DE69510048T2

DE69510048T2 - In eine kraftstoffverteilerleiste engebauter getrennter filter

Info

Publication number: DE69510048T2
Application number: DE69510048T
Authority: DE
Inventors: Barry Robinson
Original assignee: Siemens Automotive Corp
Current assignee: Siemens Automotive Corp
Priority date: 1994-04-13
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1999-10-21
Anticipated expiration: 2015-04-01
Also published as: US5533478A; KR100374887B1; WO1995028562A1; CN1145105A; EP0755485A1; CN1119523C; EP0755485B1; KR970702433A; DE69510048D1

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft allgemeine eine Kraftstoffanlage einer Brennkraftmaschine und insbesondere eine Kraftstoffverteileranordnung, die enthält: elektrisch betätigte Kraftstoffeinspritzventile und einen Filter zum Ausfiltern von Fremdkörpern aus Kraftstoff nach Eintritt in die Kraftstoffverteileranordnung, so daß die Fremdkörper nicht den Innenmechanismus der Kraftstoffeinspritzventile erreichen, wo sie eine einwandfreie Funktionsweise beeinträchtigen könnten.

Hintergrund und Zusammenfassung der Erfindung

Es ist bekannt, Filtersiebe in Kraftstoffeinspritzanlagen einzusetzen, um Fremdkörper aus dem Kraftstoff auszufiltern, so daß die Fremdkörper nicht lebenswichtige Bauteile der Kraftstoffverteileranordnung erreichen. Die Gefahren, die möglicherweise auftreten, wenn teilchenförmige Stoffe in das Kraftstoffeinspritzventil oder andere Bauteile der Kraftstoffverteileranordnung eindringen, sind dokumentiert und brauchen hier nicht wiederholt zu werden. Es ist ferner bekannt, patronenartige Kraftstoffilterelemente in Kraftstoffanlagen zu verwenden.
Die FR-A-1 575 877 lehrt ein Filter, das in einem Strömungsmittelsystem untergebracht ist, bei dem das Filtergehäuse nicht für eine Kraftstoffanlage einer Brennkraftmaschine geeignet ist. Der Innenraum des Filters wird durch die Lehre in diesem Patent modifiziert.
Die EP-A-4 408 377 lehrt eine wegwerfbare Filteranordnung.
Eine weitere bekannt Kraftstoffzuführanlage ist in der JP-A-63 176654 offenbart, welche eine Anlage lehrt, bei der Kraftstoff durch ein Kraftstoffilter einer Kraftstoffverteilerleiste zugeführt wird. Nachdem der Kraftstoff durch die Kraftstoffverteilerleiste geströmt ist, regelt ein Druckregelventil den Kraftstoffdruck, wobei überschüssiger Kraftstoff durch ein Auslaßrohr an den Kraftstofftank zurückgeführt wird. Der Kraftstoffdruckregler ist am Ende des Kraftstoffrohres angeordnet und führt überschüssigen Kraftstoff zurück zum Tank. Das Kraftstofftankfilter der Anlage besteht aus einem rohrförmigen Filterelement, das in einem Gehäuse angeordnet ist, welches mehrere Entlüftungsöffnungen in einer Außenfläche des Gehäu ses aufweist. Das Kraftstoffilter ist so angeordnet, daß der an die Kraftstoffverteilerleiste abgegebene Kraftstoff durch einen zentralen Kanal des rohrförmigen Filters zu einem Kraftstoffabgaberohr fließt, und zwar durch die Entlüftungsöffnungen über das Filter.
Eine weitere vorbekannte Kraftstoffzuführanlage ist in der DE-A-35 36 814 offenbart, in der eine Kraftstoffilteranordnung mit einer Filterpatrone, die ein rohrförmiges Filtermedium mit einem zentralen Kanal enthält, und einem Filtergehäuse mit einer Kammer zur Aufnahme der Patrone vorgesehen ist. Diese Filterpatrone enthält eine undurchlässige Wand als integrales Bestandteil, die so angeordnet, daß sie ein axiales Endes des zentralen Kanals verschließt.
Diese Anordnung eines Kraftstoffilters befaßt sich mit dem technischen Problem eines rohrförmigen Kraftstoffilters, dessen Ausbau und Ersatz innerhalb der Kraftstoffilteranordnung erleichtert wird, während dennoch für eine effiziente Kraftstoffiltrierung gesorgt wird. Mit diesem technischen Problem befaßt sich auch die vorliegende Erfindung.