DE102006036775A1

DE102006036775A1 - Fuel injection system`s mechanical component cleaning device, has nozzle provided for supplying fluid standing under high pressure, and shock wave generating unit provided for generating shock or impulse-like evaporation effect

Info

Publication number: DE102006036775A1
Application number: DE200610036775
Authority: DE
Inventors: Uwe Iben; Klaus Habr; Achim Schmidt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-08-07
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2008-02-14

Abstract

The device has a nozzle (3) provided for supplying fluid standing under high pressure, and a shock wave generating unit (4) provided for generating a shock or impulse-like evaporation effect. An ignition unit (5) produces an electrical ignition spark, and an electrical contact unit is connected with the ignition unit by using a wire (10). A supply unit (13) is provided for supplying a fluid-gas mixture to the nozzle, and a pulsation unit (16) producing energy impulses is connected with a cleaning lance by using another wire (14).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von mechanischen Bauteilen nach dem Anspruch 1.The The present invention relates to a device for cleaning Mechanical components according to claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Es ist bekannt, mechanische Bauteile, insbesondere Düsen und andere Komponenten von Einspritzsystemen mittels wässrigen Medien unter hohem Druck zu reinigen. Die Reinigungswirkung wird hierbei interstationären Strömungseffekten im Reinigungsmedium zugeschrieben. Hierbei werden zeitlich und örtlich ändernde Wandschubspannungen genutzt. An den Wänden der zu reinigenden Bauteile abgelagerte Verschmutzungen können jedoch oft nur durch massive Erhöhung des Wasserdrucks beseitigt werden. Die Druckerhöhung im Reinigungsmittel führt aber zu weiteren Prozesskosten und ist aufgrund der sich einstellenden Strömungszustände, wie z.B. Todwasserzonen, nicht immer zielführend.It is known mechanical components, in particular nozzles and other components of injection systems by means of aqueous Clean media under high pressure. The cleaning effect is here inter stationary flow effects attributed in the cleaning medium. Here are temporally and locally changing Wall shear stresses used. Deposited on the walls of the components to be cleaned Pollution can however often only by massive increase of the water pressure are eliminated. The increase in pressure in the detergent but leads at additional legal costs and is due to the adjusting Flow conditions, like e.g. Dead water zones, not always purposeful.

Aufgabe und Vorteile der ErfindungPurpose and advantages of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs dargelegten Möglichkeiten zur Reinigung mechanischer Bauteile, insbesondere von Düsen und anderen Komponenten von Einspritzsystemen, zu verbessern.Of the present invention is therefore the object of the above presented possibilities for cleaning mechanical components, in particular nozzles and other components of injection systems, to improve.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Unteransprüche werden vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung angegeben.These The object is solved by the features of claim 1. By the dependent claims Be advantageous and expedient developments of Invention specified.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Reinigen von mechanischen Bauelementen, insbesondere zum Reinigen von Komponenten von Kraftstoff-Einspritzsystemen, umfassend eine zur Abgabe von unter Hochdruck stehendem Fluid vorgesehene Düse. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass ein Stosswellen erzeugendes Mittel vorgesehen ist. Die Erzeugung von Stoßwellen im Reinigungsmedium bewirkt lokal hohe Strömungsgeschwindigkeiten und damit starke Gradianten an den Wänden, welche auch hartnäckig an der Wand haftenden Schmutz an dieser lockern bzw. von dieser entfernen, was ansonsten, wenn überhaupt, nur mit massiver Erhöhung des Vordrucks im Reinigungsmedium möglich ist.Accordingly, the present invention an apparatus for cleaning mechanical components, in particular for cleaning components of fuel injection systems, comprising a device provided for the delivery of high-pressure fluid Jet. she is characterized in that a shock wave generating means is provided. The generation of shock waves in the cleaning medium causes locally high flow velocities and thus strong Gradianten on the walls, which also persistently loosen the dirt adhering to the wall or remove it from it, what else, if any, only with massive increase the form in the cleaning medium is possible.

