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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung von Druckschwingungen
im Brennstoffkreislauf einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Aus
der
DE 43 41 368 A1 ist
eine Vorrichtung zu Dämpfung
von Druckschwingungen im Brennstoffkreislauf einer Brennkraftmaschine
bekannt, bei der innerhalb eines langgestreckten rohrförmigen Brennstoffverteilers
mehrere Dämpfungselemente
angeordnet sind, die jeweils eine gasgefüllte Kammer aufweisen. Die
Dämpfungselemente
sind einstückig
miteinander verbunden und bilden eine Kette oder Schnur, die sich
mittig und im Wesentlichen über
die gesamte Länge
des Brennstoffverteilers erstreckt. Die Schnur von Dämpfungselementen
erstreckt sich insbesondere auch in einem Bereich von quer von dem
Brennstoffverteiler abragenden Stutzen, die jeweils zu einem Einspritzventil
hinführen.
Hierdurch kann eine Dämpfung
der durch die Schaltimpulse der Einspritzventile induzierten Druckschwingungen
erfolgen. Um ein unerwünschtes
Verschließen
der zu den Einspritzventilen führenden
Stutzen durch die Dämpfungselementeschnur
zu vermeiden, sind als Mittel zur Beabstandung der Dämpfungselementeschnur
Strahlkränze
vorgesehen. Die Strahlkränze weisen
einen Ring auf, der in einem Verbindungsbereich zwischen den Dämpfungselementen
an der Dämpfungselementeschnur
befestigt ist. Von dem Ring des Strahlkranzes erstrecken sich in
radialer Richtung eine Mehrzahl von Radialstreben, deren freie Enden
sich an der Innenwandung des Brennstoffverteilers anlegen und somit
die Dämpfungselementeschnur
in Querrichtung des Brennstoffverteilers positionieren. Zur Fixierung
der Dämpfungselementeschnur
in Längsrichtung
des Brennstoffverteilers sind zusätzliche Befestigungsmittel
vorgesehen, die als elastische Fäden
jeweils die Enden der Dämpfungselementeschnur
mit einer Innenwandung des Brennstoffverteilers verbinden.
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Nachteilig
an der bekannten Vorrichtung ist, dass zur radialen und axialen
Fixierung der Dämpfungselemente
mehrere an dieselben anzubringende Mittel erforderlich sind, was
den Herstellungsaufwand bzw. den Montageaufwand erhöht.
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Aus
der
US 6 314 942 B1 ist
eine Vorrichtung zur Dämpfung
von Druckschwingungen im Brennstoffkreislauf einer Brennkraftmaschine
mit einem Brennstoffverteiler bekannt, in dem ein lang gestrecktes
selbstfixierendes Dämpfungselement
angeordnet ist. Das Dämpfungselement
weist in Umfangsrichtung mehrere Ausbuchtungen auf, deren freie
Enden sich in Axialrichtung an einer Innenwandung des Brennstoffverteilers
durchgehend abstützen.
Die Ausbuchtungen des Dämpfungselementes
weisen jeweils den gleichen Radius auf.
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Aus
der
US 6 655 54 B2 ist
eine Vorrichtung zur Dämpfung
von Druckschwingungen im Brennstoffkreislauf einer Brennkraftmaschine
mit einem Brennstoffverteiler bekannt, in dem ein Dämpfungselement
mit von der Umfangsfläche
abragenden Ausbuchtungen angeordnet ist. Das Dämpfungselement ist lang gestreckt
und hohl ausgebildet. An gegenüberliegenden
Seiten des Dämpfungselementes
ist dasselbe über
Halteelemente an einer Innenwandung des Brennstoffverteilers befestigt.
Nachteilig hieran ist, dass das Dämpfungselement nicht selbstfixierend
ausgebildet ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Dämpfung von
Druckschwingungen im Brennstoffkreislauf derart weiterzubilden, dass
der Aufwand zur Erzielung einer möglichst großen Dämpfung von Druckschwingungen
im Brennstoffkreislauf weiter reduziert wird.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs
1 auf.
