DE102015226024A1 - Fluid pump, in particular high-pressure fuel pump - Google Patents

Fluid pump, in particular high-pressure fuel pump Download PDF

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Abstract

Eine Fluidpumpe (20), insbesondere Kraftstoff-Hochdruckpumpe, mit einem integrierten Membrandruckdämpfer (40) ist im Hinblick darauf, dass sie einerseits möglichst geringe Abmessungen aufweist und andererseits große Druckschwankungen ausgleichen kann, derart ausgestaltet und weitergebildet, dass der Membrandruckdämpfer (40) mindestens zwei voneinander getrennte Dämpferkammern (52, 54) aufweist.A fluid pump (20), in particular a high-pressure fuel pump, with an integrated diaphragm pressure damper (40) is designed and developed in such a way that it has at least two dimensions, on the one hand, as small as possible and on the other hand can compensate for large pressure fluctuations Having separate damper chambers (52, 54).

Description

Stand der Technik State of the art

Die Erfindung betrifft eine Fluidpumpe, insbesondere eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit einem integrierten Membrandruckdämpfer. The invention relates to a fluid pump, in particular a high-pressure fuel pump with an integrated diaphragm pressure damper.

Eine Fluidpumpe der eingangs genannten Art ist aus der DE 10 2004 002 489 B4 bekannt und kommt beispielsweise bei Brennkraftmaschinen mit Kraftstoff-Direkteinspritzung zum Einsatz. Bei derartigen Brennkraftmaschinen wird der Kraftstoff von der Fluidpumpe auf einen hohen Druck komprimiert und in eine Kraftstoff-Sammelleitung ("rail") gefördert. Von dieser gelangt der Kraftstoff unter hohem Druck über Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen direkt in die Brennräume der Brennkraftmaschine. Die Fluidpumpe saugt den Kraftstoff über einen Einlass und ein Einlassventil in einen Förderraum an. Dieser wird von einem hin- und herbewegbaren Förderkolben begrenzt. Um Druckschwankungen in einer Kraftstoffleitung auszugleichen, die mit dem Einlass verbunden ist, ist ein Druckdämpfer vorgesehen. A fluid pump of the type mentioned is from the DE 10 2004 002 489 B4 known and used for example in internal combustion engines with direct fuel injection. In such internal combustion engines, the fuel is compressed by the fluid pump to a high pressure and conveyed into a fuel rail. From this, the fuel passes under high pressure via fuel injectors directly into the combustion chambers of the internal combustion engine. The fluid pump sucks the fuel via an inlet and an inlet valve into a delivery chamber. This is limited by a reciprocating delivery piston. To compensate for pressure fluctuations in a fuel line, which is connected to the inlet, a pressure damper is provided.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fluidpumpe der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie einerseits möglichst geringe Abmessungen aufweist und andererseits große Druckschwankungen ausgleichen kann. Object of the present invention is to provide a fluid pump of the type mentioned in such a way that on the one hand has the smallest possible dimensions and on the other hand can compensate for large pressure fluctuations.

Diese Aufgabe wird bei einer Fluidpumpe der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Membrandruckdämpfer mindestens zwei voneinander getrennte Dämpferkammern aufweist. This object is achieved in a fluid pump of the type mentioned above in that the diaphragm pressure damper has at least two mutually separate damper chambers.

Vorteile der Erfindung Advantages of the invention

Bei der erfindungsgemäßen Fluidpumpe wird bei einer kompakten Bauweise und in einer kostengünstigen Einheit ein vergleichsweise breiter Druckbereich an einlassseitigen und variablen Vordrücken abgedeckt, indem der Membrandruckdämpfer mindestens zwei voneinander getrennte Dämpferkammern aufweist. Aufgrund der zwei Dämpferkammern kann eine zweistufige Wirkungsweise mit einem vergleichsweise breiten Funktionsbereich erreicht werden. So lassen sich bei unterschiedlichen und beispielsweise variablen Vordrücken maximale Volumenaufnahmen zur Druckdämpfung realisieren. Dadurch ist die erfindungsgemäße Fluidpumpe flexibel und universell einsetzbar. Aufgrund der Ausgestaltung mit zwei Kammern ist eine kompakte, konstruktiv einfache und kostengünstige Bauweise verwirklicht. Eine Vergrößerung der Fluidpumpe oder eine Parallelschaltung mehrerer, baulich kompakter Druckdämpfer ist hiermit vermieden. In the case of the fluid pump according to the invention, in a compact design and in a cost-effective unit, a comparatively wide pressure range at inlet-side and variable front pressures is covered in that the diaphragm pressure damper has at least two mutually separate damper chambers. Due to the two damper chambers, a two-stage mode of action can be achieved with a comparatively broad functional range. Thus, for different and, for example, variable pre-pressures maximum volume recordings can be realized for pressure damping. As a result, the fluid pump according to the invention is flexible and universally applicable. Due to the design with two chambers a compact, structurally simple and inexpensive construction is realized. An enlargement of the fluid pump or a parallel connection of several, structurally compact pressure damper is hereby avoided.

Die Fluidpumpe kann als Kraftstoff-Hochdruckpumpe und insbesondere als Kolbenpumpe ausgebildet sein. Denkbar ist außerdem, dass der Membrandruckdämpfer als Metallmembrandämpfer ausgebildet ist. Die Dämpferkammern können jeweils ein abgeschlossenes Gasvolumen aufweisen. The fluid pump can be designed as a high-pressure fuel pump and in particular as a piston pump. It is also conceivable that the diaphragm pressure damper is designed as a metal diaphragm damper. The damper chambers can each have a closed gas volume.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Fluidpumpe sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous developments of the fluid pump according to the invention are specified in the subclaims.

Zunächst wird vorgeschlagen, dass der Membrandruckdämpfer mindestens drei Membrane aufweist und jede Dämpferkammer durch jeweils zwei der drei Membrane begrenzt ist. Hiermit ist eine konstruktiv einfache und zugleich stabile Ausgestaltung des Membrandruckdämpfers erreicht. Dabei ist denkbar, dass zumindest die den Membrandruckdämpfer nach außen hin begrenzenden Membrane einen zentralen und mit insbesondere konzentrischen Sicken versehenen Federabschnitt aufweisen, um bei Druckbeaufschlagung, insbesondere durch auf den Membrandruckdämpfer einwirkenden Druck, eine Verformung der Membran zu ermöglichen. Der Federabschnitt kann von einem planen und umlaufenden Randabschnitt umgeben sein. First, it is proposed that the diaphragm pressure damper has at least three diaphragms and each damper chamber is delimited by in each case two of the three diaphragms. Hereby, a structurally simple and at the same time stable design of the diaphragm pressure damper is achieved. It is conceivable that at least the diaphragms to the outside limiting diaphragm have a central and provided in particular concentric beads spring portion to allow pressurization, in particular by acting on the diaphragm pressure damper, a deformation of the membrane. The spring portion may be surrounded by a flat and circumferential edge portion.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Membrane umlaufend formschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Hiermit lassen sich die Membrane auf platzsparende und stabile Weise miteinander verbinden, ohne dass hierfür weitere Bauelemente erforderlich sind. Eine formschlüssige Verbindung kann durch Hintergriff von Membranen erreicht werden, beispielsweise durch "Umschlagen" von Membranabschnitten, wodurch andere Membrane ergriffen werden. Eine stoffschlüssige Verbindung von Membranen kann durch Schweißen, Löten oder Kleben erfolgen. Für eine besonders stabile Verbindung der Membrane ist eine Kombination aus formschlüssiger und stoffschlüssiger Verbindung denkbar. It is also proposed that the membranes are peripherally connected positively and / or cohesively with each other. Hereby, the membrane can be connected to each other in a space-saving and stable manner, without the need for further components. A positive connection can be achieved by grasping membranes, for example by "turning over" membrane sections, whereby other membranes are grasped. A cohesive connection of membranes can be done by welding, soldering or gluing. For a particularly stable connection of the membrane, a combination of form-fitting and cohesive connection is conceivable.

Im Konkreten können die Membrane an deren Randabschnitten miteinander verbunden sein. Damit ist eine einfache Fertigung des Membrandruckdämpfers möglich. Zudem wirken die Membrane, vom Verbindungsbereich abgesehen, über ihre ganze Fläche. Specifically, the membranes may be connected to each other at their edge portions. For a simple production of the diaphragm pressure damper is possible. In addition, the membranes, apart from the connection area, act over their entire area.

Um einen vergleichsweise breiten Druckbereich an Vordrücken abzudecken, ist es von Vorteil, wenn eine erste der Dämpferkammern eine geringere Steifigkeit als eine zweite der Dämpferkammern aufweist. Hiermit lässt sich die zweistufige Dämpfung gezielt abstimmen. Die erste Dämpferkammer kann im niederen Druckbereich wirken und in diesem Bereich ein hinreichendes Schluckvolumen bereitstellen, beispielsweise im Bereich von 0–2,5 bar. Die zweite Dämpferkammer kann ebenfalls bereits im niederen Druckbereich wirken, wenn auch in geringerem Maße als die erste Dämpferkammer. Die zweite Dämpferkammer wirkt insbesondere oberhalb des niederen Druckbereichs und stellt in diesem Bereich ein hohes Schluckvolumen bereit, insbesondere oberhalb von 2,5 bar. Die Steifigkeit einer Dämpferkammer kann durch deren als Abdichtfläche wirkende Membran und/oder durch das Medium der Dämpferkammer beeinflusst werden. Beispielsweise kann die Wandstärke der vorzugsweise aus Metall bestehenden Membran verändert werden, sodass diese beispielsweise konstruktiv "weich" ist. Zudem kann die Art und der Druck des vorzugsweise als Gas ausgeführten Füllmediums der gewünschten Steifigkeit entsprechend abgestimmt werden. In order to cover a comparatively wide pressure range on pre-pressures, it is advantageous if a first of the damper chambers has a lower rigidity than a second one of the damper chambers. Hereby, the two-stage damping can be tuned specifically. The first damper chamber can act in the low pressure range and provide a sufficient displacement in this area, for example in the range of 0-2.5 bar. The second damper chamber can also already act in the lower pressure range, albeit to a lesser extent than the first damper chamber. The second Damper chamber acts in particular above the low pressure range and provides in this area a high displacement, in particular above 2.5 bar. The rigidity of a damper chamber can be influenced by its membrane acting as a sealing surface and / or by the medium of the damper chamber. For example, the wall thickness of the membrane, which is preferably made of metal, can be changed so that it is structurally "soft", for example. In addition, the type and pressure of the preferably designed as a gas filling medium of the desired stiffness can be adjusted accordingly.

Denkbar ist weiter, dass die Dämpferkammern derart abgestimmt sind, dass bei Überschreiten eines ersten auf den Membrandruckdämpfer einwirkenden Druckschwellwertes sich die die erste Dämpferkammer begrenzenden Membrane aufeinander zu bewegen und bei Überschreiten eines zweiten auf den Membrandruckdämpfer einwirkenden Druckschwellwertes diese Membrane aneinander anliegen. Auf diese Weise kann zwischen den beiden Druckschwellwerten ganz gezielt ein Schluckvolumen zur Dämpfung von auf den Membrandruckdämpfer einwirkenden Drücken bereitgestellt werden. It is also conceivable that the damper chambers are tuned such that when a first pressure threshold value acting on the diaphragm damper is exceeded, the diaphragms delimiting the first damper chamber move toward one another and these diaphragms abut one another when a second pressure threshold value is exceeded on the diaphragm damper. In this way, a swallowing volume for damping pressures acting on the diaphragm pressure damper can be specifically provided between the two pressure threshold values.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass zumindest eine der Membrane, die eine der Dämpferkammern begrenzen, in der Dämpferkammer eine Schutzoberfläche oder ein Schutzelement aufweisen. Hiermit ist ein Verschleißschutz verwirklicht, sodass Beschädigungen durch Berührung der Membrane zwischeneinander weitestgehend vermieden sind. Zudem können Schutzoberfläche oder Stützelement für eine weitere Dämpfung sorgen, indem diese insbesondere bei schlagartigem Anstieg des auf den Membrandruckdämpfer einwirkenden Drucks das Auftreffen der Membrane aufeinander dämpfen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn Schutzoberfläche oder Schutzelement in der Dämpferkammer in einem Anlagebereich angeordnet sind, in dem sich die Membrane berühren können. Die Schutzoberfläche kann eine Oberflächenschicht einer Membran bilden. Bei dem Schutzelement kann es sich um ein Zusatzbauteil handeln. Denkbar ist die Verwendung von Gummierungen, Moosgummi, Schaumstoffen oder dergleichen. A further advantageous embodiment provides that at least one of the diaphragms delimiting one of the damper chambers has a protective surface or a protective element in the damper chamber. This wear protection is realized, so that damage caused by contact of the membrane between each other are largely avoided. In addition, the protective surface or support element can provide further damping by damping the impact of the membrane on one another, in particular in the event of a sudden increase in the pressure acting on the diaphragm pressure damper. It is expedient if protective surface or protective element are arranged in the damper chamber in a contact area in which the membrane can touch. The protective surface may form a surface layer of a membrane. The protective element may be an additional component. Conceivable is the use of rubbers, sponge rubber, foams or the like.

In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass die Membran, die die erste Dämpferkammer von der zweiten Dämpferkammer trennt, einen Durchgang aufweist, so dass die erste Dämpferkammer und die zweite Dämpferkammer strömungsverbunden sind. Hiermit ist die Fertigung des Membrandruckdämpfers vereinfacht, da lediglich ein Füllmedium (Gas) in den Membrandruckdämpfer eingebracht werden muss. Dabei herrschen in beiden Dämpferkammern gleiche Druckverhältnisse, sodass die die erste Dämpferkammer von der zweiten Dämpferkammer trennende Membran als mechanische Feder wirkt. Auch auf diese Weise lässt sich eine zweistufige Dämpfung erreichen. In a further development, it is proposed that the membrane which separates the first damper chamber from the second damper chamber has a passage, so that the first damper chamber and the second damper chamber are flow-connected. This simplifies the manufacture of the diaphragm pressure damper, since only one filling medium (gas) has to be introduced into the diaphragm pressure damper. In this case, equal pressure conditions prevail in both damper chambers, so that the membrane separating the first damper chamber from the second damper chamber acts as a mechanical spring. Also in this way a two-stage damping can be achieved.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Durchgang in einem Anlagebereich angeordnet ist, in dem zwei die Dämpferkammer begrenzende Membrane aneinander anliegen können, und dass der Durchgang durch Anliegen der Membrane aneinander verschließbar ist. Dadurch sind die Dämpferkammern nach Anliegen der Membrane nicht mehr miteinander strömungsverbunden und es können in den Dämpferkammern unterschiedliche Drücke des Füllmediums herrschen. Hiermit ist ebenfalls eine zweistufige Dämpfung realisiert. A further advantageous embodiment provides that the passage is arranged in a contact region, in which two diaphragms delimiting the damper chamber can abut each other, and that the passage can be closed to one another by contacting the diaphragm. As a result, the damper chambers are no longer in fluid communication with one another after the diaphragm has been in contact, and different pressures of the filling medium can prevail in the damper chambers. This is also a two-stage damping realized.

