DE19516358C1 - Pulsationsdämpfer für Kraftstoff im Kraftstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Pulsationsdämpfer für Kraftstoff im Kraftstoffversorgungs­ system einer Brennkraftmaschine, der im Oberbegriff des An­ spruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der DE 37 15 581 A1 ist ein Dämpferelement zum Abbau von Druckschwingungen in einem Kraftstoffversorgungssystem für Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen bekannt. Dieses Dämpferelement ist in einem Filtergehäuse auf dessen Ein­ laßseite eingebaut, so daß der ankommende pulsierende Kraftstoffstrom durch Strömungskanäle des Dämpferelementes geführt wird. Hierzu umfaßt das Dämpferelement wenigstens zwei parallelgeschaltete, gerade verlaufende und relativ kurze Strömungskanäle, welche in dem Filtergehäuse eine Einlaßkammer mit einer Zulaufkammer vor dem Filterelement verbindet.

Bei der bekannten Anordnung werden die Druckschwingungen nicht allein durch die parallelen Strömungskanäle gedämpft, sondern auch durch das nachgeordnete Filter, das ebenfalls einen Strömungswiderstand darstellt. Mit den parallelge­ schalteten Strömungskanälen allein kann daher keine aus­ reichende Pulsationsdämpfung erreicht werden. Außerdem ist nicht für jeden Einsatzzweck die Kombination einem Dämpferelementes mit einem Kraftstoffilter sinnvoll, wobei nicht zuletzt auch die Dämpfungseigenschaft des Filterele­ mentes von dessen Struktur und dem Verschmutzungsgrad ab­ hängt.

Die DE-OS 14 50 446 beschreibt eine Einrichtung zur Dämpfung der Schwingungen eines pulsierenden Flüssigkeits­ stromes. Gemäß der gezeigten Ausführung besteht der Pul­ sationsdämpfer aus einem Gehäuse mit einem Zulauf und einem Ablauf. In dem Gehäuse ist ein Strömungskanal ausgebildet, in dem eine Drosseleinrichtung angeordnet ist. Diese Dros­ seleinrichtung besteht aus mindestens zwei in Strömungs­ richtung hintereinander angeordneten Drosselöffnungen, zwi­ schen denen ein Abschnitt des Strömungskanals ausgebildet ist, dessen Durchgangsquerschnitt wesentlich größer ist als der Querschnitt der Drosselöffnungen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Pulsationsdämpfer der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ge­ nannten Gattung zu schaffen, der einfach im Aufbau, sicher in der Wirkungsweise und universell verwendbar ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Pulsationsdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Pulsations­ dämpfers werden darin gesehen, daß aufgrund der einfachen Gestaltung eine kostengünstige Herstellung insbesondere im Hinblick auf eine Massenproduktion möglich ist und der Pulsationsdämpfer sich auch zum Einbau in Kraft­ stoffrücklaufleitungen eignet. Für die äußerst einfache Herstellung und die Schaffung optimal langer Strömungswege innerhalb des Einsatzstückes sind die Drosselöffnungen min­ destens annähernd am Umfangsrand der Scheiben angeordnet und liegen diametral gegenüber.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des Pulsationsdämpfers be­ steht darin, daß das Gehäuse aus mindestens zwei zusammen­ gefügten Teilen besteht, die einen Hohlraum bilden, in dem das Einsatzstück angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, Pulsationsdämpfer für unterschiedliche Durchfluß­ mengen und mit unterschiedlicher Dämpfungscharakteristik in standardisierter Bauweise herzustellen, wobei lediglich in dem Einsatzstück eine entsprechend dimensionierte Dros­ selöffnung vorzusehen ist. Vorzugsweise besteht das Gehäuse aus einem Topfteil und einem Deckelteil, wobei das Ein­ satzstück vollständig in dem Topfteil aufgenommen ist. Bei dieser Bauart müssen zur Abdichtung des Gehäuses lediglich Topfteil und Deckelteil zueinander passen. Auf eine Maß­ haltigkeit des Einsatzstückes kommt es dabei nicht an, da dieses vollständig innerhalb des Topfteiles befindlich ist.

Zweckmäßigerweise bestehen die Teile des Gehäuses und gege­ benenfalls das Einsatzstück aus einem Kunststoffmaterial. Dadurch ist die Herstellung der Gehäuseteile und des Ein­ satzstückes als Spritzgußteile auf einfache und billige Art möglich, wobei auch die erforderlichen Anschlußstutzen an den Gehäuseteilen ohne nennenswerten Mehraufwand gleichzei­ tig gefertigt werden können. Durch das Kunststoffmaterial ergeben sich auch mehrere Arten der Verbindungstechnik, wo­ bei hierfür insbesondere Kleben, Reibschweißen oder Ultra­ schallschweißen für ein unlösbares Zusammenfügen der Gehäu­ seteile in Betracht zu ziehen sind.

