WO2012097852A1 - Kraftstofffördervorrichtung für eine verbrennungskraftmaschine - Google Patents

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WO2012097852A1
WO2012097852A1 PCT/EP2011/006509 EP2011006509W WO2012097852A1 WO 2012097852 A1 WO2012097852 A1 WO 2012097852A1 EP 2011006509 W EP2011006509 W EP 2011006509W WO 2012097852 A1 WO2012097852 A1 WO 2012097852A1
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fuel
delivery device
line
valve
piston
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PCT/EP2011/006509
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English (en)
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Inventor
Markus Dewes
Original Assignee
Hydac Filtertechnik Gmbh
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0047Layout or arrangement of systems for feeding fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/22Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system
    • F02M37/32Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system characterised by filters or filter arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0011Constructional details; Manufacturing or assembly of elements of fuel systems; Materials therefor
    • F02M37/0023Valves in the fuel supply and return system

Definitions

  • the invention relates to a fuel delivery device for an internal combustion engine, with at least one fuel tank from which a fuel pump via a fuel line promotes fuel to a fuel consumer, wherein at least one fuel filter is provided for filtering the fuel.
  • fuel injectors are pump-nozzle devices or pump-line devices such as storage-injection systems (common-rail) is used.
  • common-rai l injection systems allow the injection pressure to adapt to the respective load and the speed of the respective internal combustion engine.
  • the highest possible injection pressure is desired.
  • the fuel for such fuel injectors is conveyed in a conventional manner with fuel delivery devices from a fuel tank by means of a fuel pump via a fuel line to a high-pressure fuel source, usually a high-pressure fuel pump.
  • the high-pressure fuel source can also be formed as a pressure booster.
  • the high-pressure fuel source in turn in common-rail injectors, a high-pressure fuel line or high-pressure distributor strip is used, at which fuel injectors are fluidically connected, at least in the number of combustion chambers to be supplied with fuel.
  • Fuel injectors of such fuel injectors which have high-pressure accumulator lines such as a common-rail line, have very small throttles and valve port cross-sections. For a perfect permanent function of the fuel injectors therefore the filtering of the fuel is indispensable.
  • DE 199 10 970 A1 shows and describes a fuel injection device which has a pressure booster unit between a pressure storage space and a nozzle chamber, whose pressure chamber is connected via a pressure line to the nozzle chamber of a fuel injector. Furthermore, a bypass line connected to the pressure storage space is provided. The bypass line is usable for pressure injection of the fuel and arranged in parallel to the pressure chamber, so that the bypass line is held continuously regardless of the movement and position of a valve element of the pressure booster unit.
  • DE 102 47 210 A1 shows a fuel injection device for internal combustion engines with a, acted upon by a high-pressure fuel source fuel injector, wherein the fuel high pressure source comprises a pressure booster containing a movable piston-shaped transmission element, which connects a connectable to the high-pressure source via a high-pressure line working space of a separates the fuel injector acting high pressure space.
  • the fuel high pressure source comprises a pressure booster containing a movable piston-shaped transmission element, which connects a connectable to the high-pressure source via a high-pressure line working space of a separates the fuel injector acting high pressure space.
  • EP 1 387 079 A1 shows and describes a common-rail fuel injection system with a high-pressure pump, which supplies the rail system with fuel via a flow rate control, to which fuel injectors for fuel injection of each cylinder of an internal combustion engine are connected.
  • the high-pressure pump is supplied with fuel via a low-pressure feed pump, with the low-pressure feed pump drawing in fuel from a tank and passing it via a fuel filter to the high-pressure pump.
  • the operating pressure in the rail system is regulated by means of an electronic control unit.
  • DE 103 36 223 A1 describes a fuel filter which is pressed into a mounting hole of a fuel injector.
  • the fuel filter has an inlet portion at an open end of a fuel inlet side and a filter portion having a number of openings.
  • a bottom of the filter portion is hemispherical-shaped, so that a flow area formed between an outer surface of the hemispherical bottom and the circular inner surface of the installation hole is progressively expanded to reduce the pressure loss rate.
  • a fuel filter very thin foreign matter and needle-like foreign matter to be prevented from the passage to the relevant fuel injector.
  • such a fuel filter on a sufficient flow area, so that in addition to a high retention capacity, a very low pressure loss is effected on the fuel filter.
  • the known fuel delivery devices in particular for fuel injection devices of internal combustion engines, have a design-related operating time, which is in particular determined by the type of fuel filter used.
  • the present invention seeks to provide a fuel delivery device whose operating time is increased compared to known fuel delivery devices.
  • the fuel delivery device for an internal combustion engine provides a means for forming a backflow of fuel at least through the at least one fuel filter, wherein the return flow of fuel through the fuel filter, in particular for the separation of particles which have been deposited on the fuel filter used.
  • the return flow through the fuel filter can also cause the possibly occurring short-term surface deformations of its filter material to be reversed during operation of the fuel filter.
  • the device for forming a return flow may in this case have a pressure vessel which can temporarily apply a fuel volume flow against the main conveying direction of the fuel pump to the fuel filter.
  • the fuel filter is in this case flowed through counter to its main flow direction, so that particles deposited on its surface and in its filter material are released and deposited in the fuel container or another container which is not flowed through by fuel during operation of the fuel delivery device. can be directed. Furthermore, it is possible for me that releasing dirt settles in this purpose fluidly favorable areas of the fuel filter itself.
  • the filter life of the fuel filter is increased by this measure according to the invention, which also ensures the functi- onLink and longevity for a common rail system.
  • the means for generating the backflow comprises a pressure vessel receiving fuel under a bias pressure in a charge cycle from the fuel injection device and delivering fuel to the fuel line to form the return flow in a discharge cycle.
  • the arrangement is preferably made such that the pressure vessel is formed by a hydraulic accumulator, the working space during the discharge cycle to form the return flow via a purge line to a port of the fuel line is connected, which is located between the filter and the fuel pump.
  • the device which generates the return flow has a switching valve via which the working space of the hydraulic accumulator can be selectively connected to the fuel line and to the flushing line.
  • the Heidelbergi l has only two useful connections and preferably two switching positions in a first particularly simple design.
  • fuel is directed against the main conveying direction in the fuel line to the fuel filter to be cleaned for the purpose of cleaning the fuel filter.
  • the return flow is preferably generated in the pressureless state of the fuel line from the device for forming a return flow.
  • the switching valve is formed with a valve element in which a switching position is realized by a pilot-operated check valve in the valve element, a blocking function of the pressure vessel to the fuel line.
  • the pilot-operated check valve can be flowed through by fuel, so that a working chamber of the pressure vessel can be refilled with fuel. It may also be expedient to provide a blocking block in the valve element of the respective switching valve instead of the pilot-operated check valve. In this case, the recharging function of the pressure vessel with fuel is ensured by an inserted into the supply line to the pressure vessel unlockable Rutschventi l.
  • the switching valve may also be advantageous to design the switching valve as a 3/2-way valve, wherein a first useful port of the 3/2-way valve to the pressure vessel, a second Nutzan gleich to the fuel line upstream of a second fuel filter and a third Nutzan gleich upstream of the first fuel filter connected to the fuel line.
  • a first useful port of the 3/2-way valve to the pressure vessel a second Nutzan gleich to the fuel line upstream of a second fuel filter and a third Nutzan gleich upstream of the first fuel filter connected to the fuel line.
  • the blocking Stel development of the valve element thus ensures a rechargeability of the working space of the pressure vessel with fuel. It may also be advantageous to block the first and second Nutzanschl uss by a blocking block against each other in a blocking position of the valve element of the 3/2-way valve.
  • the design of the switching valve in the manner of a 3/3-way valve allows in a particularly space-saving manner the functions of unloading the pressure vessel and generating a return flow, blocking position in the main operation of the fuel delivery device and recharging the working chamber of the pressure vessel with fuel.
  • the fluid connection in particular the fuel line upstream of the second fuel filter to produce the pressure vessel in a position is, is locked here.
  • the pressure vessel of the device can be formed both as a diaphragm accumulator, as a piston accumulator or as a bellows accumulator or from a combination of said accumulators. It is understood that in principle also other fuel sources, which are able to apply a suitable fuel pressure for generating a return flow to the relevant fuel filter, can be applied.
  • the fuel delivery device according to the invention is particularly suitable for conveying fuel in a fuel injection device of a diesel or gasoline engine. It may be advantageous, the pressure vessel, in particular the working space of a piston or bellows, from a fluid pressure in a fuel return line of fuel injectors of the fuels! n-injection device to apply.
  • FIG. 1 shows the fuel delivery device according to the invention with means for forming a backflow of fuel through two fuel filters; another embodiment of a schematic circuit diagram of a fuel delivery device constructed comparable as shown in Figure 1; another embodiment of a schematic circuit diagram of a fuel delivery device constructed comparable as shown in Figure 1; another embodiment of a schematic diagram of a fuel delivery device with a 3/3-way valve in a device for forming a backflow of fuel through a fuel filter of the fuel delivery device; a longitudinal section through an embodiment of a piston accumulator for the means for forming a return flow; a longitudinal section through a further, second embodiment of a piston accumulator for the means for forming a return flow; a longitudinal section through a further, third embodiment of a piston accumulator for the means for forming a return flow; and a longitudinal section through a further, fourth embodiment of a piston accumulator for the means for forming a
  • FIG. 1 shows a schematic circuit diagram of a fuel delivery device for delivering fuel from a diesel fuel combustion engine from a fuel tank 2 via a fuel line 1 to fuel injectors 30 at the respective combustion chambers of the diesel internal combustion engine.
  • the fuel delivery device shown has a low-pressure side and a high-pressure side, wherein on its low-pressure side fuel is conveyed by a fuel pump 3 via the fuel line 1 from the fuel tank 2.
  • the fuel pump 3 is shown as a fluid pump with a constant delivery volume.
  • the fuel pump 3 serves to convey fuel via a section 4 of the fuel line 1 to a high-pressure pump with constant displacement volume formed high-pressure fuel source 6.
  • a fuel filter 1 2 introduced for pre-filtration of the fuel.
  • a second fuel filter 7 is introduced between the fuel pump 3 and the high-pressure fuel source 6.
  • this fuel filter 7 is used for ultrafine filtration of the fuel prior to its entry into the high-pressure fuel source 6, which may also be designed as a pressure booster.
