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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Druckpulsationsdämpfer bzw.
eine Kraftstoffdosierpumpe mit einem Druckpulsationsdämpfer.
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Bei
brennstoff- bzw. kraftstoffbetriebenen Heizgeräten, wie sie beispielsweise
in Kraftfahrzeugen als Standheizungen oder Zuheizer eingesetzt werden,
wird der zusammen mit Verbrennungsluft zu verbrennende Kraftstoff
im Allgemeinen unter Einsatz so genannter Dosierpumpen in eine Brennkammer
geleitet. Diese Dosierpumpen müssen
zum Bereitstellen sehr genau dosierter und vergleichsweise kleiner
Kraftstoffmengen ausgebildet sein und umfassen dazu im Allgemeinen
ein Pumporgan, beispielsweise einen Pumpenkolben, das in einer Pumpkammer
getaktet hin und her bewegbar ist, um, je nach Arbeitstakt, in der
Pumpkammer zu fördernden
Kraftstoff aufzunehmen oder diesen unter Druck aus der Pumpkammer
auszustoßen
und in Richtung zu einem Austrittsbereich zu fördern. Somit entstehen in dem
unter Druck geförderten
Kraftstoff Druckpulsationen mit der gleichen Frequenz, mit welcher
die Dosierpumpe arbeitet. Vor allem aufgrund der angesprochenen
vergleichsweise geringen zu fördernden Kraftstoffmengen
können
diese Druckpulsationen zu entsprechenden Schwankungen in der Kraftstoffeinleitung
in eine Brennkammer führen.
Dies wiederum beeinträchtigt
die Bildung des Gemisches aus Kraftstoff bzw. Kraftstoffdampf und
Verbrennungsluft und somit auch die Qualität der ablaufenden Verbrennung.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen vorzusehen, die das
Abmindern der in einem unter Druck geförderten Medium vorhandenen
Druckspitzen bzw. Druckpulsationen ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst durch
einen Druckpulsations dämpfer
für eine
Dosierpumpe, insbesondere Kraftstoffdosierpumpe, umfassend einen
von einem unter Druck zu fördernden
Medium umströmbaren,
kompressiblen Pulsationsdämpfungskörper.
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Durch
das Bereitstellen eines kompressiblen Pulsationsdämpfungskörpers wird
die Möglichkeit geschaffen,
dann, wenn Druckspitzen auftreten, diese durch entsprechende Kompression
des Pulsationsdämpfungskörpers zu
mindern. Fällt
der Druck ab, kann durch dann auftretende Expansion des Pulsationsdämpfungskörpers das
Druckniveau wieder angehoben werden, so dass bei einem sich mehr oder
weniger periodisch verändernden
Eingangsdruck eine deutliche Angleichung von Druckmaxima und Druckminima
und somit eine Vergleichmäßigung des
Druckniveaus erlangt werden kann.
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Beispielsweise
kann vorgesehen sein, dass der Pulsationsdämpfungskörper ein aus flexiblem Material
ausgebildeter Hohlkörper
ist.
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Um
diesen Pulsationsdämpfungskörper in definierter
Art und Weise komprimieren zu können, wird
vorgeschlagen, dass ein Innenraum des Hohlkörpers mit kompressiblem Medium
gefüllt
ist. Das kompressible Medium gewährleistet
nicht nur die auch aufgrund der Flexibilität des Materials des Pulsationsdämpfungskörpers grundsätzlich mögliche Komprimierbarkeit
desselben, sondern kann zusätzlich
auch einen Beitrag zur Rückstellkraft
in den unkomprimierten Grundzustand liefern.
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Dabei
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Innenraum des Hohlkörpers dicht
abgeschlossen ist und mit Gas gefüllt ist.
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Der
Aufbau des erfindungsgemäßen Druckpulsationsdämpfers kann
beispielsweise so sein, dass der Pulsationsdämpfungskörper in einem Pulsationsdämpfergehäuse angeordnet
ist und zwischen einer Gehäuseinnenoberfläche und
dem Pulsationsdämpfungskörper ein
von dem unter Druck zu fördernden
Medium durchströmbarer
Strömungsraum
gebildet ist.
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Um
sicherzustellen, dass ein ungewünschter vollständiger Abschluss
des Strömungswegs
nicht auftreten kann, wird vorgeschlagen, dass zumindest in einem
unkomprimierten Grundzustand der Pulsationsdämpfungskörper die Gehäuseinnenoberfläche nicht
berührt.
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Um
eine möglichst
gute Wechselwirkung des Pulsationsdämpfungskörpers mit dem zu fördernden Medium
erlangen zu können,
wird vorgeschlagen, dass der Pulsationsdämpfungskörper in Strömungsrichtung des unter Druck
zu fördernden
Mediums langgestreckt ist. Beispielsweise wird vorgeschlagen, dass
der Pulsationsdämpfungskörper in
Strömungsrichtung
im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist. Hier hat sich eine
quaderförmige
Ausgestaltung des Pulsationsdämpfungskörpers als
besonders vorteilhaft erwiesen.
