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Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit einem Niederdruckdämpfer.
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Kraftstoffhochdruckpumpen in Kraftstoffeinspritzsystemen werden dazu verwendet, einen Kraftstoff mit einem hohen Druck zu beaufschlagen, wobei der Druck beispielsweise bei Benzin-Brennkraftmaschinen im Bereich 250 bar bis 400 bar und bei Diesel-Brennkraftmaschinen im Bereich von 2000 bar bis 2500 bar liegt. Je höher der Druck, der in dem jeweiligen Kraftstoff erzeugt werden kann, desto geringer sind Emissionen, die während der Verbrennung des Kraftstoffes in einer Brennkammer entstehen, was insbesondere vor dem Hintergrund vorteilhaft ist, dass eine Verringerung von Emissionen immer stärker gewünscht wird.
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Um die hohen Drücke in dem jeweiligen Kraftstoff erzielen zu können, weist die Kraftstoffhochdruckpumpe einen Hochdruckraum auf, in dem sich üblicherweise ein Pumpenkolben translatorisch bewegt und so einen in dem Hochdruckraum befindlichen Kraftstoff periodisch verdichtet und entspannt.
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Durch diese periodische Verdichtung entstehen insbesondere in einem Niederdruckbereich, das heißt dem Bereich, der dem Hochdruckraum in Strömungsrichtung des Kraftstoffes vorgelagert ist, unerwünschte Druckpulsationen. Daher ist üblicherweise in dem Niederdruckbereich ein Niederdruckdämpfer vorgesehen, der Druckpulsationen abdämpft, die bei einem Pumpzyklus in dem Hochdruckraum und dem Niederdruckbereich entstehen können. Der Niederdruckdämpfer kann beispielsweise mit einer Vorförderpumpe bzw. einem Fluidtank zur hydraulischen Kommunikation gekoppelt sein.
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Druckpulsationen in dem Niederdruckbereich haben unter anderem den Nachteil, dass sie beispielsweise über dünnwandige Bauteile als Körperschall in die Umgebung abgegeben werden.
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Herkömmliche Niederdruckdämpfer sind aus einem Gehäuse aufgebaut, in dem Dämpfungselemente angeordnet sind, und über einen Dämpferdeckel verschlossen. Ein derart gebildeter Niederdruckdämpfer mit eigenem Gehäuse und Dämpferdeckel wird dann an einem Pumpengehäuse der Kraftstoffhochdruckpumpe befestigt, beispielsweise durch Schweißung. Der an dem Gehäuse des Niederdruckdämpfers befestigte Dämpferdeckel wird über die auftretenden Druckpulsationen während des Pumpzyklus ebenfalls belastet. Die dadurch auftretenden Zugspannungsspitzen können bei ungünstiger Konstruktion und Dimensionierung des Dämpferdeckels zu einem Bruch sowohl bei der Schweißnaht, als auch bei dem Dämpferdeckel selbst führen. Dies kann im ungünstigsten Fall zur externen Leckage von Kraftstoff führen, und sollte nach Möglichkeit vermieden werden. Zusätzlich ist es gewünscht, den Dämpferdeckel flexibel auszugestalten, um verschiedene Anforderungen bezüglich Orientierung, Anschlussdesign, Anschlussposition und akustische Optimierung zu erfüllen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine im Vergleich zu dem bisherigen Design in dieser Hinsicht verbesserte Kraftstoffhochdruckpumpe mit einem Niederdruckdämpfer vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe 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 Kraftstoffhochdruckpumpe weist einen in einem Pumpengehäuse ausgebildeten Hochdruckraum zum Beaufschlagen eines Kraftstoffes mit Hochdruck und einen Niederdruckbereich auf, über den mit Hochdruck zu beaufschlagender Kraftstoff dem Hochdruckraum zugeleitet wird. In dem Niederdruckbereich ist ein Niederdruckdämpfer zum Abdämpfen von bei einem Pumpzyklus in dem Hochdruckraum und dem Niederdruckbereich entstehenden Druckpulsationen angeordnet. Der Niederdruckdämpfer weist ein Aufnahmevolumen zum Aufnehmen von Dämpfungselementen und einen Abdeckbereich zum Verschließen des Aufnahmevolumens auf. Das Aufnahmevolumen und der Abdeckbereich sind rotationssymmetrisch um eine Rotationsachse des Niederdruckdämpfers ausgebildet, wobei das Aufnahmevolumen und der Abdeckbereich gemeinsam durch ein einstückig ausgebildetes Deckelelement ausgebildet sind, das direkt an dem Pumpengehäuse befestigt ist.
