-
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Hochdruckpumpe.
-
Stand der Technik
-
Eine Hochdruckpumpe der vorstehend genannten Art geht beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2006 041 673 A1 hervor. Zum Antrieb eines Pumpenkolbens eines Pumpenelementes der als Radialkolbenpumpe ausgebildeten Hochdruckpumpe weist die hierin beschriebene Hochdruckpumpe eine Antriebswelle mit wenigstens einem Nocken oder Exzenter auf, an welchem der Pumpenkolben mittelbar über eine Stößelbaugruppe abgestützt ist. Die Stößelbaugruppe übersetzt die Drehbewegung der Antriebswelle in eine Hubbewegung des Pumpenkolbens. Das Gehäuse der Hochdruckpumpe umfasst einen Grundkörper und ein mit dem Grundkörper verbundenes Flanschbauteil, in welchen jeweils eine Lagerbohrung zur Aufnahme der Antriebswelle ausgebildet ist. Des Weiteren ist der Grundkörper mit einem weiteren Pumpengehäuseteil verbunden, das als Zylinderkopf ausgebildet ist. Der Zylinderkopf umfasst einen an einer Außenseite des Grundkörpers anliegenden Flansch sowie einen durch eine Öffnung im Grundkörper durchragenden zylinderförmigen Ansatz mit gegenüber dem Flansch kleinerem Durchmesser auf. In einem Spalt zwischen dem Flansch und dem Grundkörper ist ein O-Ring zur Abdichtung aufgenommen.
-
Das Einlegen wenigstens eines O-Rings zwischen zwei Gehäuseteilen einer Hochdruckpumpe, dient einerseits der Abdichtung des Pumpeninnenraums gegenüber außen, um den Austritt von Kraftstoff zu verhindern, andererseits den Eintritt von Motoröl oder sonstigen Schmierstoffen in den Pumpeninnenraum zu verhindern. Beim Einpressen oder Verschrauben der beiden Gehäuseteile miteinander wird dann über den auf den O-Ring aufgebrachten Druck die Dichtigkeit des Verbandes erzielt.
-
Die Verwendung von O-Ringen weist jedoch den Nachteil auf, dass beim Einlegen des O-Ring Schmutzpartikel in den Dichtbereich mit eingebracht werden können, wie beispielsweise Spanreste aus einem vorangegangenen Zerspanungsvorgang, Haare eines Monteurs und dergleichen, die anschließend zu Undichtigkeiten führen können. Ferner erfordert die Abdichtung mittels O-Ringen regelmäßig die Ausbildung eines O-Ringsitzes, der zerspanend herzustellen ist. Dies bedeutet nicht nur einen erhöhten Fertigungsaufwand, sondern ferner, dass es bei der Bearbeitung der Oberflächen zu Oberflächenfehlern kommen kann, die ebenfalls eine Leckage zur Folge haben können. Daneben können Fertigungstoleranzen der einzelnen Gehäuseteile und/oder Setzungserscheinungen in Bezug auf den O-Ring gleich oder später zu Leckageproblemen führen, die ein O-Ring nicht auszugleichen vermag. Schließlich besteht die Gefahr, dass ein O-Ring nicht richtig montiert oder sogar ganz vergessen wird.
-
Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Hochdruckpumpe mit wenigstens zwei über einen Dichtbereich verbundenen Gehäuseteilen anzugeben, deren Dichtigkeit verbessert ist. Ferner soll die Hochdruckpumpe einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar sein. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Hochdruckpumpe angegeben.
