DE102017214108A1

DE102017214108A1 - High-pressure fuel pump

Info

Publication number: DE102017214108A1
Application number: DE102017214108.5A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Vietze; Christoph Buehler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-08-11
Filing date: 2017-08-11
Publication date: 2019-02-14

Abstract

Eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe (10) umfasst einen Kolben (20) und einen gehäuseseitigen Führungsabschnitt (22), in dem der Kolben (20) beweglich geführt ist. Es wird vorgeschlagen, dass der Kolben (20) mindestens einen Kolbenring (40) und einen Aufnahmeabschnitt zur mindestens bereichsweisen Aufnahme des Kolbenrings (40) umfasst, und dass der Kolbenring (40) mit dem Führungsabschnitt (22) dichtend zusammenwirkt.A high-pressure fuel pump (10) comprises a piston (20) and a housing-side guide portion (22) in which the piston (20) is movably guided. It is proposed that the piston (20) comprises at least one piston ring (40) and a receiving portion for at least partially receiving the piston ring (40), and that the piston ring (40) sealingly cooperates with the guide portion (22).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a high-pressure fuel pump according to the preamble of claim 1.

Kraftstoff-Hochdruckpumpen sind vielfach vom Markt her bekannt. Sie werden eingesetzt in Kraftstoffsystemen von Brennkraftmaschinen, und zwar sowohl bei Diesel-Brennkraftmaschinen als auch bei Benzin-Brennkraftmaschinen. Üblicherweise verdichtet die Kraftstoff-Hochdruckpumpe den Kraftstoff auf einen hohen Druck und fördert ihn zu einer Einspritzvorrichtung, welche den Kraftstoff unter hohem Druck direkt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine einspritzt. Ein Kolben der Kraftstoff-Hochdruckpumpe ist üblicherweise in einer Kolbenbuchse geführt, welche insoweit einen Führungsabschnitt bildet. Der Führungsspalt zwischen der Kolbenbuchse und dem Kolben sorgt für eine Abdichtung zwischen einem Hochdruckbereich und einem Niederdruckbereich der Kraftstoff-Hochdruckpumpe. Die Abdichtung erfolgt also durch eine Spaltdichtung.High-pressure fuel pumps are widely known from the market. They are used in fuel systems of internal combustion engines, both in diesel internal combustion engines and in gasoline internal combustion engines. Usually, the high-pressure fuel pump compresses the fuel to a high pressure and delivers it to an injection device which injects the fuel under high pressure directly into a combustion chamber of the internal combustion engine. A piston of the high-pressure fuel pump is usually guided in a piston bush, which forms a guide portion so far. The guide gap between the piston sleeve and the piston ensures a seal between a high-pressure region and a low-pressure region of the high-pressure fuel pump. The seal is thus made by a gap seal.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe zu schaffen, welche einerseits preiswert ist und andererseits besonders effizient arbeitet.The present invention has the object to provide a high-pressure fuel pump, which on the one hand is inexpensive and on the other hand works very efficiently.

Diese Aufgabe wird durch eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben. Darüber hinaus finden sich erfindungswesentliche Merkmale auch in der nachfolgenden Beschreibung und in der Zeichnung. Dabei können diese Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen erfindungswesentlich sein, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen werden wird.This object is achieved by a high-pressure fuel pump with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in subclaims. In addition, features essential to the invention are also to be found in the following description and in the drawing. These features may be essential to the invention, both alone and in different combinations, without this being explicitly referred to again.

Die erfindungsgemäße Kraftstoff-Hochdruckpumpe umfasst einen in axialer Richtung beweglichen Kolben und einen gehäuseseitigen stationären Führungsabschnitt, in dem der Kolben beweglich geführt ist. Dieser gehäuseseitige Führungsabschnitt kann ein mit dem Pumpengehäuse integraler einstückiger Abschnitt sein oder auch ein separates Element, beispielsweise eine Kolbenbuchse, die in das Pumpengehäuse beispielsweise eingepresst ist. Der Kolben ist üblicherweise ein zylindrisches Teil und kann sowohl ein Stufenkolben als auch ein gerader Kolben ohne Stufe sein. Eine Stirnseite des Kolbens begrenzt einen hochdruckseitigen Förderraum, eine entgegengesetzte Stirnseite des Kolbens weist zu einem niederdruckseitigen Antriebsbereich, in dem eine Einrichtung vorhanden ist, welche den Kolben im Betrieb in eine Hin- und Herbewegung versetzt. Diese Einrichtung kann beispielsweise ein Exzenterabschnitt einer Exzenterwelle oder ein Nockenabschnitt einer Nockenwelle sein.The high-pressure fuel pump according to the invention comprises an axially movable piston and a housing-side stationary guide portion in which the piston is movably guided. This housing-side guide portion may be integral with the pump housing integral portion or a separate element, such as a piston sleeve, which is for example pressed into the pump housing. The piston is usually a cylindrical part and may be both a stepped piston and a straight piston without a step. An end face of the piston defines a high-pressure side delivery chamber, an opposite end face of the piston faces a low-pressure side drive region, in which a device is provided, which puts the piston in operation in a reciprocating motion. This device may be, for example, an eccentric portion of an eccentric shaft or a cam portion of a camshaft.

