EP2278151B1 - Device for damping of pressure pulsations in a fluid system, especially in a fuel system of an internal combustion engine - Google Patents
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- EP2278151B1 EP2278151B1 EP10180742.8A EP10180742A EP2278151B1 EP 2278151 B1 EP2278151 B1 EP 2278151B1 EP 10180742 A EP10180742 A EP 10180742A EP 2278151 B1 EP2278151 B1 EP 2278151B1
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Definitions
- the invention relates to a device for damping pressure pulsations in a fluid system, in particular in a fuel system of an internal combustion engine, with a housing and with at least one working space, which communicates at least partially with the fluid system.
- Such a device is from the DE 195 39 885 A1 known.
- a fuel system of an internal combustion engine with direct fuel injection From a prefeed pump, the fuel is conveyed to a high-pressure piston pump, which compresses the fuel to a very high pressure. From the high-pressure piston pump, the fuel enters a fuel rail ("rail").
- the high pressure piston pump is driven by a camshaft of the internal combustion engine.
- a quantity control valve is provided in order to adjust the delivery rate of the high pressure piston pump independently of the speed of the camshaft. Through this, the delivery chamber of the high-pressure piston pump can be connected during a delivery stroke for a short time with the region of the fuel system located between the electric prefeed pump and the high-pressure fuel pump.
- a pressure damper is provided there. This consists of a housing and a piston which is biased by a spring.
- a pressure damper which works with a spring-biased rubber membrane.
- a stopper is provided on which the diaphragm is supported at low pressure.
- the pressure between the prefeed pump and the high-pressure piston pump is approximately constant. However, in modern fuel systems, this pressure can be variable. Typically, it is between 0.5 and 8 bar, with an overload safety must be present to about 10 to 12 bar. If the known pressure damper, which has a rubber membrane, used in such a fuel system, there is a risk that at a low system pressure, for example. Of 0.5 bar and the superimposed pressure pulsations, the rubber membrane on the Stop strikes. As a result, the damping effect of the pressure damper is weakened and it can damage the rubber membrane occur. The from the DE 195 39 885 A1 known pressure damper with a piston and a spring in turn would have to build very large when used in such a variable-pressure fuel system.
- US 6,079,450 and EP 0 950 809 A2 describe each pressure damper, which are formed by a gas volume between a housing portion and a flat and planar membrane.
- US 5,794,594 discloses a fuel pump with a pressure damper comprising a vacuum chamber formed between two diaphragms.
- the present invention therefore has the object, a device of the type mentioned in such a way that it can be used in a fuel system with variable form, but it builds small and has a long life.
- the compressibility of gases can be exploited to ensure the elastic movement of the membrane required to dampen pressure pulsations.
- the membrane is not affected by any mechanical elements, which significantly increases their service life and reduces the risk of damage.
- Such a gas volume can be realized in almost any geometric shape. It can therefore be accommodated very space-saving in the fluid system.
- Another advantage of the device according to the invention is that it can be dispensed with a leakage line, which simplifies the construction of the fuel system again.
- the membranes are provided during the forming process with a flat distortion, so that the material is discarded in the formed state.
- This can now be used specifically for the simplification of the production of the membrane can, especially if it has at least one bellows section: Due to the delay namely a targeted separation of the non-pressurized state flat contiguous areas of the membrane is no longer required.
- the safe evacuation of the membrane and filling of the gas volume, for example with helium is therefore easy and reliable possible.
- the membrane is made of metal.
- a membrane has several advantages.
- the high density of metal membranes in comparison to HC emissions plays a positive role here.
- On the other hand occurs in a metal diaphragm even at low pressures, for example. With the engine OFF, no overstretching over time, so that a damper device can be used with a metal diaphragm in a fluid system, which has a variable fluid pressure in a wide range.
- the gas volume is formed by a thin-walled and at its ends gas-tight sealed metal tube. This is very easy and inexpensive to realize.
- At least one outer wall of the working space is likewise designed as a membrane, an additional hydraulically effective area is obtained in a minimum space.
- the effectiveness of the device according to the invention is thereby significantly increased again, while requiring little space.
- the enclosed gas volume at a standard external pressure has a defined pressure, preferably an overpressure.
- a defined pressure preferably an overpressure.
- the "Spring stiffness" can be adjusted.
- an overpressure in the trapped gas volume in comparison to the external pressure will be chosen, because in this way the entire possible voltage range (tension and pressure) of the membrane material can be utilized.
- a negative pressure or standard pressure Preferably, such an internal overpressure is selected which corresponds to approximately half of the maximum operating overpressure, less the pressure increase which arises due to the compression of the component.
- the membrane geometry can be designed for higher strokes and lower pressure load or small installation volume.
- the gas volume may have a closable opening, via which the pressure can be adjusted. This facilitates the production of the gas volume. Otherwise, the production would have to be done even at a certain pressure.
- the membrane has at least one bead.
- the membrane has at least one bead.
- the membrane can thus be optimally adapted to the individual requirements of the fluid system.
- the damper with comparable volume can have even more damping volume, or alternatively be built smaller.
- the beads may have different height and / or a different course and / or a different cross-section. In this way one can achieve an asymmetrical spring stiffness of the membrane depending on the load direction.
- the beads can also be shaped so that the maximum stress does not occur at the edge of the membrane, and the mechanical stresses are distributed as evenly as possible over the surface of the membrane. Furthermore, the entire material bandwidth in the tensile and compressive stress range can be used by a corresponding membrane design.
- the membrane has at least one stop region, which at a maximum deflection of the membrane with a counter surface in abutment comes.
- the maximum deflection is chosen so that damage to the membrane, such as a plastic deformation, are just avoided.
- This device is therefore at least in a certain area "overload safe", ie, it still shows an overload function even with overloads, without being damaged.
- the mating surface is formed on the housing, on a separate stop member, and / or on a further membrane.
- the overload protection can therefore be realized in various very simple and inexpensive ways.
- the stop surface on the housing can be made for example by deep drawing, which is very simple and inexpensive.
- a separate stop member is inexpensive, with different stop members can be provided for a same damper, so that the same device can be easily adapted to different conditions of use.
- the stop surface on another membrane in turn saves space.
- the enclosed gas volume be reduced by a filling area.
- This filling area can also be formed by the stop member (this then acts as a "filler") or a housing portion.
- the spring stiffness of the device can be increased by reducing the gas volume.
- the membrane may be thinner, resulting in good dynamics and small size.
- the edges of the two membrane are sealed together and clamped radially inwardly of the sealing line.
- the connection is made by a welding night, is prevented by this embodiment of the device according to the invention, that the welds must withstand additional mechanical forces.
- the sealing connection thus serves only for sealing and does not have to take on other duties and can thus fulfill particularly high tightness requirements safely. For the evaluation of the durability of the pressure damper according to the invention so only the membranes themselves must be considered.
- the clamping has a structural elasticity. This is understood to mean such an elasticity that is "constructively intended".
- a retaining ring made of a rubber-elastic material may be used, or a metal support may be used which has a spring portion.
- the clamping can attack at any location of the membrane, but particularly favorable is an approach in the region of a median plane of the two membranes.
- the installation space of the device according to the invention is particularly small if the working space of the two membranes is subdivided into two fluid areas which communicate with one another by a fluid connection.
- An annular spacer between the two membranes simply defines or increases the trapped volume of gas. In this case, it is inexpensive possible to form the fluid connection, which connects the two fluid areas of the working space with each other, in the spacer.
- a further preferred embodiment of the device according to the invention is characterized in that the gas volume is filled with helium. This facilitates the detection of leakage.
- the membrane and / or the housing may be magnetic.
- appropriate manufacturing processes for example, mechanical rolling and embossing
- Umformmartensit material martensitic structure
- the device can trap existing magnetic dirt particles in the fluid and prevent their further distribution. This increases the reliability of the components present in the fluid system, for example a pump.
- costs are saved, since the complex demagnetization of the component is eliminated. Since no directly abutting and relatively movable parts are present in the device, the trapped dirt particles cause no functional damage to the device.
- the order of assembly can be as follows: First, the individual sections ("segments") of the membrane are stacked and "stacked" in a welding device. After closing the welding device whose interior is evacuated and filled with filling gas, such as helium, with a desired pressure. In this phase, the distorted membrane sections ensure that the filling gas is safe in all cavities flows. Then the individual sections are pressed together and welded together.
- filling gas such as helium
- the membrane comprises at least one bead section and at least one bellows section. This allows the combination of the advantages of both versions.
- the membrane has at its radially outer edge a fastening portion which extends approximately parallel to the central axis and is secured to the housing. In this way, the entire inner diameter of the housing can be used hydraulically effective, which minimizes the required space and reduces costs.
- the device comprises a clamping device which acts on the mounting portion radially against the housing.
- the clamping device may be formed, for example, as a clamping ring. It relieves the attachment of the membrane to the housing.
- FIG. 1 carries a fuel system of an internal combustion engine overall the reference numeral 10.
- the internal combustion engine itself is not shown in detail.
- the fuel system 10 includes a fuel tank 12 from which an electric fuel pump 14 delivers fuel to a low pressure fuel line 16.
- the low-pressure fuel line 16 leads to a high-pressure fuel pump 18, which is shown symbolically dash-dotted lines.
- the high-pressure fuel pump 18 comprises a delivery chamber 20, which from a in FIG. 1 not shown piston is limited.
- the piston is displaced by a drive shaft, also not shown, in a reciprocating motion.
- the drive shaft in turn is driven by the camshaft, again not shown, of the internal combustion engine.
- the high-pressure fuel pump 18 further comprises an inlet valve 22, which is designed as a check valve. Further, an outlet valve 24 is provided, which is also formed by a check valve.
