DE102011089967A1 - High-pressure fuel pump for a fuel injection system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe, insbesondere Steckpumpe, für ein Kraftstoffeinspritzsystem zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, umfassend einen hubbeweglichen Pumpenkolben (1), dessen erstes Ende (1.1) in einem Hohlzylinder (2) geführt und dessen zweites Ende (1.2) mittelbar über ein tassenförmiges Bauteil (3) an einer Nocken- oder Exzenterwelle (4) abgestützt ist, ferner umfassend eine vorzugsweise als Faltenbalg ausgebildete Dichtung (5), welche unter Ausbildung eines Ringraums (6) einerseits am Pumpenkolben (1) und andererseits am Hohlzylinder (2) befestigt ist. Erfindungsgemäß ist zur Abdichtung des Ringraums (6) ein zwischen dem Pumpenkolben (1) und dem Hohlzylinder (2) ausgebildeter Führungsspalt (7) als Ringspaltdichtung ausgeführt. Ferner ist vorgesehen, dass der Führungsspalt (7) in eine im Hohlzylinder (2) ausgebildete Ringnut (8) mündet, welche zur Rückführung einer Leckagemenge an eine Leckageleitung (9) angeschlossen ist.The invention relates to a high-pressure fuel pump, in particular plug-in pump, for a fuel injection system for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, comprising a liftable pump piston (1) whose first end (1.1) guided in a hollow cylinder (2) and the second end (1.2). indirectly via a cup-shaped component (3) on a cam or eccentric shaft (4) is supported, further comprising a preferably designed as a bellows seal (5), which forms an annular space (6) on the one hand on the pump piston (1) and on the other hand on the hollow cylinder (2) is attached. According to the invention for sealing the annular space (6) between the pump piston (1) and the hollow cylinder (2) formed guide gap (7) designed as an annular gap seal. Furthermore, it is provided that the guide gap (7) opens into an annular groove (8) formed in the hollow cylinder (2) which is connected to a leakage line (9) for returning a leakage quantity.
Description
Die Erfindung betrifft eine insbesondere als Steckpumpe ausgestaltete Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a high-pressure fuel pump designed in particular as a plug-in pump for a fuel injection system for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine having the features of the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Eine als Steckpumpe ausgeführte Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine geht beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
Faltenbalg-Dichtungen der vorstehend genannten Art gehören zu den berührlosen Dichtverfahren. Sie weisen den Nachteil auf, dass ein Defekt zum sofortigen Ausfall der Verbrennungskraftmaschine führt.Bellows seals of the aforementioned type are among the contactless sealing method. They have the disadvantage that a defect leads to the immediate failure of the internal combustion engine.
Darüber hinaus sind berührende Dichtverfahren, wie beispielsweise Stangendichtungen und metallische Dichtungen bekannt, welche einen leckagebehafteten Ringspalt ausbilden. Mit Verschärfung der Abgasgesetzte ist eine solche Leckage nicht mehr hinnehmbar.In addition, contacting sealing methods, such as rod seals and metallic seals, are known which form a leaking annular gap. By tightening the exhaust gas, such leakage is no longer acceptable.
Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt daher der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffhochdruckpumpe, insbesondere Steckpumpe, anzugeben, über welche eine dauerhaft sichere Medientrennung gewährleistet ist.Based on the above-mentioned prior art, the present invention is therefore based on the object, a high-pressure fuel pump, in particular plug-in pump to specify, via which a permanently secure media separation is ensured.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a high-pressure fuel pump with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die vorgeschlagene Kraftstoffhochdruckpumpe, insbesondere Steckpumpe, für ein Kraftstoffeinspritzsystem zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine umfasst einen hubbeweglichen Pumpenkolben, dessen erstes Ende in einem Hohlzylinder geführt und dessen zweites Ende mittelbar über ein tassenförmiges Bauteil an einer Nocken- oder Exzenterwelle abgestützt ist. Ferner umfasst die Hochdruckpumpe eine vorzugsweise als Faltenbalg ausgebildete Dichtung, welche unter Ausbildung eines Ringraums einerseits am Pumpenkolben und andererseits am Hohlzylinder befestigt ist. Erfindungsgemäß ist zur Abdichtung des Ringraums ein zwischen dem Pumpenkolben und dem Hohlzylinder ausgebildeter Führungsspalt als Ringspaltdichtung ausgeführt. Ferner ist vorgesehen, dass der Führungsspalt in eine im Hohlzylinder ausgebildete Ringnut mündet, welche zur Rückführung einer Leckagemenge an eine Leckageleitung angeschlossen ist. Bei der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe gelangen somit sowohl ein berührloses als auch ein berührendes Dichtverfahren zur Anwendung. Die Kombination beider Dichtverfahren gewährleistet somit eine besonders sichere Medientrennung. Zugleich kann bei Ausfall eines Dichtverfahrens, insbesondere des berührlosen Dichtverfahrens mittels Faltenbalg, die Brennkraftmaschine weiter betrieben werden, da eine Dichtung weiterhin über die Ringspaltdichtung gewährleistet ist. Durch die Kombination zweier Dichtverfahren, kann zudem die Belastung der vorzugsweise als Faltenbalg ausgebildeten Dichtung reduziert werden, so dass weniger oft mit einem Ausfall zu rechnen ist. Denn die Ringspaltdichtung entkoppelt die Leckageleitung von dem Ringraum, der von der vorzugsweise als Faltenbalg ausgebildeten Dichtung umschlossen wird, so dass die Dichtung belastende Druckpulsationen im Ringraum verringert werden.The proposed high-pressure fuel pump, in particular plug-in pump, for a fuel injection system for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine comprises a liftable pump piston whose first end is guided in a hollow cylinder and whose second end is indirectly supported via a cup-shaped member on a cam or eccentric shaft. Furthermore, the high-pressure pump comprises a preferably designed as a bellows seal, which is attached to form an annular space on the one hand on the pump piston and on the other hand on the hollow cylinder. According to the invention, a guide gap formed between the pump piston and the hollow cylinder is designed as an annular gap seal for sealing the annular space. It is further provided that the guide gap opens into an annular groove formed in the hollow cylinder, which is connected to a leakage line for returning a leakage amount. In the case of the high-pressure pump according to the invention, therefore, both a contactless and a contacting sealing method are used. The combination of both sealing methods thus ensures a particularly secure media separation. At the same time, in case of failure of a sealing process, in particular the contactless sealing process by means of bellows, the internal combustion engine can continue to operate, since a seal is still ensured via the annular gap seal. By combining two sealing methods, it is also possible to reduce the load on the seal, which is preferably designed as a bellows, so that failure is less likely to occur. Because the annular gap seal decouples the leakage line from the annulus, which is enclosed by the preferably designed as a bellows seal, so that the seal stressful pressure pulsations are reduced in the annulus.
Bevorzugt ist ein weiterer zwischen dem Pumpenkolben und dem Hohlzylinder ausgebildeter und in die Ringnut mündender Führungsspalt als Ringspaltdichtung ausgeführt. Der weitere Führungsspalt ist von dem ersten Führungsspalt über die im Hohlzylinder ausgebildete Ringnut getrennt. Dadurch ist sichergestellt, dass eine über den weiteren Führungsspalt in die Ringnut strömende Leckagemenge über die hieran angeschlossene Leckageleitung abgeführt wird und nicht in den von der vorzugsweise als Faltenbalg ausgebildeten Dichtung umschlossenen Ringraum gelangt. Auf diese Weise werden Druckpulsationen im Ringraum vermieden und folglich die den Ringraum umschließende Dichtung entlastet. Die hierzu erforderlichen Längen l1 und l2 der beiden als Ringspaltdichtungen ausgeführten Führungsspalte kann über Simulation bestimmt werden. Vorzugsweise ist die Länge l2 des weiteren Führungsspaltes größer als die Länge l1 des ersten Führungsspaltes gewählt.Preferably, a further formed between the pump piston and the hollow cylinder and opening into the annular groove guide gap is designed as an annular gap seal. The further guide gap is separated from the first guide gap via the annular groove formed in the hollow cylinder. This ensures that an amount of leakage flowing over the further guide gap into the annular groove is dissipated via the leakage line connected thereto and does not pass into the annular space enclosed by the seal, which is preferably designed as a bellows. In this way, pressure pulsations in the annulus are avoided and consequently the annulus enclosing seal relieved. The lengths required for this purpose l 1 and l 2 of the two executed as annular gap seals guide column can be determined by simulation. Preferably, the length l 2 of the further guide gap is greater than the length l 1 of the first guide gap selected.