DE102012201240B4 - Seal for fuel pump - Google Patents
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Abstract
Kraftstoffpumpe, insbesondere eine Kraftstoffhochdruckpumpe für Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffdirekteinspritzung, mit einem Kolben (2), der auf einer ersten Seite einen Kraftstoffbereich (3) und auf einer zweiten Seite einen Ölbereich (4) aufweist, wobei der Kraftstoffbereich (3) von dem Ölbereich (4) mittels einer Dichtung (5) getrennt ist und die Dichtung (5) in axialer Richtung eine Vielzahl von Dichtlippen (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Dichtlippen (7) mindestens eine axiale Unterbrechung (8) aufweist. Fuel pump, in particular a high-pressure fuel pump for internal combustion engines with direct fuel injection, having a piston (2) which has a fuel area (3) on a first side and an oil area (4) on a second side, the fuel area (3) being separated from the oil area (4 ) is separated by a seal (5) and the seal (5) has a plurality of sealing lips (7) in the axial direction, characterized in that at least one of the sealing lips (7) has at least one axial interruption (8).
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpe, insbesondere eine Kraftstoffhochdruckpumpe für Brennkraftmaschinen mit Brennstoffdirekteinspritzung, mit einem Kolben, der auf einer ersten Seite einen Kraftstoffbereich und auf einer zweiten Seite einen Ölbereich aufweist, wobei der Kraftstoffbereich von dem Ölbereich mittels einer Dichtung getrennt ist und die Dichtungen in axialer Richtungen eine Vielzahl von Dichtlippen aufweist.The invention relates to a fuel pump, in particular a high-pressure fuel pump for internal combustion engines with direct fuel injection, having a piston which has a fuel area on a first side and an oil area on a second side, the fuel area being separated from the oil area by means of a seal and the seals in the axial direction Directions has a plurality of sealing lips.
Aus dem Stand der Technik sind Kraftstoffpumpen und Kraftstoffhochdruckpumpen bekannt. Beispielsweise offenbart die
Die
Bei Kraftstoffpumpen, insbesondere bei Kraftstoffhockdruckpumpen für Verbrennungskraftmaschinen für Kraftfahrzeuge, werden üblicherweise Verdrängerpumpen eingesetzt, bei denen der Kraftstoff mittels einer Kolbenbewegung gefördert wird. Die Trennung des Kraftstoffbereichs von dem Ölbereich des Verbrennungsmotors wird durch eine Kolbendichtung erzielt, die zur Erhöhung der Dichtleistung eine Vielzahl von Dichtlippen aufweisen kann. Aufgrund der unterschiedlichen Drücke im Kraftstoffbereich (üblicherweise etwa 5 - 7 bar absolut) und dem Ölbereich des Verbrennungsmotors, der näherungsweise drucklos ist, kommt es über die Kolbendichtung zu einem nicht beabsichtigten Austausch der Medien, d.h. ein Eindringen des Kraftstoffs in den Ölbereich sowie ein Eindringen von Motoröl in den Kraftstoffbereich und somit in den Kraftstoff selbst. Hierbei kann insbesondere die Vermischung von Öl mit dem Kraftstoff im Kraftstoffbereich nachteilig sein, da es im Kraftstoffsystem zu unerwünschten chemischen Reaktionen führen kann.In the case of fuel pumps, in particular high-pressure fuel pumps for internal combustion engines for motor vehicles, displacement pumps are usually used in which the fuel is conveyed by means of a piston movement. The separation of the fuel area from the oil area of the internal combustion engine is achieved by a piston seal, which can have a multiplicity of sealing lips to increase the sealing performance. Due to the different pressures in the fuel area (usually about 5 - 7 bar absolute) and the oil area of the internal combustion engine, which is approximately pressureless, an unintentional exchange of media occurs via the piston seal, i.e. the fuel penetrates into the oil area as well as penetration of engine oil in the fuel area and thus in the fuel itself. Here, the mixing of oil with the fuel in the fuel area can be particularly disadvantageous, since it can lead to undesired chemical reactions in the fuel system.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, eine Kraftstoffpumpe bereitzustellen, die hinsichtlich ihrer Dichtwirkung dahingehend verbessert ist, dass der Eintritt von Öl in den kraftstoffführenden Bereich minimiert wird.Against this background, the object of the invention is to provide a fuel pump which is improved with regard to its sealing effect in such a way that the ingress of oil into the fuel-carrying area is minimized.
