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Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine.
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Solche gattungsgemäßen Hochdruckpumpen werden zur Erzeugung von hohen Drücken in Kraftstoffen wie Diesel oder Benzin verwendet, um beispielsweise bei einer Diesel-Common-Rail-Einspritzung Kraftstoff im Rail mit einem möglichst hohen Druck bereitstellen zu können. Die bereitgestellten Drücke bewegen sich dabei bei der Verwendung von Benzin als Kraftstoff im Bereich bis zu 250 bar und bei der Verwendung von Diesel als Kraftstoff im Bereich von bis zu 2500 bar.
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Die Hochdruckpumpen sind zumeist als Kolbenpumpen ausgebildet, wobei sich ein Kolben in einer Führungsbohrung auf- und abbewegt und dabei einen in einem Druckraum befindlichen Kraftstoff mit wenigstens einer Stirnseite, die den Druckraum begrenzt, mit Druck beaufschlagt.
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Während der Betätigung des Kolbens kommt es zu einer funktionsbedingten Leckage des Fördermediums, wie beispielsweise des Kraftstoffes aus dem Druckraum, in die Führungsbohrung, in der sich der Kolben hin- und herbewegt.
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Speziell bei kraftstofffördernden Pumpen, die beispielsweise direkt über einen Nockentrieb mittels einer Welle des Motors angetrieben werden, kann diese funktionsbedingte Leckage des Kraftstoffes in die Kolbenführung zu einer Verdünnung von Schmierfluid führen, das im Bereich des Pumpenantriebs eingesetzt wird. Diese Verdünnung kann wiederum zu unerwünschten Effekten am Verbrennungsmotor führen, wie beispielsweise der Gefahr des Selbstlaufes bei Dieselmotoren.
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Aus
DE 10 2006 055 298 A1 ist hierzu bekannt, an dem sich translatorisch bewegenden Kolben eine Dichtungsanordnung mit mehreren Dichtlippen vorzusehen, um so zu verhindern, dass die funktionsbedingte Leckage des Kraftstoffes ein Schmiermittel verunreinigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine in dieser Hinsicht noch weiter verbesserte Hochdruckpumpe bereit zu stellen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine weist ein Pumpengehäuse mit einer Führungsbohrung für einen Kolben mit einem Hochdruckbereich, der an eine erste Seite der Führungsbohrung angrenzt und zur Aufnahme eines ersten Fluidmediums ausgebildet ist, und mit einem Niederdruckbereich, der an eine zweite Seite der Führungsbohrung angrenzt und zur Aufnahme eines zweiten Fluidmediums ausgebildet ist, auf. Weiter sind der in der Führungsbohrung entlang einer Längsrichtung verschiebbar angeordnete Kolben sowie ein Führungsspalt zwischen Kolben und Führungsbohrung vorgesehen. Zusätzlich weist die Hochdruckpumpe eine hochdruckseitige Dichtanordnung zum Abdichten des Führungsspaltes gegen einen Leckagestrom aus dem Hochdruckbereich auf, wobei in der hochdruckseitigen Dichtanordnung ein im Vergleich zu einem in dem Hochdruckbereich vorherrschenden Druck druckentlasteter Hochdruckzwischenraum angeordnet ist.