- the high pressure fuel pump 18 compresses the fuel to a very high pressure and delivers into a fuel rail 26 ("rail"). In this the fuel is stored under high pressure.
- a fuel rail 26 (“rail"). In this the fuel is stored under high pressure.
- a plurality of fuel injectors 28 are connected to the fuel manifold 26 . These inject the fuel directly into each associated combustion chambers 30 a.
- a quantity control valve 32 is provided in order to adjust the delivery rate of the high-pressure fuel pump 18 independently of the rotational speed of the drive shaft. This is actuated by a magnetic actuator 33, which in turn is driven by a control and device, not shown.
- the quantity control valve 32 is designed such that during a delivery stroke of the high-pressure fuel pump 18, the inlet valve 22 can be forcibly opened. As a result, the fuel under pressure in the delivery chamber 20 is not conveyed into the fuel collecting line 26, but back into the low-pressure fuel line 16.
- the corresponding switching position of the quantity control valve 32 bears the reference numeral 34.
- annular spacer 46 is arranged between the bottom portion 44 of the lower part 38 of the housing and the upper part 40 of the housing. It is welded on welds 48a and 48b firmly on the one hand with the bottom portion 44 of the lower part 38 of the housing and on the other hand with the upper part 40 of the housing.
- annular holding portion 52 extending radially inwards on the spacer 46, two circular membranes 54a and 54b are provided which are generally circular in plan view. The attachment is made by circumferential welds 57a and 57b at the outermost edge of the membranes 54a and 54b (see. FIG. 3 ).
- the two membranes 54a and 54b are thin-walled and made of metal, preferably of stainless steel.
- a gas volume 58 is enclosed.
- the gas is introduced through a channel 60 formed in the annular spacer 46 is present (cf. FIG. 2 ). After the introduction of the gas into the volume 58 between the two membranes 54a and 54b, the channel 60 is closed by a ball 62.
- the entire area between the bottom portion 44, the upper part 40 of the housing, and the spacer 46 forms a working space 66.
- the gas volume 58 is thus arranged within the working space 66.
- a first fluid region 64 of the working space 66 is formed between the bottom portion 44 of the lower part 38 of the housing and the lower diaphragm 54 b. Between the upper part 40 of the housing and the upper diaphragm 54a, a second fluid region 68 of the working space 66 is formed. Both fluid regions 64 and 68 may communicate with each other through a channel 70 in the annular spacer 46.
- the two membranes 54a and 54b are of identical construction (for reasons of clarity, in FIG. 3 all the reference numerals for the upper diaphragm 54a only): At their radially outer edge they have a radially extending holding portion 72 with which they are welded to the annular spacer 54b. From the holding portion 72 of the diaphragm, a spring portion 74 bends at an angle of about 80 °. The spring portion 74 thus extends approximately in the axial direction. On the spring portion 74, in turn, a radially extending bead portion 76 is integrally formed. This is characterized by a plurality of extending beads 78. The beads 78 extend concentrically around the central axis 41 of the pressure damper 36. A central region of the two membranes 54a and 54b is flat. The corresponding region in the membrane 54a is referred to as a stopper portion 80a, the corresponding area on the membrane 54b as a counter-surface 80b (see. FIG. 2 ).
- the distance between the two diaphragms 54a and 54b and the sections 54a or 40 of the housing adjacent to them is so great that, even in the idle state, that is to say with a pressureless fuel system, a contact of the two diaphragms 54a and 54b with the corresponding sections 40 and 44 of the housing is excluded.
- Such a limitation of the "stroke" of the membranes is possible by the use of metal as a membrane material.
- the distance of the membranes 54 a and 54 b from the housing 40 and 44 is selected so that at a system pressure, for example, less than 100 kPa in case of pressure undershoot the membranes 54 a and 54 b, the housing 40 and 44 do not touch.
- a system pressure for example, less than 100 kPa in case of pressure undershoot the membranes 54 a and 54 b, the housing 40 and 44 do not touch.
- the two diaphragms 54a and 54b When the fuel system 10 is in operation, that is, delivering the electric fuel pump 14 at a certain pressure, the two diaphragms 54a and 54b are moved toward each other.
- the pressure in the gas volume 58 on the one hand and the stiffness of the two diaphragms 54a and 54b are selected so that at normal operating pressure in the low pressure fuel line 16, that is approximately between 0.5 and 8 bar, a contact of the two membranes 54a and 54b does not take place with each other. Pressure fluctuations can thus be easily absorbed in this normal operating range of the fuel system 10 by a corresponding movement of the two membranes 54a and 54b and a compression of the gas volume 58 and thereby damped.
- the abutment portion 80a of the diaphragm 54a and the counter-surface 80b engage the diaphragm 54b.
- the two membranes 54a and 54b can thus no longer move, so that an overload of the two membranes 54a and 54b can be excluded.
- the stopper portion 80a and the mating surface 80b are machined flat or crowned.
- the characteristic of the pressure damper 36 can also be influenced by the height of the annular spacer 46. This height in particular has an influence on the pressure at which the two diaphragms 54a and 54b come into contact with each other.
- the internal volume can also be reduced in a targeted manner. Thereby, the effectiveness of the air spring formed by the enclosed gas volume 58 can be further increased.
- the shape of the beads 78 and their number plays an essential role in the properties of the pressure damper 36.
- a number of three to six beads with different bead height proved to be advantageous.
- the bead height can vary between +/- 0.15 and 2 mm.
- the bead may be circular, sinusoidal or spline-shaped.
- FIGS. 4 and 5 and 6 are referred to.
- a second embodiment of a pressure damper 36 is shown.
- Such areas and elements which have equivalent functions to areas and elements of the Figures 2 and 3 illustrated embodiment, the same reference numerals. They are not explained again in detail.
- FIGS. 4 and 5 represent pressure damper no spacer is no longer available. Instead, the top 40 and the bottom portion 44 of the housing are directly welded together. The corresponding weld bears the reference numeral 48. Accordingly, the two holding portions 72a and 72b of the two membranes 54a and 54b are welded directly together (weld seam 57).
- FIG. 5 An in FIG. 5 only shown in dashed lines fluid connection 70, which is formed by regional breakthroughs in the clamping rings 82 and 84, the two fluid portions 64 and 68 of the working space 66 are fluidly connected to each other.
- the breakthroughs 70 must be chosen so that the two membranes 54a and 54b are charged approximately equally.
- FIG. 6 shows the lower membrane 54b schematically in detail.
- A is the depth of the diaphragm 54b, it corresponds to the maximum possible stroke.
- B denotes a transition region, and C the height of the sinking of the membrane 54b.
- FIG. 7 is a partial section through a fuel pump shown as high-pressure fuel pump 18, for example, in the in FIG. 1 shown fuel system 10 is used. It can be seen a cylinder housing 92 with a piston 88 which limits the delivery chamber 20.
- the quantity control valve 32 can be seen in the upper region of the fuel pump 18.
- the outlet valve 24 is located in the left area.
- the inlet valve 22 is formed as a spring-loaded plate valve, which can be forced by a plunger (not numbered) of the quantity control valve 32 during a delivery stroke of the piston 88 forcibly in an open position.
- a circumferential step 94 is incorporated in the outer boundary surface of the cylinder housing 92. About this a housing sleeve 96 is pushed. Due to the circumferential step 94 and the housing sleeve 96, a circumferential around the cylinder central axis 90 annular space 66 is provided. This communicates on the one hand via a channel 100 with a low-pressure inlet 102 of the fuel pump 18. On the other hand, it communicates via a channel 104 with a pressure relief groove 106, which in a cylinder bore 108 in which the piston 88 is guided, is present.
- annular space 66 In the annular space 66, two annular peripheral membranes 54a and 54b are arranged. Whose outer edges are welded via welds 57a to 57d on the one hand with the cylinder housing 92 and the other with the housing sleeve 96. This creates two separate gas volumes 58a and 58b. Between these there is a fluid region 64 of the working space 66, which in particular communicates via the channel 100 with the low-pressure inlet 102.
- the annular space 66 and the gas volumes 58a and 58b in this way form a pressure damper 36, which is arranged coaxially with the cylinder central axis 90 of the high-pressure fuel pump 18.
- FIG. 8 a modified embodiment of such an annular pressure damper 36 is shown.
- pressure damper 36 carry such elements and areas, which equivalent functions to elements and areas of the in the FIGS. 7 have shown pressure damper 36, the same reference numerals. They are not explained again in detail.
- the pressure damper 36 which in FIG. 8 is shown, comprises a flattened metal tube 54, which is sealed gas-tight at the ends. Its interior forms a gas volume 58.
- the metal tube 54a is wound in the working space 66 in a spiral and helical manner coaxially with the central cylinder axis 90. As a result, it stands on the one hand with respect to the housing sleeve 96 and the other with respect to the in FIG. 8 upper and lower end surfaces of the working space 66 under a bias and is thereby fixed.
- FIG. 9 a further variant of a pressure damper 36 is shown.
- elements and regions which have equivalent functions to elements and regions already in connection with preceding ones Figures have been explained that carry the same reference numerals. Normally they will not be explained again in detail.
- the pressure damper 36 shown is in the left half of FIG. 9 differently designed than on the right half. Both devices 36 have in common that they have only a single membrane 54. This is welded in the region of its holding portion 72 in 57 with the upper part 40 of the housing. Unlike the example in the Figures 2 and 3 Membrane has the in FIG. 9 illustrated diaphragm 54 a bellows portion 110 which is disposed between the bead portion 76 and the holding portion 72 and is composed of individual segments 110a to 110d. This bellows portion 110 allows a comparatively large volume change of the gas volume 58 enclosed by the diaphragm 54 and the housing 40.
