DE102013224882A1 - Pump for conveying a fluid - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Pumpe 1 zur Förderung eines Fluids, aufweisend einen mit einem Pumpenzylinderkopf 4 verbundenen Pumpenzylinder 3, und einem in dem Pumpenzylinder 3 translatorisch auf und ab bewegbaren Pumpenstößel 12, wobei der Pumpenstößel 12 gegenüber dem Pumpenzylinder 3 mittels einer längenveränderlichen Dichtung 19 abgedichtet ist, und wobei die Dichtung 19 mittels einer ersten Befestigung an dem Pumpenzylinder 3 und mittels einer zweiten Befestigung an dem Pumpenstößel 12 unter Einschluss eines inneren Dichtungsraums 18 befestigt ist. Erfindungsgemäß wird eine Pumpe 1 bereitgestellt, bei der zuverlässig sichergestellt ist, dass Leckagefluid aus einem Pumpenarbeitsraum 13 nicht in einen Antriebsbereich der Pumpe 1 gelangt. Erreicht wird dies dadurch, dass das Volumen des inneren Dichtungsraums 18 zwischen einer unteren Totpunktlage und einer oberen Totpunktlage des Pumpenstößels 12 zumindest angenähert gleich ist.The invention relates to a pump 1 for conveying a fluid, comprising a pump cylinder 3 connected to a pump cylinder head 4, and a translatable in the pump cylinder 3 up and down pump plunger 12, wherein the pump plunger 12 is sealed relative to the pump cylinder 3 by means of a variable-length seal 19 , and wherein the seal 19 is fixed by means of a first attachment to the pump cylinder 3 and by means of a second attachment to the pump tappet 12 including an inner seal space 18. According to the invention, a pump 1 is provided in which it is reliably ensured that leakage fluid from a pump working space 13 does not enter a drive region of the pump 1. This is achieved in that the volume of the inner seal chamber 18 between a bottom dead center and a top dead center of the pump plunger 12 is at least approximately equal.
Description
Die Erfindung betrifft eine Pumpe zur Förderung eines Fluids, aufweisend einen mit einem Pumpenzylinderkopf verbundenen Pumpenzylinder und einem in dem Pumpenzylinder translatorisch auf und ab bewegbaren Pumpenstößel, wobei der Pumpenstößel gegenüber dem Pumpenzylinder mittels einer längenveränderlichen Dichtung abgedichtet ist, und wobei die Dichtung mittels einer ersten Befestigung an dem Pumpenzylinder und mittels einer zweiten Befestigung an dem Pumpenstößel unter Einschluss eines inneren Dichtungsraums befestigt ist.The invention relates to a pump for delivering a fluid, comprising a connected to a pump cylinder head pump cylinder and a pump cylinder in the pump cylinder movable up and down pump tappet, wherein the pump tappet is sealed relative to the pump cylinder by means of a variable-length seal, and wherein the seal by means of a first attachment is attached to the pump cylinder and by means of a second attachment to the pump plunger including an inner seal space.
Stand der Technik State of the art
Eine derartige Pumpe zur Förderung eines Fluids ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe zur Förderung eines Fluids bereitzustellen, bei der zuverlässig sichergestellt ist, dass Leckagefluid aus einem Pumpenarbeitsraum nicht in einen Antriebsbereich der Pumpe gelangt.The invention has for its object to provide a pump for delivering a fluid in which it is reliably ensured that leakage fluid from a pump working space does not get into a drive range of the pump.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Volumen des inneren Dichtungsraums im Bereich zwischen einer unteren Totpunktlage (UT-Lage) und einer oberen Totpunktlage (OT-Lage) des Pumpenstößels zumindest angenähert gleich ist. Während bei einer herkömmlich ausgestalteten Pumpe dieses Volumen variiert und durch die Veränderung des Volumens die Gefahr besteht, dass sich beispielsweise durch Undichtigkeiten im Bereich der Befestigungen der Dichtung ein Fluidausgleich zwischen dem inneren Dichtungsraum und einem die Dichtung umgebenden äußeren Dichtungsraum einstellt, ist diese Gefahr durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ausgeschlossen. Das Volumen des inneren Dichtungsraums wird dadurch bei der translatorischen Bewegung des Pumpenstößels konstant gehalten, dass die Dichtung sich bei einer Aufwärtsbewegung des Pumpenstößels im Bereich zwischen der ersten Befestigung und der zweiten Befestigung nach außen aufwölbt und somit das Volumen des inneren Dichtungsraums trotz geringer werdender Höhe zumindest angenähert gleich bleibt. Bei einer Abwärtsbewegung des Pumpenstößels wird die nach außen aufgewölbte Dichtung wieder zusammengezogen, so dass auch bei dieser Bewegung trotz der größer werdenden Höhe das Volumen in dem inneren Dichtungsraum gleich bleibt.This object is achieved in that the volume of the inner sealing space in the region between a bottom dead center (UT position) and a top dead center (TDC position) of the pump tappet is at least approximately equal. While in a conventionally designed pump this volume varies and by the change in volume there is a risk that adjusts for example by leaks in the area of the fastenings of the seal fluid compensation between the inner seal chamber and the seal surrounding outer seal space, this danger is inventive design excluded. The volume of the inner sealing space is thereby kept constant during the translational movement of the pump plunger, that the seal bulges outwardly during an upward movement of the pump plunger in the region between the first attachment and the second attachment and thus the volume of the inner seal chamber despite decreasing height at least approximately the same. In a downward movement of the pump plunger, the bulged outward seal is pulled together again, so that even in this movement, despite the increasing height, the volume in the inner seal chamber remains the same.