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Gemäß einer
alternativen Ausgestaltungsvariante kann vorgesehen sein, dass der
Pulsationsdämpfungskörper in
einem unkomprimierten Grundzustand mit Quaderkanten an der Gehäuseinnenoberfläche anliegt.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Dosierpumpe, insbesondere
Kraftstoffdosierpumpe, umfassend ein in einer Pumpkammer zum getakteten
Fördern
von zu förderndem
Medium bewegbares Pumporgan und in Strömungsrichtung des zu fördernden
Mediums auf die Pumpkammer folgend einen erfindungsgemäßen Druckpulsationsdämpfer.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
Längsschnittansicht
einer Kraftstoffdosierpumpe mit einem Druckpulsationsdämpfer;
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2 eine
Querschnittansicht des in 1 gezeigten
Druckpulsationsdämpfers,
geschnitten längs
einer Linie II-II in 1;
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3 eine
der 1 entsprechende Ansicht einer weiteren Kraftstoffdosierpumpe
mit einem alternativ ausgestalteten Druckpulsationsdämpfer;
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4 eine
Längsschnittansicht
des im Kreis IV in 3 gezeigten Druckpulsationsdämpfers in vergrößerter Darstellung.
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In 1 ist
eine Kraftstoffdosierpumpe allgemein mit 10 bezeichnet.
Die Kraftstoffdosierpumpe 10 umfasst als Förderorgan
einen Pumpenkolben 12, der durch entsprechende Ansteuerung
einer Elektromagnetanordnung 14 in seiner Längsrichtung
getaktet hin und her bewegbar und dabei in einer ihn teilweise aufnehmenden
Pumpkammer 16 bewegbar ist. Bei Bewegung aus der in 1 dargestellten
Positionierung des Pumpenkolbens 12 nach rechts stößt dieser
den in der Pumpkammer 16 enthaltenen flüssigen Kraftstoff über ein
allgemein mit 18 bezeichnetes Rückschlagventil zu einem Austrittsbereich 20 hin
aus. Bei dieser Bewegung kann gleichzeitig aus einem Eintrittsbereich 22 weiterer
zu fördernder
flüssiger
Kraftstoff in Richtung zur Pumpkammer 16 angesaugt werden.
Bei Zurückbewegung
des Pumpenkolbens 12 in die in 1 gezeigte
Positionierung wird das Volumen der Pumpkammer 16 vergrößert und
darin wieder beim nächsten
Ausstoßtakt
zu fördernder
bzw. auszustoßender
flüssiger
Kraftstoff aufgenommen.
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Der
Aufbau und die Arbeitsweise einer derartigen Dosierpumpe sind grundsätzlich bekannt,
so dass hier nicht weiter darauf eingegangen werden muss.
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Mit
der Frequenz des Arbeitstaktes der Dosierpumpe 10 werden
also dosierte Kraftstoffmengen über
das Rückschlagventil 18 in
Richtung Austrittsbereich 20 gefördert. Die dabei in dem unter
Druck geförderten
flüssigen
Kraftstoff auftretenden Druckschwankungen werden durch den allgemein
mit 24 bezeichneten Druckpulsationsdämpfer gemindert. Dieser Druckpulsationsdämpfer 24 umfasst,
wie in 2 erkennbar, ein beispielsweise leitungsartig oder
röhrenartig
ausgestaltetes und nach außen
vollständig abgeschlossenes
Gehäuse 26.
In diesem ist ein Pulsationsdämpfungskörper 28 angeordnet.
Der Pulsationsdämpfungskörper 28 ist
im dargestellten Beispiel quaderförmig ausgestaltet, ist also
in der Strömungsrichtung
des unter Druck geförderten
flüssigen
Kraftstoffs langgestreckt und weist einen viereckigen Außenumfang
auf. Der Pulsationsdämpfungskörper 28 ist
als Hohlkörper
ausgestaltet und umfasst eine vergleichsweise dünne Wandung 30 aus
flexiblem, also elastisch verformbaren Material, das einen Hohlraum 32 umgibt
und vorzugsweise vollständig und
dicht abschließt.
In dem Hohlraum 32 kann ein komprimierbares Medium, wie
z.B. Gas, angeordnet sein.
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Weiter
ist die Positionierung und Dimensionierung des Pulsationsdämpfungskörpers 28 derart, dass
dieser mit seinen in der Strömungsrichtung
verlaufenden Kanten 34 im nicht komprimierten Grundzustand
an einer Innenoberfläche 36 des
Gehäuses anliegt.
Der Innenvolumenbereich des Gehäuses 36 ist
somit in vier gleichförmige
Kanalbereiche 38 unterteilt, die in ihrer Gesamtheit einen
Strömungsraum 40 für den unter
Druck geförderten
flüssigen
Kraftstoff definieren.