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Bei bisherigen Niederdruckdämpfern wurde eine Dämpferbaugruppe verwendet, die aus dem eigenen Gehäuse für den Niederdruckdämpfer, einem extra Dämpferdeckel, mehreren Dämpfungselementen innerhalb des Dämpfergehäuses und insbesondere aus Dichtungselementen, wie beispielsweise O-Ringen, aufgebaut war. Diese Dämpferbaugruppe hat jedoch den Nachteil, dass die einzelnen Elemente die nun gestiegenen Dauerfestigkeitsanforderungen über die Pumpenlebenszeit nicht mehr erfüllen können. Daher wird nun vorgeschlagen, statt mehrerer einzelner Elemente des Niederdruckdämpfers, die zusammengesetzt und dann an dem Pumpengehäuse befestigt werden, ein einziges, integral ausgebildetes Deckelelement zu verwenden, das direkt an dem Pumpengehäuse befestigt ist.
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Dies hat den Vorteil, dass die Konstruktion des Niederdruckdämpfers deutlich stabiler ist als zuvor und dadurch eine verbesserte Dauerfestigkeit erzielt werden kann. Zusätzliche Vorteile bei der optimierten Konstruktion sind die Reduktion von Bauteilen, eine insgesamt verbesserte Akustik, und die Reduktion von Montagekosten. Weiter können, da die Befestigung direkt an dem Pumpengehäuse erfolgt, Dichtungselemente entfallen. Ein weiterer Vorteil eines solchen Dämpferdeckels besteht darin, dass eine große Variabilität bezüglich Orientierung, Anschlussdesign und Anschlussposition mit einem einzigen Element erfüllt werden kann.
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Vorzugsweise ist der Abdeckbereich des Deckelelements im Wesentlichen senkrecht zu der Rotationsachse angeordnet, wobei das Deckelelement insbesondere eine Abstützwand aufweist, die zusammen mit einem Gehäusebereich des Pumpengehäuses das Aufnahmevolumen definiert. Die Abstützwand ist im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse angeordnet. Das Deckelelement weist daher zwei Bereiche auf, die jeweils die Funktion des in den alten Designs vorhandenen Dämpferdeckels bzw. Gehäuses erfüllen. Dabei übernimmt der Abdeckbereich im Wesentlichen die Funktion des ursprünglichen Dämpferdeckels, während die Abstützwand die Funktion des ursprünglichen Dämpfergehäuses übernimmt. Die beiden Bereiche des Deckelelementes sind jedoch integral als ein einziges Element ausgebildet, sodass sie sich bei Belastungen nicht voneinander lösen können. Um das Aufnahmevolumen zu definieren, in dem die Dämpfungselemente aufgenommen sind, wird ein Gehäusebereich des Pumpengehäuses herangezogen, das den Niederdruckdämpfer gegenüberliegend zu dem Abdeckbereich verschließt.
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Vorteilhaft weist die Abstützwand des Deckelelementes einen Schweißbereich und einen Dämpfungselementaufnahmebereich auf, wobei der Schweißbereich über eine Schweißnaht mit dem Pumpengehäuse verbunden ist. Dadurch wird eine besonders dichte Verbindung zwischen Pumpengehäuse und dem Deckelelement realisiert, sodass auf weitere Dichtungselemente, wie beispielsweise die üblichen O-Ringe, verzichtet werden kann.
