EP1602823A1 - Druckpulsationsdämpfer und Kraftstoffdosierpumpe mit einem Druckpulsationsdämpfer - Google Patents

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EP1602823A1
EP1602823A1 EP05006793A EP05006793A EP1602823A1 EP 1602823 A1 EP1602823 A1 EP 1602823A1 EP 05006793 A EP05006793 A EP 05006793A EP 05006793 A EP05006793 A EP 05006793A EP 1602823 A1 EP1602823 A1 EP 1602823A1
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pressure
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Definitions

  • the present invention relates to a pressure pulsation damper or a Fuel metering pump with a pressure pulsation damper.
  • metering pumps for fuel or fuel powered heaters, such as used in motor vehicles as auxiliary heaters or auxiliary heaters become, which together with combustion air to be burned
  • These metering pumps must be very ready for deployment formed exactly metered and comparatively small amounts of fuel and generally include a pump organ, for example a pump piston, the clocked in a pump chamber clocked back and forth is to, depending on the power stroke, in the pumping chamber to be pumped fuel take or eject this under pressure from the pumping chamber and to promote towards an exit area.
  • a pump organ for example a pump piston
  • this object is achieved by a pressure pulsation damper for a metering pump, in particular Kraftstoffdosierpumpe comprising one of a medium to be conveyed under pressure, Compressible Pulsationsdämpfungsharm.
  • the Pulsationsdämpfungsharm a formed of flexible material hollow body is.
  • the interior of the hollow body is tightly closed and filled with gas.
  • the structure of the Druckpulsationsdämpfers invention for example be such that the Pulsationsdämpfungsêt in a Pulsationsdämpfergeophuse is arranged and between a housing interior surface and the Pulsationsdämpfungsschreib one of the formed medium to be conveyed medium flow-through flow space is.
  • Pulsationsdämpfungs emotions in the flow direction of the under pressure elongated medium to be pumped.
  • the Pulsationsdämpfungs redesign in the flow direction in Is formed substantially cylindrical.
  • the Pulsationsdämpfungsharm in an uncompressed ground state with square edges on the housing inner surface rests.
  • the present invention further relates to a metering pump, in particular A fuel metering pump, comprising a clocked in a pumping chamber Conveying of pumping medium to be conveyed movable and in the flow direction following the pumped medium to the pumping chamber a pressure pulsation damper according to the invention.
  • a fuel metering pump is generally designated 10.
  • the Fuel metering pump 10 comprises as a conveying member a pump piston 12, the by appropriate control of an electromagnet assembly 14 in its longitudinal direction clocked back and forth while moving in a him partially accommodating pumping chamber 16 is movable.
  • a pump piston 12 When moving out the positioning of the pump piston 12 shown in Fig. 1 to the right this encounters the liquid fuel contained in the pumping chamber 16 via a generally designated 18 check valve to an exit area 20 out. In this movement can simultaneously from one Inlet area 22 further to be pumped liquid fuel in the direction of Pumping chamber 16 are sucked.
  • the volume of Pumping chamber 16 increases and again in the next exhaust stroke to received or ejected liquid fuel.
  • This pressure pulsation damper 24 includes, as seen in Fig. 2, an example line-like or tube-like ausgestaltetes and outwards completely completed housing 26. In this is a Pulsationsdämpfungs crusher 28 arranged. The Pulsationsdämpfungsharm 28 is shown in the Example configured cuboid, so in the flow direction of the elongated under pressure funded liquid fuel and has a square outer perimeter on.
  • the Pulsationsdämpfungsharm 28 is as Hollow body designed and includes a comparatively thin wall 30 of flexible, so elastically deformable material, the cavity 32 surrounds and preferably completely and tightly closes.
  • Cavity 32 may be a compressible medium such as e.g. Gas, arranged be.
  • Pulsationsdämpfungs stresses 28 such that this with its in the flow direction extending edges 34 in the uncompressed ground state at a Inner surface 36 of the housing rests.