Erfindungsgemäß umfasst der Kolben mindestens einen Kolbenring und einen Aufnahmeabschnitt zur mindestens bereichsweisen Aufnahme des Kolbenrings. Durch die Aufnahme des Kolbenrings in dem Aufnahmeabschnitt wird der Kolbenring in axialer Richtung sicher gehaltert, so dass er sich im Betrieb zusammen mit dem Kolben in axialer Richtung bewegt. In radialer Richtung liegt, wie bei Kolbenringen üblich, zwischen einer Basis des Aufnahmeabschnitts und dem Kolbenring zumindest vor (vorzugsweise aber auch nach) dem Einbau des Kolbens in den Führungsabschnitt ein gewisses Spiel vor. Oder, mit anderen Worten: der Kolbenring weist in einem Ruhezustand, in dem der Kolben noch nicht in den Aufnahmeabschnitt eingebaut ist, einen größeren Innendurchmesser auf als der ihm in einem Zustand, in dem der Kolben in den Aufnahmeabschnitt eingebaut ist, gegenüberliegende Außendurchmesser des Aufnahmeabschnitts, und er weist in dem nicht eingebauten Ruhezustand einen größeren Außendurchmesser auf als der ihm im eingebauten Zustand gegenüberliegende Innendurchmesser des Führungsabschnitts. Auf diese Weise kann der Kolbenring beim Einbau des Kolbens in den Führungsabschnitt in radialer Richtung elastisch nach innen zusammengedrückt werden. In der Folge liegt der Kolbenring nach dem Einbau des Kolbens in den Führungsabschnitt in radialer Richtung an der inneren Umfangswand des Führungsabschnitts an und wird gegen diese innere Umfangswand elastisch vorgespannt, wodurch er mit dem Führungsabschnitt spielfrei und dichtend zusammenwirkt. Durch diese Vorspannung kann eine hohe Maß- und Passungstoleranz zwischen Kolben und Führungsabschnitt ermöglicht bzw. ausgeglichen werden, so dass ein erheblich größeres Spiel als bisher zwischen Kolben und Aufnahmeabschnitt eingestellt bzw. toleriert werden kann.According to the invention, the piston comprises at least one piston ring and a receiving portion for at least partially receiving the piston ring. By receiving the piston ring in the receiving portion of the piston ring is securely held in the axial direction, so that it moves in operation together with the piston in the axial direction. In the radial direction, as with piston rings usual, between a base of the receiving portion and the piston ring at least before (but preferably also after) the installation of the piston in the guide portion before a certain game. Or, in other words, the piston ring has, in a rest state, in which the piston is not yet installed in the receiving portion, a larger inner diameter than the outer diameter of the receiving portion in a state in which the piston is installed in the receiving portion , And he has in the uninclined hibernation on a larger outer diameter than the opposite in the installed state inner diameter of the guide portion. In this way, the piston ring during installation of the piston in the guide portion in the radial direction can be elastically compressed inwardly. As a result, after installation of the piston into the guide section, the piston ring abuts against the inner peripheral wall of the guide section in the radial direction and is resiliently biased against this inner peripheral wall, whereby it cooperates with the guide section in a play-free and sealing manner. By this bias, a high dimensional and fit tolerance between the piston and guide portion allows or be compensated, so that a significantly greater clearance than previously set or tolerated between the piston and receiving portion.

Dank der Erfindung kann auf das bisher erforderliche enge Spiel bzw. die bisher erforderlich enge Spieltoleranz zwischen Kolben und Führungsabschnitt verzichtet werden, wodurch die Herstellung vereinfacht und Kosten reduziert werden. Es ist insoweit also nicht mehr erforderlich, den Führungsabschnitt genau auf den jeweiligen Kolben zu paaren, und stattdessen können beide Teile beispielsweise auf ein Festmaß geschliffen und eingebaut werden. Stattdessen wird durch den Kolbenring ein elastisch gegen den Führungsabschnitt vorgespanntes Dichtelement geschaffen, welches auf diese Weise für eine sehr gute Abdichtung zwischen Kolben und Führungsabschnitt und in der Folge für einen hohen Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Hochdruckpumpe sorgt.Thanks to the invention can be dispensed with the previously required close game or the previously required close game tolerance between the piston and guide section, whereby the production is simplified and costs are reduced. It is so far no longer necessary to mate the guide section exactly on the respective piston, and instead both parts can be ground and installed, for example, to a fixed size. Instead, a resiliently biased against the guide portion sealing element is created by the piston ring, which ensures in this way for a very good seal between the piston and guide portion and in consequence for high efficiency of the fuel high-pressure pump according to the invention.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Kolben mindestens eine umlaufende Nut aufweist, welche den Aufnahmeabschnitt bildet. Eine solche Nut kann auf einfache und daher preiswerte Art und Weise in eine äußere Mantelfläche des Kolbens eingebracht werden, und sie sorgt für eine gleichmäßige und sichere Halterung des Kolbenrings in axialer Richtung und für eine Abdichtung zwischen Kolben und Kolbenring. In a further development of the invention it is proposed that the piston has at least one circumferential groove which forms the receiving portion. Such a groove can be introduced in a simple and therefore inexpensive manner in an outer circumferential surface of the piston, and it ensures a uniform and secure mounting of the piston ring in the axial direction and for a seal between the piston and piston ring.