- the gas volume 58 is thereby reduced overall in that between the membrane 54 and the upper part 40 of the housing, a packing 112 is attached to the upper part 40 of the housing.
- a stopper portion 80a extends from the bead portion 76 of the diaphragm 54 to the lower portion 38 of the housing, whereas in the right half of the FIG. 9 the stopper portion 80a extends toward the packing 112.
- the filler body 112 or the lower part 38 of the housing acts as a counter surface 80b for the stopper portion 80a.
- the gas volume 58 trapped by the membrane 54 is filled with helium. This is under an overpressure which corresponds to approximately half of the maximum overpressure occurring during operation, minus the increase in pressure caused by the compression of the membrane 54 is caused.
- a magnetic metal material is used for the membrane 54.
- the pressure damper 36 acts similarly as a "dust catcher", because through them magnetic dirt particles are trapped from the fluid and their distribution in the fluid system 10 is prevented.
- FIG. 10 An alternative to this is in FIG. 10 shown.
- the in FIG. 10 shown pressure damper 36 differs from the in FIG. 9 shown by the fact that instead of a separate packing 112 in the upper part 40 of the housing, a deep-drawn section 112 is present, which on the one hand reduces the trapped gas volume 58 and on the other has the counter surface 80b, which cooperates with the stopper portion 80a of the diaphragm 54.
- FIG. 11 again shows an embodiment in which a separate filler body 112 is present, which is not hollow, but solid and, moreover, in a the stopper portion 80a of the diaphragm 54 facing portion 116 has a smaller diameter.
- the contour of the filling body 112 of FIG. 11 something adapted to the contour of the membrane 54, so that the corresponding gas volume 58 is particularly low.
- FIG. 12 an embodiment is shown in which two membranes 54a and 54b are present, corresponding to, for example, the in FIG. 4 shown embodiment of a pressure damper 36.
- FIG. 12 In contrast to FIG. 4 is at the in FIG. 12
- the in FIG. 12 shown pressure damper has - analogous to that in the FIGS. 4 and 5 shown - upper and lower clamping rings 82 and 84, which, however, in FIG. 12 are shown only schematically.
- the hydraulically effective area of the membranes 54a and 54b is maximized, which can be used to reduce the overall size of the pressure damper 36.
- the clamping rings 82 and 84 are supported by spring portions 118 and 120 on the upper part 40 and on the lower part 38 of the housing. In this way, manufacturing tolerances of the membranes 54a and 54b can be compensated.
- a disc-shaped retaining ring 122 is clamped, which has a central opening 124.
- a two-part packing 112 is inserted, and the retaining ring 122 is clamped between the two halves 112a and 112b of the packing 112.
- a circumferential groove is present, into which the edge of the opening 124 of the retaining ring 122 engages.
- a one-piece design of the retaining ring 122 with the packing 112 is conceivable.
- FIG. 13 Yet another variant of a pressure damper 36 is in FIG. 13 shown.
- this pressure damper 36 no filler is present, so that this device is constructed similar to those in the FIGS. 4 and 5 is shown.
- the differences relate in particular to the clamping rings 82 and 84, with which the membranes 54a and 54b are held on the housing 40 and 38:
- the clamping rings 82 and 84 have cantilevered spring portions, wherein a spring portion 118a and 120a, the membranes 54a and 54b in FIG. 13 positioned in the vertical direction, whereas a spring portion 118b and 120b, the two membranes 54 and 56 in FIG. 13 positioned or centered in the horizontal direction.
- the spring sections 118a and 120a are formed by individual radially inwardly facing brackets of the two clamping rings 82 and 84, which in the in FIG. 13 shown mounting position against the upper part 40 and the lower part 38 of the housing are biased.
- the spring sections 118b and 120b are formed by individual radially outwardly acting brackets which abut against the inner circumferential surface of the upper part 40 of the housing 40 and are biased against it.
- FIG. 14 a further modified embodiment of a pressure damper 36 is shown.
- a tubular mounting portion 122 is present at the radially outer edge of the bead portion 76, which extends approximately parallel to the central axis 41 of the pressure damper 36 and is welded in its edge 57 with the housing 40.
- the membrane 54 is attached directly to the housing 40, which saves otherwise required additional designs.
- the pressure damper 36 in FIG. 14 a clamping ring 124, which presses the mounting portion 122 from radially inwardly against the housing 40.
- the weld 57 is mechanically relieved.
- the radially maximum outer weld 57 allows the use of the entire inner diameter of the housing 40 as a hydraulically effective diameter. This lowers the manufacturing costs.
- the gas volume 58 can be established either during the production of the weld seam 57 (welding in a pressure chamber). Or the working space 66 is subsequently filled via the opening 60, which is then closed by the element 62. The latter can be welded to the housing 40, for example. As in the embodiments of the FIGS. 9 to 11 is also at the in FIG. 14 shown pressure damper 36, the gas volume 58 between the diaphragm 54 and the housing 40 is formed. This leads to a minimization of the required installation space.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen in einem Fluidsystem, insbesondere in einem Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse und mit mindestens einem Arbeitsraum, welcher wenigstens bereichsweise mit dem Fluidsystem kommuniziert.The invention relates to a device for damping pressure pulsations in a fluid system, in particular in a fuel system of an internal combustion engine, with a housing and with at least one working space, which communicates at least partially with the fluid system.
Eine solche Vorrichtung ist aus der
Hierdurch werden jedoch erhebliche Druckpulsationen in diesen Bereich des Kraftstoffsystems eingeleitet. Um diese zu dämpfen, ist dort ein Druckdämpfer vorgesehen. Dieser besteht aus einem Gehäuse und einem Kolben, welcher von einer Feder vorgespannt wird.As a result, however, significant pressure pulsations are initiated in this area of the fuel system. To dampen this, a pressure damper is provided there. This consists of a housing and a piston which is biased by a spring.
Vom Markt her bekannt ist auch ein Druckdämpfer, welcher mit einer von einer Feder vorgespannten Gummimembran arbeitet. Damit bei drucklosen Systemen (also bspw. bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine) die Gummimembran nicht mit der Zeit unzulässig gedehnt wird, ist ein Anschlag vorhanden, an dem sich die Membran bei geringem Druck abstützt.Also known from the market is a pressure damper, which works with a spring-biased rubber membrane. In order for non-pressurized systems (that is, for example when the internal combustion engine is switched off), the rubber membrane is not stretched inadmissibly over time, a stopper is provided on which the diaphragm is supported at low pressure.
Bei dem aus der
Die vorliegende Erfindung hat daher die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie in einem Kraftstoffsystem mit variablem Vordruck eingesetzt werden kann, dabei jedoch klein baut und eine lange Lebensdauer aufweist.The present invention therefore has the object, a device of the type mentioned in such a way that it can be used in a fuel system with variable form, but it builds small and has a long life.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a device having the features of claim 1.
Durch die Verwendung eines abgeschlossenen Gasvolumens kann die Kompressibilität von Gasen dazu ausgenutzt werden, die für die Dämpfung von Druckpulsationen erforderliche elastische Bewegung der Membran sicherzustellen. Dabei wird die Membran durch keinerlei mechanische Elemente beaufschlagt, was ihre Lebensdauer deutlich erhöht und das Risiko von Beschädigungen reduziert. Darüber hinaus kann ein derartiges Gasvolumen in beinahe beliebiger geometrischer Form realisiert werden. Es kann also sehr platzsparend im Fluidsystem untergebracht werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass auf eine Leckageleitung verzichtet werden kann, was den Aufbau des Kraftstoffsystems nochmals vereinfacht.By using a sealed volume of gas, the compressibility of gases can be exploited to ensure the elastic movement of the membrane required to dampen pressure pulsations. The membrane is not affected by any mechanical elements, which significantly increases their service life and reduces the risk of damage. In addition, can Such a gas volume can be realized in almost any geometric shape. It can therefore be accommodated very space-saving in the fluid system. Another advantage of the device according to the invention is that it can be dispensed with a leakage line, which simplifies the construction of the fuel system again.
Dann, wenn die Vorrichtung in ein Gehäuse einer Kraftstoffpumpe integriert ist, machen sich die erfindungsgemäßen Vorteile besonders stark bemerkbar, da eine derartige Kraftstoffpumpe üblicherweise sehr klein bauen soll.Then, when the device is integrated in a housing of a fuel pump, the advantages of the invention are particularly noticeable, since such a fuel pump is usually build very small.
Dadurch, dass das Gasvolumen durch zwei Membranen begrenzt wird, die im Bereich ihrer Ränder eingespannt sind, baut der Druckdämpfer vergleichsweise flach. Dies umso mehr, wenn die Membranen im Wesentlichen parallel sind. Dabei ist grundsätzlich natürlich denkbar, dass das Gasvolumen in den zwischen den beiden Membranen liegenden Raum bei deren Zusammenfügung eingebracht wird, so dass auf eine Befüllöffnung verzichtet werden kann.The fact that the gas volume is limited by two membranes, which are clamped in the area of their edges, builds the pressure damper comparatively flat. All the more so, when the membranes are substantially parallel. In principle, it is of course conceivable that the gas volume is introduced into the space lying between the two membranes during their assembly, so that a filling opening can be dispensed with.