  • the interior volume of the Housing 36 is thus divided into four uniform channel regions 38, the in their entirety a flow space 40 for the under pressure promoted define liquid fuel.
  • the under pressure in the exit region 20 reaching liquid fuel flows along the channel regions 38 and thus flows around the Pulsationsdämpfungsianu 28 or flows through the between this and the housing 26 formed flow space. Due to the flexibility and compressibility the Pulsationsdämpfungs stressess 28 this can occur when of pressure spikes change shape, i. be compressed so that the Volume of the flow space 40 to increase as the pressure increases. This increase in the volume of the flow space 40 acts the rising Pressure, i. leads to a relaxation of the under pressure funded medium. If the pressure subsequently drops again, then the Pulsationsdämpfungsêt 28 return to its basic form and while the volume of the flow space 40 increase again.
  • FIG. 3 and FIG. 4 A modified embodiment of such a pressure pulsation damper 24 is shown in FIG. 3 and FIG. 4.
  • the example configured again with cuboid outer contour Pulsationsdämpfungsisson 28 is dimensioned such that he the inner surface 36 of the housing 26 is not touched, so for example its edges 34 also or at least in undeformed or uncompressed Basic state does not rest on this inner surface 36.
  • the Flow space 40 is thus not in individual separate channels divided, but extends in the circumferential direction continuously and without Interruption along the inner surface 36, leaving an unwanted Completing the flow space 40 can be completely avoided.
  • the passed through the flow space 40 can liquid fuel through radial openings 42, 44 in one Outlet opening 46 having insert 48 pass, or may at at one end of this body 48, at which the Pulsationsdämpfungsharm 28 is supported, formed grooves 50 or the like. get to this opening 46.
  • Pulsationsdämpfers 24 Due to the inventive design of the Druckpulsationsdämpfers 24 with a arranged in a housing and on its outside flow around Pulsationsdämpfungs phenomenon is a reliable homogenization of the pressure level attained. Of significant advantage is that of Pulsationsdämpfungs redesign 28 flows around its outside, the in turn is completely surrounded by the housing 26. Leaks in the Material of Pulsationsdämpfungs stressess 28 thus not necessarily also a leak in the production line to the episode.
  • Pulsationsdämpfungs stresses 28 suitable materials are to be used, in particular suitable in terms of the desired flexibility, but above all also suitable in terms of of the medium to be promoted.
  • the material may therefore by the zu promoting medium should not be vulnerable.
  • Fuel has especially rubber-like material as beneficial proved.
  • shape and the dimensioning of Pulsationsdämpfungs stresses 28 on adapted to the requirements occurring in the specific field of application can be.
  • not only the illustrated cylindrical Be selected cuboid shape but for example, a circular cylindrical shape.

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Abstract

Ein Druckpulsationsdämpfer für eine Dosierpumpe, insbesondere Kraftstoffdosierpumpe, umfasst einen von einem unter Druck zu fördernden Medium umströmbaren, kompressiblen Pulsationsdämpfungskörper (28). <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckpulsationsdämpfer bzw. eine Kraftstoffdosierpumpe mit einem Druckpulsationsdämpfer.
