraftstoff läuft nach kurzer Zeit über den Überlauf des Beckens,
fällt auf den Boden des Speichertopfes, wo es der Kraftstoffpumpe zur Verfügung steht
und dient dann zum Teil erneut als Treibmenge. Da der in das Becken strömende Kraftstoff
nach kurzer Zeit das Ende des Mischrohres bzw. des Diffusors verschließt, wird ein
Rückströmen des Gases in eine Mischkammer der Pumpe vollständig verhindert, so daß
in der Ansaugleitung ein hoher Unterdruck erzeugt wird. Die Ansaugleitung ist nach
kurzer Zeit gasfrei und mit angesaugtem Kraftstoff gefüllt, so daß nun Kraftstoff
in ausreichenden Mengen gefördert werden kann. Bei einer Erstbefüllung mit einer kleinen
Menge Kraftstoff wird das Becken zunächst in kürzester Zeit mit Kraftstoff aus der
Treibmengenleitung gefüllt. Ist dies geschehen, kann auf übliche Weise die Kraftstofförderung
wie oben beschrieben stattfinden. Somit wird bei geringem technischem Aufwand und
gleichzeitiger Minimierung der Kosten eine Förderung des Kraftstoffes unter allen
Betriebsbedingungen mit einem hohen entstehenden Unterdruck und somit einem guten
Wirkungsgrad der Saugstrahlpumpe sichergestellt und auch ein Anfördern von Kraftstoff
gegen Luft ermöglicht.
[0008] Desweiteren wird die für den Wiederstart zur Verfügung stehende Kraftstoffmenge durch
das Einbringen des kleinen Beckens vergrößert, da lediglich im Becken der Kraftstoff
auf das Niveau unterhalb des Diffusors abgesaugt wird, das Kraftstoffniveau bei Abschalten
der Kraftstofffördereinheit im Speichertopf jedoch nicht bis auf das Diffusorende
sondern nur bis zur Überlaufkante des Beckens sinkt.
[0009] Das erforderliche Überlaufbecken kann dabei entweder einstückig mit einem Deckel
des Speichertopfes ausgebildet sein oder einstückig mit dem Speichertopf selbst ausgebildet
sein. Durch beide Ausführungsformen wird zusätzlicher Montageaufwand und eine notwendige
Herstellung zusätzlicher Bauteile verhindert, wodurch wiederum Kosten eingespart werden
können.
[0010] Üblicherweise sind bei solchen Saugstrahlpumpen die Treibmengenleitung, das Pumpengehäuse
und das Mischrohr auf einer gemeinsamen Mittelachse angeordnet. In einer bevorzugten
Ausführungsform strömt der Treibstrahl jedoch durch die Treibstrahldüse unter einem
Winkel zu einer Mittelachse des Gehäuses und gegen eine Wandung des Mischrohres, wodurch
die Gasmitnahme und somit die Anförderfähigkeit gegen Luft noch einmal verbessert
wird.
[0011] Durch diese Maßnahmen wird auf einfache Art und Weise der Wirkungsgrad der Pumpe
verbessert und Herstell-und Montagekosten minimiert.
[0012] Zwei erfindungsgemäße Ausführungsformen einer solchen Saugstrahlpumpe sind in den
beiden Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
[0013] Figur 1 zeigt eine Seitenansicht einer endungsgemäßen Saugstrahlpumpe mit senkrechtem
Treibstrahl in geschnittener Darstellung.
[0014] Figur 2 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Saugstrahlpumpe mit einem
unter einem Winkel zur senkrechten Achse geneigten Treibstrahl in geschnittener Darstellung.
[0015] Die in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Saugstrahlpumpe besteht aus einer Treibmengenleitung
1 an deren in Strömungsrichtung gelegenem Ende sich eine Treibstrahldüsenöffnung 2
befindet, eine blendenartige Öffnung mit einem kleinen Verhältnis der Blendenlänge
zum Blendendurchmesser l/d, durch die das Treibmittel gepreßt wird. Ein Treibstrahldüseneinlauf
3 ist hier in Strömungsrichtung als kegelförmige Verengung 3 der Treibmengenleitung
1 ausgebildet. Um die Blendenartigkeit der Treibstrahldüsenöffnung 2 zu betonen, kann
der Treibstrahldüseneinlauf 3 auch entfallen, das heißt die Treibstrahidüsenöffnung
2 kann sich in einer unmittelbar an die Treibmengenleitung 1 anschließenden Ebene
senkrecht zu einer Mittelachse M befinden. Die Treibmengenleitung 1 ist einstückig
mit einem ein Gehäuse 4 verschließenden Deckel 5 ausgebildet, welcher auf das Gehäuse
4 aufgeschweißt oder verklebt wird und dieses fluiddicht verschließt. Das Gehäuse
4 der Saugstrahlpumpe beinhaltet eine Mischkammer 6, eine Ansaugleitung 7 sowie ein
Mischrohr 8. Die Treibmengenleitung 1, das Gehäuse 4 bzw. die Mischkammer 6 und das
Mischrohr 8 sowie die Treibstrahldüsenöffnung 2 sind in dieser Ausführung im wesentlichen
symmetrisch zu ihrer gemeinsamen Mittelachse M angeordnet: Unterhalb der Treibstrahldüse
2 verjüngt sich der Querschnitt der Mischkammer 6 bis auf den Durchmesser des Mischrohres
8, dessen Einlaufende 9 hier angesetzt ist. An einem Auslaufende 10 des Mischrohres
8 schließt sich ein erweiternder Abschnitt an, der Diffusor 11. Die Ansaugleitung
7 ist senkrecht zur Mittelachse M angeordnet und durchbricht eine Wand des Gehäuses
4 in einem Bereich unterhalb des Deckels 5 und oberhalb der Verjüngung der Mischkammer
6 und ist somit im wesentlichen kurz oberhalb der Treibstrahldüsenöffnung 2 angeordnet.