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Vorteilhaft ist eine Wandstärke der Abstützwand in dem Dämpfungselementaufnahmebereich dicker ausgebildet als in dem Schweißbereich. Die Wandstärke in dem Dämpfungselementaufnahmebereich bewegt sich dabei vorzugsweise zwischen 1 mm und 1,2 mm, während sich die Wandstärke in dem Schweißbereich vorteilhaft zwischen 0,4 mm und 0,9 mm bewegt. Dadurch ist vorteilhaft eine Abstufung zwischen Schweißbereich und Dämpfungselementaufnahmebereich gebildet, die beispielsweise sowohl an einer Außenfläche des Deckelelementes, als auch an einer Innenfläche des Deckelelementes angeordnet sein kann. Dies hat den Vorteil, dass Belastungen an einer Schweißnaht minimiert werden können und ein energieoptimierter Schweißprozess möglich ist. Daher ist das Deckelelement verdünnt an dem Bereich, an dem es direkt an dem Pumpengehäuse durchgeschweißt ist. Die Verdünnung ist dabei sowohl von innen, als auch von außen möglich. Eine optimale Wandstärke liegt zwischen 0,4 mm und 0,9 mm und ermöglicht eine optimale Schweißung und eine optimale Reduzierung der Schweißnahtbelastung.
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Die Wandstärke des Deckelelementes in dem Abdeckbereich liegt vorteilhaft zwischen 1 mm und 1,4 mm.
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Wenn das Deckelelement „direkt“ an dem Pumpengehäuse befestigt ist, bedeutet dies, dass außer einer Schweißnaht kein Element zwischen dem Pumpengehäuse und dem Deckelelement angeordnet ist, insbesondere kein Dichtelement, das das Aufnahmevolumen des Niederdruckdämpfers zur Umgebung hin abdichtet.
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Vorteilhaft weist das Pumpengehäuse an dem das Aufnahmevolumen mitdefinierenden Gehäusebereich einen sich parallel zu der Rotationsachse erstreckenden Schweißvorsprung auf, der insbesondere von dem Schweißbereich der Abstützwand umgriffen wird. Wenn der verdünnte Schweißbereich der Abstützwand den Schweißvorsprung des Pumpengehäuses umgreift, kann sich der Schweißvorsprung beispielsweise an dem Dämpfungselementaufnahmebereich abstützen, sodass eine einfache Montage durch Auflegen des Deckelelementes auf den Gehäusebereich des Pumpengehäuses und nachfolgendes Anschweißen möglich wird.
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In dem Aufnahmevolumen ist als Dämpfungselement wenigstens eine Dämpferkapsel angeordnet. Bevorzugt sind jedoch wenigstens zwei Dämpferkapseln in dem Aufnahmevolumen angeordnet. Dämpferkapseln weisen in ihrem Inneren ein Gasvolumen auf, das komprimierbar ist, sodass sich die Dämpferkapseln bei einer Druckbeaufschlagung verformen und so Druckpulsationen abfangen können. Je mehr Dämpferkapseln in dem Aufnahmevolumen angeordnet sind, umso besser ist die Dämpfungswirkung des Niederdruckdämpfers insgesamt.
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Vorteilhaft sind in dem Aufnahmevolumen zwei Abstandshalter für die wenigstens eine Dämpferkapsel angeordnet, wobei einer der Abstandshalter zwischen der Dämpferkapsel und dem Pumpengehäuse im Schweißbereich des Deckelelementes angeordnet ist. Dabei stützt sich der Abstandshalter insbesondere an einer Anlagefläche des Pumpengehäuses ab. Ein weiterer der beiden Abstandshalter kann beispielsweise einen Abstand zwischen der Dämpferkapsel und dem Abdeckbereich des Deckelelementes bilden. Sind mehr als eine Dämpferkapsel in dem Aufnahmevolumen vorgesehen, sind weitere Abstandshalter insbesondere zwischen den einzelnen Dämpferkapseln angeordnet. Die Abstandshalter können beispielsweise als Abstandshülsen ausgebildet sein.
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In besonders bevorzugter Ausführungsform weist der Abdeckbereich des Deckelelementes mehrere Versteifungsrippen auf, wobei insbesondere drei bis acht Versteifungsrippen vorgesehen sind. Die Versteifungsrippen erstrecken sich dabei symmetrisch von der Abstützwand in Richtung eines auf der Rotationsachse liegenden Mittelpunkts des Abdeckbereiches und insbesondere bis zu dem Mittelpunkt hin. Durch die Versteifungsrippen, deren Anzahl variieren kann, kann steigenden Anforderungen bezüglich Akustik und Druck begegnet werden. Gleichzeitig kann die Materialdicke und damit die Wandstärke des Deckelelementes insgesamt geringer als üblich sein, was zu Materialeinsparungen führt, wobei dennoch eine erhöhte Steifigkeit realisiert werden kann. Die erhöhte Steifigkeit führt zu einer geringeren Wahrscheinlichkeit, dass sich das Deckelelement im Betrieb unter Druck abhebt, und vergrößert somit die Dauerfestigkeit bezüglich der Druckpulsation. Außerdem ist die Steifigkeit stark mit dem akustischen Verhalten des Deckelelementes verbunden. Je steifer das Deckelelement ist, desto höher ist die Frequenz der sogenannten „Breathing-Modes“ des Deckels.