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Kraftstoffverteileranordnung zum Zuführen und Filtern von unter Druck stehendem Kraftstoff zu Kraftstoffeinspritzdüsen, die mit der Kraftstoffverteileranordnung verbunden sind, wobei die Kraftstoffverteileranordnung eine Kraftstoffilteranordnung und eine Kraftstoffverteilerleiste aufweist, von denen die Kraftstoffilteranordnung eine Filterpatrone mit einem rohrförmigen Filtermedium besitzt, das von einer äußeren Umfangsfläche und einer inneren Umfangsfläche gebildet wird, von denen die innere Umfangsfläche einen zentralen Kanal bildet, sowie eine undurchlässige Wand, die einen integralen Bestandteil der Filterpatrone bildet und so angeordnet ist, daß sie ein axiales Ende des zentralen Kanales verschließt und an einem ringförmigen axialen Ende des Filtermediums angrenzt, wobei die Kraftstoffverteilerleiste eine zylindrische Aufnahme enthält, welche eine erste Kammer bildet, in der die Kraftstoffilteranordnung mit der Kraftstoffverteilerleiste funktionsmäßig verbunden ist, wobei der Kraftstoffverteilerleiste über die Kraftstoffilteranordnung zugeführter Kraftstoff zwischen der inneren und äußeren Umfangsfläche der Filterpatrone fließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffilteranordnung ferner ein Filtergehäuse mit einer zweiten Kammer aufweist, in der die Filterpatrone angeordnet ist, wobei ein anderes axiales Ende der Filterpatrone, das zudem von der undurchlässigen Wand verschlossenen axialen Ende entfernt ist, durch einen im wesentlichen strömungsmitteldichten Kontakt mit einer Wand des Filtergehäuses verschlossen ist, so daß der Kraftstoff von einem Einlaß des Filtergehäuses zu einem Auslaß des Filtergehäuses über den zentralen Kanal und einen ungefähr ringförmigen Raum fließt, der zwischen der äußeren Umfangsfläche der Filterpatrone und dem Filtergehäuse gebildet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kraftstoffverteileranordnung vorgesehen, bei der das Filtergehäuse aus zwei aneinander angreifenden Teilen besteht, die so angeordnet sind, daß sie eine zweite Kammer bilden, um den Einbau der Filterpatrone zu erleichtern.
Gemäß noch einem Aspekt der Erfindung ist eine Kraftstoffverteileranordnung vorgesehen, bei der das Filtergehäuse mehrere im wesentlichen zusammendrückbare Vorsprünge aufweist, die an dem Filtergehäuse angeordnet sind, wodurch die Halterung des Filtergehäuses in der zylindrischen Aufnahme erleichtert wird.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kraftstoffverteileranordnung vorgesehen, bei der der Einlaß des Filtergehäuses ein einstückig ausgebildeter Einlaß-Verbinderanschluß-Abschnitt ist, der in einem ersten der beiden aneinander angreifenden Teile gebildet ist, um mit einer Kraftstoffabgabeeinrichtung zum Zuführen des Kraftstoffes zu der Filteranordnung in Eingriff zu gelangen, und ein Auslaß an dem zweiten der beiden aneinander angreifenden Teile gebildet ist.
Der Einbau einer rohrförmigen Filterpatrone in ihre eigene Aufnahme in einer Kraftstoffverteilerleiste führt zu einer Reihe von vorteilhaften Merkmalen. Diese Merkmale umfassen: die Integration einer rohrförmigen Filterpatrone in ein zylindrisches Patronengehäuse, das getrennt in seiner eigenen Aufnahme in der Kraftstoffverteilerleiste angebracht ist, um ausgebaut und ersetzt werden zu können; das Vorsehen bestimmter Merkmale an der Außenseite des Patronengehäuses, um für einen sicheren Sitz des Gehäuses in der Aufnahme der Kraftstoffverteilerleiste zu sorgen; das Vorsehen bestimmter Merkmale, die für eine zweckmäßige Strömung des zu filternden Kraftstoffes sorgen; und Strömungsmitteldichtungen zwischen dem Patronengehäuse und der Aufnahme. Das Patronengehäuse kann einen Einlaß- Verbinderanschluß (beispielsweise einen sogenannten Schnellverbinderanschluß) enthalten, der mit der Patronen einstückig ausgebildet ist und für eine Verbindung der Kraftstoffzuführleitung mit der Kraftstoffverteileranordnung sorgt.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung eines derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiels. Ansprüche und Zeichnungen sind der Beschreibung beigefügt, und die Zeichnungen sowie die Beschreibung offenbaren die zur Zeit für am besten gehaltene Methode zur praktischen Umsetzung der Erfindung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht durch einen Einlaß-Endabschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer Kraftstoffverteileranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht durch einen Einlaß-Endabschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der Kraftstoffverteileranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt eine Kraftstoffverteileranordnung 10 mit einer Kraftstoffverteilerleiste 12, die Kraftstoff mehreren elektrisch betätigten Kraftstoffeinspritzventilen an verschiedenen Stellen über ihrer Länge zuführt. Die Kraftstoffeinspritzventile sind nicht im einzelnen gezeigt und lediglich schematisch dargestellt. Die Kraftstoffverteilerleiste 12 kann in irgendeiner herkömmlichen Weise aus zusammengesetzten Metallteilen oder aus gegossenem Mehrkomponentenmaterial, wie durch das Beispiel in den Zeichnungen gezeigt, hergestellt werden. Die Kraftstoffverteilerleiste 12 enthält eine erste integrale zylindrische Aufnahme 14, deren Achse quer zur Längsrichtung der Kraftstoffverteilerleiste verläuft und in der ein Kraftstoffdruck regler 16 koaxial und strömungsmitteldicht angeordnet ist. Dieser Kraftstoffdruckregler entspricht dem in der EP-A-636-785 (Veröffentlichungstag 01.02.1995) gezeigten, und Einzelheiten sind dieser Akte entnehmbar. Die Aufnahme 14 hat mehrere Stufen, die eine solche Form haben, daß sie mit dem Gehäuse des Reglers 16 zusammenwirken. Der Boden der Aufnahme 14 hat eine solche Form, daß er einen Einlaß 18 enthält, mit dem eine rohrförmige Einlaßöffnung 20 des Reglers 16 teleskopisch und abgedichtet zusammenwirkt. Die Aufnahme hat ferner einen ringförmigen Auslaß 22, der den Einlaß 18 umgibt, jedoch gegenüber diesem abgedichtet ist. Kraftstoff, der durch die Einlaßöffnung 20 in eine innere Kraftstoffkammer des Reglers 16 geströmt ist, wird von dem Innenmechanismus des Reglers druckgeregelt, und diese innere Kraftstoffkammer ist mit dem Auslaß 22 durch mehrere Durchgangsöffnungen 24 in der Wand des Reglergehäuses verbunden. Der Auslaß 22 seinerseits führt zu einem Hauptkraftstoffkanal 26, der sich in Längsrichtung durch die Kraftstoffverteilerleiste erstreckt, um die Kraftstoffeinspritzventile zu versorgen. Der Innenmechanismus des Druckreglers hat ein Entlastungsmerkmal, durch das überschüssiger Druck durch die Einlaßöffnung 20 zurück entlastet wird, so daß der Regler keine zum Tank zurückführende getrennte Kraftstoffrückführleitung benötigt.
An seinem Kraftstoffeinlaßende ist die Kraftstoffverteilerleiste 12 mit einer zweiten integralen zylindrischen Aufnahme 30 versehen, die koaxial zu der Länge der Kraftstoffverteilerleiste verläuft. Die Aufnahme 30 ist an einem axialen Ende 32 offen und hat zwei innere Schultern 34, 36 an dem entgegengesetzten axialen Ende, um den Innendurchmesser der Aufnahme an der letzteren Stelle fortschreitend zu verringern, doch dieses Ende zur Verbindung mit einem kurzen Kanal 36 offenzulassen, mit dem die Einlaßöffnung 20 des Reglers 16 in Verbindung steht.
Eine kombinierte Einlaß-Verbinderanschluß-Filterpatronen- und Gehäuse- Anordnung 40 ist der Aufnahme 30 zugeordnet, um Kraftstoff von einer Kraftstoffzuführleitung (nicht gezeigt) der Einlaßöffnung des Druckreglers zuzuführen und um den Kraftstoff hierbei zu filtern. Der Filterpatronen- und Gehäuse-Abschnitt 42 der Anordnung 40 ist innerhalb der Aufnahme 30 angeordnet, während der Einlaß- Verbinderanschluß-Abschnitt 44 außerhalb der Aufnahme angeordnet ist, wo er mit einem entsprechenden Verbinder (nicht gezeigt) an der Kraftstoffzuführleitung, die Kraftstoff der Kraftstoffverteileranordnung zuführt, verbindbar ist.
Der Abschnitt 42 besteht aus einem zylindrisch ausgebildeten Gehäuse 46, in dem eine rohrförmige Filterpatrone 48 angeordnet ist. Das Gehäuse 46 wird vorzugsweise aus gegossenen Kunststoffteilen hergestellt, die abgedichtet miteinander verbunden werden. In Fig. 1 sind zwei derartige Teile 46A, 46B vorhanden. Das Teil 46B bildet den Hauptteil des Gehäuses 46, und es enthält den Einlaß-Verbinderanschluß-Abschnitt 44 als integralen Bestandteil, so daß der Einlaß-Verbinderanschluß an einem Ende des Teils 46B während dessen Herstellung gleichzeitig gebildet wird. Das entgegengesetzte Ende des Teils 46B läuft mit einem entsprechenden Ende des Teils 46A in einer strömungsmitteldichten Verbindung zusammen, die in irgendeiner geeigneten Weise wie z. B. durch Ultraschallschweißen hergestellt werden kann. Das entgegengesetzte Ende des Teils 46A hat einen Hals 50 einschließlich aufeinanderfolgender Schultern 52, 54, die komplementär in das innere Ende der Aufnahme 30 passen, welche die die Schultern 34, 36 bildenden Gegenbohrungen aufweist. Eine O-Ringdichtung 51 umgibt den Hals 50, um eine Strömungsmittelabdichtung des Halses gegenüber dem den Hals aufnehmenden inneren Ende der Aufnahme 30 zu bilden.