Der Diffusor 11 mündet in ein Becken 12, welches vom Mischrohr 8 und dem daran anschließenden
Diffusor 11 beabstandet ist und sie in ihren unteren und seitlichen Bereichen umgibt.
Das Bekken 12 weist einen Überlauf 13 auf, der oberhalb des Auslaufendes des Diffusors
11 angeordnet ist. Dieses Überlaufbecken 12 ist einstückig mit einem Speichertopfdekkel
14 eines Speichertopfes 15 ausgebildet kann jedoch auch einstückig mit dem Speichertopf
15 selbst ausgebildet sein, kann aber auch als zusätzliches Bauteil am Gehäuse 4 angebunden
sein.
[0016] Bei Start einer Systemdruckpumpe strömt nun also Kraftstoff über die Treibmengenleitung
1 durch die Treibstrahldüse 2, so daß Gas aus der Ansaugleitung 7, dem Diffusor 11,
dem Mischrohr 8 und der Mischkammer 6 mitgerissen wird. Die Treibmenge strömt in das
Überlaufbecken 12, welches sich in kurzer Zeit füllt, wodurch das Auslaufende des
Diffusors 11 verschlossen wird. Durch diesen Verschluß kann jetzt kein Gas mehr durch
das Mischrohr 8 zurück in das Gehäuse 5 der Saugstrahlpumpe strömen, sondern es entweicht
von der Beckenoberfläche in den Kraftstoffbehälter, so daß ein hoher Unterdruck im
Gehäuse 5 und der Ansaugleitung 7 entsteht. Auf diese Art und Weise werden das Gehäuse
5 und die Ansaugleitung 7 vom Gas befreit. Der Kraftstoff, der über den Überlauf 13
des Beckens 12 strömt, fällt in den Speichertopf 15 und kann wieder als Treibmenge
dienen. Durch den steigenden Unterdruck im Gehäuse 5 kann jetzt zusätzlicher Kraftstoff,
die Fangmenge, aus dem Vorratsbehälter durch die Ansaugleitung 7 zur höhergelegen
Mischkammer 6 gefördert werden.
[0017] In Figur 2 ist eine zweite bevorzugte Ausführungsform dargestellt, bei der weder
das Mischrohr 8 noch die Treibmengenleitung 1 koaxial zur Gehäusemittelachse M, sondern
jeweils parallel verschoben zur Mittelachse M des Gehäuses 5 angeordnet, allerdings
in entgegengesetzte Richtungen in der Weise, daß der Treibstrahl aus der Treibstrahldüse
2 unter einem deutlichen Winkel zur Mittelachse M direkt gegen eine innere Wandung
16 des Mischrohres 8 prallt. Dazu ist die Düsenöffnung 2 der Saugstrahlpumpe nicht
koaxial zur Treibmengenleitung 1, sondern seitlich im Bereich des kegelförmigen Treibstrahldüseneinlaufs
3 und senkrecht zu dessen Mantelfläche angeordnet. Durch eine solche Anordnung wird
die Gasmitnahme des Treibstrahls zusätzlich verbessert.
[0018] Mit diesen erfindungsgemäßen Ausführungen liegen Konstruktionen vor, die auf einfache
Weise die Wirkung einer Saugstrahlpumpe verbessern und gleichzeitig Herstellungskosten
und Montageaufwand minimieren.
[0019] Veränderungen bezüglich der Ausführungsformen des Gehäuses, des Mischrohres oder
der Treibstrahldüse bzw. die Art der Verbindung der einzelnen Bauteile der Saugstrahlpumpe
haben keine Auswirkung auf den Schutzbereich der Erfindung.
1. Saugstrahlpumpe, insbesondere zur Förderung von Kraftstoff zu einer Kraftstoffördereinheit
einer Verbrennungskraftmaschine oder in einen Speichertopf eines Kraftstoffvorratsbehälters,
wobei die Saugstrahlpumpe ein Gehäuse mit einem Ansaugleitungsanschluß, einen Anschlußstutzen
für eine Treibmengenleitung, eine Treibstrahldüse und ein an das Gehäuse anschließendes
Mischrohr mit einem Diffusor aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischrohr (8) mit dem anschließenden Diffusor (11) in ein Becken (12) mündet,
welches das Mischrohr (8) und den Diffusor (11) im wesentlichen umgibt, jedoch von
diesen beabstandet ist und welches einen Überlauf (13) aufweist, der geodätisch oberhalb
eines in Strömungsrichtung gelagerten Auslaufendes des Diffusors (11) angeordnet ist.
2. Saugstrahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bekken (12) einstückig mit einem Deckel (14) des Speichertopfes (15) ausgebildet
ist.
3. Saugstrahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bekken (12) einstückig mit dem Speichertopf (15) ausgebildet ist.
4. Saugstrahlpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibstrahl durch die Treibstrahldüsenöffnüng (2) unter einem Winkel zu einer
Mittelachse (M) des Gehäuses (5) und gegen eine Wandung (16) des Mischrohres (8) strömt.