Damit das Einsatzstück erschütterungsfrei und gegen die In­ nenwandung abgedichtet in dem Gehäuse gehalten ist, besteht eine bevorzugte Ausgestaltung darin, daß in seitlichen Be­ reichen des Hohlraums radiale Schultern vorgesehen sind, zwischen denen das Einsatzstück eingespannt ist. Das Ein­ satzstück umfaßt vorzugsweise ein zylindrisches Mittelteil und mehrere das Mittelteil umgebende ringförmige Scheiben, die in axialem Abstand zueinander angeordnet sind, so daß zwischen jeweils zwei benachbarten Scheiben ein Ringraum gebildet ist. In jeder dieser Scheiben ist mindestens eine Drosselöffnung vorgesehen, wobei die Drosselöffnungen zweier aufeinanderfolgender Scheiben versetzt zueinander angeordnet sind. Durch diese Ausgestaltung des Einsatz­ stückes mit den Ringräumen zwischen den Scheiben folgt auf jede Drosselöffnung ein Abschnitt des Strömungskanals mit wesentlich größerem Durchgangsquerschnitt, und durch die versetzte Anordnung der Drosselöffnungen zueinander ergibt sich eine Strömungsumlenkung. Sowohl die abrupten Quer­ schnittsänderungen als auch die Richtungsänderungen der Strömung sind wesentlich für die Dämpfung der Pulsation in der Flüssigkeit. Als besonders bevorzugte Ausführung des Einsatzstückes wird angesehen, daß fünf Scheiben mit jeweils einer Drosselöffnung vorgesehen sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Pulsationsdämpfer,

Fig. 2 ein Einsatzstück mit Drosselbohrungen,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein Pulsationsdämpfer 1 dargestellt, der im wesentlichen aus einem zweiteiligen Gehäuse 2 und einem in einem Hohlraum 9 des Gehäuses 2 angeordneten Einsatzstück 13 besteht. Das Gehäuse umfaßt ein Topfteil 3 und ein Deckelteil 4, die vorzugsweise aus Kunststoff bestehen und an einer gemeinsamen Anlagefläche 10 miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Kleben, Reibschweißen, Vibrationsschweißen oder dgl. An dem Topfteil 3 und am Deckelteil 4 ist jeweils ein Anschlußstutzen 7, 8 angeord­ net, wobei in dem Anschlußstutzen 7 ein in eine Einlaßkam­ mer 11 mündender Zulaufanschluß und in dem Anschlußstutzen 8 ein aus einer Auslaßkammer 12 führender Rücklaufanschluß 6 vorgesehen ist. In den seitlichen Bereichen des Hohlraums 9 weist das Gehäuse 2 radiale Schultern 14 und 15 auf, zwi­ schen denen das Einsatzstück 13 eingespannt ist, das auf einer Seite die Einlaßkammer 11 und auf der anderen Seite die Auslaßkammer 12 begrenzt.

Das Einsatzstück 13, von dem eine Außenansicht in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt ein zylindrisches Mittelteil 16 und mehrere das Mittelteil umgebende ringförmige Scheiben 17, 18, 19, 20 und 21, die in axialem Abstand zueinander ange­ ordnet sind, so daß zwischen jeweils zwei benachbarten Scheiben 17, 18, 19, 20, 21 Ringräume 22 gebildet sind. In jeder der Scheiben 17 bis 21 ist eine Drosselöffnung 24 bis 28 vorgesehen, durch welche jeweils benachbarte Ringräume 22 bzw. die Einlaßkammer 11 mit dem ersten Ringraum 22 und die Auslaßkammer 12 mit dem letzten Ringraum 22 fluidisch miteinander verbunden sind, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist.

Dabei ist die Anordnung der Drosselöffnungen in den Schei­ ben so getroffen, daß die Drosselöffnungen 24 bis 28 von jeweils zwei aufeinanderfolgenden Scheiben 17 und 18 bzw. 18 und 19 bzw. 19 und 20 bzw. 20 und 21 diametral gegen­ überliegen. Die Einlaßkammer 11 sowie die über die Drossel­ öffnungen 24 bis 28 verbundenen Ringräume 22 und die Aus­ laßkammer 12 bilden einen Strömungskanal 23 für den Kraft­ stoff mit mehreren sprunghaften Querschnittsänderungen, wo­ durch sich eine Dämpfung der Pulsation im Kraftstoff er­ gibt. Der Verlauf des Strömungskanals 23 und die Strömungs­ richtung sind mittels Pfeilen markiert.