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In der Hochdruckpumpe ist somit eine hochdruckseitige Dichtanordnung vorgesehen, die zunächst so weit wie möglich verhindert, dass erstes Fluidmedium durch eine funktionsbedingte Leckage des sich in der Führungsbohrung bewegenden Kolbens in den Führungsspalt gelangt und dann in dem Führungsspalt zwischen Kolben und Führungsbohrung „entlangkriecht“. Somit bildet die hochdruckseitige Dichtanordnung eine erste Barriere, um zu verhindern, dass sich erstes Fluidmedium und zweites Fluidmedium vermischen und verunreinigen. Zusätzlich ist nun innerhalb der hochdruckseitigen Dichtanordnung ein Hochdruckzwischenraum angeordnet, in dem ein geringerer Druck herrscht als in dem Hochdruckbereich. Durch den Druckunterschied gelangt unvermeidlich auftretender Leckagestrom aus dem Hochdruckbereich, der sich in dem Führungsspalt befindet, in diesen Hochdruckzwischenraum. Da der Hochdruckzwischenraum druckentlastend ist, kann der Leckagestrom aus dem Führungsspalt leicht aus dem Hochdruckzwischenraum abgeführt werden. Dadurch wird eine zweite Barriere gebildet, die verhindert, dass Leckagestrom aus dem Hochdruckbereich in den Niederdruckbereich gelangt und dort das zweite Fluidmedium verunreinigt.
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Vorteilhaft weist die hochdruckseitige Dichtanordnung wenigstens zwei Hochdruckdichtkanten auf, wobei der druckentlastete Hochdruckzwischenraum zwischen den beiden Hochdruckdichtkanten angeordnet ist. Je mehr Hochdruckdichtkanten vorteilhaft in der hochdruckseitigen Dichtanordnung vorhanden sind, desto größer ist die Barrierewirkung der hochdruckseitigen Dichtanordnung gegen ein „Entlangkriechen“ eines Leckagestroms an dem Kolben in dem Führungsspalt. Deshalb können vorteilhaft auch mehr als zwei Hochdruckdichtkanten vorgesehen sein. In diesem Fall kann es auch vorteilhaft sein, mehrere Hochdruckzwischenräume in der hochdruckseitigen Dichtanordnung anzuordnen.
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Der Kolben ist vorteilhaft in der Führungsbohrung entlang der Längsrichtung um eine vorbestimmte Hublänge verschiebbar angeordnet. Daher ist es besonders bevorzugt, wenn ein Abstand der wenigstens zwei Hochdruckdichtkanten größer ist als diese vorbestimmte Hublänge. Dadurch wird eine der Hochdruckdichtkanten vorteilhaft nur von einem Bereich des Kolbens überstrichen, der nicht in Kontakt mit der weiteren Hochdruckdichtkante kommt und folglich auch vorzugsweise keinen Kontakt mit einem Schmierfilm des ersten Fluidmediums der ersten Hochdruckdichtkante hat.
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Um die Hochdruckdichtkanten besonders dynamisch auszugestalten, sind sie insbesondere als Dichtlippen ausgebildet. Bei Bewegung des Kolbens wirken sie daher vorteilhaft als Abstreifer, um Leckagestrom aus dem Hochdruckbereich von einer Kolbenoberfläche abzustreifen und dem Hochdruckzwischenraum zuzuführen. Die Hochdruckdichtkanten können jedoch in seltenen Fällen auch beispielsweise mittels O-Ringen gebildet sein.
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Ist in der hochdruckseitigen Dichtanordnung eine Vielzahl von Hochdruckdichtkanten vorhanden, bestimmt sich der bevorzugte Mindestabstand – mindestens die Hublänge des Kolbens – durch die beiden Hochdruckdichtkanten, die am nächsten zueinander benachbart liegen. Sind in einer Ausführungsform eine Vielzahl von Hochdruckdichtkanten vorhanden, ist es vorteilhaft, wenn der Hochdruckzwischenraum im Bereich der Hochdruckdichtkante angeordnet ist, der dem Hochdruckbereich der Hochdruckpumpe am Nächsten liegt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine niederdruckseitige Dichtanordnung zum Abdichten des Führungsspalts gegen einen Leckagestrom aus dem Niederdruckbereich vorgesehen, wobei in der niederdruckseitigen Dichtanordnung ein im Vergleich zu einem in dem Niederdruckbereich vorherrschenden Druck druckentlasteter Niederdruckzwischenraum angeordnet ist.
