DE102004019787B4

DE102004019787B4 - Kraftstoffverteiler für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE102004019787B4
Application number: DE200410019787
Authority: DE
Inventors: Joris Bijkerk
Original assignee: Winkelmann Palsis Motortechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Winkelmann Palsis Motortechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2004-04-23
Filing date: 2004-04-23
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2024-04-24
Also published as: DE102004019787A1

Abstract

Kraftstoffverteiler für Brennkraftmaschinen, insbesondere für die Hochdruckeinspritzung, mit einer Verteilerleitung mit einem pumpenseitigen Zulauf und mit Anschlussstutzen zur Aufnahme von Einspritzeinrichtungen, wobei wenigstens an einem Ende der Verteilerleitung ein als Druckspeicher dienendes elastomeres Element innerhalb der Verteilerleitung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kraftstoffraum (2) der Verteilerleitung (1) und dem wenigstens einen elastomeren Element (5) eine den Kraftstoffraum (2) gegenüber dem elastomeren Element (5) abdichtende, nicht permeable elastische Membran (3) aus einem korrosionsbeständigen Material angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffverteiler für Brennkraftmaschinen, insbesondere für die Hochdruckeinspritzung, mit einer Verteilerleitung mit einem pumpenseitigen Zulauf und mit Anschlussstutzen zur Aufnahme von Einspritzeinrichtungen, wobei wenigstens an einem Ende der Verteilerleitung ein als Druckspeicher dienendes elastomeres Element innerhalb der Verteilerleitung angeordnet ist.
Ein solcher Kraftstoffverteiler ist aus DE 198 37 120 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Kraftstoffverteiler ist der Druckspeicher im Kraftstoffraum der Verteilerleitung an der Innenseite eines gesonderten Verschlussdeckels der Kraftstoffverteilerleitung angeordnet und steht in direktem Kontakt mit dem Kraftstoff. Der Druckspeicher kann dabei aus einem Elastomerblock bestehen, der am Verschlussdeckel anliegt. Dieser bekannte Kraftstoffverteiler ist baulich relativ einfach ausgebildet. Außerdem ist durch den außenseitigen Verschlussdeckel sichergestellt, dass kein Kraftstoff ungewollt nach außen treten kann.
Wenn der Druckspeicher in Form eines Elastomers ausgebildet ist, was grundsätzlich gegenüber den ebenfalls beschriebenen Ausführungsformen als Federspeicher oder gasgefüllter Druckspeicher eine einfache und vorteilhafte Ausgestaltung dar stellt, ist bei dieser bekannten Lösung von Nachteil, dass der Druckausgleich ausschließlich über die Kompressibilität des Elastomers erreichbar ist, welche aber begrenzt ist. Außerdem kann das Elastomer, zumindest über einen längeren Zeitraum, durch den Kraftstoff geschädigt werden.
Aus DE 103 12 418 A1 ist ein Kraftstoffverteiler bekannt, der mit einem kompressiblen Einsatz versehen ist, welcher bei einer Ausführungsform an einem Ende des Kraftstoffverteilers angeordnet sein kann und als Druckspeicher dient. Aus EP 0 866 066 A1 ist ein Druckspeicher aus einem rostfreien Stahl bekannt. EP 1 431 570 A1 offenbart einen Druckspeicher aus einem elastomeren Element.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen derartigen Kraftstoffverteiler so zu verbessern, dass er Druckschwankungen auch über einen längeren Zeitraum zuverlässig und besser kompensieren kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Kraftstoffverteiler der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen dem Kraftstoffraum der Verteilerleitung und dem wenigstens einen elastomeren Element eine den Kraftstoffraum gegenüber dem elastomeren Element abdichtende, nicht permeable elastische Membran aus einem korrosionsbeständigen Material angeordnet ist.
Bei diesem Kraftstoffverteiler steht somit das elastomere Element nicht in direktem Kontakt mit dem Kraftstoff, sondern ist von diesem durch eine nicht permeable elastische Membran getrennt, so dass keine Kraftstoffbestandteile in das elastomere Element eindringen und dieses schädigen könnten. Da das elastomere Element aufgrund der elastischen Membran nicht noch zusätzlich rück seitig, d.h. an der dem Kraftstoffraum gegenüberliegenden Seite, durch einen Verschlussdeckel abgedichtet werden muss, wie beim Stand der Technik gemäß DE 198 37 120 A1 , kann sich das elastomere Element bei Druckerhöhung elastisch nach außen, d.h. vom Kraftstoffraum weg, verformen, die Elastizität des elastischen Elementes als Druckspeicher wird somit nicht über die begrenzte Kompressibilität des elastischen Materiales bereitgestellt, sondern durch einen Volumenausgleich. Damit können Pulsationen im System sehr zuverlässig ausgeglichen werden.
Die Membran besteht dabei bevorzugt aus nicht rostendem Stahlblech.
In konstruktiv besonders bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Verteilerleitung im Bereich der Membran einen gegenüber dem Kraftstoffraum größeren Durchmesser aufweist und die Membran in axialer Richtung an dem durch die Durchmesservergrößerung gebildeten Absatz umfänglich anliegt. Durch diese umfängliche Anlage der Membran ist der Kraftstoffraum gegenüber dem elastomeren Element zuverlässig abgedichtet, so dass kein Kraftstoff austreten kann.