Bei brennstoff- bzw. kraftstoffbetriebenen Heizgeräten, wie sie beispielsweise in Kraftfahrzeugen als Standheizungen oder Zuheizer eingesetzt werden, wird der zusammen mit Verbrennungsluft zu verbrennende Kraftstoff im Allgemeinen unter Einsatz so genannter Dosierpumpen in eine Brennkammer geleitet. Diese Dosierpumpen müssen zum Bereitstellen sehr genau dosierter und vergleichsweise kleiner Kraftstoffmengen ausgebildet sein und umfassen dazu im Allgemeinen ein Pumporgan, beispielsweise einen Pumpenkolben, das in einer Pumpkammer getaktet hin und her bewegbar ist, um, je nach Arbeitstakt, in der Pumpkammer zu fördernden Kraftstoff aufzunehmen oder diesen unter Druck aus der Pumpkammer auszustoßen und in Richtung zu einem Austrittsbereich zu fördern. Somit entstehen in dem unter Druck geförderten Kraftstoff Druckpulsationen mit der gleichen Frequenz, mit welcher die Dosierpumpe arbeitet. Vor allem aufgrund der angesprochenen vergleichsweise geringen zu fördernden Kraftstoffmengen können diese Druckpulsationen zu entsprechenden Schwankungen in der Kraftstoffeinleitung in eine Brennkammer führen. Dies wiederum beeinträchtigt die Bildung des Gemisches aus Kraftstoff bzw. Kraftstoffdampf und Verbrennungsluft und somit auch die Qualität der ablaufenden Verbrennung.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen vorzusehen, die das Abmindern der in einem unter Druck geförderten Medium vorhandenen Druckspitzen bzw. Druckpulsationen ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Druckpulsationsdämpfer für eine Dosierpumpe, insbesondere Kraftstoffdosierpumpe, umfassend einen von einem unter Druck zu fördernden Medium umströmbaren, kompressiblen Pulsationsdämpfungskörper.
Durch das Bereitstellen eines kompressiblen Pulsationsdämpfungskörpers wird die Möglichkeit geschaffen, dann, wenn Druckspitzen auftreten, diese durch entsprechende Kompression des Pulsationsdämpfungskörpers zu mindern. Fällt der Druck ab, kann durch dann auftretende Expansion des Pulsationsdämpfungskörpers das Druckniveau wieder angehoben werden, so dass bei einem sich mehr oder weniger periodisch verändernden Eingangsdruck eine deutliche Angleichung von Druckmaxima und Druckminima und somit eine Vergleichmäßigung des Druckniveaus erlangt werden kann.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Pulsationsdämpfungskörper ein aus flexiblem Material ausgebildeter Hohlkörper ist.
Um diesen Pulsationsdämpfungskörper in definierter Art und Weise komprimieren zu können, wird vorgeschlagen, dass ein Innenraum des Hohlkörpers mit kompressiblem Medium gefüllt ist. Das kompressible Medium gewährleistet nicht nur die auch aufgrund der Flexibilität des Materials des Pulsationsdämpfungskörpers grundsätzlich mögliche Komprimierbarkeit desselben, sondern kann zusätzlich auch einen Beitrag zur Rückstellkraft in den unkomprimierten Grundzustand liefern.
Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Innenraum des Hohlkörpers dicht abgeschlossen ist und mit Gas gefüllt ist.
Der Aufbau des erfindungsgemäßen Druckpulsationsdämpfers kann beispielsweise so sein, dass der Pulsationsdämpfungskörper in einem Pulsationsdämpfergehäuse angeordnet ist und zwischen einer Gehäuseinnenoberfläche und dem Pulsationsdämpfungskörper ein von dem unter Druck zu fördernden Medium durchströmbarer Strömungsraum gebildet ist.
Um sicherzustellen, dass ein ungewünschter vollständiger Abschluss des Strömungswegs nicht auftreten kann, wird vorgeschlagen, dass zumindest in einem unkomprimierten Grundzustand der Pulsationsdämpfungskörper die Gehäuseinnenoberfläche nicht berührt.