In einer ersten Ausführungsform kann das Stosswellen erzeugende Mittel ein Mittel zur stoß- oder impulsartigen Verdampfung des Reinigungsfluides umfassen. Beispielsweise könnte dies ein ohmscher Widerstand oder ein impulsartig arbeitendes Heizelement sein, z.B. in der Form eines Zündelementes zur Erzeugung eines elektrischen Zündfunkens. Mit einem solchen elektrischen Zündfunken kann das Reinigungsmedium mit soviel Energie beaufschlagt werden, dass sich in diesem kleine Blasen oder Wolken von Blasen ausbilden, die sowohl bei ihrer Entstehung als auch bei ihrem gegebenenfalls späteren Zusammenbruch Stoßwellen im Reinigungsmedium erzeugen. Diese Stoßwellen unterstützen das Ablösen von Verunreinigungen an den Oberflächen der zu reinigenden Komponenten. Unter anderem wird dies auf die durch diese Kavitationseffekte bedingten, lokal sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten des Reinigungsmediums zurückgeführt, bzw. auf die damit einhergehenden Strömungsänderungen.In a first embodiment For example, the shock wave generating means may be a means for shock or pulse-like evaporation of the cleaning fluid include. For example could this is an ohmic resistance or a pulse-like heating element be, e.g. in the form of an ignition element for generating an electric spark. With such a electric spark can the cleaning medium are charged with so much energy that In this little bubbles or clouds of bubbles form, which both in its formation and in its eventual later collapse shock waves generate in the cleaning medium. These shockwaves support that supersede of impurities on the surfaces of the components to be cleaned. Among other things, this is due to the effects caused by these cavitation effects, locally very high flow rates the cleaning medium returned, or on the associated flow changes.

Für den Aufbau einer derartigen Vorrichtung sind mehrere Ansätze denkbar. In einem ersten Ansatz kann es vorgesehen sein, dass ein erstes elektrisches Kontaktelement des Zündelementes an der Düse angeordnet ist. Dieses erste Zündelement kann z.B. eine in einem elektrischen Schaltkreis angeordnete Anode (plus) oder eine Kathode (minus) sein. Das zweite elektrische Kontaktelement des Zündelementes kann dabei in einer Ausführungsform entweder ebenfalls an der Düse angeordnet sein, oder in einer demgegenüber abgewandelten Ausführungsform, z.B. am zu reinigenden Bauelement. Im zweiten Fall wäre das Bauelement entsprechend mit dem elektrischen Stromkreis zu kontaktieren, um einen durch ein entsprechendes Schaltelement zu schließenden Stromkreis auszubilden.For the construction Such a device several approaches are conceivable. In a first Approach can be provided that a first electrical contact element of the ignition element at the nozzle is arranged. This first ignition element can e.g. an anode disposed in an electrical circuit (plus) or a cathode (minus). The second electrical contact element of the ignition element can in one embodiment either also at the nozzle be arranged, or in a contrast modified embodiment, e.g. on the component to be cleaned. In the second case would be the device Contact the electric circuit accordingly a circuit to be closed by a corresponding switching element train.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn ein elektrisches Kontaktelement als eine in ihrer Position nachschiebbare Elektrode ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass entsprechend der Abnutzung der Elektrode im Laufe der Betriebszeit diese immer soweit nachgeführt werden kann, dass eine einwandfreie Erzeugung der den Reinigungseffekt unterstützenden Stoßwellen gewährleistet werden kann. Zusätzlich besteht darin auch der Vorteil, dass diese Elektroden nach Verbrauch einfach durch neue ersetzt werden können. Das Verbrauchsmaterial dieser Vorrichtung beschränkt sich somit im Wesentlichen auf diese sich gegebenenfalls im Lauf der Benutzung verbrauchenden Elektroden.When it is considered particularly advantageous if an electrical contact element is formed as a nachschiebbare in position electrode. This has the advantage that according to the wear of the electrode in the course of the operating time these are always tracked so far can that a proper generation of the cleaning effect supporting shock waves guaranteed can be. additionally There is also the advantage that these electrodes after consumption can be easily replaced by new ones. The consumables limited this device thus, essentially, these may be in progress the use of consuming electrodes.