  • Both fuel filters 12, 7 are capable of filtering both the finest, in the assembly of the fuel delivery device in the relevant fluid-carrying compounds particles 10 as well as suspended solids and the like, which are constantly tracked in a refueling operation of the fuel tank 2, from the fuel. 1 to 4 for fuel supply to a fuel injector 27.
  • the fuel injector 27 shown is formed as a common rail system (CR).
  • CR common rail system
  • Such accumulator injection systems or common rail systems advantageously make it possible to adapt the injection pressure of fuel into respective combustion chambers of the internal combustion engine at load and rotational speeds of the internal combustion engine.
  • the fuel injector 27 or the common rail system is simplified with a high-pressure manifold 32, to which the four fuel injectors 30 are fluidly connected, shown.
  • Such fuel injectors 30 have, inter alia, inlet throttles and valve opening cross sections, which are very small, so that a fine filtration of the fuel with the aid of a fuel filter 7 is necessary for proper functioning of such fuel injectors to smallest contamination particles, for example, during assembly the system parts can enter the system to keep away from the sensitive components, in particular from the fuel injectors 30.
  • the fuel injectors 30 shown also each have a return line, which is connected in a fluid-carrying manner to a fuel return line 29 of the fuel delivery device 1, so that fuel can return to the fuel tank 2 via the fuel return line 29.
  • a device 8 for forming a return flow of fuel is provided at least by the fuel filter 7.
  • the device 8 is essentially formed in the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 to 3 from a pressure vessel 9 and a switching valve 1 1.
  • the pressure vessel 9 is in all embodiments from a hydraulic accumulator whose gas side 1 3 containing a working gas (N 2) is separated from a fluid-side working space 28 by a movable separating element.
  • the switching valve 1 1 is formed in the embodiments of FIGS. 1 to 3 as a 3/2-way valve 18. In Fig.
  • the pressure vessel 9 is shown as a diaphragm accumulator 24 for storing fuel in the working space 28.
  • the accumulator pressure in the working space 28 is merely approx. 5 bar by way of example.
  • the pressure vessel 9 is fluidly connected via a first service port 19 to the switching valve 1 1.
  • a second service port 20 on the switching valve 1 1 is in turn fluidly connected to the fuel line 1, more specifically connected to a connection point 33 on the section 4 of the fuel line 1.
  • the 3/2-way valve 18 has, in addition to the first pay port 19, the second user port 20 nor a third Nutzan gleich 21, which has a fluid-carrying connection 39 between the working space 28 and a connection point 40 between the fuel filter 12 and the fuel pump 3 in the Fuel line 1 is arranged allows.
  • the valve element has the unlockable non-return valve 15 (shown in FIG. 1 between the first and second working ports 19, 20).
  • the 3/2-way valve 18 has in FIGS. 1 to 3 shown embodiments, in principle, two switching positions, wherein a valve element 14 of the 3/2-way valve s 18 in a blocking position with respect to the fluidic connection of the Nutzan say 19, 20 is shown.
  • the blocking position of the valve element 14 shown is generated by a spring element 34, which biases the valve element 14.
  • the 3/2-way valve 18 is shown as an electrically actuated valve, wherein in an energized switching position of the first Nutzan gleich 19 fluidly connected to the second Nutzan gleich 20 and third Nutzan gleich 21, so that at the same time fuel from the working space 28 of the fuel delivery device in an operating pause Diaphragm accumulator 24 both in the section 4 of the fuel line.
  • the fuel delivery device shown in Fig. 1 comprises a valve element 14 of the switching valve 1 1, which includes a pilot-operated check valve 1 5.
  • the lockable check valve 1 5 assumes the same function "refilling the working chamber 28 of the pressure vessel 9" as the pilot-operated check valve 36 in the bypass line 35 in Fig. 2.
  • the unlockable check valve 15 in the valve element 14 is in a closed position, see that fuel from the working space 28 can not get into the section 4 of the fuel line 1 and through the fuel filter 7.
  • the pressure vessel 9 is formed as a so-called Belg Eaton 26, wherein a bellows, in particular a Metallblag 37, serves as a separating element between the fuel in the working space 28 and a spring chamber 38.
  • a bellows in particular a Metallblag 37
  • Such hydraulic accumulator with serving as a movable separating element metal bellows are known in principle and disclosed by way of example in a prior application of the applicant (DE 10 2008 061 221 AI).
  • the same reference numerals apply as in the preceding figure.
  • a blocking block 16 between the first and second user port 19, 20 is provided in the embodiment of FIG. 3.
  • the device 8 has a designed as a 3/3-way valve 22 switching valve 1 1.
  • the 3/3-way valve 22 is disposed between the first Nutzan gleich 19 and the second and third Nutzan gleich 20, 21, and between the pressure vessel 9 and the fuel line 1 and controls for the purpose of generating a return flow and for the purpose of recharging the working space 28 of Pressure vessel 9, the respective fuel flows.
  • the pressure vessel 9 is shown as a piston accumulator 25 for storing fuel in the working space 28.
  • the 3/3-way valve 22 is exclusively electrically operated, not spring-centered, and in particular has a third switching position, in which the valve element 23 allows a fluidic connection between the second user port 20 and the first user port 19, wherein the third user port 21 is locked , In this switching position recharging the Härau ms 28 is possible with fuel.
  • the recharging of the working space 28 of the illustrated pressure vessel 9 in FIGS. 1 to 4 takes place during normal operation of the fuel delivery device when the internal combustion engine is in operation.
  • the operation of the device 8 for the purpose of generating a return flow of fuel to both fuel filters 12, 7 is preferably carried out during a break in operation of the internal combustion engine.
  • a pressure vessel 9 for the pulse-like release of a storeable in a working space 28 fuel quantity 41 is shown.
  • a cylindrical storage housing 42 of the pressure vessel 9 has a first energy store 43, which is designed as a cylindrical compression spring.
  • the energy store 43 serves to load a piston Bens 44 with a predetermined compressive force, the pressure force is sufficient to pulse the piston 44 from a locked position to a position in which the amount of fuel 41 is pushed out of the storage housing 42, pulse.
  • the piston 44 is held after the filling of the working space 28 by a locking device 45, which holds the piston 44 with latching means 46, in the shown biased position of FIG.
  • an actuating device 47 is provided, with which the locking means 46 can be brought into a position in which the latching at the end portion 48 of the piston 44 is released.
  • the end portion 48 of the piston 44 in which engage the locking means 46 in the latched position of the piston 44, the stored fuel amount 41 is arranged opposite, whereby a maximum travel of the piston 44 in the storage housing 42 is ermögl light.
  • the locking means 46 are held in the embodiment shown in FIG. 5 in an axially unchangeable position on a holding device 49, which is designed as a hollow cylinder 50.
  • a holding device 49 which is designed as a hollow cylinder 50.
  • this piston 44 along its inner side 51 locking surfaces 52 which are engageable in latching engagement with the locking means 46.
  • the actuating device 47 shown in Figure 5 is essentially formed of a multi-membered kern actuating plunger 53 which is axially guided by a magnet system 54, in the holding device 49 is axially movable.
  • the actuating plunger 53 is shown in an initial state in which it is held by a second, as helical compression spring gebi ldeten energy storage 55, wherein the locking means 46 are out of engagement with the end portion 48 of the piston 44 and the second energy storage 55 a maximum length.
  • the latching surfaces 52 are arranged along the cylindrical inner circumference 56 of the end region 48 of the piston 44 and are formed in particular by a linear transition 57 between cylindrical guide surfaces 58 of the piston 44 and a latching chamber 59 which widens in diameter ,
  • the inner periphery 56 and said inner side 51 form parts of the inner wall of the piston 44 facing the latching means 46.
  • the latching chamber 59 is in turn axially bounded by the bottom of the piston 44, so that overall a maximum possible travel of the piston 44 is achieved before the latching takes place.
  • the piston 44 is in the locked position shown in Figure 5 with its, the fuel quantity 41 facing away from the free end of a stop 60 on the outer circumference of the holding device 49 and is held axially immovably between the locking means 46 and the stopper 60.
  • the locking means 46 are formed in the illustrated embodiment as rolling elements 61, in particular as locking balls 62, which are held in their axial position by cage-like recesses 63 in an end region of the holding device 49.
  • the locking balls 62 are either supported radially on the latching surfaces 52, which are designed as an approximately 45-degree inclined surfaces of the holding device 49 repellent, on which the latching chamber 59 forming end portion 48 of the piston 44.
  • the locking balls 62 may also be supported on the inner side 51 of the piston 44 on the cylindrical guide surfaces 58 of the piston 44 itself. Seen radially towards the actuating tappet 53, the detent balls 62 are supported on a cylindrical, thickened control part 64 of the actuating tappet 53.
  • the control part 64 has a circumferential groove 65, the edges of which form latching or oblique surfaces for changing the radial position of the latching balls 62.
  • the oblique surfaces or flanks of the circumferential groove 65 in the control part 64 are shaped such that in the case of a radial displacement movement of the control part 64 to the cage-like recesses 63 in the holding device 49 the detent balls 62 are pressed radially outward, but remain in the recesses 63 as soon as the detent surfaces 52 in the detent chamber 59 of the piston 44 reach the vicinity of the recess 63 or are congruent with the cage-like recesses 63.
  • the holding device 49 is formed as Zyl indians, the egg nen approximately half as large outer diameter, as the storage housing 42 itself.
  • the piston 44 is on its, the working space 28 side facing away formed as a cylindrical sleeve 66, wherein the sleeve 66 is integrally connected to the piston 44.
  • the sleeve 66 slides along the outer periphery of the retainer 49.
  • the retainer 49 is shown integrally formed with a lid 67 for ease of illustration, which closes the accumulator housing 42 toward the magnet system 54 (see FIG.
  • the lid 67 is crimped to the wall 68 of the accumulator housing 42 with a radial circumferential bead 69 directed towards the wall 68 mating with the lid 67 into the wall 68, thus providing an additional positive connection between the lid 67 and the wall 68 trains.
  • the cover 67 has a cylindrical receptacle 70 for centering the electromagnet 71 of the magnet system 54 flanged to the cover 67.
  • the actuating tappet 53 is connected to an armature of the magnet system 54 (not shown in any more detail) via a stub screw 72, so that a fine adjustment of the position of the actuating tappet 53 relative to the retaining device 49 can take place.
  • the Stel lschraube 72 is determined by a nut 73 in a conventional manner in contact with the actuating plunger 53 konternd.