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Dichtung eine Rollmembran. Mit einer Rollmembran lässt sich die zuvor beschriebene Bewegung mit der Konstanthaltung des Volumens des inneren Dichtungsraums günstig umsetzen.In a further development of the invention, the seal is a rolling diaphragm. With a rolling diaphragm, the movement described above can be implemented favorably with keeping the volume of the inner sealing space constant.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Werkstoff der Dichtung ein elastisches Kunststoffmaterial oder ein Gummimaterial. Es können gleichwohl auch noch andere geeignete Materialien eingesetzt werden, wobei sich aber die eingangs bezeichneten Materialien als besonders geeignet erwiesen haben. Entsprechende Kunststoffmaterialien und/oder Gummimaterialien stehen in den verschiedensten Ausführungen zur Verfügung und können beispielsweise im Hinblick auf die zu trennenden Fluide ausgewählt sein. Zudem können in das Kunststoffmaterial und/oder das Gummimaterial entsprechende Einlagen eingelassen sein, die die entsprechenden Ausgleichsbewegungen der Dichtung bei der translatorischen Auf- und Abbewegung unterstützen.In a further embodiment of the invention, the material of the seal is an elastic plastic material or a rubber material. Nevertheless, other suitable materials may also be used, but the materials described at the outset have proven to be particularly suitable. Corresponding plastic materials and / or rubber materials are available in a wide variety of designs and can be selected, for example, with regard to the fluids to be separated. In addition, corresponding inserts can be embedded in the plastic material and / or the rubber material, which support the corresponding compensating movements of the seal during the translational up and down movement.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Dichtung an die erste Befestigung und die zweite Befestigung angespritzt. Ein solcher Anspritzvorgang ist bei einem Kunststoffmaterial und Gummimaterial problemlos zu bewerkstelligen.In a further development of the invention, the seal is molded onto the first attachment and the second attachment. Such a Anspritzvorgang is to accomplish easily in a plastic material and rubber material.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die erste Befestigung und die zweite Befestigung jeweils ein Pressring. Ein solcher Pressring kann beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff gefertigt sein, wobei das metallische Material so ausgewählt ist, dass es eine Pressung ermöglicht, und die durch die Pressung verursachte Umformung in Form einer Durchmesserverringerung dauerhaft einhält. Dabei kann vorgesehen sein, dass der jeweilige Pressring auf dem mit dem Pumpenstößel beziehungsweise dem Pumpenzylinder zusammenwirkenden Bereich mit einem Dichtmaterial beschichtet ist, das nach dem Pressvorgang eine sehr zuverlässige Abdichtung gegenüber dem Pumpenstößel beziehungsweise dem Pumpenzylinder sicherstellt. Dieses Material kann beispielsweise das entsprechende Kunststoffmaterial oder Gummimaterial sein, das bei dem Anspritzvorgang auf die entsprechenden Bereiche der Pressringe aufgetragen wird.In a further embodiment of the invention, the first attachment and the second attachment are each a press ring. Such a press ring may for example be made of a metallic material, wherein the metallic material is selected so that it allows a pressing, and the deformation caused by the pressure in the form of a reduction in diameter permanently. It can be provided that the respective press ring on the with the pump plunger or the pump cylinder cooperating region is coated with a sealing material, which ensures a very reliable seal against the pump plunger or the pump cylinder after the pressing process. This material can be, for example, the corresponding plastic material or rubber material which is applied in the Anspritzvorgang on the corresponding areas of the compression rings.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Befestigung ein rechtwinklig abgewinkelter Metallring. Dieser abgewinkelte Metallring wird wiederum in weiterer Ausgestaltung der Erfindung mit der ersten Metallringfläche auf den Außenumfang des Pumpenzylinders bis zur Anlage der zweiten abgewinkelten Metallringfläche an die angrenzende Stirnfläche des Pumpenstößels aufgesetzt. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine lagegenaue Montage der ersten Befestigung an dem Pumpenzylinder auch ohne dass der Montageort visuell eingesehen werden muss.In a further embodiment of the invention, the first attachment is a right angle angled metal ring. This angled metal ring is in turn placed in a further embodiment of the invention with the first metal ring surface on the outer circumference of the pump cylinder to the abutment of the second angled metal ring surface to the adjacent end face of the pump plunger. This embodiment allows a positionally accurate mounting of the first attachment to the pump cylinder without the installation site must be visually inspected.