-
Zur Lösung der Aufgabe werden eine Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die vorgeschlagene Hochdruckpumpe umfasst ein erstes und ein zweites Gehäuseteil, die miteinander verbunden sind und ein Pumpenelement und/oder eine Antriebswelle zum Antrieb des Pumpenelementes aufnehmen. Erfindungsgemäß ist in einem Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil eine Dicht- und/oder Klebemasse zur druckdichten Verbindung beider Gehäuseteile angeordnet. Die Dicht- und/oder Klebemasse übernimmt die Funktion eines O-Ringes, der somit entfallen kann. Dies vereinfacht die Herstellung einer Hochdruckpumpe, da nunmehr die Herstellung eines O-Ringsitzes nicht mehr erforderlich ist. Das heißt, dass der Zerspanungsaufwand geringer wird. Ferner müssen die den Dichtbereich ausbildenden Oberflächen weniger hohen Anforderungen genügen, da die Dicht- und/oder Klebemasse, die vorzugsweise als viskose Masse auf wenigstens ein Gehäuseteil aufgebracht wird, eine erhöhte Oberflächenrauigkeit auszugleichen vermag. Im Dichtbereich befindliche Schmutzpartikel werden zudem einfach von der Masse aufgenommen und auf diese Weise unschädlich gemacht. Sofern die beiden Gehäuseteile zudem über eine Press- und/oder Schraubverbindung verbunden sind, vermag die Dicht- und/oder Klebemasse die axialen und/oder radialen Haltekräfte des Press- und/oder Schraubverbandes zu unterstützen.
-
Die Herstellung einer solchen Pumpe erfordert nicht nur einen geringeren Fertigungs- und/oder Montageaufwand und ist damit kostengünstig herstellbar, sondern weist letztendlich auch eine höhere Dichtigkeit gegenüber bekannten Pumpen auf.
-
Der Spalt ist vorzugsweise als Ringspalt ausgebildet, der sich vorrangig in axialer und/oder radialer Richtung erstreckt. Auf diese Weise wird – ähnlich einem O-Ring – ein umlaufender Dichtbereich ausgebildet. Der Spalt entspricht bevorzugt dem abzudichtenden Dichtbereich, kann sich aber auch darüber hinaus erstrecken.
-
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Dicht- und/oder Klebemasse den Spalt – zumindest in einem umlaufenden Dichtbereich – vollständig, vorzugsweise luftfrei, ausfüllt. Dadurch ist eine hohe Dichtwirkung sichergestellt. In axialer und/oder radialer Richtung kann der Spalt demgegenüber Hohlräume aufweisen, d.h. nicht vollständig mit der Dicht- und/oder Klebemasse gefüllt sein. Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Spalt jedoch vollständig und luftfrei mit Dicht- und/oder Klebemasse ausgefüllt. Auf diese Weise kann die Dicht- und/oder Klebemasse einen Beitrag zum Korrosionsschutz leisten, wenn zum Beispiel wenigstens ein Gehäuseteil aus Stahl gefertigt ist.
-
Gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung enthält die Dicht- und/oder Klebemasse anaerob härtende Dicht- und/oder Klebstoffe, silikonhaltige Dicht- und/oder Klebstoffe oder Klebstoffe auf Basis von Cyanacrylat oder Epoxidharz. Diese lassen sich einerseits leicht verarbeiten und weisen andererseits kaum Alterungserscheinungen über die Lebensdauer auf.
-
Die im Spalt angeordnete Dicht- und/oder Klebemasse ist vorzugsweise ausgehärtet. D.h., dass bevorzugt eine viskose aushärtende Dicht- und/oder Klebemasse verwendet wird. Nach dem Aushärten hat sich die Masse weiterhin bevorzugt verfestigt. Die verfestigte Dicht- und/oder Klebemasse wirkt Mikrobewegungen der Gehäuseteile zueinander im späteren Betrieb der Pumpe entgegen, so dass die Gefahr von Fressern im Kontakt- bzw. Dichtbereich verringert wird. Ferner weist eine verfestigte Masse in der Regel kein Setzungsverhalten auf, so dass die Dichtigkeit über die Lebensdauer erhalten bleibt.
-
In Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Zusammensetzung kann die ausgehärtete Dicht- und/oder Klebemasse aber auch eine geringfügige Elastizität aufweisen, die beispielsweise der Elastizität eines O-Rings gleicht.
-
Vorteilhafterweise ist die druckdichte Verbindung beider Gehäuseteile frei von Dichtringen. Das heißt, dass die Dicht- und/oder Klebemasse derartige Dichtmittel im Dichtbereich vollständig ersetzt. Auf diese Weise kommen die vorstehend genannten Vorteile der Erfindung besonders gut zum Tragen.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind beide Gehäuseteile zudem kraftund/oder formschlüssig, beispielsweise mittels einer Press- und/oder Schraubverbindung, verbunden. Über die Press- bzw. Schraubverbindung kann beim Fügen ein Druck auf die noch viskose Dicht- und/oder Klebemasse aufgebracht werden, welche eine gleichmäßige Verteilung und vorzugsweise luftfreie Spaltausfüllung sicherstellt.