  • the solenoid 71 of the magnet system 54 is shown in a de-energized state and the second energy storage 55 assumes its extended position, in which it lêttei 64 to an axial stop 74 on the inner circumference of the holding device 49 pulls.
  • the stop 74 is arranged at the free end of the holding device 49.
  • the second energy store 55 which is likewise designed as a cylindrical compression spring, is arranged in a cylindrical spring space 75 between the actuating tappet 53 and the holding device 49 and is supported at a point of the actuating tappet 53 and on an annular stop 76 of the holding device 49. If the actuating tappet 53, viewed in plan view in FIG.
  • the piston 44 is released and, under the action of the pressure force of the first energy accumulator 43, is moved in a pulse-like manner in the viewing direction of FIGS. 5 and 6 to the right up to its abutment against a second cover 78 of the accumulator housing 42.
  • the first energy storage 43 is supported on the cover 67 and on the rear side of the piston 44, which faces away from the working space 28.
  • the total amount of fuel 41 stored in the storage housing 42 or in the working space 28 is discharged abruptly from the storage housing 42 at the corresponding switching position of the switching valve 1 1 and fed into the section of the fuel I 1 and the fluid-conducting connection 39 for the return flow ,
  • FIG. 6 shows a longitudinal section through a basically similar pressure vessel 9 for impulsively releasing a quantity of fuel 41 that can be stored in its storage housing 42, but its holding device 49, its locking device 45 and its actuating device 47 are of the embodiment according to FIG Fig.5 separates.
  • the actuating tappet 53 has an approximately constant outer diameter over its length and is formed in one piece with its end-side control part 64.
  • a circumferential groove 65 in the control part 64 has a greater width than in the embodiment according to FIG.
  • the locking means 46 are formed as a rail profile in the form of a profile, designed in the manner of rocker arms locking cam 79.
  • the locking cams 79 have a first free end 80 with which they are held pivotably in a receptacle formed as a radially outer circumferential groove at the end of the holding device 49. With their respective other end 81, the locking cams 79, of which only two are shown by a plurality, guided in the circumferential groove 65 in the control part 64 engaging.
  • the engaging in the circumferential groove 65 locking lugs 82 of the locking cam 79 are constructed asymmetrically and have smaller locking lugs 83 in cross-section, which are directed radially outward, with which the locking cam 79 can slide along the inside of the piston 44.
  • FIG. 6 shows a piston position of the piston 44, which corresponds to the maximum amount of fuel 41 to be received in the storage housing 42, wherein the actuating plunger 53, caused by an expansion of the second energy storage 55, a different process position related to the magnet system 54 occupies.
  • the actuating plunger 53 By this movement of the actuating plunger 53, the latching nose 82, which faces the piston 44, displaced from its, lying in the circumferential groove 65 position and moved radially outwardly to the latching surfaces also formed as inclined surfaces in the latching chamber 59.
  • There is a latching of the piston 44 thereby.
  • the supply and removal of the fuel quantity 41 takes place via the first service port 19 on the switching valve 11.
  • FIG. 7 shows in a longitudinal section a pressure vessel 9 for pulse-like release of a quantity of fuel 41 that can be stored in a storage housing 42.
  • the cylindrical storage case 42 has a first one Energy storage 43, which is designed as a cylindrical compression spring.
  • the first energy storage 43 serves to load a piston 44 with a pressure force which is sufficient to bring the piston 44 from a locked position to a position in which the amount of fuel 41 is expelled from the storage housing 42 in a pulse-like manner.
  • a valve device 84 controls the fuel flow between the accumulator housing 42 and the switching valve 1 1, which is fluidly connected to an output of the valve device 84.
  • the valve device 84 is designed as a seat valve, wherein a provided with a flat sealing surface valve piston 85 comes to rest on a conically widening to the sealing surface of the valve piston 85 valve seat V in the closed state of the seat valve.
  • a check valve 86 is installed, which is installed blocking in the filling direction of the storage housing 42.
  • the check valve 86 allows a flow in the sense of outflow of the amount of fuel 41 from the storage housing 42 and thus provides an additional opening cross-section to the released from the valve piston 85 opening cross-section. This is made possible by the fact that the valve piston 85, which controls a valve seat, has a control section 87 in the manner of a valve slide.
  • the control section 87 blocks in a closed position of the poppet valve a fluid-carrying connection of the accumulator housing 42 with the check valve 86 and opens the fluid-carrying connection at an open position of the valve piston 85, wherein in a corresponding switching position of the valve element 14 of the switching valve 1 1 is a backflow of fuel can take place via the section 4 of the fuel line 1 and the fluid-carrying connection 39 to the fuel filters 12, 7 (see Fig. 1 to 4).
  • the valve device 84 is designed as a screw-in valve and can be detached as a functional unit in a cover 78 of the reservoir. chergebliuses 42 arranged.
  • the longitudinal axis of the valve device 84 is perpendicular to the longitudinal axis 77 of the storage housing 42 and cuts them.
  • the lid 78 is U-shaped in cross-section and screwed with an annular rim over about 1/5 of the length of the storage housing 42 by a thread on the outside of the storage housing 42.
  • a per se known, designed as an O-ring sealing element 88 is mounted between the lid 78 and the storage housing 42.
  • the storage housing 42 or the working chamber 28 is fed by the fuel pump 3 with fuel, the piston 44 against the restoring force of the The seat valve is closed after the filling process of the accumulator housing 42 and thus holds the piston 44 in a prestressed position as a hydraulic locking device.
  • FIG. 8 shows in a longitudinal section a pressure vessel 9 for pulse-like release of a quantity of fuel 41 that can be stored in a storage housing 42.
  • the cylindrical storage housing 42 of the pressure vessel 9 has a first energy store 43, which is designed as a cylindrical pressure spring.
  • the energy accumulator 43 serves to urge the piston 44 with a pressing force sufficient to move the piston 44 from its biased position as shown in FIG. 8 to a position in which the fuel amount 41 is exhausted from the accumulator housing 42 method.
  • the amount of fuel 41 is introduced in the position shown in Figure 8 of the piston 44 by the fuel pump 3 in the storage housing 42 under pressure (see Fig.1).
  • the piston 44 is held after the filling by a locking device 45 in the shown biased position.
  • the locking device 45 is formed from a piston-cylinder arrangement 89.
  • the piston-cylinder arrangement 89 includes a working piston 90 fixedly connected to the storage housing 42 in the embodiment shown in FIG. 8.
  • the working piston 90 is arranged as a substantially cylindrical sleeve with an approximately half-axial length at its circumference, annular elevation 91 formed.
  • a cylinder housing 92 is arranged, which is formed by a shaft 93 on the piston 44.
  • the working piston 90 has an outer diameter Da which corresponds to that of the inner diameter Di of the shaft 93 in a stuffing box region S, plus a predefinable tolerance dimension.
  • the annular elevation 91 which essentially forms the working piston 90, forming a gap 94, is spaced from the cylinder housing 92 and forms a certain separation between a first working chamber 95 and a second working chamber 96 between the working piston 90 and the cylinder housing 92 out.
  • the gap 94 is formed as an annular gap.
  • the annular elevation 91 forms, together with the gap 94, a valve 97 for an electrorheological fluid 98 filled in the two working chambers 95, 96.
  • an end remote from the piston 44 extends beyond the annular elevation 91 protruding electromagnetic coil 99 is arranged, the voltage supply through an axial opening 100 in a, the storage housing 42 end closing lid 67.
  • first working chamber 95 is not in the direction of second working chamber 96 can be flowed over.
  • the first working chamber 95 which extends axially from one, the gland portion S forming sealing means 101 to the annular projection 91 on the working piston 90 remains completely filled with the electrorheological fluid 98, wherein tensile forces be transmitted from the sealing device 101 via the shaft 93 to the piston 44 and hold the piston 44 in its position.
  • the locking device 45 is formed in this way by the piston-cylinder arrangement and the electrorheological fluid 98.
  • the coil 99 forms, together with a control unit which drives the latter and is supplied with electrical voltage, the actuating device 47 for the pressure vessel 9.

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Abstract

Eine Kraftstofffördervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, mit zumindest einem Kraftstoffbehälter (2), aus dem eine Kraftstoffpumpe (3) über eine Kraftstoffleitung (1) Kraftstoff an einen Kraftstoffabnehmer (27) fördert, wobei zumindest ein Kraftstofffilter (12) in der Kraftstoffleitung (1) zur Filterung des Kraftstoffes vorgesehen ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (8) vorgesehen ist, mittels deren der zumindest einen Kraftstofffilter (12) temporär mit einer entgegen der Förderrichtung der Kraftstoffpumpe (3) gerichteten Rückströmung, insbesondere zum Ablösen von Partikeln (10) an dem Kraftstofffilter (12), beaufschlagbar ist.

Description

Kraftstofffördervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Kraftstofffördervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, mit zumindest einem Kraftstoffbehälter, aus dem eine Kraftstoffpumpe über eine Kraftstoffleitung Kraftstoff an einen Kraftstoffabnehmer fördert, wobei zumindest ein Kraftstofffilter zur Filterung des Kraft- Stoffes vorgesehen ist.
