DE60027846T2 - Filter für Druckregelungssystem - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Ein Filter für einen Kraftstoffdruckregler für Kraftstoffanlagen von Kraftfahrzeugen und spezieller ein Filter, der innerhalb des Druckreglergehäuses angebracht ist.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Es wird davon ausgegangen, dass die meisten modernen Kraftstoffsysteme für Kraftfahrzeuge Einspritzventile verwenden, um Kraftstoffstoff zur Verbrennung in die Motorzylinder zu fördern. Es wird davon ausgegangen, dass diese Einspritzventile mit einem Kraftstoffverteiler verbunden sind, der über eine Pumpe mit Kraftstoff versorgt wird. Es wird ferner davon ausgegangen, dass der Druck, mit dem der Kraftstoff zum Kraftstoffverteiler gefördert wird, geregelt werden muss, um den ordnungsgemäßen Betrieb der Einspritzventile sicherzustellen. Es wird davon ausgegangen, dass eine derartige Regelung mithilfe von Druckreglern durchgeführt wird, die den Kraftstoffdruck im System bei allen Motordrehzahlen regeln, d. h. den jeweils gemessenen Umdrehungen pro Minute. Es wird davon ausgegangen, dass herkömmliche Kraftstoffdruckregler eine Durchflussbauform und eine Bypass-Bauform umfassen, wie in dem auf dem üblichen Weg an Robinson et al. übertragenen US-Patent Nr. 5.509.444 bzw. an Hornby et al. übertragenen US-Patent Nr. 5.413.077 offenbart. US-Patent Nr. 4.130.622 beschreibt einen Kraftstoffdruckregler mit einem Filter.
  • Es wird davon ausgegangen, dass es notwendig ist, den Kraftstoff zu filtern, der durch die Druckregler strömt, um Verunreinigungen zu beseitigen und einen ordnungsgemäßen Betrieb der Komponenten am Kraftstoffverteiler, zum Beispiel der Einspritzventile, zu gewährleisten. Es wird davon ausgegangen, dass, um diese Aufgabe zu lösen, Filter an einer Außenfläche der Druckregler angebracht worden sind, und dass diese außen liegenden Filter Beschädigungen und unbeabsichtigter Entfernung ausgesetzt sind während der Montage, des Testens, der Handhabung und des Einbaus in ein Kraftfahrzeug. Es wird ferner davon ausgegangen, dass Filter innen im Druckregler angebracht worden sind, und dass diese innen liegenden Filter vor versehentlicher Beschädigung und Entfernung geschützt sind, jedoch einen eingeschränkten Filterbereich bereitstellen, der sich als unzulänglich erwiesen hat. Es wird davon ausgegangen, dass Bedarf an einem Kraftstofffilter besteht, der vor Beschädigungen geschützt ist und einen ausreichend großen Filterbereich bietet.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein Kraftstoffdruckregler, der Folgendes umfasst: einen innen liegenden Kraftstofffilter, wobei der Druckregler ein Gehäuse aufweist, das einen Kraftstoffströmungspfad umgibt, wobei das Gehäuse einen oberen und einen unteren Gehäuseteil ausbildet und eine Ventilstelleinrichtung umfasst, die in demselben angeordnet ist und ein Ventilstelleinrichtungsgehäuse aufweist, wobei der Kraftstofffilter Folgendes umfasst: ein zweites Trägerelement, das eine erste Fläche umfasst, die vom unteren Gehäuseteil des Druckreglers abgedichtet umgeben ist; ein erstes Trägerelement, das in einem Abstand zum zweiten Trägerelement entlang einer Achse angeordnet ist, wobei mindestens ein Steg zwischen dem ersten und dem zweiten Trägerelement angeordnet ist und sich an diese anschmiegt, wobei das erste Trägerelement eine Fläche umfasst, die das Ventilstelleinrichtungsgehäuse abgedichtet umgibt; ein Filterelement, das sich zwischen dem ersten Trägerelement und dem zweiten Trägerelement erstreckt und um die Achse angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine erhabene Kontur am inneren Umfang des ersten Trägerelements und der Stege vorhanden ist, die in eine Vertiefung an der Außenfläche des Ventilstelleinrichtungsgehäuses einrastet.
