DE102011009035A1

DE102011009035A1 - Kraftstofffördervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102011009035A1
Application number: DE102011009035A
Authority: DE
Inventors: Markus Dewes
Original assignee: Hydac Filtertechnik GmbH
Current assignee: Hydac Filtertechnik GmbH
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2012-07-26
Also published as: EP2665919A1; WO2012097852A1; EP2665919B1

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

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 Kraftstoffes vorgesehen ist.
Zur Kraftstoffversorgung von Brennräumen, insbesondere von selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen, wie Dieselmotoren, können druckgesteuerte oder hubgesteuerte Kraftstoffeinspritzeinrichtungen eingesetzt werden. Als Kraftstoffeinspritzeinrichtungen kommen Pumpen-Düsen-Einrichtungen oder Pumpen-Leitungs-Einrichtungen wie Speichereinspritzsysteme (common-rail) zum Einsatz. Derartige common-rail-Einspritzsysteme ermöglichen den Einspritzdruck an die jeweilige Last und die Drehzahl der betreffenden Verbrennungskraftmaschine anzupassen. Zur Erzielung hoher spezifischer 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 beaufschlagt 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 Kraftstoffhochdruckquelle 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 abzweigenden 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 ansaugt 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 gebildet, 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 Druckverlustwirkungsgrad zu verringern. Mit einem derartigen Kraftstofffilter sollen sehr dünne Fremdstoffe und nadelförmige 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 Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 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 Verbrennungskraftmaschine 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 bewirken, 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 Hauptdurchströmungsrichtung durchströmt, so dass an seiner Oberfläche und in seinem Filtermaterial abgelagerte Partikel gelöst werden und in den Kraftstoffbehälter oder auch einen anderen Behälter, der während des Betriebs der Kraftstofffördervorrichtung von Kraftstoff nicht durchströmt wird, abgeleitet werden können. Weiterhin ist es möglich, 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 Funktionssicherheit 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 Kraftstoffleitung 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 Spülleitung 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 Schaltventil auf, über das der Arbeitsraum des Hydrospeichers wahlweise mit der Kraftstoffleitung und mit der Spülleitung verbindbar ist.
Das Schaltventil hat in einer ersten besonders einfach bauenden Bauweise lediglich zwei Nutzanschlüsse und vorzugsweise zwei Schaltstellungen. In Abhängigkeit von der Schaltstellung des Ventilelements 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 Rückströmung 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 Rückschlagventil die Wiederaufladefunktion des Druckbehälters mit Kraftstoff gewährleistet.
Es kann auch vorteilhaft sein, das Schaltventil als 3/2-Wegeventil auszubilden, 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 Parallelbeaufschlagung der beiden Kraftstofffilter durch unter Druck stehendem Kraftstoff in dem Druckbehälter eine zeitgleiche Reinigung der beiden Kraftstofffilter oder weiterer in der Kraftstofffördervorrichtung vorgesehener Kraftstofffilter ermöglicht. In einer Sperrstellung des Ventilelements des 3/2-Wegeventils ist der erste und zweite Nutzanschluss an dem 3/2-Wegeventil durch ein in Richtung auf den Druckbehälter öffnendes, entsperrbares Rückschlagventil verbindbar. Die Sperrstellung 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 Nutzanschluss 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 Arbeitsraums 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 Kraftstoffleitung 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 Kraftstoffeinspritzeinrichtung zu beaufschlagen.
Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Kraftstofffördervorrichtung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele nach der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigt die
1 einen schematischen Schaltplan einer Kraftstofffördervorrichtung mit einer Einrichtung zur Bildung einer Rückströmung von Kraftstoff durch zwei Kraftstofffilter;
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines schematischen Schaltplans einer Kraftstofffördervorrichtung vergleichbar aufgebaut wie in 1 gezeigt;
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines schematischen Schaltplans einer Kraftstofffördervorrichtung vergleichbar aufgebaut wie in 1 gezeigt;
4 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;
5 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Kolbenspeichers für die Einrichtung zur Bildung einer Rückströmung;
6 einen Längsschnitt durch eine weitere, zweite Ausführungsform eines Kolbenspeichers für die Einrichtung zur Bildung einer Rückströmung;