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Die niederdruckseitige Dichtanordnung verhindert vorteilhaft einen Leckagestrom des zweiten Fluidmediums aus dem Niederdruckbereich in den Führungsspalt und stellt – wie auch die hochdruckseitige Dichtanordnung – ebenfalls eine doppelte Barriere gegen einen solchen Leckagestrom bereit. So kann vorteilhaft eine Vermischung der beiden Fluidmedien sowohl durch die hochdruckseitige Dichtanordnung von einer Seite des Hochdruckbereiches her als auch von der niederdruckseitigen Dichtanordnung von einer Seite des Niederdruckbereiches her verhindert werden. Insgesamt stehen daher vorteilhafte wenigstens vier Barrieren, wenn eine Spaltabdichtung verwendet wird wenigstens fünf barrieren, zur Verfügung, die eine Vermischung vorzugsweise vermeiden.
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Vorzugsweise weist die niederdruckseitige Dichtanordnung wenigstens zwei Niederdruckdichtkanten auf, wobei der druckentlastete Niederdruckzwischenraum zwischen den beiden Niederdruckdichtkanten angeordnet ist. Diese vorteilhafte Anordnung hat die selben Vorteile wie die hochdruckseitige Dichtanordnung mit zwei Hochdruckdichtkanten. Auch bei der niederdruckseitigen Dichtanordnung können mehrere bzw. eine Vielzahl von Niederdruckdichtkanten vorgesehen sein, wobei auch hier mehrere Niederdruckzwischenräume angeordnet sein können.
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Vorzugsweise sind die Niederdruckdichtkanten insbesondere als Dichtlippen ausgebildet, mit dem selben vorteilhaften Effekt wie die Dichtlippen der Hochdruckdichtkanten.
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Vorzugsweise ist ein Abstand der wenigstens zwei Niederdruckdichtkanten größer als die vorbestimmte Hublänge des Kolbens, um auch hier vorteilhaft einen Kontakt einer ersten Niederdruckdichtkante mit einem Schmierfilm einer zweiten Niederdruckdichtkante verhindern zu können.
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Bevorzugt ist ein Abstand einer Hochdruckdichtkante zu einer benachbarten Niederdruckdichtkante größer als die vorbestimmte Hublänge. Bei einem Leckagestrom sowohl aus dem Hochdruckbereich als auch aus dem Niederdruckbereich kommen die Dichtkanten jeweils mit unterschiedlichen Fluidmedien in Kontakt, nämlich die Hochdruckdichtkanten mit dem ersten Fluidmedium und die Niederdruckdichtkanten mit dem zweiten Fluidmedium. Um eine Vermischung der Fluidmedien vorteilhaft noch weiter zu verhindern, sind niederdruckseitige Dichtanordnung und hochdruckseitige Dichtanordnung so angeordnet, dass die Dichtkanten, die direkt zueinander benachbart angeordnet sind, einen Abstand zueinander haben, der größer ist als die vorbestimmte Hublänge, wodurch vorzugsweise verhindert wird, dass ein Schmierfilm der Hochdruckdichtkante aus dem ersten Fluidmedium sich mit einem Schmierfilm der Niederdruckdichtkante aus dem zweiten Fluidmedium vermischt.
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In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist eine Drucksenkeinrichtung fluidisch mit dem Hochdruckzwischenraum und/oder dem Niederdruckzwischenraum verbunden angeordnet. Die Drucksenkeinrichtung wirkt somit vorteilhaft als ein Hilfsaggregat, das dafür sorgt, dass Fluidmedium aus dem Zwischenraum besonders einfach abgeführt werden kann. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn sowohl mit dem Hochdruckzwischenraum als auch mit dem Niederdruckzwischenraum eine Drucksenkeinrichtung fluidisch verbunden ist.