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Vorzugsweise weist der Abdeckbereich eine von dem Aufnahmevolumen weggewölbte, sich symmetrisch um den Mittelpunkt des Abdeckbereiches wölbende Wölbfläche auf. Durch die Wölbfläche in dem Abdeckbereich kann das Deckelelement vorteilhaft stabiler gegen Druckpulsationen ausgebildet werden als bei einer ausschließlich ebenen Fläche des Abdeckbereiches.
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Die Wölbfläche ist vorzugsweise derart von der Abstützwand zum Mittelpunkt des Abdeckbereiches hin beabstandet, dass sich eine senkrecht und symmetrisch zu der Rotationsachse angeordnete, ebene Ringfläche zwischen Abstützwand und Wölbfläche bildet. Durch die ebene Ringfläche kann vorteilhaft innerhalb des Deckelelementes, das heißt in dem Aufnahmevolumen, ein Bereich gebildet werden, an dem sich beispielsweise die Dämpferkapseln und/oder die Abstandshalter abstützen können. Gleichzeitig wird durch das Vorsehen unterschiedlich ausgerichteter Flächen an dem Abdeckbereich dieser Abdeckbereich grundsätzlich verstärkt.
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In vorteilhafter Ausgestaltung erstrecken sich die Versteifungsrippen zum Versteifen des Deckelelementes sowohl über die Wölbfläche, als auch die Ringfläche bis zu dem Bereich, in dem der Abdeckbereich in die Abstützwand übergeht.
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Vorteilhaft weist der Abdeckbereich unmittelbar um den Mittelpunkt herum eine symmetrisch zu der Rotationsachse ausgebildete ebene Flachfläche auf. „Eben“ bedeutet hier, dass der Abdeckbereich im Gegensatz zu der Wölbfläche ungewölbt sein soll. Die Flachfläche ist vorzugsweise parallel zu der Ringfläche und senkrecht zu der Rotationsachse angeordnet. In besonders bevorzugter Ausgestaltung sind die Versteifungsrippen auf der Flachfläche von der Wölbfläche ausgehend auslaufend ausgebildet. Damit erstrecken sich die Versteifungsrippen vorteilhaft über den gesamten Abdeckbereich und versteifen diesen.
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Vorzugsweise ist ein entlang der Rotationsachse zentral um einen Mittelpunkt des Abdeckbereiches verlaufender Zulaufanschluss für Kraftstoff ausgebildet. In dieser Ausführungsform ist der Zulaufanschluss somit mittig an dem Deckelelement bzw. an dem Abdeckbereich ausgebildet.
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In einer alternativen Ausführungsform ist ein sich über die Abstützwand und den Abdeckbereich erstreckender, senkrecht zu der Rotationsachse angeordneter Zulaufanschluss für Kraftstoff ausgebildet. In dieser Ausführungsform ist der Zulaufanschluss somit seitlich bzw. radial an dem Deckelelement angeordnet.