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Der
besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein selbstfixierendes
Dämpfungselement vorgesehen
ist. Grundgedanke der Erfindung ist es, das Dämpfungselement mit Mitteln
zu versehen, so dass es in axialer und radialer Richtung in einer
vorgegebenen Position innerhalb des Brennstoffverteilers fixiert
ist. Vorzugsweise sind die von der Umfangsfläche des Dämpfungselementes abragenden Ausbuchtungen
einstückig
mit dem Dämpfungselement
verbunden und mit demselben in einem Arbeitsgang herstellbar. Vorteilhaft
kann das Dämpfungselement
auch solche Ausbuchtungen aufweisen, die aufgrund ihrer Geometrie
allein zur verstärkten Dämpfung von
Druckschwingungen im Brennstoffkreislauf dienen. Erfindungsgemäß sind die
von der Umfangsfläche
des Dämpfungselementes
abragenden Ausbuchtungen verjüngend
zum freien Ende ausgebildet. Vorteilhaft kann hierdurch die einstückige Herstellung
des Dämpfungselementes
vereinfacht werden. Nach der Erfindung weist das Dämpfungselement
kurze Ausbuchtungen auf, die vorzugsweise noppenförmig ausgebildet
sind. Hierdurch wird eine Erhöhung
der Dämpfungswirkung
erzielt.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ragen von einer Umfangsfläche des Dämpfungselementes mehrere Reihen
von Ausbuchtungen ab, wobei jede Reihe von Ausbuchtungen aus einer
Mehrzahl von in einer Erstreckungsebene orientierten Ausbuchtungen
besteht. Durch die Mehrzahl von Ausbuchtungen kann wirksam zum einen
eine Ausbreitung von Druckwellen entgegengewirkt werden und zum
anderen eine sichere Fixierung des Dämpfungselementes innerhalb
des Brennstoffverteilers ermöglicht
werden.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung sind die Reihen von Ausbuchtungen
orthogonal zu einer Längsachse
des Dämpfungselementes
bzw. des Brennstoffverteilers angeordnet. Durch die in Längsrichtung
des Dämpfungselementes
bzw. des Brennstoffverteilers versetzt angeordneten Reihen von Ausbuchtungen
ergibt sich eine verbesserte Dämpfungswirkung.
Bevorzugt ist das Dämpfungselement rotationssymmetrisch
ausgebildet, wobei die Längsachse
des Dämpfungselementes
zu der Längsachse des
Brennstoffverteilers korrespondiert. Hierdurch ergibt sich eine
gleichmäßige Dämpfungswirkung, wobei
bei eiförmiger
Ausbildung des Dämpfungselementes
der Strömungswiderstand
begrenzt ist.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung weist das Dämpfungselement lange Ausbuchtungen auf,
deren Enden sich klemmend an die Innenwandung des Brennstoffverteilers
anlegen. Hierdurch ist eine sichere Fixierung des Dämpfungselementes
innerhalb des Brennstoffverteilers gewährleistet.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Dämpfungselementes,
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2 einen
teilweisen Längsschnitt
durch einen Brennstoffverteiler mit einem integrierten Dämpfungselement
nach einer ersten Ausführungsform
und
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3 einen
teilweisen Längsschnitt
durch einen Brennstoffverteiler mit einem integrierten Dämpfungselement
nach einer zweiten Ausführungsform.
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Eine
Vorrichtung zur Dämpfung
von Druckschwingungen im Brennstoffkreislauf einer Brennkraftmaschine
besteht im Wesentlichen aus einem Dämpfungselement 1,
das mittig in einem rohrförmigen
Brennstoffverteiler 2 fixiert ist. Der Brennstoffverteiler 2 kann
im Querschnitt rund oder eckig ausgebildet sein. Der Brennstoffverteiler 2 weist üblicher
Weise an einer Stirnseite einen Stutzen für den Zufluss von Brennstoff
und an einer gegenüberliegenden Stirnseite
einen Stutzen für
den Rückfluss
des Brennstoffs auf. An einer Mantelfläche 3 des zylinderförmigen Brennstoffverteilers 2 sind
in Längsrichtung
des Brennstoffverteilers 2 eine Mehrzahl von jeweils einem
nicht dargestellten Einspritzventil zugeordneten Stutzen vorgesehen,
so dass der unter Druck stehende Brennstoff auf die Einspritzventile
verteilt werden kann.
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Das
Dämpfungselement 1 dient
zur Dämpfung
der in dem Brennstoffverteiler 2 auftretenden Druckschwingungen,
zur Reduzierung der Geräuschentwicklung
sowie zur Sicherstellung einer möglichst
konstanten Brennstoffmenge vor den Einspritzventilanschlüssen.
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Das
in den 1 und 2 dargestellte Dämpfungselement 1 nach
einer ersten Ausführungsform
weist einen rotationssymmetrischen und vorzugsweise eiförmigen Grundkörper 4 mit
einer Umfangsfläche 5 auf,
von der eine Mehrzahl von kurzen Ausbuchtungen 6 und langen
Ausbuchtungen 7 abragen. Die kurzen Ausbuchtungen 6 und
die langen Ausbuchtungen 7 erstrecken sich jeweils von
der Umfangsfläche 5 verjüngend in
Richtung eines freien Endes 8 der kurzen Ausbuchtung 6 bzw.
freien Endes 9 der langen Ausbuchtung 7.
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Die
kurzen Ausbuchtungen 6 sind als Noppen ausgebildet, die
sich in einem mittleren Bereich des Grundkörpers 4 in einer Erstreckungsebene
erstrecken, die orthogonal zu einer Längsachse 10 des Dämpfungselementes 1 bzw.
einer Längsachse 11 des
Brennstoffverteilers 2 verläuft. Die kurzen Ausbuchtungen 6 sind
ringförmig
in einer Reihe entlang der Umfangsfläche 5 angeordnet.