Erfindungsgemäß werden die Membranen während des Umformprozesses mit einem flächigen Verzug versehen, so dass das Material im umgeformten Zustand verworfen ist. Dieser kann nun gezielt für die Vereinfachung der Herstellung der Membrandose genutzt werden, insbesondere dann, wenn diese mindestens einen Faltenbalgabschnitt aufweist: Aufgrund des Verzugs ist nämlich ein gezieltes Auseinanderhalten der im drucklosen Zustand flächig aneinander liegenden Bereiche der Membran nicht mehr erforderlich. Die sichere Evakuierung der Membran und Befüllung des Gasvolumens beispielsweise mit Helium ist daher einfach und zuverlässig möglich.According to the membranes are provided during the forming process with a flat distortion, so that the material is discarded in the formed state. This can now be used specifically for the simplification of the production of the membrane can, especially if it has at least one bellows section: Due to the delay namely a targeted separation of the non-pressurized state flat contiguous areas of the membrane is no longer required. The safe evacuation of the membrane and filling of the gas volume, for example with helium is therefore easy and reliable possible.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are specified in subclaims.
In einer ersten Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Membran aus Metall ist. Eine solche Membran hat verschiedene Vorteile: Zum einen ist eine solche Membran gegenüber üblichen Gasen und auch gegenüber Fluiden sehr dicht. Hier spielt insbesondere die hohe Dichtheit von Metallmembranen gegenüber HC-Emissionen eine positive Rolle. Zum anderen tritt bei einer Metallmembran auch bei niedrigen Drücken, bspw. bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine, über die Zeit keine Überdehnung auf, so dass eine Dämpfervorrichtung mit einer Metallmembran in einem Fluidsystem eingesetzt werden kann, welches einen in einem großen Bereich variablen Fluiddruck aufweist.In a first development, it is proposed that the membrane is made of metal. Such a membrane has several advantages. First, such a membrane is very dense compared to conventional gases and also to fluids. In particular, the high density of metal membranes in comparison to HC emissions plays a positive role here. On the other hand occurs in a metal diaphragm even at low pressures, for example. With the engine OFF, no overstretching over time, so that a damper device can be used with a metal diaphragm in a fluid system, which has a variable fluid pressure in a wide range.
Vorteilhaft ist auch, wenn das Gasvolumen durch ein dünnwandiges und an seinen Enden gasdicht verschlossenes Metallrohr gebildet wird. Dies ist sehr einfach und preiswert zu realisieren.It is also advantageous if the gas volume is formed by a thin-walled and at its ends gas-tight sealed metal tube. This is very easy and inexpensive to realize.
Wenn mindestens eine Außenwand des Arbeitsraums ebenfalls als Membran ausgebildet ist, erhält man auf minimalem Bauraum eine zusätzliche hydraulisch wirksame Fläche. Die Effektivität der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird hierdurch nochmals deutlich erhöht, bei gleichzeitig geringem Platzbedarf.If at least one outer wall of the working space is likewise designed as a membrane, an additional hydraulically effective area is obtained in a minimum space. The effectiveness of the device according to the invention is thereby significantly increased again, while requiring little space.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das eingeschlossene Gasvolumen bei einem Norm-Außendruck (beispielweise 1013 hPa) einen definierten Druck aufweist, vorzugsweise einen Überdruck. Mit einem solchen definierten Druck kann die "Federsteifigkeit" eingestellt werden. Üblicherweise wird ein Überdruck in dem eingeschlossenen Gasvolumen im Vergleich zum Außendruck gewählt werden, denn hierdurch kann der ganze mögliche Spannungsbereich (Zug und Druck) des Membranmaterials ausgenutzt werden.It is particularly advantageous if the enclosed gas volume at a standard external pressure (for example 1013 hPa) has a defined pressure, preferably an overpressure. With such a defined pressure, the "Spring stiffness" can be adjusted. Usually, an overpressure in the trapped gas volume in comparison to the external pressure will be chosen, because in this way the entire possible voltage range (tension and pressure) of the membrane material can be utilized.
Denkbar ist aber auch ein Unterdruck oder aber Normdruck. Vorzugsweise wird ein solcher Innenüberdruck gewählt, welcher in etwa der Hälfte des maximalen Betriebsüberdrucks, abzüglich des Druckanstiegs, der durch die Kompression des Bauteils entsteht, entspricht.It is also conceivable, however, a negative pressure or standard pressure. Preferably, such an internal overpressure is selected which corresponds to approximately half of the maximum operating overpressure, less the pressure increase which arises due to the compression of the component.
Dabei kann auch durch eine Minimierung des eingeschlossenen Gasvolumens die Wirksamkeit des Gasvolumens optimiert werden. Durch eine solche Minimierung wird nämlich eine höhere Federsteifigkeit realisiert. Hierdurch kann die Membran dünner ausfallen und die Spannungen im Membranmaterial können minimiert werden. Außerdem wird im gesamten Arbeitsbereich ein anschlagfreies Arbeiten der Vorrichtung ermöglicht. Ferner wird die Belastung über den gesamten Betriebsbereich verkleinert, da durch den eingeschlossenen Innendruck die Druckdifferenz über der Membranwand reduziert wird. Damit kann die Membrangeometrie auf höhere Hubwege und geringere Druckbelastung bzw. kleines Einbauvolumen ausgelegt werden.It can also be optimized by minimizing the trapped gas volume, the effectiveness of the gas volume. By such minimization namely a higher spring stiffness is realized. This can make the membrane thinner and the stresses in the membrane material can be minimized. In addition, a stop-free operation of the device is made possible throughout the work area. Furthermore, the load over the entire operating range is reduced because the pressure difference across the diaphragm wall is reduced by the enclosed internal pressure. Thus, the membrane geometry can be designed for higher strokes and lower pressure load or small installation volume.
Dabei kann das Gasvolumen eine verschließbare Öffnung aufweisen, über die der Druck eingestellt werden kann. Dies erleichtert die Herstellung des Gasvolumens. Andernfalls müsste die Herstellung selbst bei einem bestimmten Druck erfolgen.In this case, the gas volume may have a closable opening, via which the pressure can be adjusted. This facilitates the production of the gas volume. Otherwise, the production would have to be done even at a certain pressure.
Besonders vorteilhaft ist jene Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher die Membran mindestens eine Sicke aufweist. Durch eine derartige Sicke können die Federeigenschaften der Membran selbst und auch ihre Festigkeitseigenschaften maßgeblich beeinflusst werden. Mit einer Sicke kann die Membran also optimal an die individuellen Anforderungen des Fluidsystems angepasst werden. Vor allem kann der Dämpfer mit vergleichbarem Bauvolumen noch mehr Dämpfungsvolumen aufweisen, oder alternativ kleiner gebaut werden. Dabei können die Sicken unterschiedliche Höhe und/oder einen unterschiedlichen Verlauf und/oder einen unterschiedlichen Querschnitt haben. Auf diese Weise kann man eine unsymmetrische Federsteifigkeit der Membran je nach Belastungsrichtung erzielen.Particularly advantageous is that embodiment of the device according to the invention, in which the membrane has at least one bead. By such a bead The spring properties of the membrane itself and also its strength properties can be significantly influenced. With a bead, the membrane can thus be optimally adapted to the individual requirements of the fluid system. Above all, the damper with comparable volume can have even more damping volume, or alternatively be built smaller. The beads may have different height and / or a different course and / or a different cross-section. In this way one can achieve an asymmetrical spring stiffness of the membrane depending on the load direction.
Dadurch kann bspw. in dem Hauptarbeitsbereich der Druckdämpfervorrichtung eine gezielte, bspw. eine weitgehend konstante und eher weiche Federkonstante der Membran erreicht werden. In selten genutzten Betriebsbereichen dagegen kann eine höhere Steifigkeit realisiert werden. Auf diese Weise kann man eine nicht lineare bzw. nur stückweise lineare Federkennlinie erreichen. Letztlich wird hierdurch eine optimale Dämpfungswirkung im gesamten Betriebsbereich des Fluidsystems bei gleichzeitig geringem Bauraum erreicht.As a result, for example, in the main working range of the pressure damper device a targeted, for example, a largely constant and rather soft spring constant of the diaphragm can be achieved. In rarely used operating areas, on the other hand, higher rigidity can be achieved. In this way you can achieve a non-linear or only piecewise linear spring characteristic. Ultimately, this achieves an optimal damping effect in the entire operating range of the fluid system with at the same time low installation space.
Die Sicken können dabei auch so geformt sein, dass die maximale Spannung nicht am Rand der Membran auftritt, und die mechanischen Spannungen über der Fläche der Membran möglichst gleichmäßig verteilt sind. Des weiteren kann durch eine entsprechende Membranauslegung die gesamte Materialbandbreite im Zug- und Druckspannungsbereich genutzt werden.The beads can also be shaped so that the maximum stress does not occur at the edge of the membrane, and the mechanical stresses are distributed as evenly as possible over the surface of the membrane. Furthermore, the entire material bandwidth in the tensile and compressive stress range can be used by a corresponding membrane design.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Membran mindestens einen Anschlagbereich aufweist, welcher bei einer maximalen Auslenkung der Membran mit einer Gegenfläche in Anlage kommt. Die maximale Auslenkung wird dabei so gewählt, dass Beschädigungen an der Membran, beispielsweise eine plastische Verformung, gerade noch vermieden werden. Diese Vorrichtung ist daher zumindest in einem gewissen Bereich "überlastsicher", d.h., sie zeigt auch bei Überlasten noch eine Dämpfungsfunktion, ohne beschädigt zu werden.It can also be provided that the membrane has at least one stop region, which at a maximum deflection of the membrane with a counter surface in abutment comes. The maximum deflection is chosen so that damage to the membrane, such as a plastic deformation, are just avoided. This device is therefore at least in a certain area "overload safe", ie, it still shows an overload function even with overloads, without being damaged.