Um eine möglichst gute Wechselwirkung des Pulsationsdämpfungskörpers mit dem zu fördernden Medium erlangen zu können, wird vorgeschlagen, dass der Pulsationsdämpfungskörper in Strömungsrichtung des unter Druck zu fördernden Mediums langgestreckt ist. Beispielsweise wird vorgeschlagen, dass der Pulsationsdämpfungskörper in Strömungsrichtung im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist. Hier hat sich eine quaderförmige Ausgestaltung des Pulsationsdämpfungskörpers als besonders vorteilhaft erwiesen.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltungsvariante kann vorgesehen sein, dass der Pulsationsdämpfungskörper in einem unkomprimierten Grundzustand mit Quaderkanten an der Gehäuseinnenoberfläche anliegt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Dosierpumpe, insbesondere Kraftstoffdosierpumpe, umfassend ein in einer Pumpkammer zum getakteten Fördern von zu förderndem Medium bewegbares Pumporgan und in Strömungsrichtung des zu fördernden Mediums auf die Pumpkammer folgend einen erfindungsgemäßen Druckpulsationsdämpfer.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden. Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1
eine Längsschnittansicht einer Kraftstoffdosierpumpe mit einem Druckpulsationsdämpfer;
Fig. 2
eine Querschnittansicht des in Fig. 1 gezeigten Druckpulsationsdämpfers, geschnitten längs einer Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3
eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer weiteren Kraftstoffdosierpumpe mit einem alternativ ausgestalteten Druckpulsationsdämpfer;
Fig. 4
eine Längsschnittansicht des im Kreis IV in Fig. 3 gezeigten Druckpulsationsdämpfers in vergrößerter Darstellung.
In Fig. 1 ist eine Kraftstoffdosierpumpe allgemein mit 10 bezeichnet. Die Kraftstoffdosierpumpe 10 umfasst als Förderorgan einen Pumpenkolben 12, der durch entsprechende Ansteuerung einer Elektromagnetanordnung 14 in seiner Längsrichtung getaktet hin und her bewegbar und dabei in einer ihn teilweise aufnehmenden Pumpkammer 16 bewegbar ist. Bei Bewegung aus der in Fig. 1 dargestellten Positionierung des Pumpenkolbens 12 nach rechts stößt dieser den in der Pumpkammer 16 enthaltenen flüssigen Kraftstoff über ein allgemein mit 18 bezeichnetes Rückschlagventil zu einem Austrittsbereich 20 hin aus. Bei dieser Bewegung kann gleichzeitig aus einem Eintrittsbereich 22 weiterer zu fördernder flüssiger Kraftstoff in Richtung zur Pumpkammer 16 angesaugt werden. Bei Zurückbewegung des Pumpenkolbens 12 in die in Fig. 1 gezeigte Positionierung wird das Volumen der Pumpkammer 16 vergrößert und darin wieder beim nächsten Ausstoßtakt zu fördernder bzw. auszustoßender flüssiger Kraftstoff aufgenommen.
Der Aufbau und die Arbeitsweise einer derartigen Dosierpumpe sind grundsätzlich bekannt, so dass hier nicht weiter darauf eingegangen werden muss.
Mit der Frequenz des Arbeitstaktes der Dosierpumpe 10 werden also dosierte Kraftstoffmengen über das Rückschlagventil 18 in Richtung Austrittsbereich 20 gefördert. Die dabei in dem unter Druck geförderten flüssigen Kraftstoff auftretenden Druckschwankungen werden durch den allgemein mit 24 bezeichneten Druckpulsationsdämpfer gemindert. Dieser Druckpulsationsdämpfer 24 umfasst, wie in Fig. 2 erkennbar, ein beispielsweise leitungsartig oder röhrenartig ausgestaltetes und nach außen vollständig abgeschlossenes Gehäuse 26. In diesem ist ein Pulsationsdämpfungskörper 28 angeordnet. Der Pulsationsdämpfungskörper 28 ist im dargestellten Beispiel quaderförmig ausgestaltet, ist also in der Strömungsrichtung des unter Druck geförderten flüssigen Kraftstoffs langgestreckt und weist einen viereckigen Außenumfang auf. Der Pulsationsdämpfungskörper 28 ist als Hohlkörper ausgestaltet und umfasst eine vergleichsweise dünne Wandung 30 aus flexiblem, also elastisch verformbaren Material, das einen Hohlraum 32 umgibt und vorzugsweise vollständig und dicht abschließt. In dem Hohlraum 32 kann ein komprimierbares Medium, wie z.B. Gas, angeordnet sein.