  • US-Patent 4.311.168 offenbart einen innen liegenden Kraftstofffilter für einen Druckregler mit einem Gehäuse, das einen Kraftstoffströmungspfad umgibt.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Patentschrift einbezogen sind und einen Bestandteil derselben darstellen, zeigen die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung bildlich und dienen zusammen mit der vorstehend gegebenen allgemeinen Beschreibung und der nachstehend gegebenen ausführlichen Beschreibung zur Erklärung der Merkmale der Erfindung.
  • 1A ist eine Seitenansicht eines Kraftstofffilters gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 1B ist eine Vorderansicht des in 1A dargestellten Kraftstofffilters.
  • 1C ist eine Darstellung im Schnitt des in 1A gezeigten Kraftstofffilters, wobei der Schnitt entlang der Linie 1C-1C in 1B gelegt ist.
  • 1D ist eine Darstellung im Schnitt des in 1A gezeigten Kraftstofffilters, wobei der Schnitt entlang der Linie 1D-1D in 1B gelegt ist.
  • 2A ist eine Seitenansicht eines Kraftstofffilters gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2B ist eine Vorderansicht des in 2A dargestellten Kraftstofffilters.
  • 2C ist eine Darstellung im Schnitt des in 2A gezeigten Kraftstofffilters, wobei der Schnitt entlang der Linie 2C-2C in 2B gelegt ist.
  • 2D ist eine Darstellung im Schnitt des in 2A gezeigten Kraftstofffilters, wobei der Schnitt entlang der Linie 2D-2D in 2B gelegt ist.
  • 3A ist eine Seitenansicht eines Kraftstofffilters gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 3B ist eine Vorderansicht des in 3A dargestellten Kraftstofffilters.
  • 3C ist eine Darstellung im Schnitt des in 3A gezeigten Kraftstofffilters, wobei der Schnitt entlang der Linie 3C-3C in 3B gelegt ist.
  • 3D ist eine Darstellung im Schnitt des in 3A gezeigten Kraftstofffilters, wobei der Schnitt entlang der Linie 3D-3D in 3B gelegt ist.
  • 4 ist eine Darstellung im Schnitt eines Durchflusskraftstoffdruckreglers, wobei der Kraftstofffilter gemäß der dritten Ausführungsform auf der linken Seite gezeigt ist und der Kraftstofffilter gemäß der ersten Ausführungsform auf der rechten Seite gezeigt ist.
  • 5 ist eine Darstellung im Schnitt eines Bypass-Kraftstoffdruckreglers, wobei der Kraftstofffilter gemäß der dritten Ausführungsform auf der linken Seite gezeigt ist und der Kraftstofffilter gemäß der ersten Ausführungsform auf der rechten Seite gezeigt ist.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Eine erste Ausführungsform des Kraftstofffilters der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1A–1D beschrieben. Wie dargestellt hat der Filter 10 ein erstes Trägerelement 102 und ein zweites Trägerelement 104, die entlang einer Filterachse A versetzt sind. Das erste und das zweite Trägerelement 102, 104 sind mit Stegen 106 verbunden, um einen Filterrahmen 108 zu definieren. Ein Filterelement 110 ist so am Rahmen 108 befestigt, dass es um die Achse A angeordnet ist und eine allgemein zylindrische Filterbaugruppe ausgebildet wird. Der Rahmen 108 ist im Wesentlichen fluidundurchlässig und das Filterelement 110 ist im Wesentlichen fluiddurchlässig.