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Beispielsweise kann die Drucksenkeinrichtung eine Pumpe aufweisen, die besonders bevorzugt bereits in dem System des Kraftstoffeinspritzsystems vorhanden ist. Beispielsweise kann dies eine Kraftstoffvorförderpumpe sein, die fluidisch mit dem Hochdruckzwischenraum verbunden sein kann. Es kann auch eine Kurbelgehäuseentlüftungspumpe verwendet werden, die fluidisch mit dem Niederdruckzwischenraum verbunden wird. Alternativ ist es auch möglich, statt bereits im System vorhandener Drucksenkeinrichtungen zusätzliche Hilfsaggregate in das System zu integrieren, wie z.B. eine Venturi-Düse, die beispielsweise in einem Kraftstoffzulauf zu der Hochdruckpumpe angeordnet wird.
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Es ist auch möglich, alle genannten Elemente in Kombination miteinander vorzusehen, um so eine Druckentlastung des Hochdruckzwischenraumes und/oder des Niederdruckzwischenraumes unter jedem Lastpunkt des Hochdruckpumpen-Antriebes vorzugsweise zu ermöglichen.
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Vorzugsweise ist im Betrieb in dem Hochdruckbereich ein in einem Kraftstoffkreislauf geförderter Kraftstoff angeordnet. Weiter vorteilhaft ist in dem Niederdruckbereich ein in einem Motorölkreislauf gefördertes Motoröl angeordnet.
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Das bedeutet, es wird vorteilhaft ein Motoröl zum Schmieren des Hochdruckpumpen-Antriebes verwendet, während die Hochdruckpumpe einen Kraftstoff fördert.
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Vorteilhaft ist die Drucksenkeinrichtung so ausgebildet, dass sie das erste Fluidmedium, d.h. insbesondere den geförderten Kraftstoff, in einen Ursprungs-Fluidmediumskreislauf, d.h. insbesondere in einen Kraftstoffkreislauf, zurückfördern kann.
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Weiter vorteilhaft ist die Drucksenkeinrichtung so ausgebildet, dass sie alternativ oder zusätzlich das zweite Fluidmedium in einen Ursprungs-Fluidmediumskreislauf, d.h. im Falle des Motoröls in einen Motorölkreislauf zurückführen kann. Dadurch kann ein Leckagestrom sowohl des ersten Fluidmediums als auch des zweiten Fluidmediums vorteilhaft in dem jeweiligen Fluidmediumskreislauf wiederverwendet werden.
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Vorzugsweise ist in der Führungsbohrung ein Dichtungsgehäuse angeordnet. Das Dichtungsgehäuse ist dabei bevorzugt ein separates Bauteil, das nachträglich in die Führungsbohrung eingeschoben werden kann. Das Dichtungsgehäuse weist bevorzugt eine Gehäusewand mit integrierten Öffnungen zum Verbinden des Hochdruckzwischenraums mit einer Umgebung auf. Alternativ oder zusätzlich kann die Gehäusewand auch Öffnungen integriert haben, die den Niederdruckzwischenraum mit einer Umgebung verbinden. Beispielsweise können von den Öffnungen ausgehend Leitungen durch das Pumpengehäuse führen, die den Hochdruckzwischenraum und/oder den Niederdruckzwischenraum mit dem jeweiligen Ursprungs-Fluidmediumskreislauf verbinden.
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An der Gehäusewand ist die hochdruckseitige Dichtanordnung und/oder die niederdruckseitige Dichtanordnung zu dem Kolben hin gerichtet angeordnet. Insgesamt kann somit die mehrfache Barrierewirkung durch ein vorteilhaft separates Element in Form des Dichtungsgehäuses bereitgestellt werden, was eine bevorzugt optimierte Montage der Baugruppe ermöglicht.