Weiter ist die Positionierung und Dimensionierung des Pulsationsdämpfungskörpers 28 derart, dass dieser mit seinen in der Strömungsrichtung verlaufenden Kanten 34 im nicht komprimierten Grundzustand an einer Innenoberfläche 36 des Gehäuses anliegt. Der Innenvolumenbereich des Gehäuses 36 ist somit in vier gleichförmige Kanalbereiche 38 unterteilt, die in ihrer Gesamtheit einen Strömungsraum 40 für den unter Druck geförderten flüssigen Kraftstoff definieren.
Der unter Druck in den Austrittsbereich 20 gelangende flüssige Kraftstoff strömt entlang der Kanalbereiche 38 und umströmt somit den Pulsationsdämpfungskörper 28 bzw. durchströmt den zwischen diesem und dem Gehäuse 26 gebildeten Strömungsraum. Aufgrund der Flexibilität bzw. Komprimierbarkeit des Pulsationsdämpfungskörpers 28 kann dieser bei Auftreten von Druckspitzen seine Form ändern, d.h. komprimiert werden, um somit das Volumen des Strömungsraums 40 bei Ansteigen des Drucks zu vergrößern. Diese Vergrößerung des Volumens des Strömungsraums 40 wirkt dem ansteigenden Druck entgegen, d.h. führt zu einer Entspannung des unter Druck geförderten Mediums. Sinkt nachfolgend der Druck wieder ab, so kann der Pulsationsdämpfungskörper 28 wieder in seine Grundform zurückkehren und dabei das Volumen des Strömungsraums 40 wieder vergrößern. Diese Volumenvergrößerung wiederum wirkt dem Druckabfall entgegen, so dass durch das getaktete Komprimieren und Expandieren des Pulsationsdämpfungskörpers 28 gleichphasig mit dem durch den Arbeitstakt der Dosierpumpe 10 induzierten Ansteigen bzw. Absinken des Drucks des geförderten flüssigen Kraftstoffs eine deutliche Vergleichmäßigung des Druckniveaus erlangt werden kann.
Eine abgewandelte Ausgestaltungsform eines derartigen Druckpulsationsdämpfers 24 ist in Fig. 3 und in Fig. 4 gezeigt. Insbesondere erkennt man in Fig. 4, dass der beispielsweise wieder mit quaderförmiger Außenkontur ausgestaltete Pulsationsdämpfungskörper 28 derart dimensioniert ist, dass er die Innenoberfläche 36 des Gehäuses 26 nicht berührt, also beispielsweise seine Kanten 34 auch oder zumindest im unverformten bzw. unkomprimierten Grundzustand nicht an dieser Innenoberfläche 36 anliegen. Der Strömungsraum 40 ist somit nicht in einzelne voneinander getrennte Kanäle unterteilt, sondern erstreckt sich in Umfangsrichtung durchlaufend und ohne Unterbrechung entlang der Innenoberfläche 36, so dass ein ungewünschtes Abschließen des Strömungsraums 40 vollständig vermieden werden kann.
Wie man in Fig. 4 erkennt, kann der durch den Strömungsraum 40 hindurchgetretene flüssige Kraftstoff durch radiale Öffnungen 42, 44 in einem eine Auslassöffnung 46 aufweisenden Einsatzteil 48 hindurchtreten, oder kann durch an einem Ende dieses Körpers 48, an dem der Pulsationsdämpfungskörper 28 abgestützt ist, gebildete Nuten 50 o.dgl. zu dieser Öffnung 46 gelangen. Selbiges gilt selbstverständlich auch für die Ausgestaltungsform gemäß den Fig. 1 und 2.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Druckpulsationsdämpfers 24 mit einem in einem Gehäuse angeordneten und an seiner Außenseite umströmbaren Pulsationsdämpfungskörper wird eine zuverlässige Vergleichmäßigung des Druckniveaus erlangt. Von wesentlichem Vorteil ist, dass der Pulsationsdämpfungskörper 28 an seiner Außenseite umströmt wird, die wiederum vollständig umgeben ist von dem Gehäuse 26. Undichtigkeiten im Material des Pulsationsdämpfungskörpers 28 haben somit nicht zwangsweise auch eine Undichtigkeit im Förderstrang zur Folge.
