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Die
vorliegende Erfindung betrifft Kraftstoffleitungen für den Gebrauch
im Kraftstoffsystem eines Verbrennungsmotors im allgemeinen. Insbesondere betrifft
die vorliegende Erfindung ein innerhalb einer Kraftstoffleitung
anzuordnendes Dämpferelementes und
ein Verfahren zu seiner Montage.
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Eine
Kraftstoffleitung leitet Kraftstoff zu den Einspritzventilen, welche
wiederum Kraftstoff in die Zylinder eines Verbrennungsmotors einspritzen.
Typischerweise wird der Kraftstoff gepulst so eingespritzt, dass
der Wirkungsgrad der Verbrennung innerhalb des Zylinders optimiert
wird. Diese gepulste Kraftstoffeinspritzung bewirkt Druckschwankungen im
Kraftstoff, der sich in der Kraftstoffleitung befindet. Solche Druckschwankungen
verursachen verschiedene Probleme, so beispielsweise eine ungleichmäßige Kraftstoffverteilung
an die verschiedenen Einspritzventile, was den Wirkungsgrad des
Motors verschlechtert. Weiterhin können die Druckschwankungen
ein Hämmern
auf der Kraftstoffleitung verursachen, was zu unerwünschten
Vibrationen und Lärm führt.
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Kraftstoffleitungs-Dämpferelemente
werden verwendet, um die Druckschwankungen innerhalb einer Kraftstoffleitung
zu verringern. Ein erster Typ von Kraftstoffleitungs-Dämpferelementen
wird vollständig innerhalb
der Kraftstoffleitung angeordnet und besteht aus einer abgeschlossenen
Kammer, die abstimmbar ausgeführt
ist, so dass sie die Druckschwankungen innerhalb der Kraftstoffleitung
wirksam dämpft.
Aus dem Stand der Technik sind vielfältige Techniken zur Befestigung
eines solchen Dämpferelements
innerhalb einer Kraftstoffleitung bekannt.
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Das
U.S.-Patent 5,617,827 offenbart ein Dämpferelement, das innerhalb
der Kraftstoffleitung durch zwei Dämpferstützen gehalten wird. Eine der Stützen wird
durch ein Positionierelement in der Wandung der Kraftstoffleitung
festgelegt, um eine Verdrehung des Dämpferelements zu verhindern. Diese
Stützen
lassen zwar keinerlei Relativbewegung zwischen dem Dämpferelement
und der Kraftstoffleitung zu, allerdings gestaltet sich ihre Herstellung
aufgrund der komplizierten Schlitze, Nuten und Passungen, die den
Dämpfer
positionieren und festlegen sollen, oftmals schwierig und kostenintensiv.
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Im
U.S.-Patent 6,205,979 kommt je eine Feder an beiden Enden des Dämpferelements
zur Anwendung, um das Dämpferelement
in der Kraftstoffleitung zu haltern. Diese Federn sind mittels einer Quetschverbindung
in einem Rohr gehaltert. Die Quetschverbindung, die die Feder hält, dichtet gleichzeitig
das Innere der Dämpferkammer
gegen Kraftstoff ab. Besonders bei großen Fertigungsmengen erweist
es sich als schwierig, die Dichtheit dieser Quetschverbindung und
somit den Schutz der Dämpferkammer
vor eintretendem Kraftstoff sicherzustellen. Des weiteren sieht
dieses System eine Lagerung des Dämpferelements auf zwei federnden
Lagern vor, was Relativbewegungen zwischen Dämpferelement und Kraftstoffleitung
etwa infolge einer pulsierenden Kraftstoffströmung, Vibrationen des Motors oder
anderen Kräften
zulässt.
Diese federnde Bewegung in der Kraftstoffleitung kann dazu führen, dass das
Dämpferelement
an Bauteilen innerhalb der Kraftstoffleitung wie z.B. die Einströmöffnungen
der Einspritzventile anschlägt,
einerseits eine unerwünschte
Geräuschentwicklung
zur Folge haben kann, andererseits zu Abnutzungserscheinungen und
insbesondere dem Anfall von Metallspänen und -splittern führen kann,
die die Einspritzventile verstopfen können.
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Die
DE 199 343 57 A1 zeigt
einen Flachrohrdruckdämpfer,
der in eine Kraftstoffleitung eingesetzt werden kann. Dieser ist
mit zwei Klammern, die den Flachrohrdruckdämpfer an seinen Stirnseiten
umgreifen, gehalten. Da der Flachrohrdruckdämpfer eine zu seinen freien
Enden hin abnehmende Außenkorrektur
aufweist, ist diese in den Klammern seiner Längsrichtung verschiebbar. Die
Klammern sind derart ausgeformt, dass der Flachrohrdruckdämpfer mit seinen
Stirnseiten nicht an den Klammern anliegt. Die Halterung hat neben
dem Nachteil, dass sich der Flachrohrdruckdämpfer bewegen kann, auch die
weitern Nachteile, dass sie sich um mehrere einzelne Bauteile handelt.