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Vorzugsweise ist die hochdruckseitige Dichtanordnung bzw. die niederdruckseitige Dichtanordnung aus einem Elastomer gebildet, wodurch sich ein vorteilhafter dynamischer Abstreifeffekt an den jeweiligen Dichtkanten ergibt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das jeweilige Elastomer an die Gehäusewand anvulkanisiert und somit integral mit der Gehäusewand ausgebildet ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
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1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Hochdruckpumpe mit einer hochdruckseitigen Dichtanordnung und einer niederdruckseitigen Dichtanordnung;
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2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Hochdruckpumpe mit einer hochdruckseitigen Dichtanordnung und einer niederdruckseitigen Dichtanordnung;
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3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer Hochdruckpumpe mit einer hochdruckseitigen Dichtanordnung und einer niederdruckseitigen Dichtanordnung; und
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4 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform einer Hochdruckpumpe mit einer hochdruckseitigen Dichtanordnung und einer niederdruckseitigen Dichtanordnung.
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1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Hochdruckpumpe 10, die als Kolbenpumpe 12 ausgebildet ist und zum Pumpen von beispielsweise Kraftstoff 14 in einem Kraftstoffeinspritzsystem 16 einer Brennkraftmaschine verwendet wird.
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Die Hochdruckpumpe 10 weist ein Pumpengehäuse 18 mit einer Führungsbohrung 20 für einen Kolben 22 auf. In 1 grenzt der Kolben 22 an einer ersten Seite 24 – rechte Stirnseite – an einen Hochdruckbereich 26, in dem sich ein erstes Fluidmedium 28, nämlich der Kraftstoff 14 befindet. Das erste Fluidmedium 28 wird dem Hochdruckbereich 26 von einem Ursprungs-Fluidmediumskreislauf 30, nämlich einem Kraftstoffkreislauf 32, zugeführt.
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Gegenüberliegend zu der ersten Seite 24 grenzt der Kolben 22 mit einer zweiten Seite 34 – linke Stirnseite – an einen Niederdruckbereich 36, in dem sich ein zweites Fluidmedium 38 befindet. Das zweite Fluidmedium 38 kann beispielsweise ein Motoröl 40 sein, das dem Niederdruckbereich 36 über einen Motorölkreislauf 42 als Ursprungs-Fluidmediumskreislauf 30 zugeführt wird.
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Der Kolben 22 ist translatorisch entlang einer Längsrichtung 44 zwischen dem Hochdruckbereich 26 und dem Niederdruckbereich 36 beweglich gelagert, weshalb zwischen Kolben 22 und Führungsbohrung 20 ein Führungsspalt 46 vorgesehen ist. Bei der Bewegung des Kolbens 22 in der Führungsbohrung 20 tritt funktionsbedingt ein Leckagestrom 48 des ersten Fluidmediums 28 in dem Führungsspalt 46 auf. Gleichzeitig tritt auch auf der gegenüberliegenden zweiten Seite 34 ein Leckagestrom 48 aus Motoröl 40 in den Führungsspalt 46 ein.
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Eine Vermischung des Leckagestroms 48 aus Kraftstoff 14 und Motoröl 40 ist nicht gewünscht, da dies zu einer Verdünnung des Motoröls 40 führt, welches als Schmierstoff für einen nicht gezeigten Pumpenantrieb verwendet wird. Diese Verdünnung kann im schlimmsten Fall zu einem Selbstlauf bei Dieselmotoren führen.
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Daher ist an dem Kolben 22 eine erste Barriere 50 in Form einer hochdruckseitigen Dichtanordnung 52 angeordnet, die den Führungsspalt 46 gegen den Leckagestrom 48 aus dem Hochdruckbereich 26 abdichtet.
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Weiter ist als zweite Barriere 54 eine niederdruckseitige Dichtanordnung 56 vorgesehen, die den Führungsspalt 46 gegen den Leckagestrom 48 aus dem Niederdruckbereich 36 abdichtet.
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Obwohl in 1 sowohl die hochdruckseitige Dichtanordnung 52 als auch die niederdruckseitige Dichtanordnung 56 gezeigt sind, ist es auch möglich, lediglich die hochdruckseitige Dichtanordnung 52 zum Abdichten gegen einen Leckagestrom 48 aus dem Hochdruckbereich 26 vorzusehen.
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Das Vorsehen von Dichtanordnungen im Allgemeinen zum Abdichten des Führungsspaltes 46 gegen einen Leckagestrom 48 ist bereits bekannt. Die bekannten Anordnungen haben jedoch den Nachteil, dass eine Vermischung von beidseitig an den Dichtanordnungen anstehenden Medien im Bereich einer Dichtkante von Stangendichtungen entstehen kann, da der Kolben 22 das sich in einem Raum 57 zwischen den Dichtkanten sammelnde Mediengemisch bei Bewegung in beide Richtungen verschleppt.
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Daher wird gemäß der Anordnung in 1 die Barrierewirkung sowohl der ersten Barriere 50 als auch der zweiten Barriere 54 in einem ersten Schritt erhöht, indem jeweils wenigstens zwei Hochdruckdichtkanten 58 bzw. zwei Niederdruckdichtkanten 60 verwendet werden. Das bedeutet, es werden jeweils wenigstens zwei Dichtungen gegen das jeweilige Fluidmedium 28, 38 eingesetzt in Form von jeweils einer äußeren primären Dichtkante 62 und einer inneren sekundären Dichtkante 64. Es ist auch möglich, statt der wie in 1 gezeigten zwei Dichtkanten 62, 64 noch mehr Dichtkanten vorzusehen.
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Um bereits ein Verschleppen des jeweiligen Fluidmediums 28, 38 zwischen den jeweiligen Dichtkanten 62, 64 weitgehend zu vermeiden, sind die Dichtkanten 62, 64 mit einem Abstand 66 einer Mindestgröße nebeneinander angeordnet. Die Mindestgröße bestimmt sich dabei über eine Hublänge 68 des Kolbens 22. Der Abstand 66 ist vorteilhaft größer als die Hublänge 68, wodurch die jeweils äußere primäre Dichtkante 62 nicht in Kontakt kommt mit einem Bereich einer Kolbenoberfläche 70, die von der jeweiligen inneren sekundären Dichtkante 64 überstrichen wird. Folglich kommt die innere sekundäre Dichtkante 64 jeweils auch nicht in Kontakt mit dem jeweiligen Schmierfilm aus dem Hochdruckbereich 26 bzw. dem Niederdruckbereich 36.
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Sind in der hochdruckseitigen Dichtanordnung 52 bzw. in der niederdruckseitigen Dichtanordnung 56 mehr als zwei Dichtkanten 62, 64 vorgesehen, bestimmt sich der Mindestabstand 66 durch die beiden jeweils am nächsten liegenden Dichtkanten.
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Auch der Abstand 66 einer Hochdruckdichtkante 58, die benachbart ist zu einer Niederdruckdichtkante 60 ist vorteilhaft größer als die Hublänge 68 des Kolbens 22.
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Die jeweiligen Dichtkanten 62, 64 sind jeweils als Dichtlippen ausgebildet, um so den jeweiligen Leckagestrom 48 von der Kolbenoberfläche 70 abzustreifen und somit die Barrierewirkung der hochdruckseitigen Dichtanordnung 52 bzw. der niederdruckseitigen Dichtanordnung 56 zu erhöhen.
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Die Dichtkanten 62, 64 wirken als Abstreifer und lassen nur einen sehr geringen Schmierfilm in Längsrichtung 44, der Bewegungsrichtung des Kolbens 58, zu. Das Verschleppen und Vermischen beider Fluidmedien 28, 38 in einem Raum 75 zwischen den inneren sekundären Dichtkanten 64 ist deshalb stark vermindert bis unterbunden.
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Trotz der hohen Barrierewirkung der hochdruckseitigen Dichtanordnung 52 bzw. der niederdruckseitigen Dichtanordnung 56 kann dennoch jeweiliger Leckagestrom 48 aus dem Hochdruckbereich 26 bzw. dem Niederdruckbereich 36 an der Kolbenoberfläche 70 unter Ausnutzung von Rautiefen „entlangkriechen“ und somit zu einer Vermischung des ersten Fluidmediums 28 – Kraftstoff 14 – und des zweiten Fluidmediums 38 – Motoröl 40 – führen.