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Zur Minimierung von Spannungen sind die Radien der Versteifungsrippen vorzugsweise möglichst groß ausgeführt. Dabei ergibt das Verhältnis zwischen einem Winkel zwischen der Abstützwand und einer Versteifungsrippe und einem Radius der Versteifungsrippe ausgehend von dem Mittelpunkt des Abdeckbereiches die Gesamthöhe der Versteifungsrippe. Bei einer zu niedrig eingestellten Versteifungsrippe ist die Versteifung der Konstruktion nicht ganz optimal. Bei einer zu hoch eingestellten Versteifungsrippe ist es insgesamt schwierig, das Bauteil herzustellen. Daher ist ein Kompromiss zwischen Steifigkeit, Herstellbarkeit und Gesamthöhe des Deckelelementes angestrebt. Es ist wünschenswert, wenn sich der Winkel zwischen Abstützwand und Versteifungsrippe dabei in einem Bereich von 5° bis 45°, insbesondere 20° bis 35°, mehr insbesondere 25°, bewegt. Sinnvolle Radien der Versteifungsrippe ausgehend von dem Mittelpunkt des Abdeckbereiches bewegen sich dabei zwischen 2 mm und 10 mm, vorteilhaft zwischen 3 mm und 6 mm, insbesondere bei 4 mm.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Kraftstoffhochdruckpumpe mit einem Niederdruckdämpfer;
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2 eine Längsschnittansicht der Kraftstoffhochdruckpumpe aus 1;
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3 eine Detailansicht des Niederdruckdämpfers an der Kraftstoffhochdruckpumpe in 2, der als integrales Deckelelement mit Abdeckbereich und Abstützwand ausgebildet ist;
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4 eine Detailansicht auf die Abstützwand aus 3;
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5a)–f) perspektivische Ansichten auf den Niederdruckdämpfer aus 1 von oben, wobei die dargestellten Ausführungsformen eine unterschiedliche Anzahl an Versteifungsrippen aufweisen, welche sich bis zu einer Flachfläche des Abdeckbereiches erstrecken;
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6 eine alternative Ausführungsform des Niederdruckdämpfers aus 1 in einer perspektivischen Ansicht von oben, wobei sich die Versteifungsrippen bis zu einem Mittelpunkt des Abdeckbereiches erstrecken;
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7 eine perspektivische Detailansicht des Niederdruckdämpfers aus 1 von der Seite;
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8 eine perspektivische Darstellung eines Niederdruckdämpfers mit einem Zulaufanschluss für Kraftstoff in einer ersten Ausführungsform; und
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9 eine perspektivische Darstellung eines Niederdruckdämpfers mit einem Zulaufanschluss für Kraftstoff in einer zweiten Ausführungsform.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Kraftstoffhochdruckpumpe 10, wie sie beispielsweise in einem Kraftstoffeinspritzsystem verwendet wird. 2 zeigt eine entsprechende Längsschnittdarstellung der Kraftstoffhochdruckpumpe 10.
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In einem Pumpengehäuse 12 der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 ist ein Hochdruckraum 14 vorhanden, in dem ein Kraftstoff 16 über einen Pumpenkolben 18 mit Hochdruck beaufschlagt wird.
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Nachdem der Kraftstoff 16 mit Hochdruck beaufschlagt worden ist, wird er über einen in dem Pumpengehäuse 12 angeordneten Auslassanschluss 20 aus der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 ausgelassen, um dann zu Elementen weitergeleitet zu werden, die in Strömungsrichtung des Kraftstoffes 16 der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 nachgelagert sind.
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Dem Hochdruckraum 14 wird aus einem Niederdruckbereich 22 der Kraftstoff 16 zugeführt, wobei zwischen Hochdruckraum 14 und Niederdruckbereich 22 ein in der vorliegenden Ausführungsform aktives Einlassventil 24 angeordnet ist. In Strömungsrichtung des Kraftstoffes 16 vor dem Hochdruckraum 14 ist an dem Pumpengehäuse 12 ein Niederdruckdämpfer 26 angeordnet, der als einstückiges Deckelelement 28 ausgebildet ist. Das Deckelelement 28 ist direkt an dem Pumpengehäuse 12 befestigt, das heißt es befinden sich keinerlei Elemente, wie beispielsweise Abdichtungsringe, zwischen Pumpengehäuse 12 und Deckelelement 28. Der Niederdruckdämpfer 26 ist rotationssymmetrisch um eine Rotationsachse 40 gebildet, die sich parallel zu der Bewegungsachse des Pumpenkolbens 18 erstreckt.
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Das Deckelelement 28 definiert gemeinsam mit einem oberen Gehäusebereich 30 des Pumpengehäuses 12 ein Aufnahmevolumen 32 des Niederdruckdämpfers 26, in dem ein Dämpfungselement 34 in Form einer Dämpferkapsel 36 aufgenommen ist. Die Dämpferkapsel 36 ist durch Abstandshalter 38, die ebenfalls in dem Aufnahmevolumen 32 angeordnet sind, von dem Gehäusebereich 30 des Pumpengehäuses 12 beabstandet gehalten. In der in 2 gezeigten Ausführungsform ist lediglich eine Dämpferkapsel 36 in dem Aufnahmevolumen 32 angeordnet, es ist jedoch auch möglich, wie in den nachfolgenden Figuren gezeigt ist, mehrere Dämpferkapseln 36 in dem Aufnahmevolumen 32 vorzusehen.