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die vorzugsweise als Faltenbalg ausgeführte Dichtung an einer Außenumfangsfläche des Pumpenkolbens befestigt. Auf diese Weise wird das Volumen des von der Dichtung umschlossenen Ringraums minimiert. Ferner bevorzugt erfolgt die Befestigung der Dichtung am Pumpenkolben mittels eines Crimprings. Der Crimpring ermöglicht eine gasdichte Anbindung der Dichtung an den Pumpenkolben. Alternativ oder ergänzend können weitere Befestigungsmittel vorgesehen sein. According to a preferred embodiment of the invention, the seal, which is preferably designed as a bellows, is fastened to an outer peripheral surface of the pump piston. In this way, the volume of the enclosed by the seal annulus is minimized. Further preferably, the attachment of the seal on the pump piston by means of a crimp ring. The crimp ring allows a gas-tight connection of the seal to the pump piston. Alternatively or additionally, further fastening means may be provided.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die vorzugsweise als Faltenbalg ausgeführte Dichtung an einer Außenumfangsfläche des Hohlzylinders befestigt ist. Besonders bevorzugt erfolgt die Befestigung wiederum mittels eines Crimprings, um zugleich eine gasdichte Anbindung zu bewirken.Furthermore, it is proposed that the seal, which is preferably designed as a bellows, is fastened to an outer peripheral surface of the hollow cylinder. Particularly preferably, the fastening takes place again by means of a crimp ring, in order at the same time to effect a gas-tight connection.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Außenumfangsfläche, an welcher die vorzugsweise als Faltenbalg ausgebildete Dichtung am Hohlzylinder befestigt ist, an einem an den Hohlzylinder angesetzten Kragen ausgebildet. Vorteilhafterweise ist der Kragen radial innenliegend an den Hohlzylinder angesetzt und verlängert den als Ringspaltdichtung ausgeführten Führungsspalt zwischen dem Pumpenkolben und dem Hohlzylinder. Die vorzugsweise als Faltenbalg ausgebildete Dichtung kommt auf diese Weise nah am Pumpenkolben zu liegen, wodurch das Volumen des von der Dichtung umschlossenen Ringraums weiter minimiert wird. Einen direkten Kontakt der einzelnen Faltungen der vorzugsweise als Faltenbalg ausgebildeten Dichtung mit dem Pumpenkolben gilt es jedoch zu vermeiden, um die Lebensdauer der Dichtung zu erhöhen. Die Länge der vorzugsweise als Faltenbalg ausgebildeten Dichtung ist daher derart zu wählen, dass der Öffnungswinkel der einzelnen Faltungen während einer Hubbewegung des Pumpenkolbens möglichst klein ist.According to one embodiment of the invention, the outer peripheral surface, on which the preferably designed as a bellows seal is attached to the hollow cylinder, formed on a collar attached to the hollow cylinder. Advantageously, the collar is attached radially inwardly to the hollow cylinder and extends the annular gap seal designed as a guide gap between the pump piston and the hollow cylinder. The preferably designed as a bellows seal comes to lie in this way close to the pump piston, whereby the volume of the enclosed by the seal annulus is further minimized. However, direct contact of the individual folds of the seal, which is preferably designed as a bellows, with the pump piston should be avoided in order to increase the service life of the seal. The length of the preferably designed as a bellows seal is therefore to be chosen such that the opening angle of the individual folds during a stroke of the pump piston is as small as possible.
Um die Robustheit und damit die Lebensdauer der vorzugsweise als Faltenbalg ausgebildeten Dichtung zu erhöhen, wird ferner vorgeschlagen, dass die Dichtung aus einem widerstandsfähigen Werkstoff, insbesondere aus einem Kunststoff, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen, hergestellt ist.In order to increase the robustness and thus the life of the preferably formed as a bellows seal, it is further proposed that the seal is made of a resistant material, in particular of a plastic, such as polytetrafluoroethylene.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:A preferred embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. These show:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Die in der
Der Pumpenkolben
Die Dichtung
Wie dem Ausschnitt der
Der Ausschnitt der
Ergänzend wird darauf hingewiesen, dass anstelle der in den
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |