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Die Erfindung betrifft einen Dämpfer für eine Hochdruckpumpe, insbesondere eine Hochdruckpumpe für ein Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine.
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Hochdruckpumpen, insbesondere eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem eines Kraftfahrzeugs, weisen auf der Niederdruckseite herkömmlich einen Dämpfer auf. Der Dämpfer ist eingerichtet, Druckpulsationen an der Niederdruckseite zu dämpfen. Beispielsweise ist der Dämpfer mit einer Vorförderpumpe beziehungsweise einem Fluidtank zur hydraulischen Kommunikation gekoppelt.
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Aufgrund von mechanischen und hydraulischen Vorgängen innerhalb der Hochdruckpumpe entstehen Druckpulsationen, die über dünnwandige Bauteile als Körperschall an die Umwelt abgegeben werden. Der Körperschall kann einerseits als Impuls auf angrenzende Bauteile oder als messbares Geräusch in die Umgebung abgegeben werden.
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Bei einem herkömmlichen Dämpfer wird zur Reduzierung der Schallemissionen beispielsweise eine kreuzförmige Versteifung am Deckel vorgesehen.
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Es ist wünschenswert, einen Dämpfer für eine Hochdruckpumpe anzugeben, der eine geringe Geräuschabstrahlung ermöglicht.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Erfindung weist ein Dämpfer für eine Hochdruckpumpe ein Gehäuse auf. Der Dämpfer weist einen Deckel mit zwei gegenüberliegenden Hauptflächen auf. Der Deckel ist mit dem Gehäuse koppelbar, um einen Dämpfungsraum zu bilden. Der Deckel weist eine Dicke auf. Der Wert der Dicke beträgt 1 mm oder mehr, um eine Schallemission zu reduzieren.
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Durch die Dicke des Deckels absorbiert der Deckel Körperschall gut. Der Deckel ist insbesondere so träge, dass der Deckel auftretende Druckpulsationen nicht als Körperschall an die Umgebung abgibt. Die Trägheit wird über die Dicke von 1 mm oder mehr realisiert. Die Dicke des Deckels wird so gewählt, dass eine ausreichend niedrige Geräuschabstrahlung erzielt wird. Beispielsweise ist eine maximal zulässige Geräuschabstrahlung für die Hochdruckpumpe vorgegeben. Der Wert der Dicke wird so groß gewählt, dass die vorgegebene Geräuschabstrahlung nicht überschritten wird.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen beträgt der Wert der Dicke 2 mm oder mehr, insbesondere 3 mm oder mehr. Beispielsweise beträgt der Wert der Dicke 2,6 mm +/– ein Prozent.
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Gemäß weiterer Ausführungsformen weist der Deckel an der dem Gehäuse zugewandten Hauptfläche in einem Randbereich eine krumme Kontur auf. Die krumme Kontur erstreckt sich insbesondere maximal über vier Fünftel der Dicke des Deckels. Durch die krumme Kontur wird eine Zentrierung und eine Montage des Deckels an dem Gehäuse erleichtert. Die krumme Kontur ist beispielsweise als Radius und/oder Konus und/oder Spline-Kontur ausgebildet.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen schließt sich an die krumme Kontur eine Kopplungsfläche an, die quer zu der Hauptfläche ausgerichtet ist. Die Kopplungsfläche erstreckt sich insbesondere mindestens über ein Fünftel der Dicke des Deckels. Im Bereich der Kopplungsfläche ist der Deckel insbesondere mit einer zylindrischen Form ausgebildet. Der Bereich der Kopplungsfläche dient insbesondere als Presssitzkontur beziehungsweise als Übergangssitzkontur für die Montage des Deckels in dem Gehäuse.
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Aufgrund der Dicke des Deckels, die einen Wert von ≥ 1 mm aufweist, ist es möglich, auf die herkömmlich im Deckel vorgesehenen Versteifungen zu verzichten. Die Hauptflächen des Deckels sind insbesondere im Wesentlichen eben ausgebildet und weisen keine über herstellungsbedingte Toleranzen hinaus gehende Erhöhungen oder Vertiefungen auf.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden, in Verbindung mit den Figuren erläuterten Beispielen. Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente können dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Hochdruckpumpe gemäß Ausführungsformen,
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2 eine schematische Darstellung eines Dämpfers gemäß Ausführungsformen, und
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3A bis 3C schematische Darstellungen eines Deckels des Dämpfers gemäß Ausführungsformen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Hochdruckpumpe 101. Insbesondere ist die Hochdruckpumpe 101 Teil eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Die Hochdruckpumpe 101 ist eingerichtet, Fluid aus einem Niederdruckbereich anzusaugen und unter Beaufschlagung eines Drucks in einen Hochdruckbereich zu fördern. Das Fluid ist insbesondere ein Kraftstoff, beispielsweise Benzin oder Diesel. Die Hochdruckpumpe ist eingerichtet, das Fluid mit Drücken von 2500 bar oder mehr zu beaufschlagen. Im Bereich von Hochdruckpumpen für Benzineinspritzsysteme sind beispielsweise Drücke von 500 bar im Hochdruckbereich vorgesehen.
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Die Hochdruckpumpe 101 ist mit einem Dämpfer 100 am Fluidzulauf gekoppelt. Der Dämpfer ist mit einem Niederdruckanschluss 115 gekoppelt. Mittels des Niederdruckanschlusses 115 und des Dämpfers 100 kann Fluid in der Saugphase der Pumpe 101 in einen Pumpenzylinder eingesaugt werden. Der Niederdruckanschluss 115 ist beispielsweise mit weiteren Fluidleitungen eines Zulaufs gekoppelt und so hydraulisch mit einem Fluidtank und/oder einer Vorförderpumpe verbunden.
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Der Dämpfer 100 ist auf der Niederdruckseite angeordnet, an der beispielsweise Drücke von unter 5 bar herrschen. Der Dämpfer 100 ist beispielsweise ein Membrandämpfer. Der Dämpfer 100 ist dazu eingerichtet, Druckpulsationen auf der Niederdruckseite zu dämpfen. Druckpulsationen treten beispielsweise auf, wenn Fluid aus dem Zylinderraum der Hochdruckpumpe 101 bei geöffnetem Einlassventil zurück durch den Niederdruckanschluss 115 in den Niederdruckbereich gefördert wird. Dies ist beispielsweise bei einer Teilförderung der Hochdruckpumpe 101 bei Fördergraden unter 100 % der Fall. Das zurückströmende Fluid kann Druckpulsationen verursachen. Diese werden durch den Dämpfer 100 gedämpft.
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2 zeigt den Dämpfer 100 gemäß Ausführungsformen. Der Dämpfer weist das Gehäuse 102 und den Deckel 103 auf. Mit dem Gehäuse ist der Niederdruckanschluss 115 gekoppelt. Der Deckel 103 und das Gehäuse 102 bilden einen Dämpfungsraum 104. Der Dämpfungsraum 104 ist in Betrieb mit Fluid gefüllt. In dem Dämpfungsraum 104 ist beispielsweise eine Dämpfungsmembran vorgesehen, um Druckpulsationen des Fluids zu dämpfen.
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Das Gehäuse 102 und der Deckel 103 weisen eine Längsachse 106 auf. Der Deckel 103 weist zwei gegenüberliegende Hauptflächen 107 und 108 auf, die quer zur Längsachse 106 ausgerichtet sind. Die Hauptfläche 107 ist dem Gehäuse 102 zugewandt. Die Hauptfläche 108 ist dem Gehäuse 102 abgewandt. Die Hauptfläche 107 begrenzt im Betrieb den Dämpfungsraum 104. Die Hauptfläche 108 ist vom Dämpfungsraum 104 abgewandt. Der Deckel 103 wird zur Kopplung mit dem Gehäuse 102 beispielsweise in das Gehäuse 102 gepresst. Alternativ oder zusätzlich sind der Deckel 103 und das Gehäuse 102 verschweißt und/oder verklebt. Der Deckel 103 und das Gehäuse 102 sind gemäß Ausführungsformen kraftschlüssig miteinander verbunden. Alternativ oder zusätzlich sind der Deckel 103 und das Gehäuse 102 formschlüssig miteinander verbunden. Alternativ oder zusätzlich sind der Deckel 103 und das Gehäuse 102 stoffschlüssig miteinander verbunden.
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Der Deckel 103 weist eine Dicke 105 auf. Die Dicke 105 weist insbesondere einen Wert auf, der größer als der Wert der Dicke von herkömmlichen Deckeln von Dämpfern ist. Der Wert der Dicke 105 ist insbesondere über nahezu den gesamten Deckel 103 gleich. Der Deckel 103 erstreckt sich zwischen zwei Flächen, die jeweils quer zur Längsachse 106 ausgerichtet sind. Außer in einem Randbereich 109 erstreckt sich der Deckel 103 vollständig zwischen den beiden Flächen. Der Deckel 103 weist keine zusätzlichen Verstärkungskonturen auf, die als Schalldämpfer dienen sollen. Der Wert der Dicke 105 beträgt 1 mm oder mehr, beispielsweise 2 mm oder mehr, beispielsweise 3 mm oder mehr oder 4 mm oder mehr. Der Wert der Dicke 105 wird größer als 1 mm so vorgegeben, dass der Deckel 103 ausreichend Körperschall absorbiert.
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Durch die mechanischen und hydraulischen Vorgänge innerhalb der Hochdruckpumpe 101 und den angeschlossenen Kraftstoffleitungen entstehen Druckpulsationen. Dadurch, dass die Dicke 105 groß genug gewählt wird, wird verhindert, dass diese Druckpulsationen als Körperschall an die Umwelt abgegeben werden. Dadurch kann die Übertragung der Druckpulsationen als Impuls auf angrenzende Bauteile verringert werden. Zudem können die messbaren Geräuschemissionen verringert werden. Somit kann die Schallbelastung, die von Nutzern, beispielsweise Fahrzeuginsassen und/oder Passanten, als akustisches Geräusch wahrgenommen werden können, reduziert werden. Die wahrnehmbare Geräuschabstrahlung wird durch die Dicke 105 des Deckels 103 reduziert. Durch den massiven Deckel 103 kann auf zusätzliche Versteifungen des Deckels zur Geräuschreduzierung verzichtet werden. Durch die Dicke 105 mit einem Wert von 1 mm oder mehr, ist es möglich, die inneren funktionsbedingten Schwingungsanregungen soweit zu dämpfen, dass vorgegebene maximale Geräuschemissionen unterschritten werden.
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3A bis 3C zeigen den Deckel 103 im Detail. 3A zeigt einen Querschnitt und 3B eine Aufsicht auf den Deckel 103. 3C zeigt eine Detailansicht einer Seitenfläche 112 des Deckels 103. Die Seitenfläche 112 ist insbesondere abschnittsweise gleichgerichtet zur Längsachse 106 und verläuft quer zu den Hauptflächen 107 und 108. Der Randbereich 109 schließt sich unmittelbar an die Seitenfläche 112 an. Die Seitenfläche 112 weist zwei Abschnitte 113 und 114 auf. Der Abschnitt 113 ist der Hauptfläche 107 zugewandt und der Abschnitt 114 der Hauptfläche 108. Im Abschnitt 114 ist der Deckel 103 insbesondere zylinderförmig. Der Abschnitt 114 dient zur Kopplung des Deckels 103 mit dem Gehäuse 102. Beispielsweise ist der Abschnitt 114 als Presssitz ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist der Abschnitt 114 als Übergangssitzkontur für die Montage in dem Dämpfer 100 ausgebildet. Dazu ist die Seitenfläche 112 im Abschnitt 114 als im Wesentlichen gerade Kopplungsfläche 111 ausgebildet.
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Im Abschnitt 113 weist der Deckel 103 eine krumme Kontur 110 der Seitenfläche 112 auf. Die krumme Kontur 110 bildet beispielsweise einen fließenden Übergang von der Hauptfläche 107 zu der quer zur Hauptfläche 107 ausgerichteten Kopplungsfläche 111. Die krumme Kontur ist so ausgebildet, dass durch die Form der krummen Kontur 110 die Montage des Deckels 103 im Gehäuse 102 erleichtert wird. Durch die krumme Kontur 110 wird eine Zentrierung des Deckels 103 im Gehäuse 102 erleichtert. Beispielsweise ist die krumme Kontur 110 als Radius ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist die krumme Kontur 110 als Konus ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist die krumme Kontur 110 als Spline-Kontur ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die krumme Kontur 110 eine weitere Form aufweisen, die die Montage des Deckels 103 im Gehäuse 102 erleichtert. Entlang der Längsachse 106 beträgt der Abschnitt 113 maximal vier Fünftel des Wertes der Dicke 105. Beträgt der Wert der Dicke 105 1 mm, beträgt der Wert der Dicke des Abschnitts 113 0,8 mm. Entsprechend beträgt der Wert der Dicke des Abschnitts B mindestens ein Fünftel des Wertes der Dicke 105. Beträgt der Wert der Dicke 105 1 mm, beträgt der Wert der Dicke des Abschnitts 114 0,2 mm. Gemäß weiteren Ausführungsformen beträgt der Wert der Dicke des Abschnitts A drei Fünftel oder die Hälfte des Wertes der Dicke 105. Die Aufteilung zwischen den Abschnitten 113 und 114 entlang der Seitenfläche 112 kann auch anders sein, so dass eine gute Montage durch die krumme Kontur 110 möglich ist und gleichzeitig eine sichere Verbindung an der Kopplungsfläche 111 zwischen Deckel 103 und Gehäuse 102 möglich ist.
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Der Deckel 103 ist gemäß Ausführungsformen aus einem Metall hergestellt. Insbesondere wird das Metall so gewählt, dass der Deckel 103 eine möglichst gute Körperschallabsorption aufweist. Der Deckel 103 ist gemäß Ausführungsformen durch ein spanloses Fertigungsverfahren hergestellt. Gemäß weiterer Ausführungsformen ist der Deckel 103 durch ein zerspanendes Fertigungsverfahren hergestellt. Zudem ist es möglich, den Deckel 103 auf der Hauptfläche 108 mit Einprägungen wie Namen oder Logos auszustatten, die jedoch keinen wesentlichen Einfluss auf die Körperschallabsorption des Deckels 103 haben.