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Der Niederdruckdämpfer 26 dämpft Druckpulsationen in dem Niederdruckbereich 22 ab, die entstehen, wenn sich der Pumpenkolben 18 in dem Hochdruckraum 14 translatorisch hin und her bewegt.
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Das Deckelelement 28 ist ein integral ausgebildetes Element, das einerseits einen Abdeckbereich 42 zum Verschließen des Aufnahmevolumens 32 nach oben hin, als auch eine Abstützwand 44 aufweist, mit der sich das Deckelelement 28 an dem Pumpengehäuse 12 abstützt. Der Abdeckbereich 42 ist dabei im Wesentlichen senkrecht zu der Rotationsachse 40, und die Abstützwand 40 im Wesentlichen parallel zu der Rotationsachse 40 angeordnet.
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3 zeigt eine größere Detailansicht des Deckelelementes 28 aus 2, wobei hier zwei Dämpferkapseln 36 angeordnet sind.
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Das Deckelelement 28 weist an der Abstützwand 44 einen Schweißbereich 46 und einen Dämpfungselementaufnahmebereich 48 auf. In dem Schweißbereich 46 ist das Deckelelement 28 über eine Schweißnaht 50 direkt mit dem Pumpengehäuse 12 verbunden, das heißt es sind keine weiteren Elemente zur Abdichtung zwischen Pumpengehäuse 12 und Deckelelement 28 außer der Schweißnaht 50 vorgesehen. In dem Dämpfungselementaufnahmebereich 48 sind die Dämpfungskapseln 36, gehaltert durch die Abstandshalter 38, zumindest bereichsweise aufgenommen.
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Eine Wandstärke WS der Abstützwand 44 ist in dem Dämpfungselementaufnahmebereich 48 dicker ausgebildet als in dem Schweißbereich 46. Dies ist in größerem Detail in 4 zu sehen. Damit ist die Abstützwand 44 in dem Schweißbereich 46 verdünnt ausgebildet, was ein prozessoptimiertes Schweißverfahren ermöglicht und die Schweißnahtbelastung reduziert. Eine sinnvolle Wandstärke WS in dem Schweißbereich 46 liegt dabei zwischen 0,4 mm und 0,9 mm, während eine Wandstärke WS in dem Dämpfungselementaufnahmebereich 48 in einem Bereich zwischen 1 mm und 1,4 mm liegt.
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Um einen leichteren Schweißprozess zu ermöglichen, weist das Pumpengehäuse 12 in dem Gehäusebereich 30, der gemeinsam mit dem Deckelelement 28 das Aufnahmevolumen 32 definiert, wie in 3 zu sehen ist, einen Schweißvorsprung 52 auf, der sich parallel zu der Rotationsachse 40 erstreckt. Dieser Schweißvorsprung 52 wird von dem Schweißbereich 46 der Abstützwand 44 umgriffen, sodass ein Schweißen von außen leichter möglich ist. Je nach Ausbildung kann sich der Schweißvorsprung 52 auch an einer Stufe 54 an einer Innenwand der Abstützwand 44 abstützen, die sich durch die unterschiedliche Wandstärke WS von Schweißbereich 46 und Dämpfungselementaufnahmebereich 48 ausbildet.
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Durch Bilden des Schweißvorsprungs 52 an dem Gehäusebereich 30 des Pumpengehäuses 12 bildet das Pumpengehäuse 12 eine Anlagefläche 56 aus, an der sich der untere Abstandshalter 38 abstützen kann.
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5 und 6 zeigen perspektivische Anschichten von oben auf verschiedene Ausführungsformen des Deckelelementes 28, wobei eine unterschiedliche Anzahl von Versteifungsrippen 58 vorgesehen ist. Die Abbildungen in 5a) bis 5f) unterscheiden sich dabei lediglich durch die Anzahl der Versteifungsrippen 58, die sinnvollerweise in einem Bereich von drei Versteifungsrippen 58 und acht Versteifungsrippen 58 liegt.