Alternativ hierzu ist denkbar, dass der Durchgang in der Membran, die die erste Dämpferkammer von der zweiten Dämpferkammer trennt außerhalb eines Anlagebereichs liegt, um unabhängig vom vorliegenden Betriebszustand eine Strömungsverbindung zwischen den Dämpferkammern herzustellen. Alternatively, it is conceivable that the passage in the membrane, which separates the first damper chamber from the second damper chamber outside of a contact area, to establish a flow connection between the damper chambers, regardless of the present operating state.

Im Konkreten kann der Membrandruckdämpfer an oder in einem Einlass der Fluidpumpe angeordnet sein und zur Dämpfung von einlassseitigen Druckschwankungen dienen. Auf diese Weise können einlassseitige Druckschwankungen reduziert oder sogar ausgeglichen werden, insbesondere in einer Niederdruckleitung oder in einem Niederdruckanschluss der Fluidpumpe. Specifically, the diaphragm pressure damper can be arranged on or in an inlet of the fluid pump and serve for damping inlet-side pressure fluctuations. In this way, inlet-side pressure fluctuations can be reduced or even compensated, in particular in a low-pressure line or in a low-pressure connection of the fluid pump.

Alternativ oder ergänzend kann ein Membrandruckdämpfer an oder in einem Auslass der Fluidpumpe angeordnet sein und zur Dämpfung von auslassseitigen Druckschwankungen dienen. Auch hiermit lassen sich Druckschwankungen ausgleichen, insbesondere in einer Hochdruckleitung oder einem Hochdruckanschluss der Fluidpumpe, der mit einer Kraftstoff-Sammelleitung ("rail") verbunden sein kann. Alternatively or additionally, a diaphragm pressure damper can be arranged on or in an outlet of the fluid pump and serve for damping outlet pressure fluctuations. This also makes it possible to compensate for pressure fluctuations, in particular in a high-pressure line or a high-pressure connection of the fluid pump, which can be connected to a fuel rail ("rail").

Ebenfalls denkbar ist die Ausgestaltung des Membrandruckdämpfers mit mehr als zwei voneinander getrennten Dämpferkammern, beispielsweise mit drei voneinander getrennten Dämpferkammern. In diesem Fall kann der Membrandruckdämpfer vier Membrane aufweisen und jede Dämpferkammer kann durch jeweils zwei der vier Membrane begrenzt sein. Also conceivable is the design of the diaphragm pressure damper with more than two mutually separate damper chambers, for example with three mutually separate damper chambers. In this case, the diaphragm pressure damper may have four diaphragms and each damper chamber may be delimited by two each of the four diaphragms.

Ferner wird vorgeschlagen, dass der Membrandruckdämpfer als Metallmembrandämpfer ausgebildet ist. Ferner ist denkbar, dass der Membrandruckdämpfer eine rotationssymmetrische Bauform aufweist. Auch eine nicht rotationssymmetrische Ausgestaltung des Membrandruckdämpfers ist denkbar. It is also proposed that the diaphragm pressure damper is designed as a metal diaphragm damper. Furthermore, it is conceivable that the diaphragm pressure damper has a rotationally symmetrical design. A non-rotationally symmetrical design of the diaphragm pressure damper is also conceivable.

Zeichnungen drawings

Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Hereinafter, particularly preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing show:

1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruck-Fluidpumpe; 1 a schematic representation of an internal combustion engine with a high-pressure fluid pump;

2 einen Teilschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Fluidpumpe von 1; 2 a partial section through a first embodiment of the fluid pump of 1 ;

3 eine vergrößerte Detailansicht des Membrandruckdämpfers der Fluidpumpe von 2; 3 an enlarged detail view of the diaphragm pressure damper of the fluid pump of 2 ;

4 in mehreren Schaubildern mögliche Druckverläufe des Membrandruckdämpfers aus 3; 4 in several graphs possible pressure curves of the diaphragm pressure damper 3 ;