Diese Aufgabe wird mit einer Kraftstoffpumpe gemäß Anspruch 1 gelöst, die einen Kolben aufweist, der auf einer ersten Seite einen Kraftstoffbereich und auf einer zweiten Seite einen Ölbereich aufweist bzw. mit diesen in Kontakt steht, wobei der Kraftstoffbereich von dem Ölbereich mittels einer Dichtung getrennt ist und die Dichtung in axialer Richtung eine Vielzahl von Dichtlippen aufweist, wobei mindestens eine der Dichtlippen mindestens eine axiale Unterbrechung aufweist.This object is achieved with a fuel pump according to claim 1, which has a piston which has or is in contact with a fuel area on a first side and an oil area on a second side, the fuel area being separated from the oil area by means of a seal and the seal has a plurality of sealing lips in the axial direction, at least one of the sealing lips having at least one axial interruption.
Durch die Hubbewegung des Kolbens kann ein Austausch der gegenüberliegenden Medien (Öl, Kraftstoff) der Kraftstoffpumpe bzw. der Dichtung nicht vollständig ausgeschlossen werden. Erfindungsgemäß wird die Dichtung dahingehend verbessert, dass ein Leckagepfad in Richtung des Ölbereichs vorgesehen wird, der das sich innerhalb der Dichtung angesammelte Öl in den Ölbereich zurückführt. Die derart ausgebildete Dichtung sieht somit eine vorbestimmte Leckage von dem Kraftstoffbereich zu dem Ölbereich vor, die durch die mindestens eine Unterbrechung mindestens einer Dichtlippe bereitgestellt wird. In einer bevorzugten Ausführung weisen eine Vielzahl der Dichtlippen jeweils mindestens eine Unterbrechung auf, sodass der Leckagefluss in Richtung des ÖIbereichs und eine damit einhergehende Spülwirkung der Dichtung, bei der das angesammelte Öl mit beseitigt wird, erzielt wird.Due to the stroke movement of the piston, an exchange of the opposite media (oil, fuel) of the fuel pump or the seal cannot be completely ruled out. According to the invention, the seal is improved in that a leakage path is provided in the direction of the oil area, which returns the oil collected inside the seal to the oil area. The seal designed in this way thus provides a predetermined leakage from the fuel area to the oil area, which is provided by the at least one interruption of at least one sealing lip. In a preferred embodiment, a large number of the sealing lips each have at least one interruption, so that the leakage flow in the direction of the oil area and an associated flushing effect of the seal, in which the accumulated oil is also removed, is achieved.
In einer vorteilhaften Ausführung ist zumindest die sich dem Kraftstoffbereich unmittelbar anschließende Dichtlippe ohne Unterbrechung ausgebildet, sodass Öl aus dem Ölbereich, das sich bereits durch mehrere Dichtlippen der Dichtung in Richtung des Kraftstoffbereichs voranbewegt hat, weitgehend am Eindringen in den Kraftstoffbereich gehindert wird. Durch das Vorsehen von Unterbrechungen in den übrigen Dichtlippen oder zumindest einigen der übrigen Dichtlippen, die nicht unmittelbar in den Kraftstoffbereich anschließen, wird die Leckage in Richtung des Ölbereichs gefördert. Die Ausführung ist jedoch nicht auf eine Dichtlippe ohne Unterbrechung begrenzt, vielmehr können auch mehrere sich vorzugsweise an den Kraftstoffbereich anschließende Dichtlippen ohne Unterbrechung ausgebildet sein, wobei die Anzahl der Dichtlippen ohne Unterbrechung in Abhängigkeit von dem tolerierten Leckagefluss steht.In an advantageous embodiment, at least the sealing lip directly adjoining the fuel area is designed without interruption, so that oil from the oil area, which has already moved through several sealing lips of the seal in the direction of the fuel area, is largely prevented from penetrating the fuel area. By providing interruptions in the remaining sealing lips or at least some of the remaining sealing lips that do not directly adjoin the fuel area, leakage in the direction of the oil area is promoted. However, the design is not limited to one sealing lip without a break, rather several sealing lips preferably adjoining the fuel area can be formed without a break, the number of sealing lips without a break depending on the tolerated leakage flow.