Besonders bevorzugt ist es, wenn der Kolbenring einen im Wesentlichen rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt aufweist. Ein solcher Querschnitt sorgt dafür, dass der Kolbenring sowohl am Kolben als auch am Führungsabschnitt flächig anliegt, wodurch der Verschleiß reduziert und die Abdichtung verbessert wird. Wenn die Kontaktfläche zum Führungsabschnitt hin kleiner ist als die Kontaktfläche zum Kolben hin, wird die zur Verfügung stehende Reibungsfläche reduziert, wodurch der Kolbenring besser und leichter an der Wand des Führungsabschnitts gleitet.It is particularly preferred if the piston ring has a substantially rectangular or trapezoidal cross-section. Such a cross-section ensures that the piston ring rests flat on both the piston and the guide portion, whereby the wear is reduced and the seal is improved. If the contact surface to the guide portion is smaller than the contact surface to the piston, the available friction surface is reduced, whereby the piston ring slides better and easier on the wall of the guide portion.

Um bei einem ansonsten harten Material, wie es vorliegend für den Kolbenring bevorzugt ist, die erforderliche radiale Elastizität des Kolbenringes bereitstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass der Kolbenring in Umfangsrichtung gesehen eine Öffnung aufweist. In Umfangsrichtung gesehen ist also in dem Material des Kolbenrings eine Lücke vorhanden, so das also kein geschlossener Ring gebildet wird. Wird ein solcher Kolbenring in radialer Richtung nach innen beaufschlagt, nehmen Umfang und Durchmesser des Kolbenrings ab, was durch eine Verkleinerung der Lücke bzw. Öffnung ermöglicht wird. Grundsätzlich denkbar ist aber auch, dass der Kolbenring aus einem insgesamt so ausreichend elastischen Material ist, dass hierdurch auch ohne Vorhandensein einer Lücke bzw. Öffnung eine radial einwärtige (also nach radial innen gerichtete) Kompression möglich ist, wie sie beim Einbau des Kolbens in den Führungsabschnitt notwendig ist.In order to be able to provide the required radial elasticity of the piston ring with an otherwise hard material, as is presently preferred for the piston ring, it is proposed that the piston ring has an opening in the circumferential direction. Seen in the circumferential direction so there is a gap in the material of the piston ring, so that so no closed ring is formed. If such a piston ring is acted upon radially in the inward direction, the circumference and diameter of the piston ring decrease, which is made possible by a reduction of the gap or opening. Basically, it is also conceivable that the piston ring is made of a material that is sufficiently elastic overall, that thereby without a gap or opening a radially inward (ie radially inwardly directed) compression is possible, as in the installation of the piston in the Guide section is necessary.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kolben mindestens zwei Kolbenringe und zwei Aufnahmeabschnitte aufweist. Hierdurch wird die Abdichtung zwischen Kolben und Führungsabschnitt nochmals deutlich verbessert.In a particularly advantageous embodiment of the invention it is provided that the piston has at least two piston rings and two receiving portions. As a result, the seal between the piston and guide section is again significantly improved.

In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass die beiden Kolbenringe und deren Aufnahmeabschnitte unmittelbar nebeneinander angeordnet sind. Beispielsweise kann der Abstand zwischen zwei Kolbenringen ungefähr der Breite, also der Erstreckung eines Kolbenrings in axialer Richtung des Kolbens gesehen, entsprechen. Dies hat bei der Herstellung der Aufnahmeabschnitte Vorteile, da eine nur relativ geringe Neupositionierung des Kolbens und/oder des Werkzeugs erforderlich ist. Darüber hinaus kann der Führungsabschnitt in axialer Richtung relativ klein sein. Grundsätzlich denkbar ist aber auch, dass die beiden Kolbenringe und deren Aufnahmeabschnitte in axialer Richtung des Kolbens gesehen vergleichsweise weit voneinander entfernt angeordnet werden, wodurch eine Lagerung des Kolbens gegenüber einem Kippen erreicht werden würde.In a further development, it is proposed that the two piston rings and their receiving portions are arranged directly next to each other. For example, the distance between two piston rings approximately equal to the width, ie the extent of a piston ring seen in the axial direction of the piston correspond. This has advantages in the manufacture of the receiving portions, since only a relatively small repositioning of the piston and / or the tool is required. In addition, the guide portion may be relatively small in the axial direction. In principle, however, it is also conceivable that, viewed in the axial direction of the piston, the two piston rings and their receiving portions are arranged comparatively far apart, whereby a bearing of the piston against tilting would be achieved.