In diesem mittleren Bereich weist der Grundkörper 4 des Dämpfungselementes 1 die
größte Quererstreckung
auf. Die Länge der
kurzen Ausbuchtungen 6 ist derart gewählt, dass ein Abstand zu einer
Innenwandung 12 des Brennstoffverteilers 2 verbleibt.
Die kurzen Ausbuchtungen dienen allein dazu, der Ausbreitung von
Druckwellen innerhalb des Brennstoffverteilers 2 entgegenzuwirken.
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Die
langen Ausbuchtungen 7 erstrecken sich ebenfalls in einer
orthogonal zu der Längsachse 10 des
Dämpfungselementes 1 verlaufenden
Erstreckungsebene, wobei die langen Ausbuchtungen 7 um
einen Winkel von 45° verteilt
in Umfangsrichtung 14 angeordnet sind. Nach dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
sind zwei Reihen von langen Ausbuchtungen 7 vorgesehen,
die sich jeweils an den großkrümmigen Enden 13 des
Grundkörpers 4 erstrecken.
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Die
langen Ausbuchtungen 7 sind jeweils flügelförmig ausgebildet und weisen
eine solche Länge auf,
dass das freie Ende 9 derselben gegen die Innenwandung 12 des
Brennstoffverteilers 2 gedrückt wird. Dadurch, dass die
langen Ausbuchtungen 7 in der Umfangsrichtung 14 gleich
verteilt angeordnet sind, wird das Dämpfungselement 1 in
einer zentralen und zum Brennstoffverteiler 2 koaxialen
Position fixiert. Zur verbesserten Fixierung weisen die langen Ausbuchtungen 7 Verstärkungsabschnitte 15 auf,
die vorzugsweise dreieckförmig
ausgebildet sind und die eine linienförmige Anbindung der langen
Ausbuchtungen 7 an den Grundkörper 4 ermöglichen.
Dadurch, dass die langen Ausbuchtungen 7 bzw. das gesamte
Dämpfungselement 1 aus
einem nachgiebigen Kunststoffmaterial (Elastomermaterial) gebildet ist,
kann auf einfache Weise eine für
die Fixierung notwendige Andruckkraft an der Innenwandung 12 des
Brennstoffverteilers 2 erzeugt werden.
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Das
Dämpfungselement 1 ist
vorzugsweise aus einem Fluor-Kautschukmaterial
hergestellt, wobei innerhalb des Grundkörpers 4 mehrere unter Überdruck
stehende gasgefüllte
Poren ausgebildet sind. Das Dämpfungselement 1 wird
in einem einheitlichen Formungsvorgang mittels Wärme und Druck unter Ausbildung
der Ausbuchtungen 6, 7 hergestellt. Die Länge des
Dämpfungselementes 1 kann
in einem Bereich von 10 bis 30 mm, vorzugsweise 20 mm liegen. Die
Quererstreckung des Grundkörpers 4 kann
in einem Bereich von ¾ des
Durchmessers des Brennstoffverteilers 2 liegen.
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Nach
einer zweiten Ausführungsform
eines Dämpfungselements 21 gemäß 3 können im
Unterschied zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel mittlere Ausbuchtungen 22 genauso
lang in Querrichtung abragen wie äußere Ausbuchtungen 23,
so dass sie zur Fixierung des Dämpfungselementes 21 beitragen
können.
Darüber
hinaus sind die mittleren Ausbuchtungen 22 wie die äußeren Ausbuchtungen 23 aus
einem homogenen Fluor-Kautschukmaterial frei von Poren ausgebildet,
so dass sie im Vergleich zu einem mit Poren versehenen eiförmigen Grundkörper 24 vergleichsweise
inkompressibel sind. Hierdurch kann im Betriebszustand des Dämpfungselementes 21 ein
Mindestabstand des Grundkörpers 24 zu
der Innenwandung 12 des Brennstoffverteilers 2 eingehalten
werden, so dass eine Verstopfung des Brennstoffverteilers 2 bei
einem eventuellen "Aufblähen" des Grundkörpers 24 sicher
vermieden wird. Im übrigen
ist die Anordnung der mittleren und äußeren Ausbuchtungen 22, 23 in
Bezug auf das Dämpfungselement 21 gleich
zu der Anordnung der kurzen und langen Ausbuchtungen 6, 7 in
Bezug auf das Dämpfungselement 1 gemäß der ersten
Ausführungsform.
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In
Abhängigkeit
von der Länge
des Brennstoffverteilers 2 können mehrere Dämpfungselemente 1, 21 axial
versetzt zueinander in dem Brennstoffverteiler 2 fixiert
werden.