  • Das erste und zweite Trägerelement 102, 104 können ringförmig sein. Das erste Trägerelement 102 hat eine erhabene Kontur 112 auf einem Bereich eines inneren Umfangs, die in eine erste Innenfläche eines Kraftstoffdruckreglers einrasten kann. Die erhabene Kontur 112 kann entlang des gesamten Innenumfangs des ersten Trägerelements 102 verlaufen, oder sie kann entlang einer Länge des ersten Trägerelements 102 verlaufen, die sich an die Stege 106 anschmiegt. Das zweite Trägerelement 104 hat eine Dichtfläche 114 auf einem äußeren Umfang, die an einer zweiten Innenfläche eines Kraftstoffdruckreglers anliegen kann. Die erhabene Kontur 112 und die Dichtfläche 114 bilden einen Strömungspfad durch mindestens einen Bereich des Filterelements 110, der im Wesentlichen senkrecht zur Achse A ist.
  • Die Trägerelemente 102, 104 und die Stege 106 können aus einem thermoplastischen Material hergestellt sein, obwohl auch andere Werkstoffe in den Schutzbereich der Erfindung fallen. Das Filterelement 110 kann aus gewebtem Filtermaterial bestehen, das in den Rahmen 108 eingegossen wird mithilfe eines herkömmlichen Verfahrens, wodurch das Filterelement 110 innerhalb der Trägerelemente 102, 104 und Stege 106 abgedichtet wird. Das Filterelement 110 kann aus einem einzigen Teil bestehen, das sich über den gesamten Umfang des Rahmens erstreckt, oder aus mehreren Teilen, die an einem Bereich des Umfangs des Rahmens 108 verlaufen. Wenn mehrere Teile verwendet werden, können die Enden vor dem Eingießprozess überlappen. Einer oder mehrere der Stege 106 können vergrößerte Abmessungen am Umfang haben, um die überlappenden Enden des Filtermaterials aufzunehmen. Die Stege 106 haben eine Außenfläche 116, die in einem Winkel in Bezug auf die Filterachse A ausgerichtet ist. Die Ausrichtung der Außenflächen 116 kann bei der Entfernung des Filterelements 110 aus einer Form während der Herstellung unterstützen.
  • Eine alternative Ausführungsform 20 des Filters ist in den 2A–2D dargestellt. Diese Ausführungsform weist Elemente auf, die mit der ersten Ausführungsform 10 vergleichbar sind, und umfasst ein erstes Trägerelement 202 und ein zweites Trägerelement 204, die mit den Stegen 206 verbunden sind, um einen Filterrahmen 208 zu definieren, und ein Filterelement 210, das so am Rahmen 208 befestigt ist, dass es um die Achse A angeordnet ist. Das erste Trägerelement 202 hat eine erhabene Kontur 212 auf einem Bereich eines inneren Umfangs, die in eine erste Innenfläche eines Kraftstoffdruckreglers einrasten kann. Die erhabene Kontur 212 kann entlang des gesamten Innenumfangs des ersten Trägerelements 202 verlaufen, oder sie kann entlang einer Länge des ersten Trägerelements 202 verlaufen, die sich an die Stege 206 anschmiegt. Das zweite Trägerelement 204 hat eine Dichtfläche 214 auf einem äußeren Umfang, die an einer zweiten Innenfläche eines Kraftstoffdruckreglers anliegen kann. Die erhabene Kontur 212 und die Dichtfläche 214 bilden einen Strömungspfad durch mindestens einen Bereich des Filterelements 210, der im Wesentlichen senkrecht zur Achse A ist. Die Stege 206 weisen eine Außenfläche 216 auf, die im Wesentlichen parallel zur Filterachse A ausgerichtet ist. Die Ausrichtung der Flächen 216 kann zu niedrigeren Kosten bei der Gussherstellung führen, da der Kraftstofffilter 20 bezüglich der Geometrie relativ einfach ist.