Ebenfalls im Zusammenhang mit jener Ausführungsform, bei der mindestens zwei Kolbenringe vorgesehen sind, ist es vorteilhaft, wenn die Kraftstoff-Hochdruckpumpe eine Verdrehsicherung aufweist, welche eine Bewegung der Kolbenringe in Umfangsrichtung verhindert, und wenn die Öffnung des einen Kolbenrings zur Öffnung des anderen Kolbenrings, vorzugsweise um ungefähr 180°, versetzt angeordnet ist. Eine solche Verdrehsicherung könnte beispielsweise durch eine Materialerhebung am Grunde einer Nut, welche den Aufnahmeabschnitt bildet, gebildet werden, welche Materialerhebung in die Öffnung bzw. Lücke des Kolbenrings eingreift und diesen hierdurch an einer Bewegung in Umfangsrichtung hindert. Erreicht werden könnte eine Verdrehsicherung aber auch durch einen Schweiß- oder Klebepunkt. Hierdurch kann die Leckage vom Hochdruckbereich hin zum Niederdruckbereich durch die Öffnungen der Kolbenringe hindurch reduziert werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn die beiden Kolbenringe in axialer Richtung des Kolbens gesehen sehr nahe zueinander angeordnet sind, also beispielsweise nicht weiter als ungefähr eine Breite eines Kolbenrings voneinander entfernt angeordnet sind.Also in connection with that embodiment in which at least two piston rings are provided, it is advantageous if the high-pressure fuel pump has an anti-rotation device, which prevents movement of the piston rings in the circumferential direction, and if the opening of one piston ring to the opening of the other piston ring, preferably offset by approximately 180 °. Such a rotation could be formed, for example, by a material elevation at the bottom of a groove which forms the receiving portion, which engages material collection in the opening or gap of the piston ring and thereby prevents it from moving in the circumferential direction. A rotation could also be achieved by a welding or adhesive point. As a result, the leakage from the high-pressure region to the low-pressure region through the openings of the piston rings can be reduced. This is especially true when the two piston rings are arranged in the axial direction of the piston seen very close to each other, so for example not more than about a width of a piston ring are arranged away from each other.

Für die Leckageabführung ist es vorteilhaft, wenn der Kolben eine Umfangsnut aufweist, in der kein Kolbenring angeordnet ist und die von dem mindestens einen Kolbenring ausgesehen in Richtung zu einem Niederdruckbereich angeordnet ist.For the leakage discharge, it is advantageous if the piston has a circumferential groove in which no piston ring is arranged and which is arranged by the at least one piston ring in the direction of a low pressure region.

Bevorzugt ist ferner, dass der Kolbenring aus Metall hergestellt ist oder zumindest Metall umfasst, und vorzugsweise eine Beschichtung aufweist. Hierdurch wird ein sehr langlebiger Kolbenring geschaffen, der eine ausreichende Steifigkeit aufweist um gegenüber dem Führungsabschnitt ausreichend abzudichten, und der dennoch ausreichend elastisch ist, um bei der Montage des Kolbens in den Führungsabschnitt nach radial einwärts komprimiert werden zu können. Weist der Kolbenring eine Beschichtung auf, vorzugsweise auf jener Fläche, die mit dem Führungsabschnitt dichtend zusammenwirkt, kann die Gleitreibung verringert und die Lebensdauer des Kolbenrings und damit der Kraftstoff-Hochdruckpumpe verbessert werden.It is further preferred that the piston ring is made of metal or at least comprises metal, and preferably has a coating. As a result, a very durable piston ring is provided which has sufficient rigidity to seal against the guide portion sufficient, and yet sufficiently elastic to be compressed radially inwardly during assembly of the piston in the guide portion can. If the piston ring has a coating, preferably on that surface which sealingly cooperates with the guide section, the sliding friction can be reduced and the service life of the piston ring and thus of the high-pressure fuel pump can be improved.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 einen teilweisen Schnitt durch eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe;
2 eine perspektivische Darstellung eines Kolbens der Kraftstoff-Hochdruckpumpe von 1;
3 eine perspektivische Darstellung eines Bereichs des Kolbens von 2;
4 eine perspektivische Darstellung eines Kolbenrings der Kraftstoff-Hochdruckpumpe von 1;
5 einen stark schematisierten Längsschnitt durch den Kolben, 2 Kolbenring und einen Führungsabschnitt der Kraftstoff-Hochdruckpumpe von 1; und
6 eine schematisierte teilweise geschnittene Darstellung des Kolbens und des Kolbenrings der 1-5 und des Führungsabschnitts.

Hereinafter, an embodiment of the invention will be explained with reference to the drawings. In the drawing show:

1 a partial section through a high-pressure fuel pump;
2 a perspective view of a piston of the high-pressure fuel pump of 1 ;
3 a perspective view of a portion of the piston of 2 ;
4 a perspective view of a piston ring of the high-pressure fuel pump of 1 ;
5 a highly schematic longitudinal section through the piston, 2 piston ring and a guide portion of the high-pressure fuel pump of 1 ; and
6 a schematic partial sectional view of the piston and the piston ring of 1-5 and the guide section.

Eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe trägt in 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie findet beispielsweise Verwendung im Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine, und sie dient zum Verdichten und zum Fördern von Kraftstoff, bei dem es sich um Dieselkraftstoff oder um Benzinkraftstoff handeln kann.A high pressure fuel pump carries in 1 Overall, the reference number 10 , It is used, for example, in the fuel system of an internal combustion engine, and serves to compress and deliver fuel, which may be diesel fuel or gasoline fuel.

Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 umfasst ein Pumpengehäuse 12, welches eine zumindest abschnittsweise kreiszylindrische oder mehreckige Außenkontur aufweist. In 1 auf der rechten Seite weist die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 ein Einlassventil 14 auf, welches vorliegend beispielhaft als elektromagnetisch betätigtes Mengensteuerventil ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass ein scheibenförmiges Ventilelement 16 des Einlassventils 14 zwangsweise in einer Offenstellung blockiert werden kann.The fuel high pressure pump 10 includes a pump housing 12 which has an at least partially circular cylindrical or polygonal outer contour. In 1 on the right side indicates the fuel high pressure pump 10 an inlet valve 14 which is exemplarily designed as an electromagnetically actuated quantity control valve. This means that a disk-shaped valve element 16 of the inlet valve 14 Forcibly can be blocked in an open position.

Von dem Einlassventil 14 führt ein kurzer Kanal (ohne Bezugszeichen) zu einem Förderraum 18, der einerseits von einer Stirnseite eines stufenförmigen Kolbens 20 und andererseits im Wesentlichen vom Pumpengehäuse 12 begrenzt wird. Der Kolben 20 ist in einem gehäuseseitigen Führungsabschnitt 22 aufgenommen und gleitend geführt. Der Kolben 20 und der Führungsabschnitt 22 sind zuvor auf Festmaß geschliffen worden. Der Aufnahmeabschnitt 22 wird vorliegend durch eine Kolbenbuchse gebildet, die in das Pumpengehäuse 12 eingepresst ist. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform könnte der Aufnahmeabschnitt auch integral und einstückig mit dem Pumpengehäuse ausgeführt sein.From the inlet valve 14 a short channel (without reference numeral) leads to a delivery room 18 , on the one hand from an end face of a stepped piston 20 and on the other hand substantially from the pump housing 12 is limited. The piston 20 is in a housing-side guide section 22 recorded and guided. The piston 20 and the guide section 22 have previously been ground to fixed size. The recording section 22 is in this case formed by a piston sleeve, which in the pump housing 12 is pressed. In an embodiment not shown, the receiving portion could also be integral and integral with the pump housing.

Von dem Förderraum 18 führt wiederum ein kurzer Kanal (ohne Bezugszeichen) zu einem in 1 auf der linken Seite des Pumpengehäuses 12 angeordneten Auslassventil 24, welches vorliegend beispielhaft als federbelastetes Kugel-Rückschlagventil ausgebildet ist. Von dort geht der Strömungsweg weiter zu einem Auslassanschluss 26, der beispielsweise mit einem vorliegend nur symbolhaft dargestellten Kraftstoff-Rail 28 verbunden ist.From the pump room 18 again leads a short channel (without reference) to a in 1 on the left side of the pump housing 12 arranged outlet valve 24 , Which is exemplified here as a spring-loaded ball check valve. From there, the flow path continues to an outlet port 26 , for example, with a presently only symbolically illustrated fuel rail 28 connected is.

Hydraulisch parallel zu dem Auslassventil 24 verfügt die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 über ein Druckbegrenzungsventil 30, welches vorliegend ebenfalls als federbelastetes Kugel-Rückschlagventil ausgebildet ist, welches jedoch genau andersherum öffnet als das Auslassventil 24. Durch das Druckbegrenzungsventil 30 kann ein Bereich stromabwärts vom Auslassventil 24 mit dem Förderraum 18 verbunden werden. Zu der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 gehört ferner noch ein Membran-Druckdämpfer 32, der im oberen Bereich des Pumpengehäuses 12 angeordnet ist.Hydraulic parallel to the outlet valve 24 has the fuel high-pressure pump 10 via a pressure relief valve 30 , Which in the present case is also designed as a spring-loaded ball-check valve, which, however, opens exactly the other way round as the exhaust valve 24 , Through the pressure relief valve 30 may be an area downstream of the exhaust valve 24 with the delivery room 18 get connected. To the fuel high-pressure pump 10 also includes a membrane-pressure damper 32 , which is in the upper area of the pump housing 12 is arranged.