In einer demgegenüber abgewandelten Ausführungsform kann es auch vorgesehen sein, dass ein elektrisches Kontaktelement netzförmig ausgebildet ist. Eine solche netzförmige Ausbildung kann z.B. den Vorteil haben, dass solche Funkenbildungen über eine großflächig verteilte Oberfläche gleichmäßig verteilt möglich sind, was auch eine gleichmäßige Ablösung von an der Oberfläche des zu reinigenden Elementes befindlichen Schmutz bewirkt.In one on the other hand modified embodiment It can also be provided that an electrical contact element reticulated is trained. Such a reticular formation may e.g. the Have the advantage that such sparking over a large area distributed surface equally distributed possible which is also a regular replacement of on the surface causes the dirt to be cleaned element.

Als weiterhin vorteilhaft wird es angesehen, wenn eine Versorgungseinheit zur Zufuhr eines Flüssigkeits-Gasgemisches an die Düse vorgesehen ist. Dadurch kann gewährleistet werden, dass an der Düse bzw. der Reinigungslanze ein besonders günstige Reinigungseigenschaften besitzendes Fluidgemisch zur Verfügung gestellt werden kann, in welchem die erfindungsgemäße Aufprägung von Stoßwellen noch besser zum Tragen kommt.As further advantageous, it is considered when a supply unit is provided for supplying a liquid-gas mixture to the nozzle. This can ensure that at the Nozzle or the cleaning lance a particularly favorable cleaning properties possessing fluid mixture can be provided, in which the invention impact of shock waves comes even better to fruition.

Als zusätzlich vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Vorrichtung auch eine Pulsationseinheit umfasst, mittels welcher das Reinigungsfluid der Düse bzw. der Reinigungslanze pulsierend zugeführt werden kann. Diese Pulsationseffekte im Reinigungfluid unterstützen zusätzlich die bereits oben dargelegten Reinigungseffekte, im Wesentlichen ebenfalls durch starke Variierung lokaler Strömungsverhältnisse und Wandschubspannungen.When additionally it is considered advantageous if the device also comprises a pulsation unit, by means of which the cleaning fluid of the nozzle or the cleaning lance be supplied pulsating can. These pulsation effects in the cleaning fluid additionally support the already explained above cleaning effects, essentially also by strong variation of local flow conditions and wall shear stresses.

Bezüglich der Düse oder der Reinigungslanze wird es weiterhin als vorteilhaft angesehen, wenn eine Auslassöffnung mit in Bezug auf eine Längsachse der Düse bzw. der Reinigungslanze schräger Auslassrichtung vorgesehen ist. D.h., dass eine durch diese Auslassöffnung verlaufende Achse einen Winkel zu einer durch die Längsachse der Düse bzw. der Reinigungslanze verlaufenden Achse beschreibt. Dadurch kann das aus dieser Düse austretende Reinigungsmedium durch Verdrehen der Düse bzw. der Reinigungslanze um deren Längsachse auch einem ansonsten gegebenenfalls sehr schlecht zugänglicher Bereich des zu reinigenden Bauelementes, z.B. seitliche Vertiefungen an der Spitze einer Einspritzdüse, direkt die Oberfläche beaufschlagend zugeführt werden.Regarding the Nozzle or the cleaning lance is still considered to be advantageous if an outlet opening with respect to a longitudinal axis the nozzle or the cleaning lance inclined Exhaust direction is provided. That is, a through this outlet opening extending Axis to an angle through the longitudinal axis of the nozzle or describing the cleaning lance axis. This can that from this nozzle escaping cleaning medium by rotating the nozzle or the cleaning lance about its longitudinal axis also an otherwise possibly very poorly accessible Area of the device to be cleaned, e.g. lateral depressions at the tip of an injector, directly the surface applied supplied become.

Neben den bereits oben angeführten Ausführungsformen verschiedener Elektroden sind z.B. auch Ausführungsformen denkbar, bei denen ein Innenrohr mit Isolierlack und außen über den Lack gelegtem metallischem Leiter aufgebaut sind. Vorstellbar sind aber auch mehrfach ineinander geschichtete und voneinander isolierte Rohre.Next already mentioned above embodiments different electrodes are e.g. Also conceivable embodiments in which an inner tube with insulating varnish and metallic over the paint Ladder are constructed. But also conceivable are several times in each other layered and insulated pipes.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen und der nachfolgend darauf bezugnehmenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenThe The invention will be apparent from the drawings and the following reference description closer explained. Show it

1 die Darstellung eines Längsschnittes durch ein zu reinigendes Einspritzdüsenelement und eine in diesem eingefügte Reinigungslanze mit daran ausgebildeten Mitteln zur Erzeugung einer Stoßwelle und 1 the representation of a longitudinal section through an injector element to be cleaned and in this inserted cleaning lance with means formed thereon for generating a shock wave and

2 eine gegenüber der in der Darstellung 1 abgewandelte Ausführungsform. 2 one opposite to the one in the illustration 1 modified embodiment.

Im Detail zeigt die 1 eine Vorrichtung 1 zum Reinigen von mechanischen Bauelementen 2, insbesondere zum Reinigen von Komponenten von Kraftstoff-Einspritzsystemen. Sie umfasst eine Düse 3, die zur Abgabe von unter Hochdruck stehendem Fluid vorgesehen ist. Erfindungsgemäß umfasst sie im Weiteren ein stoßwellenerzeugendes Mittel 4. Dieses stoßwellenerzeugende Mittel 4 ist zur Erzeugung eines stoß- oder impulsartigen Verdampfungseffektes vorgesehen. Es umfasst ein Zündelement 5 zur Erzeugung eines elektrischen Zündfunkens und ein an der Düse 3 angeordnetes, erstes elektrisches Kontaktelement 6. Dieses ist über die Leitung 10 mit dem elektrischen Zündelement 5 verbunden. Über die zweite Leitung 11 ist in dieser Ausführungsform das zu reinigende Bauelement 2 selbst kontaktiert, so dass es hierdurch das zweite elektrische Kontaktelement 7 des Zündelementes 5 ausbildet. Symbolisch ist ein Pfeil 12 zwischen diesen beiden Kontaktelementen 6 und 7 als Zündfunken dargestellt.In detail shows the 1 a device 1 for cleaning mechanical components 2 , in particular for cleaning components of fuel injection systems. It includes a nozzle 3 , which is intended for the delivery of high-pressure fluid. According to the invention, it further comprises a shock wave generating means 4 , This shock wave generating means 4 is intended to produce a burst or pulse-like evaporation effect. It includes an ignition element 5 for generating an electric spark and one at the nozzle 3 arranged, first electrical contact element 6 , This is over the wire 10 with the electric ignition element 5 connected. About the second line 11 is in this embodiment, the device to be cleaned 2 itself contacted, so that it thereby the second electrical contact element 7 of the ignition element 5 formed. Symbolic is an arrow 12 between these two contact elements 6 and 7 represented as a spark.

Eine mögliche Ausführungsform des hier dargestellten Kontaktelementes 6 wäre ein Rohr, welches aber durchaus auch eine elektrisch leitfähige Oberfläche in der Form eines Netzes aufweisen kann.A possible embodiment of the contact element shown here 6 would be a tube, but which may well have an electrically conductive surface in the form of a network.

Eine Versorgungseinheit 13, die zur Zufuhr eines Flüssigkeitsgasgemisches an die Düse 3 vorgesehen ist, ist hier symbolisch über die Leitung 14 an die Reinigungslanze 15 angeschlossen. Auch eine Pulsationseinheit 16 zur Erzeugung von Energieimpulsen im Wasser ist hier beispielhaft über die Leitung 14 mit der Reinigungslanze 15 verbunden. Dadurch kann das Reinigungsmedium pulsierend aus der Auslassöffnung 17 auf die Oberfläche des zu reinigenden Bauteils 2 gestrahlt werden. Eine durch die Auslassöffnung 17 verlaufende Längsachse 19 beschreibt gegenüber der Längsachse 18 der Reinigungslanze 15 einen Winkel 20. Dadurch ist gewährleistet, dass das pulsierend aus der Auslassöffnung 17 der Düse 3 austretende Reinigungsmedium auch in seitliche Vertiefungen einer zu reinigenden Bohrung mit entsprechender Reinigungswirkung eingespritzt werden kann.A supply unit 13 , which is for supplying a liquid gas mixture to the nozzle 3 is provided here is symbolic of the line 14 to the cleaning lance 15 connected. Also a pulsation unit 16 for generating energy pulses in the water is exemplified here via the line 14 with the cleaning lance 15 connected. This allows the cleaning medium pulsating out of the outlet opening 17 on the surface of the component to be cleaned 2 be blasted. One through the outlet opening 17 extending longitudinal axis 19 describes with respect to the longitudinal axis 18 the cleaning lance 15 an angle 20 , This ensures that it is pulsating from the outlet opening 17 the nozzle 3 emerging cleaning medium can also be injected into side wells of a hole to be cleaned with appropriate cleaning action.