Die Patronen-Gehäusewand ist undurchlässig abgesehen von dem Eingang, an dem der Verbinderanschluß-Abschnitt 44 mit ihm verbunden ist, und dem von dem Hals 50 gebildeten Ausgang. Am Außendurchmesser der Gehäuseseitenwand sind ferner mehrere Vorsprünge 53 vorgesehen, die etwas zusammendrückbar sind, damit das Gehäuse einen sicheren Sitz erhält, wenn es durch das offene Ende 32 in die Aufnahme 30 eingesetzt wird. Nachdem der Patronen-Gehäuseabschnitt in die Aufnahme 30 vollständig eingesetzt worden ist, steht ein Halteclip 55 mit der Aufnahmewand in der Nähe des offenen Endes 32 in Eingriff, um die Anordnung 40 durch Anlage an einer Stirnwand 56 des Patronengehäuses an Stellen zu halten, die beidseitig zu dem Bereich liegen, an dem der Verbinderanschluß-Abschnitt 44 mit der Stirnwand 56 einstückig verbunden ist. Der Halteclip ist mit einem Merkmal 58 versehen, das ihm selbsthaltende Eigenschaften am Rand des offenen Endes 32 in seiner Endlage verleiht. Einzelheiten des Halteclips und die Art und Weise, in der er dem Ende der Aufnahme zugeordnet sind, entsprechen dem Ausführungsbeispiel in der US-A-5 433 241, die am 18.07.1995 veröffentlicht wurde und den Titel "Fuel Pressure Regulator/Fuel Filter Module" trägt.
Die Filterpatrone 48 ist rohrförmig ausgebildet und koaxial innerhalb des Patronengehäuses angeordnet, derart, daß ein axiales Ende der Filterpatrone an der Innenfläche der Stirnwand 56 anliegt und mit dieser verbunden ist, so daß ein durch die Filterpatrone verlaufender zentraler Kanal 60 zu dem Einlaß-Verbinderanschluß- Abschnitt ausgerichtet ist. Das entgegengesetzte axiale Ende der Patrone 48 einschließlich des Kanals 60 wird von einer undurchlässigen Kappe 62 abgedeckt, die axial innerhalb des Halses 50 liegt, um einen Raum 64 zu bilden. Der Außendurchmesser der Patrone ist kleiner als der Innendurchmesser des Patronengehäuses, so daß ein Ringraum 66 vorhanden ist, der die Seitenwand der Patrone umgibt. Kraftstoff, der aus dem Einlaß-Verbinderanschluß eintritt, strömt in den Kanal 60 und dann radial nach außen durch das Filtermedium 68 in den Raum 66. Von dort gelangt der Kraftstoff zu dem Raum 64 und dann durch den Hals 50 und den Kanal 38 zu der Einlaßöffnung 20 des Kraftstoffdruckreglers. Das Filtermedium 68 filtert bestimmte teilchenförmige Fremdkörper aus dem Kraftstoff aus, wenn er durch es hindurchströmt.
Die Anordnung 40 kann als Einheit gewartet werden, indem das Kraftstoffzuführrohr von dem Einlaß-Verbinderanschluß-Abschnitt 44 gelöst, der Clip 55 entfernt und die Anordnung aus der Aufnahme 30 herausgezogen wird.
Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 1, und gleiche Bauteile in den beiden Figuren werden durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Fig. 2 unterscheidet sich von der Fig. 1 dadurch, daß die Filterpatrone 48 axial umgekehrt zu der Anordnung der Fig. 1 angeordnet; dies bedeutet, daß die Filterpatrone an der ringförmigen axialen Wand des Gehäuses 46 von der der Hals 50 ausgeht, anliegt, und daß das von dem Deckel 62 verschlossene Ende der Wand 56 gegenüberliegt, so daß der Raum 64 zu der letzteren Wand benachbart ist. Somit gelangt Kraftstoff in den Raum 64 aus dem Einlaß-Verbinderanschluß und gelangt in den Raum 66, so daß die Strömung durch das Filtermedium 68 vom Außendurchmesser zum Innendurchmesser erfolgt, wo er in den Kanal 60 gelangt, von dem er unmittelbar durch den Hals 50 nach außen strömt. Bei dieser rohrförmigen Konfiguration hat die radial nach innen erfolgende Strömung zur Folge, daß dem ungefilterten Kraftstoff ein größerer Flächenbereich zur Verfügung steht, als dies bei einer radial nach außen gerichteten Strömung der Fall ist.
Wenngleich ein derzeit bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt und beschrieben wurde, versteht es sich jedoch, daß die Grundsätze der Erfindung auch bei anderen Ausführungsbeispielen anwendbar sind, die innerhalb des Schutzbereiches der folgenden Ansprüche liegen.