In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass die Gegenfläche an dem Gehäuse, an einem separaten Anschlagteil, und/oder an einer weiteren Membran ausgebildet ist. Die Überlastsicherung kann also auf verschiedene sehr einfache und preiswerte Arten realisiert werden. Die Anschlagfläche am Gehäuse kann beispielsweise durch Tiefziehen hergestellt werden, was sehr einfach und preiswert ist. Auch ein separates Anschlagteil ist preiswert, wobei für einen gleichen Dämpfer unterschiedliche Anschlagteile vorgesehen sein können, so dass die gleiche Vorrichtung leicht an unterschiedliche Einsatzbedingungen angepasst werden kann. Die Anschlagfläche an einer weiteren Membran wiederum spart Platz.In a further development, it is proposed that the mating surface is formed on the housing, on a separate stop member, and / or on a further membrane. The overload protection can therefore be realized in various very simple and inexpensive ways. The stop surface on the housing can be made for example by deep drawing, which is very simple and inexpensive. A separate stop member is inexpensive, with different stop members can be provided for a same damper, so that the same device can be easily adapted to different conditions of use. The stop surface on another membrane in turn saves space.
In nochmaliger Weiterbildung wird auch vorgeschlagen, dass das eingeschlossene Gasvolumen durch einen Füllbereich reduziert wird. Dieser Füllbereich kann dabei auch durch das Anschlagteil (dieses wirkt dann als "Füllstück") oder einen Gehäuseabschnitt gebildet werden. Wie bereits oben erwähnt wurde, kann durch eine Reduktion des Gasvolumens die Federsteifigkeit der Vorrichtung erhöht werden. In der Folge kann die Membran dünner sein, was eine gute Dynamik und eine kleine Baugröße zur Folge hat.In a further development, it is also proposed that the enclosed gas volume be reduced by a filling area. This filling area can also be formed by the stop member (this then acts as a "filler") or a housing portion. As already mentioned above, the spring stiffness of the device can be increased by reducing the gas volume. As a result, the membrane may be thinner, resulting in good dynamics and small size.
Vorgeschlagen wird auch eine solche Vorrichtung, bei welcher das Gasvolumen zwischen den beiden Membran gebildet ist und die beiden Membranen jeweils mindestens eine Anschlagfläche bzw. eine Gegenfläche aufweisen, welche sich bei einer maximalen Auslenkung der beiden Membran berühren. Hierdurch wird ausgenützt, dass sich im Falle eines hohen Drucks die beiden Membranflächen aufeinander zu bewegen. Wenn sie in Kontakt miteinander kommen, stützen sie sich mit den Anschlagflächen gegenseitig ab. Diese Anschlagflächen können plan ausgeführt sein, um eine saubere Anlage der Membranen aneinander zu erhalten. Eine Überlastung der Membranen bei zu hohem Druck wird hierdurch zuverlässig ausgeschlossen, ohne dass ein separater Anschlag erforderlich ist.Also proposed is such a device in which the gas volume between the two membrane is formed and the two membranes each have at least one stop surface or a mating surface, which touch at a maximum deflection of the two membrane. This makes use of the fact that in the case of a high pressure, the two membrane surfaces move towards each other. When they come into contact with each other, they support each other with the stop surfaces. These abutment surfaces can be designed plan to get a clean system of the membranes together. An overload of the membranes at too high pressure is thereby reliably excluded, without a separate stop is required.
Möglich ist auch, dass die Ränder der beiden Membran miteinander dicht verbunden und radial einwärts von der Abdichtlinie eingespannt sind. Insbesondere dann, wenn die Verbindung durch eine Schweißnacht erfolgt, wird durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verhindert, dass die Schweißnähte zusätzliche mechanische Kräfte aushalten müssen. Die Dichtverbindung dient somit nur zur Abdichtung und muss nicht noch andere Aufgeben übernehmen und kann so besonders hohe Dichtigkeitsanforderungen sicher erfüllen. Für die Bewertung der Dauerhaltbarkeit des erfindungsgemäßen Druckdämpfers müssen also nur noch die Membranen selbst betrachtet werden.It is also possible that the edges of the two membrane are sealed together and clamped radially inwardly of the sealing line. In particular, when the connection is made by a welding night, is prevented by this embodiment of the device according to the invention, that the welds must withstand additional mechanical forces. The sealing connection thus serves only for sealing and does not have to take on other duties and can thus fulfill particularly high tightness requirements safely. For the evaluation of the durability of the pressure damper according to the invention so only the membranes themselves must be considered.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Einspannung über eine konstruktive Elastizität verfügt. Hierunter wird eine solche Elastizität verstanden, die "konstruktiv gewollt" ist. Beispielsweise kann ein Haltering aus einem gummielastischen Material verwendet werden, oder es kann eine Halterung aus Metall verwendet werden, welche einen Federabschnitt aufweist. Damit wird einerseits eine sichere Fixierung der Membranen erreicht, und andererseits können Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden. Grundsätzlich kann die Einspannung an jedem Ort der Membran angreifen, besonders günstig ist jedoch ein Ansatz im Bereich einer Mittelebene der beiden Membranen.It is particularly advantageous if the clamping has a structural elasticity. This is understood to mean such an elasticity that is "constructively intended". For example, a retaining ring made of a rubber-elastic material may be used, or a metal support may be used which has a spring portion. In order for a secure fixation of the membranes is achieved on the one hand, and on the other hand manufacturing tolerances can be compensated. Basically, the clamping can attack at any location of the membrane, but particularly favorable is an approach in the region of a median plane of the two membranes.
Die Kosten für die erfindungsgemäße Vorrichtung werden reduziert, wenn die beiden Membranen identisch sind.The costs for the device according to the invention are reduced if the two membranes are identical.
Der Bauraum der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist besonders klein, wenn der Arbeitsraum der beiden Membranen in zwei Fluidbereiche unterteilt wird, welche durch eine Fluidverbindung miteinander kommunizieren.The installation space of the device according to the invention is particularly small if the working space of the two membranes is subdivided into two fluid areas which communicate with one another by a fluid connection.
Ein ringförmiger Abstandshalter zwischen den beiden Membranen definiert bzw. erhöht auf einfache Art und Weise das eingeschlossene Gasvolumen. In diesem Fall ist es preiswert möglich, die Fluidverbindung, welche die beiden Fluidbereiche des Arbeitsraumes miteinander verbindet, in dem Abstandshalter auszubilden.An annular spacer between the two membranes simply defines or increases the trapped volume of gas. In this case, it is inexpensive possible to form the fluid connection, which connects the two fluid areas of the working space with each other, in the spacer.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Gasvolumen mit Helium gefüllt ist. Dies erleichtert die Detektierung einer Leckage.A further preferred embodiment of the device according to the invention is characterized in that the gas volume is filled with helium. This facilitates the detection of leakage.
Außerdem kann die Membran und/oder das Gehäuse magnetisch sein. Durch entsprechende Herstellungsverfahren (beispielsweise mechanisches Walzen und Prägen) entsteht im Material martensitisches Gefüge ("Umformmartensit"), welches magnetische Eigenschaften aufweist. Wenn diese magnetische Eigenschaft gezielt in dem entsprechenden Bauteil belassen wird, kann die Vorrichtung im Fluid vorhandene magnetische Schmutzteilchen einfangen und deren weitere Verteilung verhindern. Dies erhöht die Zuverlässigkeit der im Fluidsystem vorhandenen Komponenten, beispielsweise einer Pumpe. Außerdem werden Kosten gespart, da die aufwändige Entmagnetisierung des Bauteils entfällt. Da in der Vorrichtung keine direkt aneinander anliegenden und relativ zueinander beweglichen Teile vorhanden sind, verursachen die eingefangenen Schmutzpartikel keine Funktionsschäden an der Vorrichtung.In addition, the membrane and / or the housing may be magnetic. By appropriate manufacturing processes (for example, mechanical rolling and embossing) arises in the material martensitic structure ("Umformmartensit"), which has magnetic properties. If this magnetic property is deliberately left in the corresponding component, the device can trap existing magnetic dirt particles in the fluid and prevent their further distribution. This increases the reliability of the components present in the fluid system, for example a pump. In addition, costs are saved, since the complex demagnetization of the component is eliminated. Since no directly abutting and relatively movable parts are present in the device, the trapped dirt particles cause no functional damage to the device.
Die Montagereihenfolge kann dabei wie folgt sein: Zunächst werden die einzelnen Abschnitte ("Segmente") der Membran aufeinandergelegt und in einer Schweißvorrichtung "gestapelt". Nach dem Schließen der Schweißvorrichtung wird deren Innenraum evakuiert und mit Befüllgas, beispielsweise mit Helium, mit einem gewünschten Druck befüllt. In dieser Phase wird durch die verzogenen Membranabschnitte sichergestellt, dass das Befüllgas in alle Hohlräume sicher einströmt. Dann werden die einzelnen Abschnitte zusammengepresst und miteinander verschweißt.The order of assembly can be as follows: First, the individual sections ("segments") of the membrane are stacked and "stacked" in a welding device. After closing the welding device whose interior is evacuated and filled with filling gas, such as helium, with a desired pressure. In this phase, the distorted membrane sections ensure that the filling gas is safe in all cavities flows. Then the individual sections are pressed together and welded together.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Membran mindestens einen Sickenabschnitt und mindestens einen Faltenbalgabschnitt. Dies gestatte die Kombination der Vorteile beider Ausführungen.In another advantageous embodiment of the device according to the invention, the membrane comprises at least one bead section and at least one bellows section. This allows the combination of the advantages of both versions.