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Der
unter Druck in den Austrittsbereich 20 gelangende flüssige Kraftstoff
strömt
entlang der Kanalbereiche 38 und umströmt somit den Pulsationsdämpfungskörper 28 bzw.
durchströmt
den zwischen diesem und dem Gehäuse 26 gebildeten
Strömungsraum.
Aufgrund der Flexibilität
bzw. Komprimierbarkeit des Pulsationsdämpfungskörpers 28 kann dieser bei
Auftreten von Druckspitzen seine Form ändern, d.h. komprimiert werden,
um somit das Volumen des Strömungsraums 40 bei
Ansteigen des Drucks zu vergrößern. Diese
Vergrößerung des
Volumens des Strömungsraums 40 wirkt
dem ansteigenden Druck entgegen, d.h. führt zu einer Entspannung des
unter Druck geförderten
Mediums. Sinkt nachfolgend der Druck wieder ab, so kann der Pulsationsdämpfungskörper 28 wieder
in seine Grundform zurückkehren und
dabei das Volumen des Strömungsraums 40 wieder
vergrößern. Diese
Volumenvergrößerung wiederum
wirkt dem Druckabfall entgegen, so dass durch das getaktete Komprimieren
und Expandieren des Pulsationsdämpfungskörpers 28 gleichphasig
mit dem durch den Arbeitstakt der Dosierpumpe 10 induzierten
Ansteigen bzw. Absinken des Drucks des geförderten flüssigen Kraftstoffs eine deutliche
Vergleichmäßigung des
Druckniveaus erlangt werden kann.
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Eine
abgewandelte Ausgestaltungsform eines derartigen Druckpulsationsdämpfers 24 ist
in 3 und in 4 gezeigt.
Insbesondere erkennt man in 4, dass
der beispielsweise wieder mit quaderförmiger Außenkontur ausgestaltete Pulsationsdämpfungskörper 28 derart
dimensioniert ist, dass er die Innenoberfläche 36 des Gehäuses 26 nicht
berührt,
also beispielsweise seine Kanten 34 auch oder zumindest
im unverformten bzw. unkomprimierten Grundzustand nicht an dieser
Innenoberfläche 36 anliegen.
Der Strömungsraum 40 ist
somit nicht in einzelne voneinander getrennte Kanäle unterteilt,
sondern erstreckt sich in Umfangsrichtung durchlaufend und ohne
Unterbrechung entlang der Innenoberfläche 36, so dass ein
ungewünschtes
Abschließen
des Strömungsraums 40 vollständig vermieden
werden kann.
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Wie
man in 4 erkennt, kann der durch den Strömungsraum 40 hindurchgetretene
flüssige Kraftstoff
durch radiale Öffnungen 42, 44 in
einem eine Auslassöffnung 46 aufweisenden
Einsatzteil 48 hindurchtreten, oder kann durch an einem
Ende dieses Körpers 48,
an dem der Pulsationsdämpfungskörper 28 abgestützt ist,
gebildete Nuten 50 o.dgl. zu dieser Öffnung 46 gelangen.
Selbiges gilt selbstverständlich
auch für
die Ausgestaltungsform gemäß den 1 und 2.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung des
Druckpulsationsdämpfers 24 mit
einem in einem Gehäuse
angeordneten und an seiner Außenseite umströmbaren Pulsationsdämpfungskörper wird
eine zuverlässige
Vergleichmäßigung des
Druckniveaus erlangt. Von wesentlichem Vorteil ist, dass der Pulsationsdämpfungskörper 28 an
seiner Außenseite
umströmt
wird, die wiederum vollständig
umgeben ist von dem Gehäuse 26.
Undichtigkeiten im Material des Pulsationsdämpfungskörpers 28 haben somit nicht
zwangsweise auch eine Undichtigkeit im Förderstrang zur Folge.
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Es
ist selbstverständlich,
dass für
das Material dieses Pulsationsdämpfungskörpers 28 geeignete
Materialien einzusetzen sind, insbesondere geeignet hinsichtlich
der gewünschten
Flexibilität,
vor allem aber auch geeignet hinsichtlich des zu fördernden
Mediums. Das Material darf also durch das zu fördernde Medium nicht angreifbar
sein. Im Zusammenhang mit zu förderndem
Kraftstoff hat sich besonders kautschukartiges Material als vorteilhaft
erwiesen. Weiter sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich die
Formgebung und die Dimensionierung des Pulsationsdämpfungskörpers 28 an
die im konkreten Einsatzbereich auftretenden Anforderungen angepasst
werden können.
So kann selbstverständlich
nicht nur die dargestellte zylindrische Quaderform gewählt werden,
sondern beispielsweise auch eine kreiszylindrische Form. Auch ist
es selbstverständlich
möglich,
die Wandungsstärke
des Pulsationsdämpfungskörpers 28 zur
Beeinflussung der Flexibilität
desselben definiert auszuwählen
bzw. den Hohlraum 32 alternativ oder zusätzlich zur
Befüllung mit
Gas mit einem kompressiblen Material, wie z.B. schwammartigem Material,
zu füllen.