Zur Kraftstoffversorgung von Brennräumen, insbesondere von selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen, wie Dieselmotoren, können druckgesteuerte oder hubgesteuerte Kraftstoffeinspritzeinrichtungen eingesetzt wer- den. Als Kraftstoffeinspritzeinrichtungen kommen Pumpen-Düsen-Einrichtungen oder Pumpen-Leitungs-Einrichtungen wie Speichereinspritzsysteme (common-rail) zum Einsatz. Derartige common-rai l-Einspritzsysteme ermöglichen den Einspritzdruck an die jeweilige Last und die Drehzahl der betreffenden Verbrennungskraftmaschine anzupassen. Zur Erzielung hoher spezi- fischer Leistungen derartiger Verbrennungskraftmaschinen und zur Minimierung der Emissionen ist ein möglichst hoher Einspritzdruck angestrebt. Der Kraftstoff für derartige Kraftstoffeinspritzeinrichtungen wird in an sich bekannter Weise mit Kraftstofffördervorrichtungen von einem Kraftstoffbehälter mit Hilfe einer Kraftstoffpumpe über eine Kraftstoffleitung zu einer Kraftstoffhochdruckquelle, in der Regel einer Kraftstoffhochdruckpumpe gefördert. Dabei kann die Kraftstoffhochdruckquelle auch als Druckübersetzer gebildet sein. Die Kraftstoffhochdruckquelle wiederum beauf- schlagt bei common-rail-Einspritzeinrichtungen eine Kraftstoffhochdruckleitung oder Hochdruckverteilerleiste, an der Kraftstoff-Injektoren zumindest in der Zahl der mit Kraftstoff zu versorgenden Brennräume fluidisch angebunden sind. Kraftstoff-Injektoren derartiger Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, die Hochdruckspeicherleitungen wie eine common-rail-Leitung aufweisen, weisen sehr kleine Drosseln und Ventilöffnungsquerschnitte auf. Für eine einwandfreie dauerhafte Funktion der Kraftstoff-Injektoren ist daher die Filterung des Kraftstoffs unabdingbar. Die Filterung des Kraftstoff muss dabei sicherstellen, dass kleinste Verschmutzungspartikel, die z.B. während der Montage der Einzelteile einer Kraftstofffördervorrichtung und einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung in fluidführende Räume und Leitungen gelangen können, von den empfindlichen Bauteilen, insbesondere Kraftstoff- Injektoren abgehalten werden. Die DE 199 10 970 A1 zeigt und beschreibt eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die zwischen einem Druckspeicherraum und einem Düsenraum eine Druckübersetzungseinheit aufweist, deren Druckkammer über eine Druckleitung mit dem Düsenraum eines Kraftstoff-Injektors verbunden ist. Weiterhin ist eine an den Druckspeicherraum angeschlossene Bypass-Leitung vorgesehen. Die Bypass-Leitung ist für eine Druckeinspritzung des Kraftstoffs verwendbar und parallel zur Druckkammer angeordnet, so dass die Bypass-Leitung unabhängig von der Bewegung und Stellung eines Ventilelements der Druckübersetzungseinheit durchgängig gehalten ist. Die DE 102 47 210 A1 zeigt eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Verbrennungskraftmaschinen mit einem, von einer Kraftstoffhochdruckquelle beaufschlagbaren Kraftstoff-Injektor, wobei die Kraftstoff hochdruckquelle einen Druckübersetzer umfasst, der ein bewegbares kolbenförmiges Übersetzungselement enthält, welches einen mit der Hochdruckquelle über eine Hochdruckleitung verbindbaren Arbeitsraum von einem, den Kraftstoff- Injektor beaufschlagenden Hochdruckraum trennt. Durch Befüllung eines Rückraumes des Druckübersetzers mit Kraftstoff und durch Entleeren des Rückraumes des Druckübersetzers von Kraftstoff ist der Kraftstoffdruck eines Hochdruckraumes des Druckübersetzers variierbar. Ein Filterelement ist dabei in einem von der Hochdruckleitung zu dem Druckübersetzer ab- zweigenden Leitungsabschnitt eingebracht und filtert den in den Hochdruckraum des Druckübersetzers strömenden Kraftstoff.
Die EP 1 387 079 A1 zeigt und beschreibt ein common-rail- Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Hochdruckpumpe, welche über eine Durchflussmengensteuerung das rail-System mit Kraftstoff versorgt, an welchem wiederum Kraftstoff-Injektoren zur Kraftstoffeinspritzung eines jeden Zylinders einer Verbrennungskraftmaschine angeschlossen sind. Die Hochdruckpumpe wird über eine Niederdruck-Förderpumpe mit Kraftstoff versorgt, wobei die Niederdruck-Förderpumpe Kraftstoff aus einem Tank an- saugt und über ein Kraftstofffilter an die Hochdruckpumpe weiterleitet. Der Betriebsdruck im rail-System wird mittels einer elektronischen Steuereinheit geregelt.
Die DE 103 36 223 A1 beschreibt einen Kraftstofffilter, welcher in einer Einbaubohrung eines Kraftstoff-Injektors eingepresst ist. Der Kraftstofffilter hat einen Einlassabschnitt an einem offenen Ende einer Kraftstoffeinlassseite und einen Filterabschnitt, der eine Anzahl von Öffnungen aufweist. Ein Boden des Filterabschnitts ist halbkugelförmig gebi ldet, so dass ein Durchflussbereich, der zwischen einer äußeren Fläche des halbkugelförmigen Bodens und der runden inneren Fläche der Einbaubohrung ausgebildet ist, fortschreitend aufgeweitet ist, um den Druckverl ustw/rkungsgrad zu verringern. Mit einem derartigen Kraftstofffilter sollen sehr dünne Fremdstoffe und nadeiförmige Fremdstoffe an der Passage zu dem betreffenden Kraftstoff- Injektor gehindert werden. Zudem weist ein derartiger Kraftstofffilter eine ausreichende Durchflussfläche auf, so dass neben einer hohen Rückhalteleistung ein sehr geringer Druckverlust an dem Kraftstofffilter bewirkt ist. Die bekannten Kraftstofffördervorrichtungen, insbesondere für Kraftstoffe in- spritzeinrichtungen von Verbrennungskraftmaschinen, weisen eine bauartbedingte Betriebszeit auf, die insbesondere von der Bauart der eingesetzten Kraftstofffilter mitbestimmt ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstofffördervorrichtung anzugeben, deren Betriebsdauer im Vergleich zu bekannten Kraftstofffördervorrichtungen erhöht ist.
Die Aufgabe wird mit einer Kraftstofffördervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit gelöst.
Die erfindungsgemäße Kraftstofffördervorrichtung für eine Verbrennungs- kraftmaschine sieht eine Einrichtung zur Bildung einer Rückströmung von Kraftstoff zumindest durch den zumindest einen Kraftstofffilter vor, wobei die Rückströmung von Kraftstoff durch den Kraftstofffilter insbesondere zum Ablösen von Partikeln, die an dem Kraftstofffilter abgeschieden worden sind, dient. Die Rückströmung durch den Kraftstofffilter kann auch bewir- ken, dass im Betrieb des Kraftstofffilters eventuell kurzzeitig auftretende Oberflächenverformungen seines Filtermaterials rückgängig gemacht werden können.
Die Einrichtung zur Bildung einer Rückströmung kann hierbei einen Druckbehälter aufweisen, der temporär einen Kraftstoffvolumenstrom entgegen der Hauptförderrichtung der Kraftstoffpumpe auf den Kraftstofffilter aufbringen kann. Der Kraftstofffilter wird hierbei entgegen seiner Haupt- durchströmungsrichtung durchströmt, so dass an seiner Oberfläche und in seinem Filtermaterial abgelagerte Partikel gelöst werden und in den Kraft- stoffbehälter oder auch einen anderen Behälter, der während des Betriebs der Kraftstofffördervorrichtung von Kraftstoff nicht durchströmt wird, abge- leitet werden können. Weiterhin ist es mögl ich, dass sich ablösender Schmutz in zu diesem Zwecke fluidtechnisch günstige Bereiche des Kraftstofffilters selbst absetzt. Die Filterstandzeit des Kraftstofffilters wird durch diese erfindungsgemäße Maßnahme erhöht, was insoweit auch die Funkti- onssicherheit und Langlebigkeit für ein common-rail-System mit gewährleistet.
Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen weist die die Rückströmung erzeugende Einrichtung einen Druckbehälter auf, der in einem Ladezyklus aus der Kraftstoff I ei tung Kraftstoff unter einem Vorspanndruck aufnimmt und in einem Entladezyklus Kraftstoff zur Bildung der Rückströmung an die Kraftstoffleitung abgibt. Hierbei ist die Anordnung vorzugsweise so getroffen, dass der Druckbehälter durch einen Hydrospeicher gebildet ist, dessen Arbeitsraum beim Entladezyklus zur Bildung der Rückströmung über eine Spül leitung mit einem Anschluss der Kraftstoffleitung verbindbar ist, der zwischen dem Filter und der Kraftstoffpumpe gelegen ist.
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen weist die die Rückströmung erzeugende Einrichtung ein Schaltventi l auf, über das der Arbeits- räum des Hydrospeichers wahlweise mit der Kraftstoffleitung und mit der Spülleitung verbindbar ist.
Das Schaltventi l hat in einer ersten besonders einfach bauenden Bauweise lediglich zwei Nutzanschlüsse und vorzugsweise zwei Schaltstellungen. In Abhängigkeit von der Schaltstellung des Venti lelements des Schaltventils wird dabei zum Zwecke der Reinigung des Kraftstofffilters Kraftstoff entgegen der Hauptförderrichtung in der Kraftstoffleitung zu dem zu reinigenden Kraftstofffilter gelenkt. Die Rückströmung wird vorzugsweise im drucklosen Zustand der Kraftstoffleitung von der Einrichtung zur Bildung einer Rück- Strömung generiert. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Kraftstofffördervorrichtung ist das Schaltventil mit einem Ventilelement gebildet, in dessen einer Schaltstellung durch ein entsperrbares Rückschlagventil in dem Ventilelement eine Sperrfunktion von dem Druckbehälter zu der Kraftstoffleitung realisiert ist. In umgekehrter Flussrichtung ist das entsperrbare Rückschlagventil hingegen von Kraftstoff durchströmbar, so dass ein Arbeitsraum des Druckbehälters mit Kraftstoff wieder befüllt werden kann. Es kann auch zweckmäßig sein, anstatt des entsperrbaren Rückschlagventils in dem Ventilelement des betreffenden Schaltventils einen Sperrblock vorzusehen. Hierbei ist dann durch ein in die Zuführleitung zu dem Druckbehälter eingebrachtes entsperrbares Rückschlagventi l die Wiederaufladefunktion des Druckbehälters mit Kraftstoff gewährleistet.