Ferner wird bevorzugt, wenn die Membran an ihrem radial äußeren Rand einen Befestigungsabschnitt aufweist, welcher sich in etwa parallel zur Mittelachse erstreckt und an dem Gehäuse befestigt ist. Auf diese Weise kann der gesamte Innendurchmesser des Gehäuses hydraulisch wirksam genutzt werden, was den erforderlichen Bauraum minimiert und die Kosten senkt.It is further preferred if the membrane has at its radially outer edge a fastening portion which extends approximately parallel to the central axis and is secured to the housing. In this way, the entire inner diameter of the housing can be used hydraulically effective, which minimizes the required space and reduces costs.
Dabei ist es möglich, dass die Vorrichtung eine Spanneinrichtung umfasst, welche den Befestigungsabschnitt radial gegen das Gehäuse beaufschlagt. Die Spanneinrichtung kann beispielsweise als Spannring ausgebildet sein. Durch sie wird die Befestigung der Membran am Gehäuse entlastet.It is possible that the device comprises a clamping device which acts on the mounting portion radially against the housing. The clamping device may be formed, for example, as a clamping ring. It relieves the attachment of the membrane to the housing.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Darstellung eines Kraftstoffsystems einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffpumpe und einer dort vorhandenen Vorrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen;
- Figur 2
- einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen von
Figur 1 ; - Figur 3
- ein Detail III der Vorrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen von
Figur 2 ; - Figur 4
- einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen von
Figur 1 ; - Figur 5
- ein Detail V der Vorrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen von
Figur 4 ; - Figur 6
- einen schematischen Schnitt durch eine Membran der Vorrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen von
Figur 4 ; - Figur 7
- einen Schnitt durch eine Kraftstoffpumpe mit einem dritten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen;
- Figur 8
- einen Schnitt durch einen Bereich der Kraftstoffpumpe von
Figur 7 mit einem vierten, jedoch nicht zur beanspruchten Erfindung gehörenden Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen; - Figur 9
- einen Schnitt durch ein fünftes und ein sechstes, jedoch nicht zur beanspruchten Erfindung gehörendes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen;
Figur 10- einen Schnitt durch ein siebtes, jedoch nicht zur beanspruchten Erfindung gehörendes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen;
Figur 11- einen Schnitt durch ein achtes, jedoch nicht zur beanspruchten Erfindung gehörendes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen;
Figur 12- einen Schnitt durch ein neuntes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen;
- Figur 13
- einen Schnitt durch ein zehntes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen; und
Figur 14- einen Teilschnitt durch ein elftes und ein zwölftes, jedoch nicht zur beanspruchten Erfindung gehörendes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen.
- FIG. 1
- a schematic representation of a fuel system of an internal combustion engine having a fuel pump and a device there for damping pressure pulsations;
- FIG. 2
- a section through a first embodiment of the device for damping of pressure pulsations of
FIG. 1 ; - FIG. 3
- a detail III of the device for damping of pressure pulsations of
FIG. 2 ; - FIG. 4
- a section through a second embodiment of the device for damping of pressure pulsations of
FIG. 1 ; - FIG. 5
- a detail V of the device for damping pressure pulsations of
FIG. 4 ; - FIG. 6
- a schematic section through a membrane of the device for damping of pressure pulsations of
FIG. 4 ; - FIG. 7
- a section through a fuel pump with a third embodiment of a device for damping pressure pulsations;
- FIG. 8
- a section through a portion of the fuel pump of
FIG. 7 with a fourth, but not belonging to the claimed invention embodiment of a device for damping pressure pulsations; - FIG. 9
- a section through a fifth and a sixth, but not belonging to the claimed invention embodiment of a device for damping pressure pulsations;
- FIG. 10
- a section through a seventh, but not belonging to the claimed invention embodiment of a device for damping pressure pulsations;
- FIG. 11
- a section through an eighth, but not belonging to the claimed invention embodiment of a device for damping pressure pulsations;
- FIG. 12
- a section through a ninth embodiment of a device for damping pressure pulsations;
- FIG. 13
- a section through a tenth embodiment of a device for damping pressure pulsations; and
- FIG. 14
- a partial section through an eleventh and a twelfth, but not belonging to the claimed invention embodiment of an apparatus for damping of pressure pulsations.
In
Das Kraftstoffsystem 10 umfasst einen Kraftstoffbehälter 12, aus dem eine elektrische Kraftstoffpumpe 14 den Kraftstoff in eine Niederdruck-Kraftstoffleitung 16 fördert. Die Niederdruck-Kraftstoffleitung 16 führt zu einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18, welche symbolisch strichpunktiert dargestellt ist.The
Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18 umfasst einen Förderraum 20, der von einem in
Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18 komprimiert den Kraftstoff auf einen sehr hohen Druck und fördert in eine Kraftstoff-Sammelleitung 26 ("Rail"). In dieser ist der Kraftstoff unter hohem Druck gespeichert. An die Kraftstoff-Sammelleitung 26 sind mehrere Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 28 angeschlossen. Diese spritzen den Kraftstoff direkt in ihnen jeweils zugeordnete Brennräume 30 ein.The high
Um die Fördermenge der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18 unabhängig von der Drehzahl der Antriebswelle einstellen zu können, ist ein Mengensteuerventil 32 vorgesehen. Dieses wird von einem Magnetaktor 33 betätigt, welcher wiederum von einem nicht dargestellten Steuer- und Gerät angesteuert wird. Das Mengensteuerventil 32 ist so ausgebildet, dass während eines Förderhubs der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18 das Einlassventil 22 zwangsweise geöffnet werden kann. Hierdurch wird der unter Druck im Förderraum 20 stehende Kraftstoff nicht in die Kraftstoff-Sammelleitung 26, sondern zurück in die Niederdruck-Kraftstoffleitung 16 gefördert. Die entsprechende Schaltstellung des Mengensteuerventils 32 trägt das Bezugszeichen 34.In order to adjust the delivery rate of the high-
Die hierdurch in die Niederdruck-Kraftstoffleitung 16 eingeleiteten Druckpulsationen werden von einer Vorrichtung zur Dämpfung von Druckpulsationen gedämpft. Diese trägt in
Der Druckdämpfer 36 umfasst ein Gehäusemit einem Unterteil 38 und einem Oberteil 40.Das Unterteil 38 hat in dem inFigur 2 dargestellten Schnitt pilzförmige Gestalt, ist also im Wesentlichen rotationssymmetrisch mit einerMittelachse 41. Es umfasst einen Installationsabschnitt 42 mit einem in diesem zentrisch eingebrachten Zulaufkanal 43 und einen hierzu insgesamt tellerförmigen und in der Draufsicht kreisförmigen Bodenabschnitt 44, dessen Ebene insgesamt in etwa in einem rechten Winkel zur Mittelachse 41 steht.Das Oberteil 40 des Gehäuses ist ebenfalls tellerförmig und in der Draufsicht kreisförmig ausgebildet.
- The
pressure damper 36 comprises a housing with alower part 38 and a top 40. Thelower part 38 has in the inFIG. 2 It comprises aninstallation section 42 with aninlet channel 43 introduced centrally therefrom and abottom plate section 44 which is generally plate-shaped and circular in plan view, the plane of which extends approximately at a right angle to thecentral axis 41 stands. Theupper part 40 of the housing is also plate-shaped and circular in plan view.
Zwischen dem Bodenabschnitt 44 des Unterteils 38 des Gehäuses und dem Oberteil 40 des Gehäuses ist ein ringförmiger Abstandshalter 46 angeordnet. Er ist über Schweißnähte 48a und 48b fest einerseits mit dem Bodenabschnitt 44 des Unterteils 38 des Gehäuses und andererseits mit dem Oberteil 40 des Gehäuses verschweißt. An einem sich an dem Abstandhalter 46 radial nach innen erstreckenden ringförmigen Halteabschnitt 52 sind zwei insgesamt in der Draufsicht kreisförmige Membranen 54a und 54b befestigt. Die Befestigung erfolgt durch umlaufende Schweißnähte 57a und 57b am äußersten Rand der Membranen 54a und 54b (vgl.
Zwischen der oberen Membran 54a und der unteren Membran 54b und dem Abstandshalter 46 ist ein Gasvolumen 58 eingeschlossen. Das Gas wird durch einen Kanal 60 eingebracht, der in dem ringförmigen Abstandshalter 46 vorhanden ist (vgl.
Zwischen dem Bodenabschnitt 44 des Unterteils 38 des Gehäuses und der unteren Membran 54b ist ein erster Fluidbereich 64 des Arbeitsraums 66 gebildet. Zwischen dem Oberteil 40 des Gehäuses und der oberen Membran 54a ist ein zweiter Fluidbereich 68 des Arbeitsraums 66 gebildet. Beide Fluidbereiche 64 und 68 können durch einen Kanal 70 im ringförmigen Abstandshalter 46 miteinander kommunizieren.Between the
Die beiden Membranen 54a und 54b sind identisch aufgebaut (aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in
Der Druckdämpfer 36 arbeitet folgendermaßen:
Über den Zulaufkanal 43im Installationsabschnitt 42 kommuniziert der in denFiguren 2 und3 untere Fluidbereich 64 (die Begriffe "unten" und "oben" sind nachfolgend immer auf die Figuren bezogen; der Druckdämpfer kann grundsätzlich beliebig im Raum angeordnet sein) des Arbeitsraums 66 mit der Niederdruck-Kraftstoffleitung 16.Über den Kanal 70 kommuniziert der obere Fluidbereich 68 des Arbeitsraums 66 wiederum mitdem unteren Fluidbereich 64. Innerhalb des Arbeitsraums 66 ist das von den beiden 54b und vom ringförmigen Abstandshalter 46 begrenztes Gasvolumen 58 vorhanden. Dieses steht im Ruhezustand des Kraftstoffsystems 10 unter einem leichten Überdruck gegenüber der Außenatmosphäre. Durch diesen Überdruck werden derMembranen 54a undSickenabschnitt 76 und derAnschlagabschnitt 80a bzw. dieGegenfläche 80b der beiden Membranen54a und 54b etwas nach außen vorgewölbt.