Dies wiederum führt
zu einem erhöhten
Montageaufwand und zu entsprechend höheren Kosten.
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Die
US 25.99.325 zeigt verschiedene
Möglichkeiten,
wie ein Bauteil in einer Leitung gehalten werden kann. Gezeigt sind
insbesondere Haltevorrichtungen mit federnder Wirkung. Diese federnde Wirkung
bedingt, dass sich das zu haltende Element innerhalb der Leitung
bewegen kann, was wiederum die oben bereits genannten Nachteile
mit sich bringt. Hinzu kommt, dass die federnden Halteelemente jeweils
sehr exakt hergestellt sein müssen,
um genau in den Querschnitt der Leitung hineinzupassen.
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Schließlich zeigt
auch die gattungsgemäße
US 6.205.979 eine Möglichkeit,
einen Kraftstoffdruckdämpfer
in einer Leitung zu befestigen. Diese basiert auf zwei endseitig
angeordneten Klammern, die über Federkraft
gegen die Innenwand der Kraftstoffleitung drücken. Auch diese Art der Befestigung
stellt nicht sicher, dass der Kraftstoffdruckdämpfer in Längsrichtung in der Leitung
gehalten ist. Gerade beim Auftreten von Vibrationen besteht die
Möglichkeit,
dass sich der Kraftstoffdruckdämpfer
bewegt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Befestigungssystem
für ein
innerhalb einer Kraftstoffleitung angeordnetes Dämpferelement zur Verfügung zu
stellen, das die Relativbewegung zwischen dem Dämpferelement und der Kraftstoffleitung begrenzt
und gleichzeitig einfach herzustellen und einzubauen ist. Weiterhin
besteht die Aufgabe darin, ein Verfahren zum Einführen eines
solchen Dämpferelementes
vorzuschlagen.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch die eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung vermeidet die Nachteile der Anordnungen, die
aus dem Stand der Technik bekannt sind, indem sie eine Kraftstoffleitungsanordnung
vorschlägt,
die aus einer Kraftstoffleitung und einem innerhalb der Kraftstoffleitung
angeordneten Dämpferelement
besteht. Das Dämpferelement
umfasst eine Dämpferkammer
mit einem ersten und einem zweiten Ende und einem Hohlkörper. Das
erste Ende und das zweite Ende werden jeweils durch Abplattung des
Hohlkörpers
gebildet, wobei die Abplattung dergestalt erfolgt, dass die Querschnittskontur
des ersten sowie des zweiten Endes an keiner Stelle über die
Querschnittskontur des Hohlkörpers
hinausragt. Die Dämpfer-Baugruppe umfasst
des Weiteren mindestens eine Befestigungsklammer, die entweder mit
dem ersten oder dem zweiten Ende der Dämpferkammer fest verbunden ist.
Die Befestigungsklammer weist mindestens einen Klemmbügel auf,
der die Innenseite der Kraftstoffleitung berührt. Der oder die Klemmbügel sind auf
einer ersten Seite des Dämpferelements
angeordnet und üben
eine Kraft auf die Innenseite der Kraftstoffleitung aus. Hierdurch
wird die zweite, entgegengesetzte Seite des Dämpferelements selbst gegen
die Innenseite der Kraftstoffleitung gepresst.
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Wahlweise
kann eine einzelne Befestigungsklammer an nur einem Ende oder zwei
Befestigungsklammern an beiden Enden des Dämpferelements verwen det werden.
Diese Befestigungsklammern können
an der Dämpferkammer
durch Falzung (d.h. Crimpen), mechanische Verschweißung, Verklebung oder
Vernietung befestigt werden.
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Weiterhin
kann die Kraftstoffleitung kann so geformt sein, dass ihre Formgebung
ebenfalls zur Festlegung des Dämpferelements
innerhalb der Kraftstoffleitung in Längs- und/oder Radialrichtung dient.
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Der
oder die Klemmbügel
können
derart ausgeführt
sein, dass sie bei der Einführung
des Dämpferelements
in die Kraftstoffleitung plastisch verformt werden.