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In allen in 5 gezeigten Ausführungsformen weist das Deckelelement 28 in dem Abdeckbereich 42 eine sich symmetrisch um einen Mittelpunkt 60 des Abdeckbereiches 42 nach außen wölbende Wölbfläche 62 auf, die von der Abstützwand 44 zum Mittelpunkt 60 hin beabstandet ist, sodass sich um die Wölbfläche 62 herum eine Ringfläche 64 bildet, die eben gebildet ist und sich im Wesentlichen senkrecht zu der Rotationsachse 40 erstreckt. Weiterhin weist der Abdeckbereich 42 direkt um den Mittelpunkt 60 herum eine ebene Flachfläche 66 auf, die sich ebenfalls im Wesentlichen senkrecht zu der Rotationsachse 40 und parallel zu der Ringfläche 64 erstreckt.
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Dadurch, dass an dem Abdeckbereich 42 verschiedene Flächen 62, 64, 66 mit unterschiedlicher Ausrichtung sowie eine Mehrzahl an Versteifungsrippen 58 angeordnet sind, ist der Abdeckbereich 42 besonders steif und stabil ausgebildet. Dadurch kann hier die Wandstärke WS im Vergleich zu üblichen bei Niederdruckdämpfern 26 verwendeten Deckeln dünn ausgebildet sein und sich im Bereich von 1 mm bis 1,4 mm bewegen. Dennoch wird eine hohe Steifigkeit des Abdeckbereiches 42 und somit insgesamt des Deckelementes 28 erreicht.
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In den in 5 gezeigten Ausführungsformen erstrecken sich die Versteifungsrippen 58 ausgehend von der Abstützwand 44 in Richtung auf den Mittelpunkt 60 hin über die Ringfläche 64 und die Wölbfläche 62.
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In 6 ist eine alternative Ausführungsform gezeigt, bei der sich die Versteifungsrippen 58 zusätzlich auch über die Flachfläche 66 erstrecken und auf den Mittelpunkt 60 hin auslaufen.
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Bei den Versteifungsrippen 58 sollte jeweils auf ein optimales Verhältnis zwischen einem Winkel α zwischen der betrachteten Versteifungsrippe 58 und der Abstützwand 44 zu einem Radius R der Versteifungsrippe 58 ausgehend von dem Mittelpunkt 60 geachtet werden. Dieses Verhältnis ergibt die Gesamthöhe der Versteifungsrippe 58, wobei bei einer zu niedrig eingestellten Versteifungsrippe 58 die Versteifung nicht optimal ist. Eine zu hoch eingestellte Versteifungsrippe 58 dagegen ist kaum noch herstellbar. Optimale Werte für den Winkel α bewegen sich dabei im Bereich von 5° bis 45°, insbesondere 20° bis 35°, und ganz besonders um die 25°, wobei sich optimale Werte des Radius R zwischen 2 mm und 10 mm, insbesondere 3 mm und 6 mm, und besonders bevorzugt um die 4 mm bewegen.
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8 und 9 zeigen zwei mögliche Ausführungsformen, wie ein Zulaufanschluss 68 für Kraftstoff 16 an dem Deckelelement 28 angebracht sein kann.
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In einer ersten Ausführungsform, gezeigt in 8, ist der Zulaufanschluss 68 mittig an dem Abdeckbereich 42 und sich entlang der Rotationsachse 40 erstreckend angeordnet, das heißt er verläuft axial an dem Deckelelement 28.
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In einer alternativen Ausführungsform, gezeigt in 9, ist der Zulaufanschluss 68 dagegen radial, das heißt senkrecht zu der Rotationsachse 40 angeordnet.
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Insgesamt weist der Niederdruckdämpfer 26 daher eine optimierte Geometrie und ein optimiertes Layout auf, da statt mehrerer einzelner Elemente ein integral gebildetes Deckelelement 28 verwendet wird. Durch diese neue Lösung lässt sich unter gestiegenen akustischen und mechanischen Anforderungen ein kostengünstiger Dämpferdeckel realisieren. Im Vergleich zu dem alten Design kann dabei eine Spannungsreduktion von bis zu 100% und somit eine erhöhte Dauerfestigkeit realisiert werden.
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Gleichzeitig kann ein Abheben im Vergleich zu dem alten Design um 90% bis 100% reduziert werden, was mit einer Verringerung der Geräuschentwicklung einhergeht.