  • Eine weitere alternative Ausführungsform 30 des Filters ist in den 3A–3D dargestellt. Diese Ausführungsform weist Elemente auf, die mit den anderen Ausführungsformen 10, 20 vergleichbar sind, und umfasst ein erstes Trägerelement 302 und ein zweites Trägerelement 304, die mit den Stegen 306 verbunden sind, um einen Filterrahmen 308 zu definieren, und ein Filterelement 310, das so am Rahmen 308 befestigt ist, dass es um die Achse A angeordnet ist. Mindestens einer der Stege hat eine erhabene Kontur 312 auf einem Bereich eines inneren Umfangs, die in eine erste Innenfläche eines Kraftstoffdruckreglers einrasten kann. Die erhabene Kontur 312 kann entlang des gesamten inneren Umfangs des mindestens einen Stegs 306 verlaufen, oder sie kann entlang eines Bereichs einer Länge entlang des mindestens einen Stegs 306 verlaufen. Ferner können erhabene Konturen auf jedem der Stege 306 angeordnet sein. Das zweite Trägerelement 304 hat eine Dichtfläche 314 auf einem äußeren Umfang, die an einer zweiten Innenfläche eines Kraftstoffdruckreglers anliegen kann. Die erhabene Kontur 312 und die Dichtfläche 314 bilden einen Strömungspfad durch mindestens einen Bereich des Filterelements 310, der im Wesentlichen senkrecht zur Achse A ist. Die Stege 306 weisen eine Außenfläche 316 auf, die im Wesentlichen parallel zur Filterachse A ausgerichtet ist. Die Ausrichtung der Außenflächen 316 kann zu niedrigeren Kosten bei der Gussherstellung führen, wodurch die Kosten des Kraftstofffilters 30 reduziert werden.
  • 4 zeigt Beispiele für Kraftstofffilter gemäß der vorliegenden Erfindung, die in einem Durchflusskraftstoffdruckregler 40 angebracht sind. Die Kraftstofffilter 10 und 30 sind zu Veranschaulichungszwecken dargestellt, obwohl selbstverständlich ist, dass jederzeit ein einzelner Filter 10, 20 oder 30 verwendet werden könnte. Ferner würde der Kraftstofffilter 20 in ähnlicher Weise angebracht werden.
  • Wie dargestellt, rasten die erhabene Kontur 112 am inneren Umfang des ersten Trägerelements 102 bzw. die erhabenen Konturen 312 am inneren Umfang der Stege 306 in eine Vertiefung 418 an einer Außenfläche des Ventilstelleinrichtungsgehäuses 408 ein. Die Vertiefung 418 nimmt die erhabene Kontur bzw. die erhabenen Konturen 112, 312 auf und hält den Filter 10, 30 in Position. Die Dichtfläche 114, 314 am äußeren Umfang des zweiten Trägerelements 104, 304 liegt an einer Innenfläche des Druckreglergehäuses 412 an. Die erhabene Kontur bzw. die erhabenen Konturen 112, 312 und die Dichtflächen 114, 314 definieren einen Strömungspfad durch den Filter 10, 30. Im Betrieb tritt Kraftstoff in den Druckregler 40 durch die Öffnungen 410 im unteren Gehäuseteil 412 ein und strömt anschließend durch die Filterelemente 110, 310 in einer im Wesentlichen radialen Richtung (weg von der Achse A), bevor er durch den Ventilsitz 402 und die Öffnung 414 im oberen Druckreglergehäuseteil 416 weiterströmt.
  • 5 zeigt ein Beispiel für die Kraftstofffilter gemäß der vorliegenden Erfindung, die in einem Bypass-Kraftstoffdruckregler 50 angebracht sind. Die Kraftstofffilter 10 und 30 sind zu Veranschaulichungszwecken dargestellt, obwohl selbstverständlich ist, dass jederzeit ein einzelner Filter 10, 20 oder 30 verwendet werden könnte. Ferner würde der Kraftstofffilter 20 in ähnlicher Weise angebracht werden.
  • Im Druckregler 50 rasten die erhabene Kontur 112 am inneren Umfang des ersten Trägerelements 102 bzw. die erhabenen Konturen 312 am inneren Umfang der Stege 306 des Filters 10, 30 in einer Vertiefung 514 an einer Außenfläche des Ventilkörpers 506 ein. Die Vertiefung 514 nimmt die erhabene Kontur bzw. die erhabenen Konturen 112, 312 auf und hält den Filter 10, 30 in Position. Die Dichtfläche 114, 314 am äußeren Umfang des zweiten Trägerelements 104, 304 liegt an einer Innenfläche des Druckreglergehäuses 508 an. Die erhabene Kontur bzw. die erhabenen Konturen 112, 312 und die Dichtflächen 114, 314 definieren einen Strömungspfad durch den Filter 10, 30. Im Betrieb tritt Kraftstoff in den Ventilkörper 506 durch die Öffnung 507 in seinem unteren Ende ein und strömt anschließend durch den Ventilsitz 510, bevor er in einer im Wesentlichen radialen Richtung (hin zur Achse A) durch das Filterelement 110, 310 strömt. Der Kraftstoff strömt danach weiter aus dem Druckregler 50 hinaus durch die Öffnungen 512 im unteren Druckreglergehäuseteil 508.