In ganz besonders bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass an der der Membran abgewandten Seite des elastomeren Elementes ein deckelartiges Halteelement vorgesehen ist, welches wenigstens eine den bereichsweisen Durchtritt des elastomeren Elementes ermöglichende Öffnung aufweist. Bei Druckerhöhung im Kraftstoffraum kann das elastomere Element zur Erfüllung seiner Druckausgleichsfunktion sich durch die wenigstens eine Öffnung im deckelartigen Halteelement nach außen ausbeulen, d.h. eine elastische Verformung nach außen hin ist möglich. Über die Anzahl, die Größe und die Form der Öffnungen nach außen innerhalb des deckelartigen Halteelementes läßt sich eine in Grenzen frei wählbare Elastizität herstellen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das elastomere Element mit wenigstens einer Einbuchtung und/oder Bohrung versehen ist. Durch diese Maßnahmen kann die Verformbarkeit des elastomeren Elementes gezielt beeinflusst werden, die Einbuchtungen und Bohrungen können beliebige Formen aufweisen, so können es durchgehende Bohrungen oder auch Sackbohrungen sein, die Bohrungen können zylindrisch, langlochförmig, knochenförmig, einlegesohlenförmig usw. ausgebildet sein. Die Bohrungen erstrecken sich dabei bevorzugt quer zur Längsachse der Verteilerleitung.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in das elastomere Element kugelförmige Einschlüsse, vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff, und/oder Poren integriert sind. Derartige Metall- oder Kunststoffkügelchen können bei der Herstellung des elastomeren Elementes, z.B. durch Spritztechnik, leicht integriert werden, gleichermaßen kann beim Spritzvorgang zur Erzeugung der Poren eine Art Aufschäumung mit einem geeigneten Gas erfolgen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt jeweils den Endbereich eines Kraftstoffverteilers im Längsschnitt in:
1 nach einer ersten Ausgestaltung, in
2 nach einer zweiten Ausgestaltung und in
3 nach einer dritten Ausgestaltung.
Ein Kraftstoffverteiler für Brennkraftmaschinen, insbesondere für die Hochdruckeinspritzung, weist eine nur bereichsweise dargestellte Verteilerleitung 1 auf, welche mit einem nicht dargestellten pumpenseitigen Zulauf für eine Hchdruckpumpe und mit mehreren, ebenfalls nicht dargestellten Anschlussstutzen zur Aufnahme von Einspritzventilen versehen ist. Der nicht dargestellte Zulauf und die Anschlussstutzen münden dabei in das Innere der rohrförmigen Verteilerleitung 1, nämlich in den bereichsweise dargestellten allgemein mit 2 bezeichneten Kraftstoffraum der Verteilerleitung 1.
Der Kraftstoffraum 2 ist wenigstens an einem Ende der Verteilerleitung 1 fluiddicht durch eine nicht permeable elastische Membran 3, vorzugsweise aus einem nicht rostenden Stahlblech, abgeschlossen. Die Verformbarkeit der Membran 3 wird dabei vorzugsweise durch gewellte Bereiche 3a begünstigt. Dazu weist die Verteilerleitung 1 im Bereich der Membran 3 einen gegenüber dem Kraftstoffraum 2 größeren Innendurchmesser auf und die Membran 3 liegt umfänglich in axialer Richtung an dem durch die Durchmesservergrößerung gebildeten Absatz 4 an.
Durch die Membran 3 vom Kraftstoffraum 2 getrennt ist, angrenzend an die Membran 3 innerhalb der Verteilerleitung 1 ein als Druckspeicher dienendes elastomeres Element 5 angeordnet. Dieses elastomere Element 5 ist auf der gegenüberliegenden Seite zum offenen Rohrende der Verteilerleitung 1 hin durch ein deckelartiges Halteelement 6 innerhalb der Verteilerleitung 1 gehalten, wobei wesentlich ist, dass das deckelartige Halteelement 6 wenigstens eine den bereichsweisen Durchtritt des elastomeren Elementes 5 ermöglichende Öffnung 7 aufweist.
Bei Druckerhöhung im Kraftstoffraum 2 beult sich die Membran 3 nach außen in Richtung des elastomeren Elementes 5 aus, das elastomere Element 5 dient dann als Druckspeicher und verformt sich durch die wenigstens eine Öffnung 7 im deckel artigen Halteelement 6 elastisch nach außen. Die Elastizität des elastomeren Elementes 5 wird somit nicht über die Kompressibilität des Materiales, sondern über einen Volumenausgleich nach außen erzielt. Über die Anzahl, Größe und Form der Öffnung(en) 7 läßt sich eine in Grenzen frei wählbare Elastizität des elastomeren Elementes 5 erreichen.
In 2 ist eine gegenüber der 1 abgewandelte Ausführungsform dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen nach 1 dadurch, dass das elastomere Element 5 wenigstens eine Einbuchtung 8 aufweist, die sich beim dargestellten Ausführungsbeispiel auf der dem Kraftstoffraum 2 abgewandten Seite befindet. Durch diese Einbuchtung 8 wird die Verformbarkeit des elastomeren Elementes 5 begünstigt. Anstelle der dargestellten Einbuchtung 8 können auch vorzugsweise sich quer zur Längsachse der Verteilerleitung 1 erstreckende Bohrungen in das elastomere Element 5 eingebracht sein, was zeichnerisch nicht dargestellt ist. Dabei kann es sich um durchgehende Bohrungen, aber auch um Sackbohrungen handeln, die Querschnittsform der Bohrungen ist grundsätzlich beliebig, beispielsweise rund, langlochartig, knochenartig oder auch einlegesohlenartig.
In 3 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, die sich gegenüber derjenigen nach 1 und 2 dadurch unterscheidet, dass in das elastomere Element 5 kugelförmige Einschlüsse 9 integriert sind, die beispielsweise aus Metall oder Kunststoff bestehen. Diese kugelförmigen Einschlüsse können bei der Herstellung des elastomeren Elementes 5 durch Spritzguss auf einfache Weise mit eingebracht werden. Diese Ausgestaltung ist besonders geeignet, ganz gezielt eine bestimmte Frequenz zu dämpfen, d.h. quasi eine Frequenzsenke zu erzeugen. Anstelle der kugelförmigen Einschlüsse 9 können auch gasgefüllte Poren vorgesehen sein, die beim Herstellvorgang durch Aufschäumen erzeugt werden.