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Das
erfindungsgemäße Dämpferelement weist
den Vorteil auf, dass es auf einfache Weise wirksam innerhalb der
Kraftstoffleitung festgelegt wird und dabei kostengünstig herzustellen
ist. Dieser und andere Vorteile sowie weitere Besonderheiten und
Aufgaben der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung,
der Beschreibung der Ausführungsbeispiele
und der Ansprüche
deutlich werden. Dabei zeigt die Zeichnung in:
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1: eine Abbildung, die die
Anordnung eines Dämpferelements
innerhalb einer Kraftstoffleitung veranschaulicht,
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2: einen Schnitt durch eine
Kraftstoffleitung mit einer gecrimpten Dämpferkammer in ihrem Innern,
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3: eine perspektivische
Darstellung einer Befestigungsklammer, die an einer Dämpferkammer
befestigt ist,
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4: eine Seitenansicht einer
Befestigungsklammer, die an einer Dämpferkammer befestigt ist,
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5: einen Schnitt durch eine
Kraftstoffleitung mit montiertem Dämpferelement,
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6: eine perspektivische
Darstellung eines innerhalb einer Kraftstoffleitung angeordneten Dämpferelements
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7: eine Seitenansicht einer
weiteren Ausführung
einer Befestigungsklammer mit Klemmbügel,
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8: einen weiteren Schnitt
durch eine Kraftstoffleitung mit eingesetztem Dämpferelement, dessen gecrimpte
Dämpferkammer
U-förmige Enden ausbildet,
die die Befestigungsklammer im wesentlichen umschlingt und dadurch
festgelegt wird,
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9: eine Seitenansicht einer
Befestigungsklammer, die im montierten Zustand ein Ende einer Dämpferkammer
umgreift,
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10: eine perspektivische
Darstellung der Befestigungsklammer aus 9, und
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11: eine perspektivische
Darstellung einer Befestigungsklammer, die an einer Endfläche einer
Dämpferkammer
befestigt ist.
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1 zeigt eine Kraftstoffleitungs-Anordnung,
die eine Kraftstoffleitung 10 mit darin angeordnetem Dämpferelement 20 umfasst.
Das Dämpferelement 20 besteht
aus einer Dämpferkammer
mit einem ersten Ende 30 und einem zweiten Ende 40,
wobei die Dämpferkammer
von einem Hohlkörper 50 gebildet
wird. Zur Festlegung der Dämpferkammer
in der Kraftstoffleitung 10 können wahlweise eine nur am
ersten oder zweiten Ende 30, 40 der Dämpferkammer
angeordnete Befestigungsklammer 60 oder aber an jeweils
beiden Enden 30, 40 der Dämpferkammer angeordnete Befestigungsklammern 60 verwendet
werden, die jeweils zumindest einen Klemmbügel 70 aufweisen.
Diese Befestigungsklammern 60 können an der Dämpferkammer
durch Crimpen (d.h. Einfalzen), mechanisches Verschweißen, Verkleben oder
Vernieten befestigt werden.
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Die
Kraftstoffleitung 10 kann an sich bekannte strukturelle
Merkmale aufweisen, die mit dem Klemmbügel 70 oder den Klemmbügeln 70 bei
der Festlegung des Dämpferelement 20 in
seiner Lage innerhalb der Kraftstoffleitung 10 zusammenwirken. Ein
solches Hilfsmittel kann zum Beispiel eine Krümmung 100 der Kraftstoffleitung 10 sein.
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Die
Kraftstoffleitung 10 kann außerdem weitere strukturelle
Merkmale aufweisen, die allein zur Festlegung des Dämpferelements 20 innerhalb
der Kraftstoffleitung 10 dienen. So können z.B. Rippen, Vorsprünge, Vertiefungen
oder Kerben in der Innenwandung der Kraftstoffleitung 10 vorgesehen
werden, die zur Festlegung des Dämpferelements 20 mit dem
oder den Klemmbügeln 70 zusammenwirken.
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2 zeigt einen Schnitt durch
eine Kraftstoffleitung 10 mit darin angeordnetem Dämpferelement 20,
dessen erstes oder zweites Ende 30, 40 in Aufsicht
sichtbar ist. Das Ende 30, 40 des Dämpferelements 20 ist
dabei vorzugsweise durch eine Falzung des die Dämpferkammer bildenden Hohlkörpers 50 gebildet,
wobei das dabei entstehende Ende 30, 40 quer zur
Strömungsrichtung
nicht über
den Querschnitt der Dämpferkammer
hinausragt.
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3 ist eine perspektivische
Ansicht des ersten Endes 30 oder des zweiten Endes 40 der Dämpferkammer
eines Dämpferelements 20.