  • Obwohl die Erfindung in Bezug auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen offenbart wurde, sind zahlreiche Modifikationen, Varianten oder Änderungen der beschriebenen Ausführungsformen möglich, ohne den Schutzbereich der Erfindung gemäß der Definition in den beigefügten Ansprüchen zu verlassen. Dementsprechend ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern sich auf den Schutzbereich erstreckt, der durch den Wortlaut der folgenden Ansprüche definiert ist.

Claims (7)

  1. Kraftstoffdruckregler (40, 50), der umfasst: einen innen liegenden Kraftstofffilter (10, 20, 30), wobei der Druckregler ein Gehäuse aufweist, das einen Kraftstoffströmungspfad umgibt, wobei das Gehäuse einen oberen (416) und einen unteren (412, 508) Gehäuseteil ausbildet und eine Ventilstelleinrichtung umfasst, die in demselben angeordnet ist und ein Ventilstelleinrichtungsgehäuse umfasst, wobei der Kraftstofffilter Folgendes umfasst: ein zweites Trägerelement (104, 304), das eine erste Fläche (114, 314) umfasst, die vom unteren Gehäuseteil (412, 508) des Druckreglers abgedichtet umgeben ist; ein erstes Trägerelement (102, 302), das in einem Abstand zum zweiten Trägerelement (104, 304) entlang einer Achse angeordnet ist, wobei mindestens ein Steg (106, 306) zwischen dem ersten und dem zweiten Trägerelement angeordnet ist und sich an diese anschmiegt, wobei das erste Trägerelement (102) eine Fläche umfasst, die das Ventilstelleinrichtungsgehäuse abgedichtet umgibt; ein Filterelement (110, 210, 310, 410), das sich zwischen dem ersten Trägerelement (102, 202, 302) und dem zweiten Trägerelement (104, 204, 304) erstreckt und um die Achse angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine erhabene Kontur (112, 312) am inneren Umfang des ersten Trägerelements und den Stegen (106, 306) vorhanden ist, die in eine Vertiefung (418, 514) an der Außenfläche (418) des Ventilstelleinrichtungsgehäuses (408, 506) einrastet.
  2. Kraftstoffdruckregler, der den innen liegenden Kraftstofffilter nach Anspruch 1 umfasst, wobei der Steg (106, 306) die erste Fläche (114, 314) umfasst.
  3. Kraftstoffdruckregler, der den innen liegenden Kraftstofffilter nach Anspruch 1 umfasst, wobei die erste Fläche (114, 314) auf einem äußeren Umfang des zweiten Trägerelements (104, 304) angeordnet ist.
  4. Kraftstoffdruckregler, der den innen liegenden Kraftstofffilter nach Anspruch 1 umfasst, wobei der mindestens eine Steg (106, 306) aus vier Stegen besteht.
  5. Kraftstoffdruckregler, der den innen liegenden Filter nach Anspruch 4 umfasst, wobei die vier Stege allgemein gleichmäßig um die Achse verteilt angeordnet sind.
  6. Kraftstoffdruckregler, der den innen liegenden Kraftstofffilter nach Anspruch 1 umfasst, wobei das erste Trägerelement (102) so beschaffen ist, dass es einen Ventilkörper umgibt.
  7. Kraftstoffdruckregler, der den innen liegenden Filter nach Anspruch 1 umfasst, wobei Fluid durch einen Bereich des Filterelements in eine Richtung strömt, die im Wesentlichen senkrecht zur Achse ist.
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