DE19516358C1 - Fuel pulsation damper in fuel supply system of IC engine - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Pulsationsdämpfer für Kraftstoff im Kraftstoffversorgungs system einer Brennkraftmaschine, der im Oberbegriff des An spruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a pulsation damper for Fuel in the fuel supply system of an internal combustion engine, which in the preamble of An say 1 specified genus.
Aus der DE 37 15 581 A1 ist ein Dämpferelement zum Abbau von Druckschwingungen in einem Kraftstoffversorgungssystem für Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen bekannt. Dieses Dämpferelement ist in einem Filtergehäuse auf dessen Ein laßseite eingebaut, so daß der ankommende pulsierende Kraftstoffstrom durch Strömungskanäle des Dämpferelementes geführt wird. Hierzu umfaßt das Dämpferelement wenigstens zwei parallelgeschaltete, gerade verlaufende und relativ kurze Strömungskanäle, welche in dem Filtergehäuse eine Einlaßkammer mit einer Zulaufkammer vor dem Filterelement verbindet.DE 37 15 581 A1 describes a damper element for dismantling of pressure vibrations in a fuel supply system known for internal combustion engines in motor vehicles. This Damper element is in a filter housing on its on built-in side, so that the incoming pulsating Fuel flow through flow channels of the damper element to be led. For this purpose, the damper element comprises at least two parallel, straight and relative short flow channels, which one in the filter housing Inlet chamber with an inlet chamber in front of the filter element connects.
Bei der bekannten Anordnung werden die Druckschwingungen nicht allein durch die parallelen Strömungskanäle gedämpft, sondern auch durch das nachgeordnete Filter, das ebenfalls einen Strömungswiderstand darstellt. Mit den parallelge schalteten Strömungskanälen allein kann daher keine aus reichende Pulsationsdämpfung erreicht werden. Außerdem ist nicht für jeden Einsatzzweck die Kombination einem Dämpferelementes mit einem Kraftstoffilter sinnvoll, wobei nicht zuletzt auch die Dämpfungseigenschaft des Filterele mentes von dessen Struktur und dem Verschmutzungsgrad ab hängt.In the known arrangement, the pressure vibrations not just dampened by the parallel flow channels, but also through the subordinate filter, which also represents a flow resistance. With the parallelge switched flow channels alone can therefore no sufficient pulsation damping can be achieved. Besides, is not the combination one for every purpose Damper element useful with a fuel filter, where not least the filterele's damping properties mentes on its structure and the degree of pollution hangs.
Die DE-OS 14 50 446 beschreibt eine Einrichtung zur Dämpfung der Schwingungen eines pulsierenden Flüssigkeits stromes. Gemäß der gezeigten Ausführung besteht der Pul sationsdämpfer aus einem Gehäuse mit einem Zulauf und einem Ablauf. In dem Gehäuse ist ein Strömungskanal ausgebildet, in dem eine Drosseleinrichtung angeordnet ist. Diese Dros seleinrichtung besteht aus mindestens zwei in Strömungs richtung hintereinander angeordneten Drosselöffnungen, zwi schen denen ein Abschnitt des Strömungskanals ausgebildet ist, dessen Durchgangsquerschnitt wesentlich größer ist als der Querschnitt der Drosselöffnungen.DE-OS 14 50 446 describes a device for Damping the vibrations of a pulsating liquid current. According to the version shown, the pulse exists station damper from a housing with an inlet and a Procedure. A flow channel is formed in the housing, in which a throttle device is arranged. These Dros seleinrichtung consists of at least two in flow direction of throttle openings arranged one behind the other, zwi formed a portion of the flow channel whose passage cross section is significantly larger than the cross section of the throttle openings.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Pulsationsdämpfer der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ge nannten Gattung zu schaffen, der einfach im Aufbau, sicher in der Wirkungsweise und universell verwendbar ist.The invention is therefore based on the object Pulsation damper the ge in the preamble of claim 1 called genus to create that is simple in structure, safe is effective and universally applicable.
Diese Aufgabe wird durch einen Pulsationsdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is accomplished with a pulsation damper Features of claim 1 solved.
Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Pulsations dämpfers werden darin gesehen, daß aufgrund der einfachen Gestaltung eine kostengünstige Herstellung insbesondere im Hinblick auf eine Massenproduktion möglich ist und der Pulsationsdämpfer sich auch zum Einbau in Kraft stoffrücklaufleitungen eignet. Für die äußerst einfache Herstellung und die Schaffung optimal langer Strömungswege innerhalb des Einsatzstückes sind die Drosselöffnungen min destens annähernd am Umfangsrand der Scheiben angeordnet und liegen diametral gegenüber. The main advantages of the pulsation according to the invention dampers are seen in that because of the simple Designing an inexpensive manufacture especially in the In terms of mass production is possible and Pulsation dampers are also available for installation in force material return lines is suitable. For the extremely simple Production and creation of optimally long flow paths within the insert, the throttle openings are min arranged approximately at the peripheral edge of the disks and are diametrically opposite.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Pulsationsdämpfers be steht darin, daß das Gehäuse aus mindestens zwei zusammen gefügten Teilen besteht, die einen Hohlraum bilden, in dem das Einsatzstück angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, Pulsationsdämpfer für unterschiedliche Durchfluß mengen und mit unterschiedlicher Dämpfungscharakteristik in standardisierter Bauweise herzustellen, wobei lediglich in dem Einsatzstück eine entsprechend dimensionierte Dros selöffnung vorzusehen ist. Vorzugsweise besteht das Gehäuse aus einem Topfteil und einem Deckelteil, wobei das Ein satzstück vollständig in dem Topfteil aufgenommen ist. Bei dieser Bauart müssen zur Abdichtung des Gehäuses lediglich Topfteil und Deckelteil zueinander passen. Auf eine Maß haltigkeit des Einsatzstückes kommt es dabei nicht an, da dieses vollständig innerhalb des Topfteiles befindlich ist.A preferred embodiment of the pulsation damper be is that the housing is composed of at least two joined parts that form a cavity in which the insert is arranged. That way it is possible, pulsation dampers for different flow rates quantities and with different damping characteristics in to produce standardized construction, whereby only in the insert a correspondingly dimensioned Dros opening must be provided. The housing is preferably made from a pot part and a lid part, the one set piece is completely included in the pot part. At this type only have to seal the housing The pot part and lid part fit together. To a measure The durability of the insert is not important here this is completely inside the pot part.
Zweckmäßigerweise bestehen die Teile des Gehäuses und gege benenfalls das Einsatzstück aus einem Kunststoffmaterial. Dadurch ist die Herstellung der Gehäuseteile und des Ein satzstückes als Spritzgußteile auf einfache und billige Art möglich, wobei auch die erforderlichen Anschlußstutzen an den Gehäuseteilen ohne nennenswerten Mehraufwand gleichzei tig gefertigt werden können. Durch das Kunststoffmaterial ergeben sich auch mehrere Arten der Verbindungstechnik, wo bei hierfür insbesondere Kleben, Reibschweißen oder Ultra schallschweißen für ein unlösbares Zusammenfügen der Gehäu seteile in Betracht zu ziehen sind.Advantageously, the parts of the housing and against if necessary, the insert made of a plastic material. This is the manufacture of the housing parts and the one set piece as injection molded parts in a simple and cheap way possible, with the necessary connecting pieces the housing parts at the same time without any significant additional effort can be manufactured. Through the plastic material there are also several types of connection technology where for this in particular gluing, friction welding or ultra sonic welding for an inseparable assembly of the housing parts are to be considered.