An der Dämpferkammer
ist mindestens eine Befestigungsklammer 60 befestigt. Die
Befestigungsklammer 60 weist einen Klemmbügel 70 auf,
der für
einen Kontakt mit der Innenseite der Kraftstoffleitung 10 vorgesehen
ist. Besonderes Augenmerk sei auf eine flache Zunge 72 des
Klemmbügels 70 gerichtet,
die mit einer strukturellen Besonderheit der Dämpferkammer des Dämpferelements 20 korrespondiert.
Hierdurch wird der Klemmbügel 70 beim
Einführen
des Dämpferelements 20 in
die Kraftstoffleitung 10 plastisch deformiert.
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4 zeigt einer weiteren Ausführung eines Dämpferelements 20 in
Seitenansicht, in der der Klemmbügel 70 eine
alternative Formgebung aufweist. Hervorzuheben ist an dieser Stelle
die anders gestaltete flache Zunge 72, die in dieser Ausführung dazu
ausgelegt ist, auf der Oberfläche
des die Dämpferkammer
bildenden Hohlkörpers 50 zu
gleiten. Diese Formgebung bewirkt, dass sich der Klemmbügel 70 beim
Einführen
in die Kraftstoffleitung 10 nicht verhakt oder plastisch
deformiert, sondern auf dem Hohlkörper 50 abgleitet.
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5 zeigt einen Querschnitt
durch eine Kraftstoffleitung 10, in die ein Dämpferelement 20 eingeführt ist.
Der Klemmbügel 70 übt eine
Kraft auf die Innenwandung der Kraftstoffleitung 10 aus,
wodurch die dem Klemmbügel 70 abgewandte
Seite des Dämpferelements 20,
auf der sich kein Klemmbügel 70 befindet,
selbst gegen die Innenseite der Kraftstoffleitung 10 gepresst wird.
In dieser Ausführungsform
ist die Formgebung des Klemmbügels 70 im Kontaktbereich
mit der Innenwandung der Kraftstoffleitung 10 an den Innenradius
der Kraftstoffleitung 10 angepasst. Weiterhin kann ist
aus 5 ersichtlich, dass
der Klemmbügel 70 an
seinem einen Ende den die Dämpferkammer
bildenden Hohlkörper 50 des Dämpferelements 20 praktisch
vollständig
umfasst und dadurch am Hohlkörper
befestigt ist.
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Aus 5 nicht ersichtlich ist
eine zusätzliche
Verformung 15 der Kraftstoffleitung 10. Eine solche
Verformung 15 kann vorgesehen werden, um in Zusammenwirkung
mit dem Klemmbügel 70 die
Lage des Dämpferelements 20 in
der Kraftstoffleitung 10 festzulegen. Eine solche Verformung 15 kann
beispielsweise als Rippe, Vorsprung, Vertiefung oder Kerbe in der
Innenwandung der Kraftstoffleitung 10 ausgebildet sein.
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Der
Klemmbügel 70 oder
die Klemmbügel 70 können so
gestalte sein, dass sie beim Einführen des Dämpferelements 20 in
die Kraftstoffleitung 10 plastische verformt werden, wenn
sie zur Anlage an die Innenwandung der Kraftstoffleitung 10 kommen.
Eine solche plastische Verformung kann wünschenswert sein, wenn die
Toleranzen des Kraftstoffsystems eine passgenaue Herstellung einer
federnden Befestigungsklammer 60, die bei der Montage des
Dämpferelements 20 nur
elastisch verformt wird, nicht erlauben.
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6 zeigt ein erfindungsgemäßes Dämpferelement 20 beim
Einführen
in eine Kraftstoffleitung 10. Die Formgebung der Befestigungsklammer 60 kann
es erforderlich machen, dass der Klemmbügel 70 bei der Montage
gegen die den Hohlkörper 50 gedrückt werden
muss, damit das gesamte Dämpferelement 20 einschließlich Befestigungsklammer 60 in die
Kraftstoffleitung 10 eingeführt werden kann.
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7 zeigt das Dämpferelement 20 aus 3 nochmals in Seitenansicht.
In einer ersten Ausgestaltung führt
die Formgebung des Klemmbügels 70 mit
der flachen Zunge 72 zu einer Begrenzung der elastischen
Verformbarkeit des Klemmbügels 70.
Die flache Zunge 72 schlägt bei einer starken Verformung
des Klemmbügel 70 im
Bereich einer Auflagefläche 22 am
Hohlkörper 50 der
Dämpferkammer
an. Ist die flache Zunge 72 sehr starr ausgebildet, so
führt eine
weitere Eindrückung
des Klemmbügels 70 – wie in
Zusammenhang mit 3 erläutert – zu einer
plastischen Verformung der Zunge 72. Ist hingegen auch
die Zunge 72 elastisch verformbar ausgebildet, so kann
das Anschlagen an der Auflagefläche 22 dazu
dienen, die Federkonstante des Klemmbügels 70 bei starker
Verformung deutlich zu erhöhen.