In Weiterbildung der Erfindung ist die zweite Befestigung auf dem Pumpenstößel benachbart zu einem Federteller aufgesetzt. Durch die dargestellte genau definierte Lage ist auch bei der zweiten Befestigung eine lagegenaue Befestigungsmöglichkeit gegeben. Beide, also die erste und die zweite Befestigung stellen insgesamt sicher, dass die Dichtung äußerst lagegenau montierbar ist, so dass im Ergebnis die zuvor beschriebenen Bewegungen bei der translatorischen Bewegung des Pumpenstößels problemlos ausgeführt werden.In a further development of the invention, the second attachment is placed on the pump plunger adjacent to a spring plate. Due to the well-defined position shown a positionally accurate mounting option is given even in the second attachment. Both, so the first and the second fastening make sure that the seal is extremely accurate position mountable, so that as a result, the movements described above in the translational movement of the pump plunger are performed easily.
In Weiterbildung der Erfindung ist in den Pumpenzylinder und/oder den Pumpenzylinderkopf eine den Innenraum mit einem Zulauf verbindende Verbindungsleitung eingelassen. Diese innere Verbindungsleitung gewährleistet, dass in den inneren Dichtungsraum gelangendes Leckagefluid aus einem in dem Pumpenzylinderkopf angeordneten Pumpenarbeitsraum wieder abgeführt wird und eine eventuell auftretende geringe Volumenänderung in dem inneren Dichtungsraum ausgeglichen wird. Dadurch ist sichergestellt, dass sich im laufenden Betrieb der Pumpe keine ungewollte Volumenänderung in dem inneren Dichtungsraum einstellt.In a further development of the invention, a connecting line connecting the interior with an inlet is embedded in the pump cylinder and / or the pump cylinder head. This inner connecting line ensures that leaking fluid reaching into the inner sealing space is removed again from a pump working chamber arranged in the pump cylinder head and a possibly occurring small volume change in the inner sealing space is compensated. This ensures that during operation of the pump no unwanted change in volume in the inner seal chamber is established.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Pumpe eine Kraftstoffpumpe und das Fluid Kraftstoff. Entsprechend ist wiederum in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der innere Dichtungsraum kraftstoffgefüllt, während der äußere Dichtungsraum, der beispielsweise mit einem von Schmieröl beaufschlagten Raum, beispielsweise einem Kurbelgehäuseraum, einer Brennkraftmaschine in Verbindung steht, von Schmieröl oder Schmierölnebel beaufschlagt ist. Auch dadurch, dass der innere Dichtungsraum kraftstoffgefüllt ist, ist sichergestellt, dass bei der translatorischen Bewegung des Pumpenstößels das Volumen in dem inneren Dichtungsraum zumindest nahezu konstant bleibt. Hierzu kann ergänzend vorgesehen sein, dass in die Verbindungsleitung eine Drossel eingesetzt ist, die einen schnellen Fluidaustausch über die Verbindungsleitung unterbindet.In a further development of the invention, the pump is a fuel pump and the fluid fuel. Accordingly, in turn, in a further embodiment of the invention, the inner seal chamber is fuel-filled, while the outer seal chamber, for example, with a acted upon by lubricating oil space, such as a crankcase, an internal combustion engine is in communication, is acted upon by lubricating oil or lubricating oil mist. The fact that the inner seal chamber is filled with fuel, it is ensured that the volume in the inner seal chamber remains at least almost constant during the translational movement of the pump plunger. For this purpose, it can be additionally provided that in the connecting line, a throttle is used, which prevents a rapid fluid exchange via the connecting line.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist:Further advantageous embodiments of the invention can be found in the drawing description, in which an illustrated in the drawing embodiment of the invention is described in more detail:
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Die einzige
Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention
Die in der einzigen
Bei einer Drehbewegung der Nockenwelle
Die Zuführleitung
Zur Montage der Dichtung
Bei einer Aufwärtsbewegung des Pumpenstößels
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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