Es ist selbstverständlich, dass für das Material dieses Pulsationsdämpfungskörpers 28 geeignete Materialien einzusetzen sind, insbesondere geeignet hinsichtlich der gewünschten Flexibilität, vor allem aber auch geeignet hinsichtlich des zu fördernden Mediums. Das Material darf also durch das zu fördernde Medium nicht angreifbar sein. Im Zusammenhang mit zu förderndem Kraftstoff hat sich besonders kautschukartiges Material als vorteilhaft erwiesen. Weiter sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich die Formgebung und die Dimensionierung des Pulsationsdämpfungskörpers 28 an die im konkreten Einsatzbereich auftretenden Anforderungen angepasst werden können. So kann selbstverständlich nicht nur die dargestellte zylindrische Quaderform gewählt werden, sondern beispielsweise auch eine kreiszylindrische Form. Auch ist es selbstverständlich möglich, die Wandungsstärke des Pulsationsdämpfungskörpers 28 zur Beeinflussung der Flexibilität desselben definiert auszuwählen bzw. den Hohlraum 32 alternativ oder zusätzlich zur Befüllung mit Gas mit einem kompressiblen Material, wie z.B. schwammartigem Material, zu füllen.

Claims (11)

  1. Druckpulsationsdämpfer für eine Dosierpumpe, insbesondere Kraftstoffdosierpumpe, umfassend einen von einem unter Druck zu fördernden Medium umströmbaren, kompressiblen Pulsationsdämpfungskörper (28).
  2. Druckpulsationsdämpfer nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Pulsationsdämpfungskörper (28) ein aus flexiblem Material ausgebildeter Hohlkörper ist.
  3. Druckpulsationsdämpfer nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenraum (32) des Hohlkörpers mit kompressiblem Medium gefüllt ist.
  4. Druckpulsationsdämpfer nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (32) des Hohlkörpers dicht abgeschlossen ist und mit Gas gefüllt ist.
  5. Druckpulsationsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Pulsationsdämpfungskörper (28) in einem Pulsationsdämpfergehäuse (26) angeordnet ist und zwischen einer Gehäuseinnenoberfläche (36) und dem Pulsationsdämpfungskörper (28) ein von dem unter Druck zu fördernden Medium durchströmbarer Strömungsraum (40) gebildet ist.
  6. Druckpulsationsdämpfer nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem unkomprimierten Grundzustand der Pulsationsdämpfungskörper (28) die Gehäuseinnenoberfläche (36) nicht berührt.
  7. Druckpulsationsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Pulsationsdämpfungskörper (28) in Strömungsrichtung des unter Druck zu fördernden Mediums langgestreckt ist.
  8. Druckpulsationsdämpfer nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Pulsationsdämpfungskörper (28) in Strömungsrichtung im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist.
  9. Druckpulsationsdämpfer nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Pulsationsdämpfungskörper (28) quaderförmig ausgebildet ist.
  10. Druckpulsationsdämpfer nach Anspruch 5 und Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Pulsationsdämpfungskörper (28) in einem unkomprimierten Grundzustand mit Quaderkanten (34) an der Gehäuseinnenoberfläche (36) anliegt.
  11. Dosierpumpe, insbesondere Kraftstoffdosierpumpe, umfassend ein in einer Pumpkammer (16) zum getakteten Fördern von zu förderndem Medium bewegbares Pumporgan (12) und in Strömungsrichtung des zu fördernden Mediums auf die Pumpkammer (16) folgend einen Druckpulsationsdämpfer (24) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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