Es kann auch vorteilhaft sein, das Schaltventil als 3/2-Wegeventil auszubil- den, wobei ein erster Nutzanschluss des 3/2-Wegeventils an dem Druckbehälter, ein zweiter Nutzanschluss an die Kraftstoffleitung stromauf eines zweiten Kraftstofffilters und ein dritter Nutzanschluss stromauf des ersten Kraftstofffilters an der Kraftstoffleitung angeschlossen ist. Auf diese Weise ist in der Art einer Paral lelbeaufschlagung der beiden Kraftstofffilter durch un- ter Druck stehendem Kraftstoff in dem Druckbehälter eine zeitgleiche Reinigung der beiden Kraftstofffilter oder weiterer in der Kraftstofffördervorrichtung vorgesehener Kraftstofffilter ermöglicht. I n einer Sperrstellung des Ventilelements des 3/2-Wegeventils ist der erste und zweite Nutzanschl uss an dem 3/2- Wegeventil durch ein in Richtung auf den Druckbehälter öffnen- des, entsperrbares Rückschlagventil verbindbar. Die Sperrstel lung des Ventilelementes gewährleistet somit eine Wiederaufladbarkeit des Arbeitsraums des Druckbehälters mit Kraftstoff. Es kann auch vorteilhaft sein, in einer Sperrstellung des Ventilelements des 3/2-Wegeventils den ersten und zweiten Nutzanschl uss durch einen Sperrblock gegeneinander zu sperren. Die Ausgestaltung des Schaltventils in der Art eines 3/3-Wegeventils ermöglicht in besonders bauraumsparender Weise die Funktionen Entladen des Druckbehälters und Generieren einer Rückströmung, Sperrstellung im Hauptbetrieb der Kraftstofffördervorrichtung und Wiederaufladen des Ar- beitsraums des Druckbehälters mit Kraftstoff. Hierbei ist in einer dritten Schaltstellung des Ventilelements des 3/3-Wegeventils der Nutzanschluss für den Druckbehälter und für die Kraftstoffleitung fluidführend verbunden und der dritte Nutzanschluss, der eine fluidführende Verbindung, insbesondere der Kraftstoff leitung stromauf des zweiten Kraftstofffilters mit dem Druckbehälter herzustellen in der Lage ist, ist hierbei gesperrt.
Der Druckbehälter der Einrichtung kann sowohl als Membranspeicher, als Kolbenspeicher oder auch als Balgspeicher oder aus einer Kombination der genannten Speicher gebildet sein. Es versteht sich, dass grundsätzlich auch andere Kraftstoffquellen, die einen geeigneten Kraftstoffdruck zur Generierung einer Rückströmung an den betreffenden Kraftstofffiltern in der Lage sind aufzubringen, angewandt werden können. Die erfindungsgemäße Kraftstofffördervorrichtung eignet sich insbesondere zur Förderung von Kraftstoff in einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung eines Diesel- oder Otto- Motors. Dabei kann es vorteilhaft sein, den Druckbehälter, insbesondere den Arbeitsraum eines Kolben- oder Balgspeichers, von einem Fluiddruck in einer Kraftstoffrücklaufleitung von Kraftstoff-Injektoren der Kraftstoffe! n- spritzeinrichtung zu beaufschlagen. Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Kraftstofffördervorrichtung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele nach der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigt die einen schematischen Schaltplan einer Kraftstofffördervorrich- tung mit einer Einrichtung zur Bildung einer Rückströmung von Kraftstoff durch zwei Kraftstofffilter; ein weiteres Ausführungsbeispiel eines schematischen Schaltplans einer Kraftstofffördervorrichtung vergleichbar aufgebaut wie in Fig. 1 gezeigt; ein weiteres Ausführungsbeispiel eines schematischen Schaltplans einer Kraftstofffördervorrichtung vergleichbar aufgebaut wie in Fig. 1 gezeigt; ein weiteres Ausführungsbeispiel eines schematischen Schaltplans einer Kraftstofffördervorrichtung mit einem 3/3- Wegeventil in einer Einrichtung zur Bildung einer Rückströmung von Kraftstoff durch einen Kraftstofffilter der Kraftstofffördervorrichtung; einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Kolbenspeichers für die Einrichtung zur Bildung einer Rückströmung; einen Längsschnitt durch eine weitere, zweite Ausführungsform eines Kolbenspeichers für die Einrichtung zur Bildung einer Rückströmung; einen Längsschnitt durch eine weitere, dritte Ausführungsform eines Kolbenspeichers für die Einrichtung zur Bildung einer Rückströmung; und einen Längsschnitt durch eine weitere, vierte Ausführungsform eines Kolbenspeichers für die Einrichtung zur Bildung einer Rückströmung.
In der Fig. 1 ist in einem schematischen Schaltplan eine Kraftstofffördervorrichtung zur Förderung von Kraftstoff einer Dieselverbrennungskraftmaschine aus einem Kraftstoffbehälter 2 über eine Kraftstoffleitung 1 zu Kraftstoff- Injektoren 30 an den jeweiligen Brennräumen der Dieselverbrennungs- kraftmaschine gezeigt. Die gezeigte Kraftstofffördervorrichtung weist eine Niederdruckseite und eine Hochdruckseite auf, wobei auf ihrer Niederdruckseite Kraftstoff durch eine Kraftstoffpumpe 3 über die Kraftstoffleitung 1 von dem Kraftstoffbehälter 2 gefördert wird. In den gezeigten Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 4 ist die Kraftstoffpumpe 3 als Fluidpumpe mit konstantem Fördervolumen dargestellt. Die Kraftstoffpumpe 3 dient zur Förderung von Kraftstoff über einen Abschnitt 4 der Kraftstoffleitung 1 zu einer als Hochdruckpumpe mit konstantem Verdrängungsvolumen gebildeten Kraftstoffhochdruckquelle 6. In dem stromabwärts der Kraftstoffpumpe 3 gelegenen Abschnitt 5 der Kraftstoff lei- tung 1 ist zwischen dem Kraftstoffbehälter 2 und der Kraftstoffpumpe 3 ein Kraftstofffilter 1 2 zur Vorfiltration des Kraftstoffs eingebracht. In dem Abschnitt 4 der Kraftstoffleitung 1 ist zwischen der Kraftstoffpumpe 3 und der Kraftstoffhochdruckquelle 6 ein zweiter Kraftstofffilter 7 eingebracht. Insbe- sondere dieser Kraftstofffilter 7 dient zur Feinstfiltration des Kraftstoffes vor dessen Eintritt in die Kraftstoffhochdruckquelle 6, die auch als Druckübersetzer ausgebildet sein kann. Beide Kraftstofffilter 12, 7 sind in der Lage sowohl feinste, bei der Montage der Kraftstofffördervorrichtung in den betreffenden fluidführenden Verbindungen zurückbelassene Partikel 10 als auch Schwebstoffe und dergleichen, die bei einem Tankvorgang des Kraftstoffbehälters 2 ständig nachgeführt werden, aus dem Kraftstoff zu filtern. Die Kraftstofffördervorrichtung dient in allen gezeigten Ausführungsbeispielen in den Fig. 1 bis 4 zur Kraftstoffversorgung einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung 27. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die gezeigte Kraftstoffeinspritzeinrichtung 27 als common-rail-System (CR) gebildet. Solche Speichereinspritzsysteme oder common-rail-Systeme ermöglichen in vorteilhafter Weise den Einspritzdruck von Kraftstoff in betreffende Brennräume der Verbrennungskraftmaschine an Last- und Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine anzupassen. Hierbei ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 27 oder das common-rail- System vereinfacht mit einer Hochdruckverteilerleiste 32, an der die vier Kraftstoff-Injektoren 30 fluidisch angebunden sind, gezeigt. Derartige Kraftstoff-Injektoren 30 weisen u. a. Zulaufdrosseln und Ventilöffnungsquerschnitte auf, die sehr klein sind, so dass für eine einwandfreie Funktion der- artiger Kraftstoff-Injektoren eine Feinstfiltration des Kraftstoffs mit Hilfe eines Kraftstofffilters 7 notwendig ist, um kleinste Verschmutzungspartikel, die z.B. während der Montage der Systemteile in das System gelangen können, von den empfindlichen Bauteilen, insbesondere von den Kraftstoff- Injektoren 30, fernzuhalten. Die gezeigten Krafftstoff-lnjektoren 30 weisen auch jeweils einen Rücklauf auf, der an eine Kraftstoffrücklaufleitung 29 der Kraftstofffördervorrichtung 1 fluidführend angeschlossen ist, so dass Kraftstoff über die Kraftstoffrücklaufleitung 29 wieder in den Kraftstoffbehälter 2 gelangen kann. Um die konstruktiv vorgegebene Betriebszeit der gezeigten Kraftstofffördervorrichtung zu verlängern, bzw. die Betriebsdauer der gezeigten Kraftstofffilter 12, 7 zu verlängern, ist eine Einrichtung 8 zur Bildung einer Rück- strömung von Kraftstoff zumindest durch den Kraftstofffilter 7 vorgesehen. Die Einrichtung 8 ist in den in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbei- spielen im Wesentlichen aus einem Druckbehälter 9 und einem Schaltventil 1 1 gebildet. Der Druckbehälter 9 besteht bei allen Ausführungsbeispielen aus einem Hydrospeicher, dessen ein Arbeitsgas (N2) enthaltende Gasseite 1 3 durch ein bewegbares Trennelement von einem fluidseitigen Arbeitsraum 28 getrennt ist. Das Schaltventil 1 1 ist in den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3 als 3/2-Wegeventil 18 ausgebildet. In der Fig. 1 ist der Druckbehälter 9 als Membranspeicher 24 zur Speicherung von Kraftstoff in dessen Arbeitsraum 28 dargestellt. Der Speicherdruck in dem Arbeitsraum 28 beträgt lediglich beispielhaft ca. 5 bar. Der Druckbehälter 9 ist über einen ersten Nutzanschluss 19 an das Schaltventil 1 1 fluidisch angebunden. Ein zweiter Nutzanschluss 20 an dem Schaltventil 1 1 ist wiederum fluidisch mit der Kraftstoffleitung 1 verbunden, genauer an eine Anschlussstelle 33 an dem Abschnitt 4 der Kraftstoffleitung 1 angebunden. Das 3/2-Wegeventil 18 weist neben dem ersten Nutzanschluss 19, dem zweiten Nutzanschluss 20 noch einen dritten Nutzanschluss 21 auf, der eine fluidführende Verbindung 39 zwischen dem Arbeitsraum 28 und einer Anschlussstelle 40, die zwischen dem Kraftstofffilter 12 und der Kraftstoffpumpe 3 in der Kraftstoffleitung 1 angeordnet ist, ermöglicht. Das Ventilelement weist hierzu in seiner Sperrstellung zum Wiederaufladen des Arbeitsraumes 28 das entsperr- bare Rückschlagventil 15 (in Fig.1 zwischen dem ersten und zweiten Nutzanschluss 19, 20 gezeigt) auf.