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Um diesem Effekt entgegen zu wirken, wird nun in der hochdruckseitigen Dichtanordnung 52 ein druckentlasteter Hochdruckzwischenraum 76 angeordnet. Druckentlastet bedeutet, dass der Druck in dem Hochdruckzwischenraum 76 niedriger ist, als auf der Seite des ersten Fluidmediums 28 im Hochdruckbereich 26 und zwar vorzugsweise unter jedem Lastpunkt eines Triebwerkes der Hochdruckpumpe 10. In diesen Hochdruckzwischenraum 26 kann der Leckagestrom 48 der äußeren primären Dichtkante 62 gelangen und von dort abgeführt werden.
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Entsprechend weist die niederdruckseitige Dichtanordnung 56 einen Niederdruckzwischenraum 78 auf, von dem Leckagestrom 48 aus dem Niederdruckbereich 36 abgeführt werden kann.
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Sowohl der Hochdruckzwischenraum 76 als auch der Niederdruckzwischenraum 78 sind jeweils zwischen der äußeren primären Dichtkante 62 und der inneren sekundären Dichtkante 64 angeordnet. Das erste Fluidmedium 28 kann aus dem Hochdruckzwischenraum 76 in den Ursprungs-Fluidkreislauf 30, nämlich den Kraftstoffkreislauf 32, zurückgeführt werden. Gleichzeitig kann das zweite Fluidmedium 38 aus dem Niederdruckzwischenraum 78 in den Ursprungs-Fluidmediumskreislauf 30, nämlich den Motorölkreislauf 42, zurückgeführt werden. Dazu führen jeweils Leitungen 79 von dem Hochdruck- bzw. Niederdruckzwischenraum 76, 78 zum jeweiligen Ursprungs-Fluidmediumskreislauf 30 durch das Pumpengehäuse 18.
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In 2 ist eine entsprechende Anordnung gezeigt, bei der die hochdruckseitige Dichtanordnung 52 und die niederdruckseitige Dichtanordnung 56 nicht nur zwei Dichtkanten 62, 64, sondern jeweils vier Dichtkanten aufweisen.
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Um das jeweilige Fluidmedium 28, 38 aus dem Hochdruckzwischenraum 76 bzw. aus dem Niederdruckzwischenraum 78 besonders einfach abführen zu können, ist eine Drucksenkeinrichtung 80 vorgesehen. Diese kann als eine einzige Drucksenkeinrichtung 80 ausgebildet sein, die beide Zwischenräume 76, 78 mit einem Unterdruck beaufschlagt, es ist jedoch auch möglich, wie in 1 bis 4 gezeigt, für den Hochdruckzwischenraum 76 und den Niederdruckzwischenraum 78 jeweils ein eigenes Hilfsaggregat 82, beispielsweise jeweils eine Pumpe 84, vorzusehen.
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Als Hilfsaggregat 82 können beispielsweise Pumpen 84 vorgesehen sein, die bereits in dem Kraftstoffeinspritzsystem 16 vorgesehen sind. Dies können beispielsweise eine Kraftstoffvorförderpumpe 86 bzw. eine Kurbelgehäuseentlüftungspumpe 88 sein. Dies ist beispielsweise in 1 und 2 dargestellt.
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Alternativ können auch Hilfsaggregate 82 verwendet werden, die zum Zweck der Druckentlastung der Zwischenräume 76, 78 in das Kraftstoffeinspritzsystem 16 integriert werden. Beispielsweise, wie in 3 gezeigt, ist dies eine Venturi-Düse 90 in einem Kraftstoffzulauf 92 der Hochdruckpumpe 10.
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4 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Hochdruckpumpe 10.