Damit das Einsatzstück erschütterungsfrei und gegen die In nenwandung abgedichtet in dem Gehäuse gehalten ist, besteht eine bevorzugte Ausgestaltung darin, daß in seitlichen Be reichen des Hohlraums radiale Schultern vorgesehen sind, zwischen denen das Einsatzstück eingespannt ist. Das Ein satzstück umfaßt vorzugsweise ein zylindrisches Mittelteil und mehrere das Mittelteil umgebende ringförmige Scheiben, die in axialem Abstand zueinander angeordnet sind, so daß zwischen jeweils zwei benachbarten Scheiben ein Ringraum gebildet ist. In jeder dieser Scheiben ist mindestens eine Drosselöffnung vorgesehen, wobei die Drosselöffnungen zweier aufeinanderfolgender Scheiben versetzt zueinander angeordnet sind. Durch diese Ausgestaltung des Einsatz stückes mit den Ringräumen zwischen den Scheiben folgt auf jede Drosselöffnung ein Abschnitt des Strömungskanals mit wesentlich größerem Durchgangsquerschnitt, und durch die versetzte Anordnung der Drosselöffnungen zueinander ergibt sich eine Strömungsumlenkung. Sowohl die abrupten Quer schnittsänderungen als auch die Richtungsänderungen der Strömung sind wesentlich für die Dämpfung der Pulsation in der Flüssigkeit. Als besonders bevorzugte Ausführung des Einsatzstückes wird angesehen, daß fünf Scheiben mit jeweils einer Drosselöffnung vorgesehen sind.So that the insert is vibration-free and against the In nenwandung is held sealed in the housing, there a preferred embodiment in that in lateral loading radial shoulders are provided in the cavity, between which the insert is clamped. The one Set piece preferably comprises a cylindrical central part and several annular disks surrounding the central part, which are arranged at an axial distance from each other, so that an annulus between two adjacent disks is formed. There is at least one in each of these disks Throttle opening provided, the throttle openings two successive disks offset from each other are arranged. Through this design of the application piece with the annular spaces between the disks follows a portion of the flow channel with each throttle opening much larger passage cross-section, and through the staggered arrangement of the throttle openings to each other results there is a flow deflection. Both the abrupt cross changes in section as well as changes in direction of the Are essential for damping the pulsation in the liquid. As a particularly preferred embodiment of the Insert piece is considered to have five disks with a throttle opening are provided.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigtAn embodiment of the invention is below hand of the drawing explained in more detail. In the drawing shows
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Pulsationsdämpfer, Fig. 1 shows a longitudinal section through a pulsation damper,
Fig. 2 ein Einsatzstück mit Drosselbohrungen, Fig. 2 shows an insert piece with throttle bores,
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 3 is a section along the line III-III in Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2, Fig. 4 shows a section along the line IV-IV in Fig. 2,
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 2. Fig. 5 is a section along the line VV in Fig. 2.
In Fig. 1 ist ein Pulsationsdämpfer 1 dargestellt, der im wesentlichen aus einem zweiteiligen Gehäuse 2 und einem in einem Hohlraum 9 des Gehäuses 2 angeordneten Einsatzstück 13 besteht. Das Gehäuse umfaßt ein Topfteil 3 und ein Deckelteil 4, die vorzugsweise aus Kunststoff bestehen und an einer gemeinsamen Anlagefläche 10 miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Kleben, Reibschweißen, Vibrationsschweißen oder dgl. An dem Topfteil 3 und am Deckelteil 4 ist jeweils ein Anschlußstutzen 7, 8 angeord net, wobei in dem Anschlußstutzen 7 ein in eine Einlaßkam mer 11 mündender Zulaufanschluß und in dem Anschlußstutzen 8 ein aus einer Auslaßkammer 12 führender Rücklaufanschluß 6 vorgesehen ist. In den seitlichen Bereichen des Hohlraums 9 weist das Gehäuse 2 radiale Schultern 14 und 15 auf, zwi schen denen das Einsatzstück 13 eingespannt ist, das auf einer Seite die Einlaßkammer 11 und auf der anderen Seite die Auslaßkammer 12 begrenzt.In Fig. 1, a pulsation damper 1 is shown, which consists essentially of a two-part housing 2 and, disposed in a cavity 9 of the housing 2 insert piece 13. The housing comprises a pot part 3 and a lid part 4 , which are preferably made of plastic and are connected to one another at a common contact surface 10 , for example by gluing, friction welding, vibration welding or the like. A connecting piece 7 is provided on the pot part 3 and on the lid part 4 , 8 angeord net, wherein in the connecting piece 7 a in a Einlaßkam mer 11 opening inlet connection and in the connecting piece 8 a leading from an outlet chamber 12 return port 6 is provided. In the lateral regions of the cavity 9 , the housing 2 has radial shoulders 14 and 15 , between which the insert 13 is clamped, which delimits the inlet chamber 11 on one side and the outlet chamber 12 on the other side.