Das 3/2-Wegeventil 18 weist in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispielen prinzipiell zwei Schaltstellungen auf, wobei ein Ventilelement 14 des 3/2-Wegeventil s 18 in einer Sperrstellung bezüglich der fluidischen Verbindung der Nutzanschlüsse 19, 20 gezeigt ist. Die gezeigte Sperrstel- lung des Ventilelementes 14 wird durch ein Federelement 34, das das Ventilelement 14 vorspannt, generiert. Das 3/2-Wegeventil 18 ist als elektrisch betätigtes Ventil dargestellt, wobei in einer bestromten Schaltstellung der erste Nutzanschluss 19 fluidführend mit dem zweiten Nutzanschluss 20 und dritten Nutzanschluss 21 verbunden ist, so dass in einer Betriebspause der Kraftstofffördervorrichtung zeitgleich Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 28 des Membranspeichers 24 sowohl in den Abschnitt 4 der Kraftstoffleitung 1 als auch über die fluidführende Verbindung 39 in den Abschnitt 5 unter einem vorgebbaren Arbeitsdruck eingespeist werden kann, so dass beide Kraftstofffilter 1 2, 7 entgegen der Hauptförderrichtung der Kraftstoffpumpe 3 und der Kraftstoffhochdruckquelle 6 durch eine Rückströmung auf ihrer Abströmseite mit Kraftstoff beaufschlagt werden, wodurch anhaftende Partikel auf der jeweiligen Anströmseite der Filterelemente der beiden Kraftstofffilter 1 2, 7 vom Filtermaterial abgelöst werden können. Zudem lassen sich durch diese Rückströmung in gewissen Bereichen Oberflächenverformungen des Filterelements des Kraftstofffilters 7 revidieren.
Die in Fig. 1 gezeigte Kraftstofffördervorrichtung weist ein Ventilelement 14 des Schaltventils 1 1 auf, das ein entsperrbares Rückschlagventil 1 5 beinhaltet. Das enstperrbare Rückschlagventil 1 5 übernimmt hierbei dieselbe Funktion„Wiederbefüllen des Arbeitsraumes 28 des Druckbehälters 9", wie das entsperrbare Rückschlagventil 36 in der Bypassleitung 35 in Fig. 2. Das ent- sperrbare Rückschlagventil 15 in dem VentileJement 14 ist in einer geschlossenen Position, so dass Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 28 nicht in den Abschnitt 4 der Kraftstoffleitung 1 und durch den Kraftstofffilter 7 gelangen kann.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Kraftstofffördervorrichtung ist der Druckbehälter 9 als sogenannter Balgspeicher 26 ausgebildet, wobei ein Balg, insbesondere ein Metallblag 37, als Trennelement zwischen dem Kraftstoff in dem Arbeitsraum 28 und einem Federraum 38 dient. Derartige Hydrospeicher mit einem als bewegbaren Trennelement dienenden Metallbalg sind prinzipiell bekannt und beispielhaft in einer Voranmeldung der Anmelderin (DE 10 2008 061 221 AI ) offenbart. Für dieselben Bauteile gelten im übrigen wiederum dieselben Bezugszeichen wie in der vorangegangenen Figur gezeigt. Anstelle des entsperrbaren Rückschlagventils 15 in dem Ventilelement 14 ist in dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 ein Sperrblock 16 zwischen dem ersten und zweiten Nutzanschluss 19, 20 vorgesehen. Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kraftstofffördervorrichtung, wobei deren Einrichtung 8 ein als 3/3-Wegeventil 22 ausgebildetes Schaltventil 1 1 aufweist. Das 3/3-Wegeventil 22 ist zwischen dem ersten Nutzanschluss 19 und dem zweiten und dritten Nutzanschluss 20, 21 , sowie zwischen dem Druckbehälter 9 und der Kraftstoffleitung 1 angeordnet und steuert zum Zwecke der Generierung einer Rückströmung und zum Zwecke der Wiederaufladung des Arbeitsraumes 28 des Druckbehälters 9 die betreffenden Kraftstoffströme. In der Fig.4 ist der Druckbehälter 9 als Kolbenspeicher 25 zur Speicherung von Kraftstoff in dessen Arbeitsraum 28 dargestellt. Das 3/3-Wegeventil 22 ist ausschließlich elektrisch betätigt, nicht federzentriert, und weist insbesondere eine dritte Schaltstellung auf, in der dessen Ventilelement 23 eine fluidische Verbindung zwischen dem zweiten Nutzanschluss 20 und dem ersten Nutzanschluss 19 ermöglicht, wobei der dritte Nutzanschluss 21 gesperrt ist. In dieser Schaltstellung ist eine Wiederaufladung des Arbeitsrau ms 28 mit Kraftstoff ermöglicht. Die Wiederaufladung des Arbeitsraumes 28 des gezeigten Druckbehälters 9 in den Figuren 1 bis 4 erfolgt während eines normalen Betriebes der Kraftstofffördervorrichtung bei in Betrieb befindlicher Verbrennungskraftmaschine. Der Betrieb der Einrichtung 8 zum Zwecke der Generierung einer RückStrömung von Kraftstoff an beiden Kraftstofffiltern 12, 7 erfolgt bevorzugt während einer Betriebspause der Verbrennungskraftmaschine.
In der Fig. 5 ist in einem Längsschnitt ein Druckbehälter 9 zum impulsartigen Freigeben einer in einem Arbeitsraum 28 bevorratbaren Kraftstoff menge 41 gezeigt. Ein zylindrisches Speichergehäuse 42 des Druckbehälters 9 weist einen ersten Energiespeicher 43 auf, der als zylindrische Druckfeder ausgebildet ist. Der Energiespeicher 43 dient zur Beaufschlagung eines Kol- bens 44 mit einer vorgebbaren Druckkraft, wobei die Druckkraft ausreichend ist, um den Kolben 44 aus einer arretierten Position in eine Position, in der die Kraftstoffmenge 41 aus dem Speichergehäuse 42 ausgeschoben ist, impulsartig zu verfahren. Der Kolben 44 wird nach dem Befüllvorgang des Arbeitsraums 28 durch eine Arretiereinrichtung 45, die mit Rastmitteln 46 den Kolben 44 hält, in der gezeigten vorgespannten Position nach der Fig. 5 gehalten. Um ein impulsartiges Ausstoßen der Kraftstoffmenge 41 aus dem Speichergehäuse 42 und dessen Arbeitsraum 28 zu erreichen, ist eine Betätigungseinrichtung 47 vorgesehen, mit der die Rastmittel 46 in eine Position bringbar sind, in der die Verrastung am Endbereich 48 des Kolbens 44 gelöst wird. Der Endbereich 48 des Kolbens 44, in den die Rastmittel 46 in der verrasteten Position des Kolbens 44 eingreifen, ist der bevorrateten Kraftstoffmenge 41 gegenüberliegend angeordnet, wodurch ein maximaler Verfahrweg des Kolbens 44 in dem Speichergehäuse 42 ermögl icht ist.
Die Rastmittel 46 sind in dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel in einer axial unveränderbaren Position an einer Halteeinrichtung 49 gehalten, die als Hohlzylinder 50 ausgebildet ist. Zur temporären Verrastung der Rastmittel 46 mit dem Kolben 44 und zur sicheren Einnahme einer lösba- ren, vorgespannten Lage des Kolbens 44, weist dieser Kolben 44 entlang seiner Innenseite 51 Rastflächen 52 auf, die in verrastenden Eingriff mit den Rastmitteln 46 bringbar sind. Die in der Fig.5 gezeigte Betätigungseinrichtung 47 ist im Wesentlichen aus einem mehrgliedrigen stufenzy linderartigen Betätigungsstößel 53 gebildet, der von einem Magnetsystem 54 axial geführt, in der Halteeinrichtung 49 axial verfahrbar ist. In der Fig.5 ist der Betätigungsstößel 53 in einem Ausgangszustand gezeigt, in dem er von einem zweiten, als Schraubendruckfeder gebi ldeten Energiespeicher 55 gehalten ist, wobei die Rastmittel 46 außer Eingriff mit dem Endbereich 48 des Kolbens 44 sind und der zweite Energiespeicher 55 eine maximale Länge aufweist. In dem in Fig.5 gezeigten Ausführungsbeispiel des Druckbehälters 9 sind die Rastflächen 52 entlang des zylindrischen Innenumfangs 56 des Endbereichs 48 des Kolbens 44 angeordnet und insbesondere durch einen linearen Übergang 57 zwischen zylindrischen Führungsflächen 58 des Kolbens 44 und einer sich im Durchmesser erweiternden Rastkammer 59 gebildet. Insoweit bilden der Innenumfang 56 und die genannte Innenseite 51 Teile der den Rastmitteln 46 zugewandten Innenwand des Kolbens 44 aus. Die Rastkammer 59 ist wiederum axial von dem Boden des Kolbens 44 begrenzt, so dass insgesamt dadurch ein maximal möglicher Verfahrweg des Kolbens 44 erreicht ist, bevor die Verrastung erfolgt. Der Kolben 44 ist in der in Fig.5 gezeigten verrasteten Position mit seinem, der Kraftstoffmenge 41 abgewandten freien Ende an einem Anschlag 60 am Außenumfang der Halteeinrichtung 49 anliegend und ist derart axial unverschiebbar zwischen den Rastmitteln 46 und dem Anschlag 60 gehalten.