- About the
inlet channel 43 in theinstallation section 42 communicates in theFigures 2 and3 The lower fluid region 64 (the terms "below" and "above" are always referred to below with reference to the figures, the pressure damper may in principle be arranged arbitrarily in space) of the workingchamber 66 with the low-pressure fuel line 16. - Via the
channel 70, theupper fluid region 68 of the workingchamber 66 in turn communicates with thelower fluid region 64. Within the workingspace 66, the volume ofgas 58 bounded by the two 54a and 54b and by themembranes annular spacer 46 is present. This is in the idle state of thefuel system 10 under a slight overpressure against the outside atmosphere. Due to this overpressure, thebead portion 76 and theabutment portion 80a and thecounter surface 80b of the two 54a and 54b, respectively, bulge slightly outward.diaphragms
Der Abstand zwischen den beiden Membranen 54a und 54b und den zu ihnen benachbarten Abschnitten 54a bzw. 40 des Gehäuses ist jedoch so groß, dass auch im Ruhezustand, also bei drucklosem Kraftstoffsystem, eine Berührung der beiden Membranen 54a und 54b mit den entsprechenden Abschnitten 40 und 44 des Gehäuses ausgeschlossen ist. Eine derartige Begrenzung des "Hubs" der Membranen ist durch die Verwendung von Metall als Membranmaterial möglich.However, the distance between the two
Der Abstand der Membranen 54 a und 54b vom Gehäuse 40 bzw. 44 ist so gewählt, dass bei einem Systemdruck beispielsweise kleiner als 100 kPa im Falle eines Druck-Unterschwingens die Membranen 54a und 54b das Gehäuse 40 bzw. 44 nicht berühren. Damit ist die Dämpfungsfunktion des Druckdämpfers 36 auch noch in diesem Betriebsbeziehungsweise Druckbereich gewährleistet.The distance of the
Wenn das Kraftstoffsystem 10 in Betrieb ist, die elektrische Kraftstoffpumpe 14 also mit einem bestimmten Druck fördert, werden die beiden Membranen 54a und 54b aufeinander zu bewegt. Der Druck in dem Gasvolumen 58 einerseits und die Steifigkeit der beiden Membranen 54a und 54b sind dabei so gewählt, dass bei normalem Betriebsdruck in der Niederdruck-Kraftstoffleitung 16, also etwa zwischen 0,5 und 8 bar, eine Berührung der beiden Membranen 54a und 54b miteinander nicht stattfindet. Druckschwankungen können somit in diesem normalen Betriebsbereich des Kraftstoffsystems 10 durch eine entsprechende Bewegung der beiden Membranen 54a und 54b und eine Kompression des Gasvolumens 58 problemlos aufgenommen und hierdurch gedämpft werden.When the
Bei einer Überlast in der Niederdruck-Kraftstoffleitung 16, wenn der Druck beispielsweise bis über 10 bar ansteigt, kommt der Anschlagabschnitt 80a der Membran 54a und die Gegenfläche 80b an der Membran 54b miteinander in Anlage. Die beiden Membranen 54a und 54b können sich somit nicht mehr weiterbewegen, so dass eine Überlastung der beiden Membranen 54a und 54b ausgeschlossen werden kann. Damit eine saubere Anlage der beiden Membranen 54a und 54b im Falle einer Überlast in der Niederdruck-Kraftstoffleitung 16 gewährleistet ist, sind der Anschlagabschnitt 80a und die Gegenfläche 80b plan oder ballig bearbeitet.In the event of an overload in the low-
Neben dem Druck des Gasvolumens 58, welches zwischen den beiden Membranen 54a und 54b eingeschlossen ist, kann die Charakteristik des Druckdämpfers 36 auch durch die Höhe des ringförmigen Abstandshalters 46 beeinflusst werden. Diese Höhe hat insbesondere einen Einfluss auf den Druck, bei dem die beiden Membranen 54a und 54b aneinander in Anlage kommen.In addition to the pressure of the
Des weiteren kann durch einen geeignete Gestaltung der Innengeometrie des Halteabschnitts 52 (beispielsweise an der Position 53 in
Auch die Form der Sicken 78 sowie deren Anzahl spielt eine wesentliche Rolle für die Eigenschaften des Druckdämpfers 36. Bei einer Membran mit einem Durchmesser von 30 - 60 mm und einer Wandstärke von 0,2 - 1,0 mm hat sich eine Anzahl von drei bis sechs Sicken mit unterschiedlicher Sickenhöhe als vorteilhaft erwiesen. Die Sickenhöhe kann dabei zwischen +/- 0,15 und 2 mm variieren. Die Sicke kann dabei kreisförmig, sinusförmig oder splineförmig sein.The shape of the
Auf diese Weise kann auch eine unsymmetrische Federsteifigkeit bei einer Belastung der beiden Membranen 54a und 54b in den
Durch die Form der Sicken 78 und durch die Gestaltung des Federabschnitts 74 wird erreicht, dass die maximalen Spannungen nicht am äußersten Rand der beiden Membranen 54a und 54b auftreten, sondern über den Durchmesser der beiden Membranen 54a und 54b weitgehend gleichmäßig verteilt sind. Nun wird auf die
Ein wesentlicher Unterschied zwischen den beiden Ausführungsbeispielen besteht darin, dass bei dem in den
Sie werden darüber hinaus, an einer Position etwas radial einwärts von der Schweißnaht 57, mit der die beiden Membranen 54a und 54b gasdicht miteinander verschweißt sind, von einem oberen Klemmring 82 und einem unteren Klemmring 84, die an das Oberteil 40 bzw. den Bodenabschnitt 44 des Gehäuses angeformt sind, gegeneinander verklemmt. Hierdurch wird die Schweißnaht, welche die beiden Membranen 54a und 54b miteinander verbindet, von mechanischen Belastungen entlastet.They are also, at a position slightly radially inwardly of the
Eine in
In
Koaxial zu einer Zylinder-Mittelachse 90 ist in die äußere Begrenzungsfläche des Zylindergehäuses 92 eine umlaufende Stufe 94 eingearbeitet. Über diese ist eine Gehäusehülse 96 aufgeschoben. Durch die umlaufende Stufe 94 und die Gehäusehülse 96 wird ein um die Zylinder-Mittelachse 90 umlaufender Ringraum 66 geschaffen. Dieser kommuniziert zum einen über einen Kanal 100 mit einem Niederdruckeinlass 102 der Kraftstoffpumpe 18. Zum anderen kommuniziert er über einen Kanal 104 mit einer Druckentlastungsnut 106, welche in einer Zylinderbohrung 108, in der der Kolben 88 geführt ist, vorhanden ist.Coaxial with a cylinder
In dem Ringraum 66 sind zwei ringförmig umlaufende Membranen 54a und 54b angeordnet. Deren äußere Ränder sind über Schweißnähte 57a bis 57d zum einen mit dem Zylindergehäuse 92 und zum anderen mit der Gehäusehülse 96 verschweißt. Hierdurch werden zwei voneinander getrennte Gasvolumina 58a und 58b geschaffen. Zwischen denen ist ein Fluidbereich 64 des Arbeitsraums 66 vorhanden, welcher insbesondere über den Kanal 100 mit dem Niederdruckeinlass 102 kommuniziert. Der Ringraum 66 und die Gasvolumina 58a und 58b bilden auf diese Weise einen Druckdämpfer 36, welcher koaxial zur Zylinder-Mittelachse 90 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18 angeordnet ist.In the
In
Der Druckdämpfer 36, welcher in
In
Der gezeigte Druckdämpfer 36 ist dabei in der linken Hälfte der
Das Gasvolumen 58 wird dabei insgesamt dadurch reduziert, dass zwischen der Membran 54 und dem Oberteil 40 des Gehäuses ein Füllkörper 112 am Oberteil 40 des Gehäuses befestigt ist. In der linken Hälfte der
Das von der Membran 54 eingeschlossene Gasvolumen 58 ist mit Helium gefüllt. Dieses steht unter einem Überdruck, welcher ungefähr der Hälfte des maximalen im Betrieb auftretenden Überdrucks entspricht, abzüglich jenes Druckanstiegs, welcher durch die Kompression der Membran 54 verursacht wird. Dabei wird für die Membran 54 ein magnetisches Metallmaterial verwendet. Hierdurch wirkt der Druckdämpfer 36 ähnlich wie ein "Staubfänger", denn durch sie werden magnetische Schmutzteilchen aus dem Fluid abgefangen und deren Verteilung im Fluidsystem 10 verhindert.The
Ferner wird für die Herstellung insbesondere des Faltenbalgabschnitts 110 der Membran 54 ein Bandmaterial verwendet, in dem Eigenspannungen vorliegen, welche zu einem flächigen Verzug der einzelnen Segmente 110a, 110b, 110c, und 110d führen. Dies führt dazu, dass während der Herstellung des Faltenbalgabschnitts 110 die einzelnen Segmente 110a bis 110d nie so dicht aneinander liegen, dass eine Evakuierung der Luft und Befüllung mit Helium nicht zuverlässig möglich wird. Eine denkbare Vorgehensweise bei der Herstellung des Faltenbalgabschnitts 110 ist wie folgt:
- Zunächst werden die einzelnen Segmente 110a
bis 110d desFaltenbalgabschnitts 110 in einer Schweißvorrichtung (nicht dargestellt) gestapelt. Dann wird die Schweißvorrichtung verschlossen und deren Innenraum evakuiert. Dann wird der Innenraum der Schweißvorrichtung mit Helium befüllt bis zu einem gewünschten Innendruck. Durch die einen Verzug aufweisenden Abschnitte 110abis 110d des Faltenbalgabschnitts 110 wird sichergestellt, dass auch in die entsprechenenden Hohlräume das Helium zuverlässig einströmen kann. Nun werden die einzelnen Segmente 110abis 110d zusammengepresst und in 114 miteinander verschweißt (aus Gründen der Übersichtlichkeit ist dieses Bezugszeichen nur an einer Stelle auf der linken Seite derFigur 9 eingetragen) .