Die Fig. 4 und 5 zeigen, daß die Drosselöffnungen 26 und 27 durch Aussparungen am Scheibenumfang gebildet sind. Die Drosselöffnung 25 in der Scheibe 18 ist deckungsgleich mit der Drosselöffnung 27 in der Scheibe 20. Die Drossel­ öffnungen 24 und 28 in den Scheiben 17 und 21 sind als Boh­ rungen oder dgl. ausgeführt, welche einen radialen Abstand zum Umfangsrand der Scheiben aufweisen (vgl. Fig. 3), damit die Drosselöffnung 24, 28 nicht durch die radialen Schul­ tern 14, 15 abgedeckt werden. Die Drosselöffnungen 24, 28 haben beispielsweise einen Durchmesser D von ca. 2,5 mm; einen gleich großen Querschnitt besitzen die Drossel­ öffnungen 25, 26 und 27. Aufgrund der Gestaltung der Ring­ räume 22 ist der Durchflußquerschnitt in diesen Ringräumen wesentlich größer. Er beträgt vorzugsweise etwa das Zehn­ fache des Querschnitts der Drosselöffnungen 24 bis 28. Die diametrale Anordnung der Drosselöffnungen 24 bis 28 bietet einen möglichst langen Strömungsweg mit erzwungenen Umlen­ kungen, so daß Pulsationen vollständig eliminiert werden. Der Pulsationsdämpfer ist auch zum Einbau in eine Kraft­ stoffrücklaufleitung geeignet.

Claims (10)

1. Pulsationsdämpfer (1) für Kraftstoff im Kraftstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine mit einem einen Zulaufanschluß (5) und einen Rücklaufanschluß (6) aufweisenden Gehäuse (2), in dem für die Ausbildung eines Strömungskanals (23) ein Einsatzstück (13) angeordnet ist, das ein Mittelteil (16) und mindestens zwei mit axialem Ab­ stand voneinander senkrecht zur Strömungsrichtung an­ geordnete Scheiben (17 bis 21) umfaßt, wobei die Scheiben (17 bis 21) Drosselöffnungen (24 bis 28) aufweisen und zwischen den Drosselöffnungen (24 bis 28) ein Abschnitt (22) des Strömungskanals (23) aus­ gebildet ist, dessen Durchgangsquerschnitt wesentlich größer ist als der Querschnitt der Drosselöffnungen (24 bis 28), dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Drossel­ öffnung (24 bis 28) mindestens annähernd am Rand der Scheiben (17 bis 21) angeordnet ist, und die Drossel­ öffnungen (24 bis 28) benachbarter Scheiben (17 bis 21) diametral gegenüberliegend angeordnet sind.

2. Pulsationsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) aus min­ destens zwei zusammengefügten Teilen (3, 4) besteht, die einen Hohlraum (9) bilden, in dem das Einsatz­ stück (13) angeordnet ist.

3. Pulsationsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) aus einem Topfteil (3) und einem Deckelteil (4) besteht, wobei das Einsatzstück (13) vollständig in dem Topfteil (3) aufgenommen ist.

4. Pulsationsdämpfer nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück (13) einstückig ausgebildet ist.

5. Pulsationsdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (3, 4) des Ge­ häuses (2) und/oder das Einsatzstück (13) aus einem Kunststoffmaterial bestehen.

6. Pulsationsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Topfteil (3) und das Deckelteil (4) an einer Verbindungsfläche (10) mit­ tels Kleben, Reibschweißen oder Ultraschallschweißen unlösbar zusammengefügt sind.

7. Pulsationsdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in seitlichen Bereichen des Hohlraums (9) radiale Schultern (14, 15) vorgese­ hen sind, zwischen denen das Einsatzstück (13) einge­ spannt ist.

8. Pulsationsdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück (13) ein zylindrisches Mittelteil (16) und ringförmige Schei­ ben (17 bis 21) umfaßt, so daß zwischen jeweils zwei benachbarten Scheiben (17 bis 21) ein Ringraum (22) gebildet ist.

9. Pulsationsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß fünf Scheiben (17 bis 21) vorgesehen sind.

10. Pulsationsdämpfer nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselöffnungen (24 bis 28) einen Durchtrittsquerschnitt von 4,5 mm² bis 5 mm² aufweisen.