-
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das erste Gehäuseteil ein Grundkörper und das zweite Gehäuseteil ein Flanschbauteil oder ein Zylinderkopf ist.
-
Das zur Herstellung einer solchen Hochdruckpumpe vorgeschlagene Verfahren, zeichnet sich dadurch aus, dass zur Verbindung eines ersten und eines zweiten Gehäuseteils eine viskose Dicht- und/oder Klebemasse auf das erste und/oder das zweite Gehäuseteil aufgebracht wird, danach beide Gehäuseteile gefügt werden und anschließend die viskose Dicht- und/oder Klebemasse ausgehärtet wird. Das Aufbringen der viskosen Dicht- und/oder Klebemasse erfolgt dabei vorzugsweise automatisch. Das Verfahren ermöglicht eine kostengünstige Herstellung der erfindungsgemäßen Pumpe, insbesondere, wenn die Masse anlagentechnisch aufgebracht und/oder auf den Einsatz von O-Ringen verzichtet wird. Der Verzicht des Einsatzes von O-Ringen reduziert – wie vorstehend bereits dargelegt – den Fertigungs- und/oder Montageaufwand der Hochdruckpumpe. Zugleich wird dennoch eine sehr gute Dichtwirkung im Dichtbereich zwischen den beiden Gehäuseteilen erzielt. Der Dichtbereich kann sich über den gesamten Spalt oder einen Teilbereich des Spalts erstrecken.
-
Vorteilhafterweise wird die Dicht- und/oder Klebemasse auf eine Außen- oder Innenumfangsfläche wenigstens eines Gehäuseteils und weiterhin bevorzugt umlaufend, d.h. über den Umfang unterbrechungsfrei, aufgebracht. Alternativ oder ergänzend kann der Auftrag der Dicht- und/oder Klebemasse auf wenigstens einer planebenen Anschlagfläche eines Gehäuseteils erfolgen, welche nach dem Fügen in Anlage mit einer Anschlagfläche des jeweils anderen Gehäuseteils gelangt.
-
Vorteilhafterweise werden die Gehäuseteile beim Fügen gegeneinander gedrückt, wobei die viskose Dicht- und/oder Klebemasse gleichmäßig und/oder den Spalt zumindest über einen vollständig ausfüllend verteilt wird. Auf diese Weise ist die Dichtigkeit der Verbindung sichergestellt. Ferner kann ein luftfreier, vollständig mit Dicht- und/oder Klebemasse ausgefüllter Spalt einen Korrosionsschutz darstellen. Bei fehlendem direkten Kontakt der spaltbildenden Flächen der beiden Gehäuseteile ist ferner die Gefahr von Fressern verringert, welche üblicherweise auf Mikrobewegungen der Gehäuseteile zueinander zurückzuführen sind. Dies wiederum führt zu einer besseren Spannungsverteilung.
-
Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
-
1 eine perspektivische Schnittansicht durch eine erste erfindungsgemäße Hochdruckpumpe,
-
2 eine Seitenansicht auf den Grundkörper der Hochdruckpumpe der 1,
-
3 einen Längsschnitt durch eine zweite erfindungsgemäße Hochdruckpumpe im Bereich eines Pumpenelementes und
-
4 eine Seitenansicht des Grundkörpers der Hochdruckpumpe der 3.
-
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
-
Die in der 1 dargestellte erfindungsgemäße Hochdruckpumpe besitzt einen Grundkörper 1 als erstes Gehäuseteil sowie ein mit dem Grundkörper 1 verbundenes Flanschbauteil 2 als zweites Gehäuseteil. Sowohl der Grundkörper 1 als auch das Flanschbauteil weisen eine Lagerbohrung 12 zur Aufnahme einer Antriebswelle 4 auf, mittels welcher ein über eine Stößelbaugruppe 11 an einem Nocken 10 der Antriebswelle 4 abgestützter Pumpenkolben 18 eines Pumpenelementes 3 in einer Hubbewegung antreibbar ist. Die in die Lagerbohrung 12 des Flanschbauteils 2 sind Wellendichtringe 14 eingesetzt, die der Abdichtung der Lagerbohrung 12 dienen und verhindern sollen, dass Kraftstofff aus einem Triebwerksraum 9 nach außen bzw. ein Schmiermedium von außen nach innen dringt.