Die Rastmittel 46 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Wälzkörper 61 , insbesondere als Rastkugeln 62 ausgebildet, die in ihrer axialen Position durch käfigartige Ausnehmungen 63 in einem Endbereich der Halteeinrichtung 49 gehalten sind. Die Rastkugeln 62 stützen sich entweder radial an den Rastflächen 52 ab, die als etwa 45-Grad-Schrägflächen von der Halteeinrichtung 49 abweisend, an dem die Rastkammer 59 bildenden Endbereich 48 des Kolbens 44 ausgebildet sind. Die Rastkugeln 62 können sich auch an der Innenseite 51 des Kolbens 44 an den zylindrischen Führungsflächen 58 des Kolbens 44 selbst abstützen. Radial in Richtung auf den Betätigungsstößel 53 hin gesehen, stützen sich die Rastkugeln 62 an einem zylindrischen, verdickten Steuerteil 64 des Betätigungsstößels 53 ab. Das Steuerteil 64 weist eine Umfangsnut 65 auf, deren Flanken Rast- oder Schrägflächen für die Veränderung der radialen Position der Rastkugeln 62 bilden. Die Schrägflächen oder Flanken der Umfangsnut 65 in dem Steuer- teil 64 sind so geformt, dass bei einer radialen Verfahrbewegung des Steuerteils 64 zu den käfigartigen Ausnehmungen 63 in der Halteeinrichtung 49 die Rastkugeln 62 radial nach außen gedrückt werden, jedoch in den Ausnehmungen 63 verbleiben, sobald die Rastflächen 52 in der Rastkammer 59 des Kolbens 44 in die Nähe der Ausnehmung 63 gelangen oder kongruent zu den käfigartigen Ausnehmungen 63 sind.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen nach den Fig. 5, 6 und 8 ist die Halteeinrichtung 49 als Zyl inder ausgebildet, der ei nen etwa halb so großen Außendurchmesser aufweist, wie das Speichergehäuse 42 selbst. Der Kolben 44 ist auf seiner, dem Arbeitsraum 28 abgewandten Seite als zyl inder- förmige Hülse 66 geformt, wobei die Hülse 66 einstückig mit dem Kolben 44 verbunden ist. Die Hülse 66 gleitet entlang des Außenumfangs der Halteeinrichtung 49. Die Halteeinrichtung 49 ist der einfachen Darstellung wegen einstückig mit einem Deckel 67 ausgebildet gezeigt, der das Speichergehäuse 42 zu dem Magnetsystem 54 hin abschließt (vgl. Fig.6). Der De- ekel 67 ist mit der Wand 68 des Speichergehäuses 42 umbördelt, wobei ein radialer, zu der Wand 68 gerichteter Umfangswulst 69 an den Deckel 67 in die Wand 68 angepaßt ist und derart eine zusätzliche formschl üssige Verbindung zwischen dem Deckel 67 und der Wand 68 ausbildet. Ferner weist der Deckel 67 eine zyl indrische Aufnahme 70 zum Zentrieren des an dem Deckel 67 angeflanschten Elektromagneten 71 des Magnetsystems 54 auf. Der Betätigungsstößel 53 ist mit einem nicht näher gezeigten Anker des Magnetsystems 54 über ei ne Stel lschraube 72 verbunden, so dass eine Feinjustage der Position des Betätigungsstößels 53 relativ zu der Hal- teeinrichtung 49 erfolgen kann. Die Stel lschraube 72 ist über eine Mutter 73 in an sich bekannter Weise in Anlage an den Betätigungsstößel 53 konternd festgelegt.
In der Fig.5 ist der Elektromagnet 71 des Magnetsystems 54 in einem un- bestromten Zustand gezeigt und der zweite Energiespeicher 55 nimmt seine gelängte Position ein, in der er das Steuertei l 64 an einen axialen Anschlag 74 am Innenumfang der Halteeinrichtung 49 zieht. Der Anschlag 74 ist an dem freien Ende der Halteeinrichtung 49 angeordnet. Der zweite Energiespeicher 55, der gleichfalls als zylindrische Druckfeder ausgebildet ist, ist in einem zylindrischen Federraum 75 zwischen dem Betätigungsstößel 53 und der Halteeinrichtung 49 angeordnet und stützt sich an einem Punkt des Betätigungsstößels 53 sowie an einem ringförmigen Anschlag 76 der Halteeinrichtung 49 ab. Wird der Betätigungsstößel 53, in Draufsicht auf die Fig.5 gesehen, nach rechts durch das Magnetsystem 54 verschoben, so verschiebt sich in gleicher Weise das Steuerteil 64 nach rechts und die Rastkugeln 62 können in die Umfangsnut 65 in dem Steuerteil 64 des Betätigungsstößels 53 gelangen. Dies erfolgt unter der Wirkung von Querkräften FQ, die ständig in verrastetem Zustand des Kolbens 44 von dessen schrägen Rastflächen 52 radial in Richtung auf eine Längsachse 77 des Speichergehäuses 42 wirken.
Der Kolben 44 wird freigegeben und unter der Wirkung der Druckkraft des ersten Energiespeichers 43 impulsartig in Betrachtungsrichtung der Fig.5 und 6 nach rechts bis zu dessen Anschlag an einen zweiten Deckel 78 des Speichergehäuses 42 bewegt. Der erste Energiespeicher 43 stützt sich dabei an dem Deckel 67 und an der Rückseite des Kolbens 44 ab, die dem Arbeitsraum 28 abgewandt ist. Die gesamte, in dem Speichergehäuse 42 bzw. in dem Arbeitsraum 28 gespeicherte Kraftstoffmenge 41 wird aus dem Speichergehäuse 42 bei entsprechender Schaltstellung des Schaltventi ls 1 1 schlagartig ausgebracht und in den Abschnitt der Kraftstoff I ei tung 1 und die fluidführende Verbindung 39 für die Rückströmung eingespeist.
In der Fig.6 ist ein Längsschnitt durch einen prinzipiel l ähnlich bauenden Druckbehälter 9 zum impulsartigen Freigeben einer in seinem Speichergehäuse 42 bevorratbaren Kraftstoffmenge 41 gezeigt, wobei sich jedoch des- sen Halteeinrichtung 49, dessen Arretiereinrichtung 45 sowie dessen Betätigungseinrichtung 47 von dem Ausführungsbeispiel nach der Fig.5 unter- scheidet. Der Betätigungsstößel 53 weist über seine Länge einen nahezu gleichbleibenden Außendurchmesser auf und ist einstückig mit seinem end- seitigen Steuerteil 64 ausgebildet. Eine Umfangsnut 65 in dem Steuerteil 64 weist eine größere Breite auf, als bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig.5. Die Rastmittel 46 sind als im Längsschnitt schienenprofilartige, in der Art von Kipphebeln ausgebildete Rastnocken 79 geformt. Die Rastnocken 79 weisen ein erstes freies Ende 80 auf, mit dem diese in eine als radial äußere Umfangsnut gebildete Aufnahme an dem Ende der Halteeinrichtung 49 schwenkbar gehalten sind. Mit ihrem jeweils anderen Ende 81 sind die Rastnocken 79, von denen lediglich zwei von einer Vielzahl gezeigt sind, in der Umfangsnut 65 in dem Steuerteil 64 eingreifend geführt. Die in die Umfangsnut 65 eingreifenden Rastnasen 82 der Rastnocken 79 sind asymmetrisch aufgebaut und weisen im Querschnitt kleinere Rastnasen 83 auf, die radial nach außen gerichtet sind, mit denen die Rastnocken 79 an der Innenseite des Kolbens 44 entlanggleiten können. In der Fig.6 ist eine Kolbenposition des Kolbens 44 gezeigt, der dem Maximum an aufzunehmender Kraftstoffmenge 41 in dem Speichergehäuse 42 entspricht, wobei der Betätigungsstößel 53, durch eine Expansion des zweiten Energiespeichers 55 bewirkt, eine auf das Magnetsystem 54 bezogene andere Verfahrenspo- sition einnimmt. Durch diese Verfahrbewegung des Betätigungsstößels 53 ist die Rastnase 82, welche dem Kolben 44 zugewandt ist, aus ihrer, in der Umfangsnut 65 liegenden Position verdrängt und radial nach außen an die ebenfalls als Schrägflächen gebildeten Rastflächen in der Rastkammer 59 bewegt. Es erfolgt eine Verrastung des Kolbens 44 hierdurch. Wie auch bei dem in Fig.5 gezeigten Druckbehälter 9 erfolgt die Zu- und Abfuhr der Kraftstoffmenge 41 über den ersten Nutzanschluss 19 an dem Schaltventil 1 1.
In der Fig.7 ist in einem Längsschnitt ein Druckbehälter 9 zum impulsarti- gen Freigeben einer in einem Speichergehäuse 42 bevorratbaren Kraftstoffmenge 41 gezeigt. Das zylindrische Speichergehäuse 42 weist einen ersten Energiespeicher 43 auf, der als zylindrische Druckfeder ausgebildet ist. Der erste Energiespeicher 43 dient zur Beaufschlagung eines Kolbens 44 mit einer Druckkraft, die ausreichend ist, um den Kolben 44 aus einer arretierten Position in eine Position zu bringen, in der die Kraftstoffmenge 41 aus dem Speichergehäuse 42 impulsartig ausgestoßen ist. Eine Ventileinrichtung 84 regelt den Kraftstoffstrom zwischen dem Speichergehäuse 42 und dem Schaltventil 1 1 , das fluidisch mit einem Ausgang der Ventileinrichtung 84 verbunden ist. Die Ventileinrichtung 84 ist als Sitzventil ausgebildet, wobei ein mit einer ebenen Dichtfläche versehener Ventilkolben 85 auf einem konusartig sich zu der Dichtfläche des Ventilkolbens 85 erweiternden Ventilsitz V in geschlossenem Zustand des Sitzventils zu liegen kommt. Um den Ventilkolben 85 ist zentral und axial geführt ein Rückschlagventil 86 eingebaut, das in Füllrichtung des Speichergehäuses 42 sperrend eingebaut ist.
Das Rückschlagventil 86 erlaubt ein Durchströmen im Sinne eines Ausströmens der Kraftstoffmenge 41 aus dem Speichergehäuse 42 und bietet somit einen zusätzlichen Öffnungsquerschnitt zu dem von dem Ventilkolben 85 freigegebenen Öffnungsquerschnitt. Dies ist dadurch ermöglicht, dass der an sich einen Ventilsitz steuernde Ventilkolben 85 einen Steuerabschnitt 87 in der Art eines Ventilschiebers aufweist. Der Steuerabschnitt 87 blockiert in einer geschlossenen Position des Sitzventils eine fluidführende Verbindung des Speichergehäuses 42 mit dem Rückschlagventil 86 und öffnet die fluidführende Verbindung bei einer geöffneten Position des Ven- tilkolbens 85, wobei bei entsprechender Schaltstellung des Ventilelements 14 des Schaltventils 1 1 eine Rückströmung von Kraftstoff über den Abschnitt 4 der Kraftstoffleitung 1 und die fluidführende Verbindung 39 zu den Kraftstofffiltern 12, 7 erfolgen kann (vgl. Fig.1 bis 4). Wie die Fig.7 weiter zeigt, ist die Ventileinrichtung 84 als Einschraubventil ausgebildet und lösbar als Funktionseinheit in einem Deckel 78 des Spei- chergehäuses 42 angeordnet. Die Längsachse der Ventileinrichtung 84 verläuft senkrecht zu der Längsachse 77 des Speichergehäuses 42 und schneidet diese. Der Deckel 78 ist im Querschnitt U-förmig ausgebildet und mit einem ringförmigen Rand über etwa 1/5 der Länge des Speichergehäuses 42 durch ein Gewinde an der Außenseite mit dem Speichergehäuse 42 verschraubt. Ein an sich bekanntes, als O-Ring ausgebildetes Dichtelement 88 ist zwischen dem Deckel 78 und dem Speichergehäuse 42 angebracht. Im Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine, welche von der wie in den Fig. "! bis 4 gezeigten Kraftstofffördervorrichtung mit Kraftstoff versorgt wird, wird das Speichergehäuse 42 oder der Arbeitsraum 28 von der Kraftstoffpumpe 3 mit Kraftstoff beschickt, wobei der Kolben 44 entgegen der Rückstell kraft des als Druckfeder gebildeten, ersten Energiespeichers 43 in eine vorgespannte Position gebracht wird. Das Sitzventil wird nach dem Befüllvorgang des Speichergehäuses 42 geschlossen und hält somit als hydraulische Arre- tiereinrichtung den Kolben 44 in einer vorgespannten Position.