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Hier ist in der Führungsbohrung 20 ein zusätzliches Dichtungsgehäuse 94 angeordnet, das die hochdruckseitige Dichtanordnung 52 und die niederdruckseitige Dichtanordnung 56 aufweist. Das Dichtungsgehäuse 94 kann außerhalb des Pumpengehäuses 18 montiert werden und dann nachträglich in die Führungsbohrung 20 eingefügt werden. Somit ist eine optimierte Montage der Baugruppe insgesamt möglich. Das Dichtungsgehäuse 94 weist eine Gehäusewand 96 mit integrierten Öffnungen 98 auf, mit denen der Hochdruckzwischenraum 76 bzw. der Niederdruckzwischenraum 78 mit einer Umgebung 100 bzw. einem jeweiligen zugeordneten Hilfsaggregat 82, beispielsweise über Leitungen 79, verbunden werden kann. An der Gehäusewand 96 gerichtet zu dem Kolben 22 sind die hochdruckseitige Dichtanordnung 76 und die niederdruckseitige Dichtanordnung 78 angeordnet.
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Beispielsweise können die hochdruckseitige Dichtanordnung 76 bzw. die niederdruckseitige Dichtanordnung 78 integral mit der Gehäusewand 96 gebildet sein, z.B. indem sie aus einem Elastomer 102 gebildet und an die Gehäusewand 96 anvulkanisiert sind. Es ist auch möglich, lediglich eine der beiden Dichtanordnungen 56, 58, beispielsweise die ölseitige niederdruckseitige Dichtanordnung 56 aus dem Elastomer 102 zu bilden und an die Gehäusewand 96 anzuvulkanisieren.
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Weiter ist es auch möglich, zu den beiden Dichtanordnungen 52, 56 eine weitere Dichtanordnung aus dem Elastomer 102 zu bilden, um so eine dritte Barriere in dem Dichtungsgehäuse 94 vorzusehen.
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Insgesamt wird demgemäß eine Anordnung beschrieben, welche es ermöglicht, die Vermischung von anstehenden Fluidmedien 28, 38 wirkungsvoll zu minimieren.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Hochdruckpumpe
- 12
- Kolbenpumpe
- 14
- Kraftstoff
- 16
- Kraftstoffeinspritzsystem
- 18
- Pumpengehäuse
- 20
- Führungsbohrung
- 22
- Kolben
- 24
- erste Seite
- 26
- Hochdruckbereich
- 28
- erstes Fluidmedium
- 30
- Ursprungs-Fluidmediumskreislauf
- 32
- Kraftstoffkreislauf
- 34
- zweite Seite
- 36
- Niederdruckbereich
- 38
- zweites Fluidmedium
- 40
- Motoröl
- 42
- Motorölkreislauf
- 44
- Längsrichtung
- 46
- Führungsspalt
- 48
- Leckagestrom
- 50
- erste Barriere
- 52
- hochdruckseitige Dichtanordnung
- 54
- zweite Barriere
- 56
- niederdruckseitige Dichtanordnung
- 57
- Raum zwischen Dichtkanten
- 58
- Hochdruckdichtkante
- 60
- Niederdruckdichtkante
- 62
- äußere primäre Dichtkante
- 64
- innere sekundäre Dichtkante
- 66
- Abstand
- 68
- Hublänge
- 70
- Kolbenoberfläche
- 75
- Raum zwischen inneren Dichtkanten
- 76
- Hochdruckzwischenraum
- 78
- Niederdruckzwischenraum
- 79
- Leitung
- 80
- Drucksenkeinrichtung
- 82
- Hilfsaggregat
- 84
- Pumpe
- 86
- Kraftstoffvorförderpumpe
- 88
- Kurbelgehäuseentlüftungspumpe
- 90
- Venturi-Düse
- 92
- Kraftstoffzulauf
- 94
- Dichtungsgehäuse
- 96
- Gehäusewand
- 98
- Öffnung
- 100
- Umgebung
- 102
- Elastomer
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006055298 A1 [0006]