In einer ebenfalls günstigen Ausführung nimmt die Anzahl der Unterbrechungen je Dichtlippe in Richtung des Ölbereichs zu, sodass die Spülwirkung nahe des Ölbereichs besonders stark in Richtung des Ölbereichs ausgebildet ist.In a likewise favorable embodiment, the number of interruptions per sealing lip increases in the direction of the oil area, so that the rinsing effect near the oil area is particularly strong in the direction of the oil area.
In einer bevorzugten Ausführung sind die axialen Unterbrechungen der einzelnen Dichtlippen zueinander versetzt angeordnet. Hierbei ist günstig, dass der durch die Dichtung in axialer Richtung von Dichtlippe zu Dichtlippe laufende Leckagepfad nicht geradlinig ist, sondern auf der jeweiligen Dichtlippe auch jeweils in Umfangsrichtung läuft und somit die sich dort angesammelten Ölleckagen mit aufnimmt und in den Ölbereich zurückführt. Der Versatz der axialen Unterbrechungen ist im Bereich 0 - 180 Grad ausführbar.In a preferred embodiment, the axial interruptions of the individual sealing lips are offset from one another. It is favorable here that the leakage path running through the seal in the axial direction from sealing lip to sealing lip is not straight, but also runs in the circumferential direction on the respective sealing lip and thus absorbs the oil leakages that have accumulated there and leads them back into the oil area. The offset of axial interruptions can be carried out in the range of 0 - 180 degrees.
In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung mit bevorzugtem Verhältnis zwischen Abdichtungen und Leckage ist pro Dichtlippe jeweils nur eine einzige Unterbrechung vorgesehen, die zu der in axialer Richtung nachfolgenden Unterbrechung der axial nachfolgenden Dichtlippe versetzt angeordnet ist, vorzugsweise um im Wesentlichen 180 Grad. Auch bei dieser Ausführung ist die dem Kraftstoffbereich nächstliegende Dichtlippe vorzugsweise ohne Unterbrechung ausgebildet.In an advantageous embodiment of the invention with a preferred relationship between seals and leakage, only a single interruption is provided per sealing lip, which is offset from the following interruption in the axial direction of the axially following sealing lip, preferably by essentially 180 degrees. In this embodiment, too, the sealing lip closest to the fuel area is preferably designed without a break.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind die jeweiligen Unterbrechungen als Einschnitt oder Aussparung gebildet, wobei Einschnitte beispielsweise mittels Laserschneiden oder mechanischen Klingen, Aussparungen im Spritzvorgang der Dichtung bereits in der Form vorgesehen werden können. In a further advantageous embodiment of the invention, the respective interruptions are formed as incisions or recesses, with incisions, for example by means of laser cutting or mechanical blades, recesses being able to be provided in the mold during the injection molding process of the seal.
Die oben genannten Merkmale können alternativ oder kumulativ in beliebigen Variationen zu weiteren Ausführungen verwendet werden, soweit dies technisch möglich ist. Weitere Vorteile werden nachstehend in der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher dargestellt. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung der Kraftstoffpumpe; und -
2 eine schematisch Darstellung der Dichtung im größeren Detail.
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1 a schematic representation of the fuel pump; and -
2 a schematic representation of the seal in greater detail.
Die Darstellung in den beigefügten Figuren erfolgt beispielhaft schematisch. In den Figuren sind jeweils gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ferner sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente dargestellt.The representation in the accompanying figures is a schematic example. In the figures, the same components are provided with the same reference numbers. Furthermore, only the elements essential for understanding the invention are shown.
In
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Durch die vorteilhafte erfindungsgemäße Ausgestaltung der Dichtung wird die Ölkonzentration in den Dichtkammern 6 in Richtung des Kraftstoffbereichs 3 stets verringert. Die durch die Unterbrechungen 8 in Kauf genommene höhere Leckagerate erzeugt einen vorteilhaften Spüleffekt in Richtung des Ölbereichs 4, der die Leckagemenge an Öl in Richtung des Kraftstoffbereichs 3 bei Weitem übertrifft. Mit der erfindungsgemäßen Ausführung wird die ölabstreifende Wirkung der Dichtlippen aufrecht erhalten und ein Einbringen von Öl in den Kraftstoffbereich 3 reduziert.Due to the advantageous configuration of the seal according to the invention, the oil concentration in the
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