In der Fig.8 ist in einem Längsschnitt ein Druckbehälter 9 zum impulsartigen Freigeben einer in einem Speichergehäuse 42 bevorratbaren Kraftstoffmenge 41 gezeigt. Das zylindrische Speichergehäuse 42 des Druckbehäl- ters 9 weist einen ersten Energiespeicher 43 auf, der als zylindrische Druckfeder ausgebildet ist. Der Energiespeicher 43 dient der Beaufschlagung des Kolbens 44 mit einer Druckkraft, die ausreichend ist, um den Kolben 44 aus seiner vorgespannten Position, wie in der Fig.8 gezeigt, in eine Position, in der die Kraftstoffmenge 41aus dem Speichergehäuse 42 ausgestoßen ist, zu verfahren. Die Kraftstoffmenge 41 ist in der in Fig.8 gezeigten Position des Kolbens 44 durch die Kraftstoffpumpe 3 in das Speichergehäuse 42 unter Druck eingebracht (vgl. Fig.1 ). Der Kolben 44 wird nach dem Befüllvorgang durch eine Arretiereinrichtung 45 in der gezeigten vorgespannten Position gehalten. Die Arretiereinrichtung 45 ist aus einer Kolben-Zylinder-Anordnung 89 gebildet. Zu der Kolben-Zylinder-Anordnung 89 gehört ein in dem in Fig.8 gezeigten Ausführungsbeispiel fest mit dem Speichergehäuse 42 verbundener Arbeitskolben 90. Der Arbeitskolben 90 ist als im Wesentlichen zylind- rische Hülse mit einer etwa in halber axialer Länge an ihrem Umfang angeordneten, ringförmigen Erhebung 91 ausgebildet. Über dem Arbeitskolben 90 ist ein Zylindergehäuse 92 angeordnet, das durch einen Schaft 93 an dem Kolben 44 gebildet wird. Der Arbeitskolben 90 hat einen Außendurchmesser Da, der dem des Innendurchmessers Di des Schafts 93 in ei- nem Stopfbuchsenbereich S entspricht, zuzüglich einem vorgebbaren Toleranzmaß. Die ringförmig Erhebung 91 , die im Wesentlichen den Arbeitskolben 90 bildet, ist, einen Spalt 94 bildend, zu dem Zylindergehäuse 92 beabstandet und bildet eine gewisse Trennung zwischen einer ersten Arbeitskammer 95 und einer zweiten Arbeitskammer 96 zwischen dem Ar- beitskolben 90 und dem Zylindergehäuse 92 aus. Der Spalt 94 ist als Ringspalt ausgebildet. Die ringförmige Erhebung 91 bildet mit dem Spalt 94 ein Ventil 97 für ein in den beiden Arbeitskammern 95, 96 eingefülltes, elekt- rorheologisches Fluid 98. Im Inneren des Arbeitskolbens 90 ist von einem, dem Kolben 44 abgewandten Ende eine bis über die ringförmige Erhebung 91 hinausragende elektromagnetische Spule 99 angeordnet, deren Spannungszufuhr durch eine axiale Öffnung 100 in einem, das Speichergehäuse 42 endseitig verschließenden Deckel 67 erfolgt.
In Abhängigkeit von der Bestromung der Spule 99 und des elektromagneti- sehen Feldes ändert sich die Viskosität des elektrorheologischen Fluids 98, so dass, wie in Fig.8 gezeigt, der Spalt 94 von der mit Fluid 98 befüllten, ersten Arbeitskammer 95 nicht in Richtung der zweiten Arbeitskammer 96 überströmt werden kann. Die erste Arbeitskammer 95, die sich axial von einer, den Stopfbuchsenbereich S bildenden Dichteinrichtung 101 bis zu der ringförmigen Erhebung 91 an dem Arbeitskolben 90 erstreckt, bleibt vollständig mit dem elektrorheologischen Fluid 98 gefüllt, wobei Zugkräfte von der Dichteinrichtung 101 über den Schaft 93 zu dem Kolben 44 übertragen werden und den Kolben 44 in seiner Lage halten.
Die Arretiereinrichtung 45 ist auf diese Weise durch die Kolben-Zylinder- Anordnung und das elektrorheologische Fluid 98 gebildet. Die Spule 99 bildet zusammen mit einer diese ansteuernden und mit elektrischer Spannung versorgenden Steuereinheit die Betätigungseinrichtung 47 für den Druckbehälter 9 aus. Mit den genannten Speichereinrichtungen nach den Fig. 5 bis 8 lässt sich impulsartig Kraftstoff zu der jeweils angesprochenen Filtereinrichtung 12, 7 rückführen, so dass es zu verbesserten Abreinigungsergebnissen des Filter- materiales kommt, wobei es für einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der Filtertechnik überraschend ist, dass trotz der eingesetzten hohen Druckspritzen bei der Impulsreinigung das empfindliche Filtermaterial dennoch geschont wird.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Kraftstofffördervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, mit zumindest einem Kraftstoffbehälter (2), aus dem eine Kraftstoffpumpe (3) über eine Kraftstoffleitung (1) Kraftstoff an einen Kraftstoffabnehmer (27) fördert, wobei zumindest ein Kraftstofffilter (12,7) in der Kraftstoffleitung (1 ) zur Filterung des Kraftstoffes vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (8) vorgesehen ist, mittels deren der zumindest einen Kraftstofffilter (12,7) temporär mit einer entgegen der Förderrichtung der Kraftstoffpumpe (3) gerichteten ückströmung, insbesondere zum Ablösen von Partikeln (10) an dem Kraftstofffilter (12,7), beaufschlagbar ist.
Kraftstofffördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (8) einen Druckbehälter (9) aufweist, der in einem Ladezyklus aus der Kraftstoffleitung (1) Kraftstoff unter einem Vorspanndruck aufnimmt und in einem Entladezyklus Kraftstoff zur Bildung der Rückströmung an die Kraftstoffleitung (1) abgibt.
Kraftstofffördervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter (9) durch einen Hydrospeicher (24,25,26) gebildet ist, dessen Arbeitsraum (28) beim Entladezyklus zur Bildung der Rückströmung über eine Spülleitung (39) mit einem Anschluss (40) der Kraftstoffleitung (1) verbindbar ist, der zwischen dem zumindest einen Filter (12) und der Kraftstoffpumpe (3) gelegen ist.
Kraftstofffördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (8) ein Schaltventil (1 1) aufweist, über das der Arbeitsraum (28) des Hydrospeichers (24,25,26) wahlweise mit der Kraftstoffleitung (1 ) und der Spülleitung (39) verbindbar ist.
Kraftstofffördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (1 1) mit einem Ventilelement (14) ausgebildet ist, in dessen einer Schaltstellung durch ein entsperrbares Rückschlagventil (15) eine Sperrfunktion von dem Hydrospeicher (24,25,26) zu der Kraftstoff leitung (1) hergestellt ist.
Kraftstofffördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (1 ) mit einem Ventilelement (14) ausgebildet ist, in dessen einer Schaltstellung eine Sperrfunktion von dem Hydrospeicher (24,25,26) zu der Kraftstoffleitung (1 ) durch einen Sperrblock (16) gebildet ist.
Kraftstofffördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (1 1) ein 3/2-Wege- ventil (18) ist, wobei ein erster Nutzanschluss (19) des 3/2- Wegeventils (18) an dem Druckbehälter (9), ein zweiter Nutzanschluss (20) an die Kraftstoffleitung (1) stromauf eines zweiten Kraftstofffilters (7) und ein dritter Nutzanschluss (21 ) stromauf des ersten Kraftstofffilters (12) an der Kraftstoffleitung (1 ) angeschlossen ist.
Kraftstofffördervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Sperrstellung eines Ventilelements (14) des 3/2- Wegeventils (18) der erste und zweite Nutzanschluss (19, 20) durch ein in Richtung auf den Hydrospeicher (24,25,26) öffnendes, entsperrbares Rückschlagventil (15) verbunden ist.
9. Kraftstofffördervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Sperrstellung eines Ventilelements (14) des 3/2- Wegeventils (18) der erste und zweite Nutzanschluss (19, 20) durch einen Sperrblock (16) gegeneinander gesperrt sind.
10. Kraftstofffördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (1 1) ein 3/3-Wege- ventil (22) ist. 1 1 . Kraftstofffördervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dritten Schaltstellung eines Ventilelements (23) des 3/3-Wegeventils (22) der Nutzanschluss (19, 20) für den Hydrospei- cher (24,25,26) und für die Kraftstoffleitung (1) fluidführend miteinander verbunden sind und der dritte Nutzanschluss (21) in Richtung der Kraftstoff leitung (1 ) gesperrt ist.
12. Kraftstofffördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter (9) ein Membranspeicher (24), ein Kolbenspeicher (25) oder ein Balgspeicher (26) oder eine Kombination der genannten Druckbehälter ist.
Kraftstofffördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Teil einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung (27) eines Diesel- oder Ottomotors ist.
Kraftstofffördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arbeitsraum (28) des Kolbenoder Balgspeichers (25, 26) von einem Fluiddruck beaufschlagt ist, der in einer Kraftstoff-Rücklaufleitung (29) herrscht, die von Kraftstoff- Injektoren (30) der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (27) zu dem Kraftstoffbehälter (2) führt.
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