- First, the individual segments 110a to 110d of the
bellows portion 110 are stacked in a welding apparatus (not shown). Then the welding device is closed and the interior evacuated. Then, the interior of the welding device is filled with helium to a desired internal pressure. By having a delay portions 110a to 110d of the -
Bellows section 110 ensures that the helium can flow reliably into the corresponding cavities. The individual segments 110a to 110d are then pressed together and welded together in FIG. 114 (for reasons of clarity, this reference symbol is only located at one point on the left side of FIGFIG. 9 registered).
Eine Alternative hierzu ist in
In
Zwischen den beiden Membranen 54a und 54b ist ein scheibenförmiger Haltering 122 verklemmt, der eine mittige Öffnung 124 aufweist. In diese ist ein zweiteiliger Füllkörper 112 eingesetzt, und der Haltering 122 ist zwischen den beiden Hälften 112a und 112b des Füllkörpers 112 verklemmt. Alternativ ist es auch möglich, dass in dem Füllkörper 112 eine umlaufende Nut vorhanden ist, in die der Rand der Öffnung 124 des Halterings 122 eingreift. Auch eine einstückige Ausführung des Halterings 122 mit dem Füllkörper 112 ist denkbar.Between the two
Eine nochmals andere Variante eines Druckdämpfers 36 ist in
Die Federabschnitte 118a und 120a werden durch einzelne nach radial innen weisende Bügel der beiden Klemmringe 82 und 84 gebildet, die in der in
In
Das Gasvolumen 58 kann entweder beim Herstellen der Schweißnaht 57 eingerichtet werden (Schweißen in einer Druckkammer). Oder der Arbeitsraum 66 wird nachträglich über die Öffnung 60 befüllt, welche dann durch das Element 62 verschlossen wird. Letzteres kann beispielsweise mit dem Gehäuse 40 verschweißt werden. Wie schon bei den Ausführungsbeispielen der
Auch die nachfolgenden Merkmale können sowohl in Alleinstellung als auch in beliebigen Kombinationen vorteilhafte Ausgestaltungen der beschriebenen oder beanspruchten Erfindung darstellen:
- Die beschriebene oder beanspruchte Vorrichtung, bei der die
Membran 54 aus Metall ist. - Die beschriebene oder beanspruchte Vorrichtung, bei der die Membran durch ein dünnwandiges und an seinen Enden gasdicht verschlossenes Metallrohr 54 begrenzt wird.
- Die beschriebene oder beanspruchte Vorrichtung, bei der mindestens eine Außenwand des Arbeitsraums ebenfalls als Membran ausgebildet ist.
- Die beschriebene oder beanspruchte Vorrichtung, bei der
das eingeschlossene Gasvolumen 58 bei einem Norm-Außendruck einen definierten Druck aufweist, vorzugsweise einen Überdruck. - Die beschriebene oder beanspruchte Vorrichtung, bei der
das Gasvolumen 58 eine verschließbare Öffnung 60 aufweist, über die der Druck eingestellt werden kann. - Die beschriebene oder beanspruchte Vorrichtung, bei der die
Membran 54mindestens eine Sicke 78 aufweist. - Die beschriebene oder beanspruchte Vorrichtung, bei der die
Membran 54mehrere Sicken 78 aufweist, welche unterschiedliche Höhe und/oder einen unterschiedlichen Verlauf und/oder einen unterschiedlichen Querschnitt haben. - Die beschriebene oder beanspruchte Vorrichtung, bei der die
Membran 54amindestens einen Anschlagabschnitt 80a aufweist, welcher bei einer maximalen Auslenkung der Membran 54 mit einerGegenfläche 80b in Anlage kommt. - Die beschriebene oder beanspruchte Vorrichtung, bei der die
Gegenfläche 80b andem Gehäuse 40, an einem separatenAnschlagteil 112, und/oder an einer weiterenMembran 54b ausgebildet ist. - Die beschriebene oder beanspruchte Vorrichtung, bei der
das eingeschlossene Gasvolumen 58 durch einenFüllbereich 112 reduziert wird. - Die beschriebene oder beanspruchte Vorrichtung, bei der der Arbeitsraum einen Ringraum 66 umfasst und
das Gasvolumen 58 ringförmig ist. - Die beschriebene oder beanspruchte Vorrichtung, bei der
das Gasvolumen 58 mit Helium gefüllt ist. - Die beschriebene oder beanspruchte Vorrichtung, bei der die
Membran 54 und/oder das Gehäuse wenigstens bereichsweise magnetisch sind. - Die beschriebene oder beanspruchte Vorrichtung, bei der die
Membran 36 wenigstens zum Teil aus einem Bandmaterial hergestellt ist, welches Eigenspannungen aufweist. - Die beschriebene oder beanspruchte Vorrichtung, bei der die
Membran 54 mindestens einenSickenabschnitt 76 und mindestens einenFaltenbalgabschnitt 110 umfasst. - Die beschriebene oder beanspruchte Vorrichtung, bei der die Membran 54 an ihrem radial äußeren
Rand einen Befestigungsabschnitt 122 aufweist, welcher sich in etwaparallel zur Mittelachse 41 erstreckt und andem Gehäuse 40 befestigt ist. - Die beschriebene oder beanspruchte Vorrichtung, die
eine Spanneinrichtung 124 umfasst, welche den
- The described or claimed device wherein the
membrane 54 is metal. - The device described or claimed, in which the membrane is bounded by a thin-walled and at its ends gas-tight
closed metal tube 54. - The described or claimed device, wherein at least one outer wall of the working space is also formed as a membrane.
- The described or claimed device in which the
enclosed gas volume 58 at a standard external pressure has a defined pressure, preferably an overpressure. - The described or claimed device in which the
gas volume 58 has aclosable opening 60 through which the pressure can be adjusted. - The described or claimed device in which the
membrane 54 has at least onebead 78. - The described or claimed device in which the
membrane 54 has a plurality ofbeads 78, which have different height and / or a different course and / or a different cross-section. - The device described or claimed, wherein the
membrane 54a has at least onestop portion 80a, which comes with a maximum deflection of thediaphragm 54 with amating surface 80b in abutment. - The described or claimed device in which the
counter surface 80b is formed on thehousing 40, on aseparate stop member 112, and / or on anotherdiaphragm 54b. - The described or claimed device wherein the trapped
gas volume 58 is reduced by afill region 112. - The device described or claimed, wherein the working space comprises an
annulus 66 and thegas volume 58 is annular. - The described or claimed device wherein the
gas volume 58 is filled with helium. - The described or claimed device in which the
membrane 54 and / or the housing are at least partially magnetic. - The described or claimed device in which the
membrane 36 is at least partially made of a strip material having residual stresses. - The device described or claimed, wherein the
membrane 54 comprises at least onebead portion 76 and at least one bellowsportion 110. - The device described or claimed, wherein the
diaphragm 54 has at its radially outer edge a mountingportion 122 which extends approximately parallel to thecentral axis 41 and is secured to thehousing 40. - The described or claimed device comprising a
tensioning device 124 which comprises the
Claims (9)
- Device (36) for the damping of pressure pulses in a fluid system (16), especially in a fuel system of an internal combustion engine, with a housing (38, 40) and with at least one working space (66) which communicates at least in regions with the fluid system (16), at least one gas volume (58) closed off sealingly by means of a diaphragm (54) being present inside the working space (66), the device (36) being integrated into a housing (92) of a fuel pump (18), characterized in that the gas volume (58) is delimited by two diaphragms (54a, 54b) which are tension-mounted (82, 84) in the region of their margins, and in that the diaphragms (54a, 54b) are provided in a forming process with planar distortion, so that, in the formed state, the material is warped, as a result of which those regions of the diaphragms (54a, 54b) which otherwise lie, planar, one against the other in the pressureless state are held apart in a directed manner.
- Device (36) according to Claim 1, characterized in that the diaphragms (54a, 54b) are, overall, essentially parallel.
- Device (36) according to Claim 2, characterized in that the gas volume (58) is formed between the two diaphragms (54a, 54b), and the two diaphragms (54a, 54b) have in each case respectively at least one abutting face (80a) and one counterface (80b) which touch one another in the event of maximum deflection of the two diaphragms (54a, 54b).
- Device (36) according to one of the preceding claims, characterized in that the margins of the two diaphragms (54a, 54b) are connected sealingly to one another and are tension-mounted (82, 84) radially inwards from the sealing-off line (57).
- Device (36) according to Claim 4, characterized in that the tension mounting (82, 84) has structural elasticity (118, 120).
- Device (36) according to one of the preceding claims, characterized in that the two diaphragms (54a, 54b) are identical.
- Device (36) according to one of the preceding claims, characterized in that the working space (66) is subdivided by the two diaphragms (54a, 54b) into two regions (64, 68) which communicate with one another by means of a fluid connection (70).
- Device (36) according to one of the preceding claims, characterized in that a ring-shaped spacer (46) is present between the two diaphragms (54a, 54b).
- Device (36) according to Claims 6 and 8, characterized in that the fluid connection (70) is formed in the spacer.
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