Der Kolben 20 wird über einen vorliegend nicht gezeigten Antrieb (Antriebsbereich 33) im Betrieb in eine Hin- und Herbewegung versetzt, so dass er sich längs zu einer Längsachse 34 bewegt. Bei einer Abwärtsbewegung in 1 wird Kraftstoff über das geöffnete Einlassventil 14 aus einem Niederdruckbereich 36 in den Förderraum 18 angesaugt. In dem Niederdruckbereich 36 kann beispielsweise ein Druck von 5-8 bar herrschen, welcher dort durch eine nicht dargestellte Vorförderpumpe bereitgestellt wird. Auch der Druckdämpfer 32 gehört zu diesem Niederdruckbereich 36. Bei einer Aufwärtsbewegung des Kolbens 20 schließt das Einlassventil 14, und der nun im Förderraum 18 eingeschlossene Kraftstoff wird verdichtet. Wenn der Druck im Förderraum 18 den Öffnungsdruck des Auslassventils 24 überschreitet, öffnet dieses, so dass der Kraftstoff in Richtung zum Kraftstoff-Rail 28 abgegeben wird. Insoweit gehören der Förderraum 18 und der Strömungsweg vom Förderraum 18 über das Auslassventil 24 und den Auslass-Anschluss 26 zu einem Hochdruckbereich 38. in diesem kann ein Druck von mehreren 100 bar herrschen, aber auch ein Druck von mehreren 1000 bar, je nach Anwendungsfall. Wie auch aus 1, jedoch insbesondere aus den 2-5 hervorgeht, verfügt der Kolben 20 über zwei Kolbenringe 40, die vorliegend beispielhaft aus Metall hergestellt sind. Wie aus 5 hervorgeht, sind hierzu in der äußeren Mantelfläche des Kolbens 20 zwei in Umfangsrichtung verlaufende Umfangsnuten 42 vorhanden. Jeweils ein Kolbenring 40 ist in einer Umfangsnut 42 aufgenommen. Die Umfangsnuten 42 bilden insoweit Aufnahmeabschnitte zur mindestens bereichsweisen Aufnahme des jeweiligen Kolbenrings 40. Man erkennt ferner aus 5, dass beide Kolbenring vorliegend beispielhaft einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Alternativ, jedoch nicht dargestellt, könnte zumindest einer der beiden Kolbenringe 40 auch einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, der sich zum Führungsabschnitt 22 hin verjüngt.The piston 20 is via a drive not shown here (drive range 33 ) is set in operation in a reciprocating motion, so that it is longitudinal to a longitudinal axis 34 emotional. In a downward movement in 1 will fuel over the open inlet valve 14 from a low pressure area 36 in the pump room 18 sucked. In the low pressure area 36 For example, a pressure of 5-8 bar prevail, which is provided there by a pre-feed pump, not shown. Also the pressure damper 32 belongs to this low pressure area 36 , With an upward movement of the piston 20 closes the inlet valve 14 , and now in the pump room 18 trapped fuel is compressed. When the pressure in the delivery room 18 the opening pressure of the exhaust valve 24 exceeds, this opens, allowing the fuel toward the fuel rail 28 is delivered. In that regard, the pump room belong 18 and the flow path from the delivery room 18 via the outlet valve 24 and the outlet port 26 to a high pressure area 38 , in this can be a pressure of several 100 bar, but also a pressure of several 1000 bar, depending on the application. As well as out 1 , but especially from the 2-5 shows, the piston has 20 via two piston rings 40 , which are in the present example made of metal. How out 5 are apparent in this, in the outer circumferential surface of the piston 20 two circumferentially extending circumferential grooves 42 available. In each case a piston ring 40 is in a circumferential groove 42 added. The circumferential grooves 42 In this respect, take up receiving sections for at least partially receiving the respective piston ring 40 , It also recognizes 5 in that, in the present case, both piston rings have, for example, a rectangular cross-section. Alternatively, but not shown, could be at least one of the two piston rings 40 also have a trapezoidal cross-section, which is the guide section 22 rejuvenated.

Es versteht sich, dass bei einer nicht dargestellten Ausführungsform der Kolben auch lediglich einen einzigen Kolbenring aufweisen könnte, oder mehr als zwei Kolbenring aufweisen könnte. Entsprechend müsste dann eine Anzahl von Umfangsnuten vorhanden sein, die mindestens der Anzahl der Kolbenringe entspricht. Dabei ist denkbar, dass der Kolben von vornherein eine Mehrzahl von Umfangsnuten aufweist, diese jedoch von Anwendungsfall zu Anwendungsfall unterschiedlich bestückt werden, also im einen Anwendungsfall beispielsweise nur eine der Umfangsnuten mit einem Kolbenring bestückt wird, und die anderen Umfangsnuten leer bleiben, in einem anderen Anwendungsfall jedoch mehrere oder alle Umfangsnuten mit jeweiligen Kolbenringen bestückt werden.It is understood that in an embodiment, not shown, the piston could also have only a single piston ring, or could have more than two piston ring. Accordingly, then a number of circumferential grooves would have to be present, which corresponds at least to the number of piston rings. It is conceivable that the piston from the outset has a plurality of circumferential grooves, but they are differently equipped from application to application, so in one application, for example, only one of the circumferential grooves is fitted with a piston ring, and the other circumferential grooves remain empty, in another Use case, however, several or all circumferential grooves are fitted with respective piston rings.