Die 2 zeigt eine gegenüber der 1 abgewandelte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Reinigen von mechanischen Bauelementen 2. Das Bauelement 2 ist das Gleiche wie in der Darstellung in der 1. Der Aufbau der Düse 3 entspricht mit Ausnahme der daran angeordneten Kontaktelemente 8, 9 im Wesentlichen der Ausführungsform in der Darstellung der 1. Gleiches gilt für das die Stoßwellen erzeugende Mittel 4, sein Zündelement 5 und die Leitungen 10 und 11.The 2 shows one opposite the 1 modified embodiment of a device for cleaning of mechanical components 2 , The component 2 is the same as in the illustration in the 1 , The construction of the nozzle 3 corresponds with the exception of the contact elements arranged thereon 8th . 9 essentially the embodiment in the representation of 1 , The same applies to the shock wave generating means 4 , its ignition element 5 and the wires 10 and 11 ,

Abweichend zu der in der 1 dargestellten Ausführungsform sind die Ausführungen der beiden Kontaktelemente 8 und 9. Diese sind hier als in ihrer Länge verschiebbare Elektroden ausgebildet. Je nach Abnutzung der einen und/oder anderen Elektrode kann bzw. können diese im Laufe des Betriebs der Vorrichtung nach vorne geschoben werden bis sie, nach vollständiger Erschöpfung, gegen eine neue ersetzt werden.Unlike the in the 1 illustrated embodiment are the embodiments of the two contact elements 8th and 9 , These are formed here as slidable in their length electrodes. Depending on the wear of the one and / or other electrode can or can be pushed forward in the course of operation of the device to they are replaced, after complete exhaustion, against a new one.

Der zur Erzeugung einer Stoßwelle im Reinigungsmedium erfindungsgemäß vorgesehene Zündfunke wird hier wieder beispielhaft durch den Pfeil 12 symbolisch dargestellt.The invention provided for generating a shock wave in the cleaning medium according to the invention spark is again exemplified by the arrow 12 symbolically represented.

Claims

Contraption ( 1 ) for cleaning mechanical components ( 2 ), in particular for cleaning components of fuel injection systems, comprising a nozzle provided for discharging high-pressure fluid ( 3 ), characterized in that a shock wave generating means ( 4 ) is provided.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the shock wave generating means ( 4 ) Comprises means for burst or pulse-like evaporation.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the shock wave generating means ( 4 ) an ignition element ( 5 ) for generating an electric spark.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a first electrical contact element ( 6 ) of the ignition element ( 5 ) at the nozzle ( 3 ) is arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a second electrical contact element ( 8th ) of the ignition element ( 5 ) is arranged at the nozzle.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a second electrical contact element ( 7 ) of the ignition element ( 5 ) on the component to be cleaned ( 2 ) is trained.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that an electrical contact element ( 8th . 9 ) is formed as a nachschiebbare in their position electrode.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that an electrical contact element ( 6 ) is formed net-shaped.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a supply unit ( 13 ) for supplying a liquid-gas mixture to the nozzle ( 3 ) is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a pulsation unit ( 16 ) is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at the nozzle ( 3 ) an outlet opening ( 17 ) with respect to a longitudinal axis ( 18 ) of the nozzle ( 3 ) oblique outlet alignment is provided.