Das Einsatzstück 13, von dem eine Außenansicht in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt ein zylindrisches Mittelteil 16 und mehrere das Mittelteil umgebende ringförmige Scheiben 17, 18, 19, 20 und 21, die in axialem Abstand zueinander ange ordnet sind, so daß zwischen jeweils zwei benachbarten Scheiben 17, 18, 19, 20, 21 Ringräume 22 gebildet sind. In jeder der Scheiben 17 bis 21 ist eine Drosselöffnung 24 bis 28 vorgesehen, durch welche jeweils benachbarte Ringräume 22 bzw. die Einlaßkammer 11 mit dem ersten Ringraum 22 und die Auslaßkammer 12 mit dem letzten Ringraum 22 fluidisch miteinander verbunden sind, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist.The insert 13 , of which an external view is shown in Fig. 2, comprises a cylindrical central part 16 and a plurality of the central part surrounding annular discs 17 , 18 , 19 , 20 and 21 , which are arranged at an axial distance from each other, so that between each two adjacent disks 17 , 18 , 19 , 20 , 21 annular spaces 22 are formed. A throttle opening 24 to 28 is provided in each of the disks 17 to 21 , through which respectively adjacent annular spaces 22 or the inlet chamber 11 with the first annular space 22 and the outlet chamber 12 with the last annular space 22 are fluidly connected to one another, as is shown in FIG. 1 can be seen.
Dabei ist die Anordnung der Drosselöffnungen in den Schei ben so getroffen, daß die Drosselöffnungen 24 bis 28 von jeweils zwei aufeinanderfolgenden Scheiben 17 und 18 bzw. 18 und 19 bzw. 19 und 20 bzw. 20 und 21 diametral gegen überliegen. Die Einlaßkammer 11 sowie die über die Drossel öffnungen 24 bis 28 verbundenen Ringräume 22 und die Aus laßkammer 12 bilden einen Strömungskanal 23 für den Kraft stoff mit mehreren sprunghaften Querschnittsänderungen, wo durch sich eine Dämpfung der Pulsation im Kraftstoff er gibt. Der Verlauf des Strömungskanals 23 und die Strömungs richtung sind mittels Pfeilen markiert.The arrangement of the throttle openings in the disc ben is such that the throttle openings 24 to 28 of two successive disks 17 and 18 or 18 and 19 or 19 and 20 or 20 and 21 are diametrically opposed. The inlet chamber 11 and the orifices 24 to 28 connected via the throttle openings 22 and from the lasskammer 12 form a flow channel 23 for the fuel with several abrupt changes in cross-section, where there is an attenuation of the pulsation in the fuel. The course of the flow channel 23 and the flow direction are marked by arrows.
Die Fig. 4 und 5 zeigen, daß die Drosselöffnungen 26 und 27 durch Aussparungen am Scheibenumfang gebildet sind. Die Drosselöffnung 25 in der Scheibe 18 ist deckungsgleich mit der Drosselöffnung 27 in der Scheibe 20. Die Drossel öffnungen 24 und 28 in den Scheiben 17 und 21 sind als Boh rungen oder dgl. ausgeführt, welche einen radialen Abstand zum Umfangsrand der Scheiben aufweisen (vgl. Fig. 3), damit die Drosselöffnung 24, 28 nicht durch die radialen Schul tern 14, 15 abgedeckt werden. Die Drosselöffnungen 24, 28 haben beispielsweise einen Durchmesser D von ca. 2,5 mm; einen gleich großen Querschnitt besitzen die Drossel öffnungen 25, 26 und 27. Aufgrund der Gestaltung der Ring räume 22 ist der Durchflußquerschnitt in diesen Ringräumen wesentlich größer. Er beträgt vorzugsweise etwa das Zehn fache des Querschnitts der Drosselöffnungen 24 bis 28. Die diametrale Anordnung der Drosselöffnungen 24 bis 28 bietet einen möglichst langen Strömungsweg mit erzwungenen Umlen kungen, so daß Pulsationen vollständig eliminiert werden. Der Pulsationsdämpfer ist auch zum Einbau in eine Kraft stoffrücklaufleitung geeignet. FIGS. 4 and 5 show that the restrictor openings are formed by recesses 26 and 27 at the disc periphery. The throttle opening 25 in the disk 18 is congruent with the throttle opening 27 in the disk 20 . The throttle openings 24 and 28 in the disks 17 and 21 are designed as bores or the like, which have a radial distance from the circumferential edge of the disks (see FIG. 3), so that the throttle opening 24 , 28 does not tern through the radial shoulders 14 , 15 are covered. The throttle openings 24 , 28 have, for example, a diameter D of approximately 2.5 mm; the throttle openings 25 , 26 and 27 have the same cross section. Due to the design of the annular spaces 22 , the flow cross section in these annular spaces is much larger. It is preferably about ten times the cross section of the throttle openings 24 to 28 . The diametrical arrangement of the throttle openings 24 to 28 offers the longest possible flow path with forced deflections, so that pulsations are completely eliminated. The pulsation damper is also suitable for installation in a fuel return line.
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