Claims

1. Kraftstoffverteileranordnung (10) zum Zuführen und Filtern von unter Druck stehendem Kraftstoff zu Kraftstoffeinspritzdüsen, die mit der Kraftstoffverteileranordnung verbunden sind,

wobei die Kraftstoffverteileranordnung eine Kraftstoffilteranordnung (40) und eine Kraftstoffverteilerleiste (12) aufweist, von denen die Kraftstoffilteranordnung (40) eine Filterpatrone (48) mit einem rohrförmigen Filtermedium (68) besitzt, das von einer äußeren Umfangsfläche und einer inneren Umfangsfläche gebildet wird, von denen die innere Umfangsfläche einen zentralen Kanal (60) bildet, sowie eine undurchlässige Wand (62), die einen integralen Bestandteil der Filterpatrone bildet und so angeordnet ist, daß sie ein axiales Ende des zentralen Kanales (60) verschließt und an einem ringförmigen axialen Ende des Filtermediums angrenzt,

wobei die Kraftstoffverteilerleiste (12) eine zylindrische Aufnahme (30) enthält, welche eine erste Kammer bildet, in der die Kraftstoffilteranordnung (40) mit der Kraftstoffverteilerleiste (12) funktionsmäßig verbunden ist, wobei der Kraftstoffverteilerleiste (12) über die Kraftstoffilteranordnung (40) zugeführter Kraftstoff zwischen der inneren und äußeren Umfangsfläche der Filterpatrone (48) fließt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffilteranordnung (40) ferner ein Filtergehäuse (46) mit einer zweiten Kammer aufweist, in der die Filterpatrone (48) angeordnet ist, wobei ein anderes axiales Ende der Filterpatrone (48), das zu dem von der undurchlässigen Wand (62) verschlossenen axialen Ende entfernt ist, durch einen im wesentlichen strömungsmitteldichten Kontakt mit einer Wand des Filtergehäuses verschlossen ist, so daß der Kraftstoff von einem Einlaß des Filtergehäuses zu einem Auslaß des Filtergehäuses über den zentralen Kanal (60) und einen ungefähr ringförmigen Raum (66) fließt, der zwischen der äußeren Umfangsfläche der Filterpatrone und dem Filtergehäuse (46) gebildet ist.

2. Kraftstoffverteileranordnung nach Anspruch 1, bei der das Filtergehäuse (46) aus zwei aneinander angreifenden Teilen (46A, 46B) besteht, die so angeordnet sind, daß sie eine zweite Kammer bilden, um den Einbau der Filterpatrone (48) zu erleichtern.

3. Kraftstoffverteileranordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Filtergehäuse (46) mehrere im wesentlichen zusammendrückbare Vorsprünge (53) aufweist, die an dem Filtergehäuse angeordnet sind, wodurch die Halterung des Filtergehäuses (46) in der zylindrischen Aufnahme (30) erleichtert wird.

4. Kraftstoffverteileranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Einlaß des Filtergehäuses (46) ein einstückig ausgebildeter Einlaß-Verbinderanschluß-Abschnitt (44) ist, der in einem ersten der beiden aneinander angreifenden Teile (46B) gebildet ist, um mit einer Kraftstoffabgabeeinrichtung zum Zuführen des Kraftstoffes zu der Filteranordnung in Eingriff zu gelangen, und ein Auslaß an dem zweiten der beiden aneinander angreifenden Teile (46A) gebildet ist.