Claims

Kraftstoffverteiler für Brennkraftmaschinen, insbesondere für die Hochdruckeinspritzung, mit einer Verteilerleitung mit einem pumpenseitigen Zulauf und mit Anschlussstutzen zur Aufnahme von Einspritzeinrichtungen, wobei wenigstens an einem Ende der Verteilerleitung ein als Druckspeicher dienendes elastomeres Element innerhalb der Verteilerleitung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kraftstoffraum (2) der Verteilerleitung (1) und dem wenigstens einen elastomeren Element (5) eine den Kraftstoffraum (2) gegenüber dem elastomeren Element (5) abdichtende, nicht permeable elastische Membran (3) aus einem korrosionsbeständigen Material angeordnet ist.
Kraftstoffverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (3) aus nicht rostendem Stahlblech besteht.
Kraftstoffverteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerleitung (1) im Bereich der Membran (3) einen gegenüber dem Kraftstoffraum (2) größeren Innendurchmesser aufweist und die Membran (3) in axialer Richtung an dem durch die Durchmesservergrößerung gebildeten Absatz (4) umfänglich anliegt.
Kraftstoffverteiler nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Membran (3) abgewandten Seite des elastomeren Elementes (5) ein deckelartiges Halteelement (6) vorgesehen ist, welches wenigstens eine den bereichsweisen Durchtritt des elastomeren Elementes (5) ermöglichende Öffnung (7) aufweist.
Kraftstoffverteiler nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass das elastomere Element (5) mit wenigstens einer Einbuchtung (8) und/oder Bohrung versehen ist.
Kraftstoffverteiler nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass in das elastomere Element (5) kugelförmige Einschlüsse (9), vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff, und/oder Poren integriert sind.