7 einen Längsschnitt durch eine weitere, dritte Ausführungsform eines Kolbenspeichers für die Einrichtung zur Bildung einer Rückströmung; und
8 einen Längsschnitt durch eine weitere, vierte Ausführungsform eines Kolbenspeichers für die Einrichtung zur Bildung einer Rückströmung.
In der 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 Dieselverbrennungskraftmaschine 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 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 Kraftstoffleitung 1 ist zwischen dem Kraftstoffbehälter 2 und der Kraftstoffpumpe 3 ein Kraftstofffilter 12 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. Insbesondere 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 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 derartiger 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-Injektoren 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 Rückströmung von Kraftstoff zumindest durch den Kraftstofffilter 7 vorgesehen. Die Einrichtung 8 ist in den in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispielen im Wesentlichen aus einem Druckbehälter 9 und einem Schaltventil 11 gebildet. Der Druckbehälter 9 besteht bei allen Ausführungsbeispielen aus einem Hydrospeicher, dessen ein Arbeitsgas (N₂) enthaltende Gasseite 13 durch ein bewegbares Trennelement von einem fluidseitigen Arbeitsraum 28 getrennt ist. Das Schaltventil 11 ist in den Ausführungsbeispielen nach den 1 bis 3 als 3/2-Wegeventil 18 ausgebildet. In der 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 11 fluidisch angebunden. Ein zweiter Nutzanschluss 20 an dem Schaltventil 11 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 entsperrbare Rückschlagventil 15 (in 1 zwischen dem ersten und zweiten Nutzanschluss 19, 20 gezeigt) auf.
Das 3/2-Wegeventil 18 weist in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispielen prinzipiell zwei Schaltstellungen auf, wobei ein Ventilelement 14 des 3/2-Wegeventils 18 in einer Sperrstellung bezüglich der fluidischen Verbindung der Nutzanschlüsse 19, 20 gezeigt ist. Die gezeigte Sperrstellung 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 12, 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 12, 7 vom Filtermaterial abgelöst werden können. Zudem lassen sich durch diese Rückströmung in gewissen Bereichen Oberflächenverformungen des Filterelements des Kraftstofffilters 7 revidieren.
Die in 1 gezeigte Kraftstofffördervorrichtung weist ein Ventilelement 14 des Schaltventils 11 auf, das ein entsperrbares Rückschlagventil 15 beinhaltet. Das enstperrbare Rückschlagventil 15 übernimmt hierbei dieselbe Funktion „Wiederbefüllen des Arbeitsraumes 28 des Druckbehälters 9”, wie das entsperrbare Rückschlagventil 36 in der Bypassleitung 35 in 2. Das entsperrbare Rückschlagventil 15 in dem Ventilelement 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 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 A1 ) 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 3 ein Sperrblock 16 zwischen dem ersten und zweiten Nutzanschluss 19, 20 vorgesehen.
Die 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kraftstofffördervorrichtung, wobei deren Einrichtung 8 ein als 3/3-Wegeventil 22 ausgebildetes Schaltventil 11 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 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 Arbeitsraums 28 mit Kraftstoff ermöglicht. Die Wiederaufladung des Arbeitsraumes 28 des gezeigten Druckbehälters 9 in den 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 5 ist in einem Längsschnitt ein Druckbehälter 9 zum impulsartigen Freigeben einer in einem Arbeitsraum 28 bevorratbaren Kraftstoffmenge 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 Kolbens 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 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 ermöglicht ist.
Die Rastmittel 46 sind in dem in 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 lösbaren, 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 5 gezeigte Betätigungseinrichtung 47 ist im Wesentlichen aus einem mehrgliedrigen stufenzylinderartigen Betätigungsstößel 53 gebildet, der von einem Magnetsystem 54 axial geführt, in der Halteeinrichtung 49 axial verfahrbar ist. In der 5 ist der Betätigungsstößel 53 in einem Ausgangszustand gezeigt, in dem er von einem zweiten, als Schraubendruckfeder gebildeten 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 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 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 Steuerteil 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 5, 6 und 8 ist die Halteeinrichtung 49 als Zylinder ausgebildet, der einen etwa halb so großen Außendurchmesser aufweist, wie das Speichergehäuse 42 selbst. Der Kolben 44 ist auf seiner, dem Arbeitsraum 28 abgewandten Seite als zylinderförmige 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. 6). Der Deckel 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 formschlüssige Verbindung zwischen dem Deckel 67 und der Wand 68 ausbildet.