Wiederum insbesondere auch aus 5 erkennt man, dass die beiden Kolbenringe 40 und die beiden Aufnahmeabschnitte 42 unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, wobei ein Freiraum (in Richtung der Längsachse 34 gesehen) zwischen zwei Kolbenringen 40 bzw. zwei Aufnahmeabschnitte 42 nur unwesentlich größer ist als eine Breite (in Richtung der Längsachse 34 des Kolbens 20 gesehen) der Kolbenringe 40. Auch erkennt man, dass vorliegend die beiden Kolbenringe 40 und die beiden Aufnahmeabschnitte 42 identisch sind. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform könnten am selben Kolben auch unterschiedliche Kolbenringe und/oder Umfangsnuten eingesetzt werden, wobei die Unterschiede sowohl die Abmessungen als auch die Formen betreffen können.Again, especially from 5 you can see that the two piston rings 40 and the two receiving sections 42 are arranged directly next to each other, with a free space (in the direction of the longitudinal axis 34 seen) between two piston rings 40 or two receiving sections 42 only slightly larger than a width (in the direction of the longitudinal axis 34 of the piston 20 seen) of the piston rings 40 , Also you can see that in the present case, the two piston rings 40 and the two receiving sections 42 are identical. In one embodiment, not shown, different piston rings and / or circumferential grooves could be used on the same piston, the differences may relate to both the dimensions and the shapes.

Ferner erkennt man auch aus 5, dass die Kolbenringe 40 in einem Ruhezustand, in dem der Kolben 20 nicht in die Kolbenbuchse 22 eingebaut ist, einen größeren Innendurchmesser 44 aufweisen als der ihnen in einem eingebauten Zustand, in dem der Kolben 20 in die Kolbenbuchse 22 eingebaut ist, gegenüberliegende Außendurchmesser 46 der Umfangsnuten 42. Die Lage der Kolbenringe 40 für den nicht eingebauten Zustand ist in 5 durch gepunktete Linien dargestellt, wohingegen die Lage der Kolbenringe 40 für den eingebauten Zustand mit durchgezogenen Linien dargestellt ist. Ferner haben die Kolbenringe 40 in dem besagten nicht eingebauten Ruhezustand einen größeren Außendurchmesser 48 als der ihnen im eingebauten Zustand gegenüberliegende Innendurchmesser 50 des Führungsabschnitts 22.Furthermore, one recognizes also 5 that the piston rings 40 in a resting state, in which the piston 20 not in the piston sleeve 22 is installed, a larger inner diameter 44 have as theirs in a built-in condition in which the piston 20 in the piston sleeve 22 is installed, opposite outside diameter 46 the circumferential grooves 42 , The position of the piston rings 40 for the not installed state is in 5 represented by dotted lines, whereas the position of the piston rings 40 for the installed state is shown by solid lines. Furthermore, the piston rings 40 in the said not built-in hibernation a larger outer diameter 48 as the inner diameter opposite them when installed 50 of the guide section 22 ,

In dem eingebauten Zustand liegt eine äußere Mantelfläche 51 des jeweiligen Kolbenrings 40 an der inneren Mantelfläche des Führungsabschnitts 22 an. Diese äußere Mantelfläche 51 kann mit einer vorliegend nicht dargestellten Beschichtung versehen sein, welche einerseits den Verschleiß an der äußeren Mantelfläche 51 reduziert und andererseits die Gleitreibung zwischen der äußeren Mantelfläche 51 und der inneren Mantelfläche des Führungsabschnitts 22 verringert. Aufgrund der nach radial einwärts gerichteten elastischen Kompression der Kolbenringe 40 beim Einbau des Kolbens 20 in den Führungsabschnitt 22 sind die Kolbenringe 40 im eingebauten Zustand elastisch nach radial außen gegen die innere Mantelfläche des Führungsabschnitts 22 vorgespannt. Dabei verbleibt, wie ebenfalls aus 5 ersichtlich ist, eine radiales Spiel zwischen der inneren Mantelfläche (ohne Bezugszeichen) der Kolbenringe 40 und einem Grund 56 der Aufnahmeabschnitte 42.In the installed state is an outer lateral surface 51 of the respective piston ring 40 on the inner circumferential surface of the guide section 22 at. This outer jacket surface 51 can be provided with a coating, not shown here, which on the one hand wear on the outer surface 51 reduced and on the other hand, the sliding friction between the outer surface 51 and the inner circumferential surface of the guide portion 22 reduced. Due to the radially inwardly directed elastic compression of the piston rings 40 during installation of the piston 20 in the leadership section 22 are the piston rings 40 in the installed state elastically radially outward against the inner circumferential surface of the guide portion 22 biased. It remains, as also out 5 it can be seen, a radial clearance between the inner circumferential surface (without reference numeral) of the piston rings 40 and a reason 56 the receiving sections 42 ,