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8 zeigt einen Schnitt durch
eine Kraftstoffleitung 10, in die das Dämpfungselement aus 3 bzw. 7 eingesetzt ist, so dass dessen eine Endfläche in Aufsicht
sichtbar ist. Man beachte, dass die Befestigungsklammer 60 Arme 120 aufweist,
die das U-förmige
Ende der Dämpferkammer
umfassen, das durch Falzung des Hohlkörpers 50 entstanden ist.
In der gezeigten Ausführungsform
dient diese Falzung auch zur Abdichtung des Innenraums des Hohlkörpers 50.
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9 ist eine Seitenansicht
einer weiteren Ausgestaltung einer Befestigungsklammer 60,
die dazu vorgesehen ist, auf das erste oder zweite Ende 30, 40 der
Dämpferkammer
des Dämpferelements 20 aufgesteckt
zu werden. Diese Befestigungsklammer ist in 10 nochmals in perspektivischer Ansicht
gezeigt. Die Befestigungsklammer 60 kann so gestaltet sein,
dass sie auf dem Ende 30, 40 einrastet oder mit
diesem verklebt oder verschweißt
werden kann.
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11 zeigt schließlich eine
perspektivische Ansicht einer am flachen Ende 30, 40 der
Dämpferkammer
eines Dämpferelements 20 befestigten
Befestigungsklammer 60. Dabei ist diese Befestigungsklammer 60 zur
Vernietung mit der Dämpferkammer vorgesehen,
wozu eine entsprechende Bohrung in der Befestigungsklammer vorgesehen
ist.
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Für den Fachmann
ist offensichtlich, dass die Erfindung auch vielfältige weitere
Abwandlungen der erläuterten
Ausführungsbeispiele
zulässt.
So können die
Klemmbügel 70 aus
Federstahl, Edelstahl, einfachem Kohlen stoffstahl, anderen Metallen
und sogar Kunststoff hergestellt werden. Weiterhin kann vorgesehen
werden, dass die Klemmbügel 70 nach
dem Einführen
des Dämpferelements 20 in
die Kraftstoffleitung plastisch verformt werden müssen, um
die erfindungsgemäße Anlage
mit der Innenwandung der Kraftstoffleitung 10 herzustellen.
Alle diese dem Fachmann offensichtlichen Weiterbildungen sollen ebenfalls
Gegenstand der vorliegenden Anmeldung sein.
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Weiterhin
ist Gegenstand der Anmeldung ein Verfahren zur Befestigung eines
Dämpferelements (20)
in einer Kraftstoffleitung (10), das folgende Schritte
umfasst:
- 1. das Bereitstellen einer Kraftstoffleitung 10 und eines
Dämpfungselements 20 mit
mindestens einer Befestigungsklammer 60, wobei die Befestigungsklammer 20 mindestens
einen Klemmbügel 70 hat,
der sich auf einer ersten Seite des Dämpferelements 20 befindet,
und
- 2. das Einführen
des Dämpferelements 20 in
die Kraftstoffleitung 10 dergestalt, dass der Klemmbügel 70 die
Innenseite der Kraftstoffleitung 10 berührt, und eine zweite Seite
des Dämpferelements 20 ebenfalls
die Innenseite der Kraftstoffleitung 10 berührt.
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Weiterhin
kann das Verfahren den Schritt des Fixierens des Klemmbügels 70 an
der Innenseite der Kraftstoffleitung 10 durch Klebstoff
vorsehen.
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Darüber hinaus
kann das Verfahren den zusätzlichen
Schritt einer plastischen Verformung mindestens eines Klemmbügels 70 innerhalb
der Kraftstoffleitung 10 vorsehen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist der weitere Schritt
des Ausbildens einer Einrückung 15 in
der Kraftstoffleitung 10 in der Nähe des Klemmbügels 70 vorgesehen.
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Hierbei
kann schließlich
vorteilhaft noch mindestens ein Klemmbügel 70 so ausgelegt
werden, dass er in die Einrückung 15 einrastet,
wodurch eine zu sätzliche
Fixierung der Dämpfer-Baugruppe 20 in der
Kraftstoffleitung 10 erreicht wird, wobei das Verfahren
dann den zusätzlichen
Schritt des Einführens der
Dämpfer-Baugruppe 20 in
die Kraftstoffleitung 10 bis zum Einrasten des Klemmbügels 70 in
die Einrückung 15 vorsieht.