Ferner weist der Deckel 67 eine zylindrische 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 eine Stellschraube 72 verbunden, so dass eine Feinjustage der Position des Betätigungsstößels 53 relativ zu der Halteeinrichtung 49 erfolgen kann. Die Stellschraube 72 ist über eine Mutter 73 in an sich bekannter Weise in Anlage an den Betätigungsstößel 53 konternd festgelegt.
In der 5 ist der Elektromagnet 71 des Magnetsystems 54 in einem unbestromten Zustand gezeigt und der zweite Energiespeicher 55 nimmt seine gelängte Position ein, in der er das Steuerteil 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 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 F_Q, 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 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 Schaltventils 11 schlagartig ausgebracht und in den Abschnitt der Kraftstoffleitung 1 und die fluidführende Verbindung 39 für die Rückströmung eingespeist.
In der 6 ist ein Längsschnitt durch einen prinzipiell ähnlich bauenden Druckbehälter 9 zum impulsartigen Freigeben einer in seinem Speichergehäuse 42 bevorratbaren Kraftstoffmenge 41 gezeigt, wobei sich jedoch dessen Halteeinrichtung 49, dessen Arretiereinrichtung 45 sowie dessen Betätigungseinrichtung 47 von dem Ausführungsbeispiel nach der 5 unterscheidet. Der Betätigungsstößel 53 weist über seine Länge einen nahezu gleichbleibenden Außendurchmesser auf und ist einstückig mit seinem endseitigen Steuerteil 64 ausgebildet. Eine Umfangsnut 65 in dem Steuerteil 64 weist eine größere Breite auf, als bei dem Ausführungsbeispiel nach der 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 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 Verfahrensposition 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 5 gezeigten Druckbehälter 9 erfolgt die Zu- und Abfuhr der Kraftstoffmenge 41 über den ersten Nutzanschluss 19 an dem Schaltventil 11.
In der 7 ist in einem Längsschnitt ein Druckbehälter 9 zum impulsartigen 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 11, 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 Ventilkolbens 85, wobei bei entsprechender Schaltstellung des Ventilelements 14 des Schaltventils 11 eine Rückströmung von Kraftstoff über den Abschnitt 4 der Kraftstoffleitung 1 und die fluidführende Verbindung 39 zu den Kraftstofffiltern 12, 7 erfolgen kann (vgl. 1 bis 4).
Wie die 7 weiter zeigt, ist die Ventileinrichtung 84 als Einschraubventil ausgebildet und lösbar als Funktionseinheit in einem Deckel 78 des Speichergehäuses 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 1 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 Rückstellkraft 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 Arretiereinrichtung den Kolben 44 in einer vorgespannten Position.
In der 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 Druckbehälters 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 8 gezeigt, in eine Position, in der die Kraftstoffmenge 41 aus dem Speichergehäuse 42 ausgestoßen ist, zu verfahren. Die Kraftstoffmenge 41 ist in der in 8 gezeigten Position des Kolbens 44 durch die Kraftstoffpumpe 3 in das Speichergehäuse 42 unter Druck eingebracht (vgl. 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 8 gezeigten Ausführungsbeispiel fest mit dem Speichergehäuse 42 verbundener Arbeitskolben 90. Der Arbeitskolben 90 ist als im Wesentlichen zylindrische 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 D_a, der dem des Innendurchmessers D_i des Schafts 93 in einem 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 Arbeitskolben 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, elektrorheologisches 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 elektromagnetischen Feldes ändert sich die Viskosität des elektrorheologischen Fluids 98, so dass, wie in 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 5 bis 8 lässt sich impulsartig Kraftstoff zu der jeweils angesprochenen Filtereinrichtung 12, 7 rückführen, so dass es zu verbesserten Abreinigungsergebnissen des Filtermateriales 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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19910970 A1 [0003]
DE 10247210 A1 [0004]
EP 1387079 A1 [0005]
DE 10336223 A1 [0006]
DE 102008061221 A1 [0035]

Claims

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 Rückströmung, 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 (11) 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 (11) 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 Kraftstoffleitung (1) hergestellt ist.
Kraftstofffördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (11) 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 (11) ein 3/2-Wegeventil (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.
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.
Kraftstofffördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (11) ein 3/3-Wegeventil (22) ist.
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 Hydrospeicher (24, 25, 26) und für die Kraftstoffleitung (1) fluidführend miteinander verbunden sind und der dritte Nutzanschluss (21) in Richtung der Kraftstoffleitung (1) gesperrt ist.
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 Kolben- oder 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.