Insbesondere aus 4 ist ersichtlich, dass jeder der beiden Kolbenringe 40 in Richtung seines Umfanges gesehen eine Öffnung 52 aufweist. In Umfangsrichtung gesehen hat das Material der Kolbenringe 40 also eine Lücke. Durch diese wird es ermöglicht, dass die Kolbenringe 40 beim Einbau des Kolbens 20 in den Führungsabschnitt 22 nach radial einwärts gedrückt werden, wodurch sich die Durchmesser der Kolbenringe 40 verringern, was durch eine Verringerung der Weite der Öffnung 52 gestattet wird. Wie ferner durch die Darstellung in 3 angedeutet wird, sind die Öffnungen 52 der beiden Kolbenringe 40 zueinander versetzt angeordnet, denn in 3 ist nur bei einem der beiden Kolbenringe 40, nämlich dem „oberen“ Kolbenring 40, die Öffnung 52 sichtbar. Die Öffnung des „unteren“ Kolbenrings 40 ist demgegenüber um ungefähr 180° versetzt angeordnet und daher auf der in 3 nicht sichtbaren Rückseite des Kolbens 20 angeordnet.
Um sicherzustellen, dass sich im Betrieb der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 die beiden Kolbenringe 40 nicht verdrehen (also in Umfangsrichtung bewegen), wodurch es zufälligerweise vorkommen könnte, dass die beiden Öffnungen 52 in axialer Richtung gesehen wenigstens in etwa fluchtend zueinander angeordnet sind, verfügt der Kolben 20 über eine Verdrehsicherung 54 (6) in Form einer Materialerhebung, welche sich vom dem Grund 56 der Aufnahmeabschnitte 42 nach radial außen erstreckt, und die sich jedoch in Umfangsrichtung (Doppelpfeil 58 in 6) nur über eine kurze Distanz erstreckt, die kürzer ist als die lichte Weite der Öffnung 52. Hierdurch greift die Materialerhebung 54 in die Öffnung 52 ein, wodurch ein Verdrehen der Kolbenringe 40 zuverlässig verhindert wird.In particular from 4 it can be seen that each of the two piston rings 40 seen in the direction of its circumference an opening 52 having. Seen in the circumferential direction, the material of the piston rings 40 a gap. This will allow the piston rings 40 during installation of the piston 20 in the leadership section 22 be pressed radially inward, causing the diameter of the piston rings 40 reduce, by reducing the width of the opening 52 is allowed. As further represented by the illustration in FIG 3 is indicated, are the openings 52 the two piston rings 40 arranged offset to each other, because in 3 is only on one of the two piston rings 40 namely, the "upper" piston ring 40 , the opening 52 visible, noticeable. The opening of the "lower" piston ring 40 In contrast, is arranged offset by approximately 180 ° and therefore on the in 3 invisible back of the piston 20 arranged.
To ensure that during operation of the high-pressure fuel pump 10 the two piston rings 40 do not twist (ie move in the circumferential direction), which could happen that the two openings coincidentally 52 Seen in the axial direction, at least approximately aligned with each other, the piston has 20 via an anti-twist device 54 ( 6 ) in the form of a material survey, which differs from the reason 56 the receiving sections 42 extends radially outward, but in the circumferential direction (double arrow 58 in 6 ) extends only over a short distance, which is shorter than the clear width of the opening 52 , As a result, the material collection attacks 54 in the opening 52 a, causing a twisting of the piston rings 40 reliably prevented.

Wie insbesondere aus den 3 und 5 hervorgeht, weist der Kolben 20 ferner eine Umfangsnut 60 auf, in der kein Kolbenring angeordnet ist. Die Umfangsnut 60 ist von den beiden Kolbenringen 40 aus gesehen in Richtung zu dem Niederdruckbereich 36 hin angeordnet.As in particular from the 3 and 5 shows, the piston points 20 further a circumferential groove 60 on, in which no piston ring is arranged. The circumferential groove 60 is from the two piston rings 40 seen towards the low pressure area 36 arranged.

Claims

High-pressure fuel pump (10), comprising a piston (20) and a housing-side guide portion (22) in which the piston (20) is movably guided, characterized in that the piston (20) at least one piston ring (40) and a receiving portion (42) for at least partially receiving the piston ring (40), and that the piston ring (40) with the guide portion (22) sealingly cooperates.

High-pressure fuel pump (10) after Claim 1 , characterized in that the piston (20) has at least one circumferential groove (42) which forms the receiving portion.

High-pressure fuel pump (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the piston ring (40) has a substantially rectangular or trapezoidal cross-section.

High-pressure fuel pump (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the piston ring (40) in a non-installed idle state has a larger inner diameter (44) than the outer diameter (46) of the receiving portion (42) opposite it in a built-in state , And in the unincorporated idle state has a larger outer diameter (48) than the in the installed state opposite inner diameter (50) of the guide portion (22).

High-pressure fuel pump (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the piston ring (40) seen in the circumferential direction (58) has an opening (52).

High-pressure fuel pump (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the piston (20) has at least two piston rings (40) and two receiving portions (42).

High-pressure fuel pump (10) after Claim 6 , characterized in that the two piston rings (40) and their receiving portions (42) are arranged directly adjacent to each other.

High-pressure fuel pump (10) according to one of Claims 6 or 7 , each together with Claim 5 , characterized in that it comprises an anti-rotation device (54), which at least substantially prevents movement of the piston rings (40) in the circumferential direction (58), and in that the opening (52) of one piston ring (40) to the opening (40) of the other Piston ring (40), preferably offset by approximately 180 °.

High-pressure fuel pump (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the piston (20) has at least one circumferential groove (60) in which no piston ring (40) is arranged and which of the at least one piston ring (40) in Direction to a low pressure region (36) or to a drive region (33) is arranged out.

High-pressure fuel pump (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the piston ring (40) is made of metal or at least comprises metal, and preferably has a coating.