-
Darüber hinaus gilt es eine Leckage über einen Spalt 5 zwischen den beiden Gehäuseteilen 1, 2 zu verhindern. Im Spalt 5 ist daher vorliegend eine Dicht- und Klebemasse 6 angeordnet, welche die Funktion eines Dichtringes 7 übernimmt und einen solchen ersetzt. Lediglich des besseren Verständnisses halber ist in der unteren Hälfte der 1 ein Dichtring 7 dargestellt, um den Stand der Technik aufzuzeigen.
-
Die Dicht- und Klebemasse 6 ist bei dem Beispiel der 1 und 2 in einem axial sowie einem radial verlaufenden Ringspalt 5 zwischen dem Flanschbauteil 2 und dem Grundkörper 1 angeordnet. Die Anordnung im radial verlaufenden Ringspalt 5, der von einer Anschlagfläche 16 des Grundkörpers 1 (siehe 2) und einem Flansch 13 des Flanschbauteils 2 begrenzt wird, weist den Vorteil auf, dass etwaige die Anschlagfläche 16 durchsetzende Bohrungen 15 ebenfalls nach außen abgedichtet werden. Dies ist insbesondere bei Bohrungen 15 vorteilhaft, die im Betrieb der Hochdruckpumpe Kraftstoff führen. Denn die hier angeordnete Dicht- und Klebemasse 6 füllt den radial verlaufenden Ringspalt 5 vollständig, d.h. hohlraumfrei, aus.
-
Wie der 1 zu entnehmen ist, sind beide Gehäuseteile 1, 2 zudem über eine Schraubverbindung 8 verbunden.
-
Alternativ oder ergänzend zum in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Dicht- und Klebemasse 6 auch nur in einem Ringspalt 5, d.h. im axial oder radial verlaufenden Ringspalt 5 angeordnet werden. Ferner ist es nicht zwingend erforderlich, dass die Masse den Ringspalt 5 vollständig füllt. Bevorzugt wird jedoch eine unterbrechungsfrei umlaufende Anordnung der Masse.
-
Das in der 2 dargestellte Ausführungsbeispiel weist wiederum einen Grundkörper 1 als erstes Gehäuseteil und eine Zylinderkopf 2 als zweites Gehäuseteil auf. Der Zylinderkopf 2 weist eine Bohrung 17 in welcher ein Pumpenkolben 18 hubbeweglich aufgenommen ist und einen Pumpenarbeitsraum 19 begrenzt. Im Betrieb der Hochdruckpumpe wird der Pumpenarbeitsraum 19 über ein Saugventil 20, das den Pumpenarbeitsraum 19 mit einem Zulauf 21 verbindet, mit Kraftstoff befüllt.
-
Der Zylinderkopf 2 weist einen Aufbau auf, welcher dem des Flanschbauteils 2 der 1 ähnelt. Insbesondere besitzt der Zylinderkopf 2 einen Flansch 13 über welchen er an einer Anschlagfläche 16 des Grundkörpers 1 angeschlagen ist (siehe 4). In einem Ringspalt 5, der von der Anschlagfläche 16 des Grundkörpers 1 und dem Flansch 13 des Zylinderkopfes 2 begrenzt wird ist vorliegend eine Dicht- und Klebemasse 6 angeordnet, die den Einsatz von Dichtringen 7 entbehrlich macht. Lediglich des besseren Verständnisses halber, sind Dichtringe 7 dargestellt, um den Stand der Technik aufzuzeigen.
-
Die Anordnung der Dicht- und Klebemasse erfolgt in diesem Beispiel ausschließlich in dem sich radial erstreckenden Spalt 5 zwischen erstem und zweitem Gehäuseteil 1, 2. Dies hat den Vorteil, dass Bohrungen 15, die im Betrieb der Hochdruckpumpe Kraftstoff führen, ebenfalls nach außen hin abgedichtet sind.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102006041673 A1 [0002]