5 eine Darstellung ähnlich 3 eines Membrandruckdämpfers einer alternativen Ausführungsform einer Fluidpumpe; 5 a representation similar 3 a diaphragm pressure damper of an alternative embodiment of a fluid pump;

6 eine Darstellung ähnlich 3 eines Membrandruckdämpfers einer Fluidpumpe mit rotationssysmmetrischer Ausgestaltung; und 6 a representation similar 3 a diaphragm pressure damper of a fluid pump with rotationally symmetrical design; and

7 eine Darstellung ähnlich 3 eines Membrandruckdämpfers einer Fluidpumpe mit nicht rotationssysmmetrischer Ausgestaltung. 7 a representation similar 3 a diaphragm pressure damper of a fluid pump with non-rotationally symmetrical design.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the embodiments

In 1 trägt ein Kraftstoffsystem einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Es umfasst einen Kraftstoffbehälter 12, aus dem eine Vorförderpumpe 14 den Kraftstoff zu einem Niederdruckanschluss 18 einer als Hochdruck-Kolbenpumpe ausgebildeten Fluidpumpe 20, die in 1 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist, fördert. In 1 carries a fuel system of an internal combustion engine not shown in detail the reference numeral 10 , It includes a fuel tank 12 from which a prefeed pump 14 the fuel to a low pressure port 18 a designed as a high-pressure piston pump fluid pump 20 , in the 1 indicated by a dot-dash line promotes.

Ein Hochdruckanschluss 22 der Fluidpumpe 20 ist mit einer Kraftstoffrail 24 verbunden. In ihr ist der von der Fluidpumpe 20 komprimierte Kraftstoff unter hohem Druck gespeichert. An das Kraftstoffrail 24 sind mehrere Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 26 angeschlossen, die den Kraftstoff in einen ihnen jeweils zugeordneten Brennraum 28 direkt einspritzen. A high pressure connection 22 the fluid pump 20 is with a fuel rail 24 connected. In it is the one of the fluid pump 20 compressed fuel stored under high pressure. To the fuel rail 24 are several fuel injectors 26 connected to the fuel in their respective associated combustion chamber 28 inject directly.

Das in 1 gezeigte hydraulische Schaltbild der Fluidpumpe 20 zeigt einige ihrer wesentlichen Komponenten: hierzu gehört ein Förderkolben 30, der von einer nicht gezeigten Antriebswelle in eine Hin- und Herbewegung versetzt werden kann. Er gehört zur Begrenzung eines Förderraums 32, der über ein schaltbares Einlassventil 34 mit dem Niederdruckanschluss 18 und über ein Auslassventil 36 mit dem Hochdruckanschluss 22 verbunden werden kann. Im Strömungsweg vom Niederdruckanschluss 18 zum Förderraum 32 hin ist in einem Strömungsweg 38 ein Membrandruckdämpfer 40 angeordnet. This in 1 shown hydraulic diagram of the fluid pump 20 shows some of its essential components: this includes a delivery piston 30 which can be displaced by a drive shaft, not shown, in a reciprocating motion. He belongs to the limitation of a pumping room 32 , which has a switchable inlet valve 34 with the low pressure connection 18 and via an exhaust valve 36 with the high pressure connection 22 can be connected. In the flow path from the low-pressure connection 18 to the delivery room 32 down is in a flow path 38 a diaphragm pressure damper 40 arranged.

Das Einlassventil 34 kann zur Einstellung der Fördermenge der Fluidpumpe 20 angesteuert werden. Hierzu wird während eines Förderhubs des Förderkolbens 30 das Einlassventil 32 zwangsweise geöffnet, so dass der Kraftstoff nicht zum Kraftstoffrail 24, sondern zurück zum Niederdruckanschluss 18 gefördert wird. Die unter anderem hierdurch im Strömungsweg 38 auftretenden Druckpulsationen werden vom Membrandruckdämpfer 40 geglättet. The inlet valve 34 can be used to adjust the flow rate of the fluid pump 20 be controlled. For this purpose, during a delivery stroke of the delivery piston 30 the inlet valve 32 forcibly opened so that the fuel is not going to the fuel rail 24 but back to the low pressure port 18 is encouraged. Among other things, this in the flow path 38 occurring pressure pulsations are from the diaphragm pressure damper 40 smoothed.

Wie aus 2 ersichtlich ist, umfasst die Fluidpumpe 20 ein Pumpengehäuse mit einem zylindrischen Gehäusekörper 42 und einem an dessen axialer Stirnseite angeordneten Gehäusedeckel 44. Der Gehäusekörper 42 ist ein Drehteil, wohingegen der Gehäusedeckel 44 spanlos als Blechformteil beispielsweise aus Edelstahlblech geformt ist. An dem Gehäusekörper 42 ist ein Einlassstutzen befestigt, welcher den Niederdruckanschluss 18 bildet. How out 2 can be seen, includes the fluid pump 20 a pump housing with a cylindrical housing body 42 and a housing cover arranged on its axial end side 44 , The housing body 42 is a rotating part, whereas the housing cover 44 is formed without cutting as sheet metal part, for example made of stainless steel sheet. On the housing body 42 is attached to an inlet port, which is the low pressure port 18 forms.

Der Einlassstutzen 18 mündet in eine zwischen dem Gehäusedeckel 44 und dem Gehäusekörper 42 gebildete Erweiterung 50 des Strömungswegs 38. Ein im Gehäusekörper 42 vorhandener Kanal führt von der Erweiterung 50 auf nicht näher dargestellte Art und Weise zum Einlassventil 34, welches in 2 nicht sichtbar ist. Am Gehäusekörper 42 ist ein Auslassstutzen befestigt, welcher den Hochdruckanschluss 22 bildet. The inlet nozzle 18 opens into a between the housing cover 44 and the housing body 42 formed extension 50 of the flow path 38 , One in the housing body 42 existing channel leads from the extension 50 in a manner not shown to the inlet valve 34 which is in 2 is not visible. On the housing body 42 is attached to an outlet, which is the high pressure port 22 forms.

Der Membrandruckdämpfer 40 ist innerhalb der Erweiterung 50 des Strömungswegs 38 angeordnet und ist in 3 einzeln dargestellt. Der Membrandruckdämpfer 40 weist zwei voneinander getrennte Dämpferkammern 52, 54 auf. Zudem umfasst der Membrandruckdämpfer 40 drei parallel angeordnete Membranen 56a, 56b und 56c. Die Dämpferkammern 52, 54 sind durch jeweils zwei der drei Membrane 56a, 56b und 56c begrenzt. Die Membrane 56a, 56b und 56c weisen jeweils einen zentralen und mit konzentrischen Sicken versehenen Federabschnitt 58a, 58b bzw. 58c auf, sowie einen planen und umlaufenden Randabschnitt 60a, 60b bzw. 60c. Letztere sind an ihrem radial äußeren freien Rand miteinander in 62 verschweißt. In den Dämpferkammern 52, 54 ist jeweils ein Gasvolumen 64, 66 eingeschlossen. The diaphragm pressure damper 40 is within the extension 50 of the flow path 38 arranged and is in 3 shown individually. The diaphragm pressure damper 40 has two separate damper chambers 52 . 54 on. In addition, the diaphragm pressure damper includes 40 three parallel membranes 56a . 56b and 56c , The damper chambers 52 . 54 are each through two of the three membranes 56a . 56b and 56c limited. The membrane 56a . 56b and 56c each have a central and provided with concentric beads spring section 58a . 58b respectively. 58c on, as well as a plan and circumferential edge section 60a . 60b respectively. 60c , The latter are at their radially outer free edge with each other in 62 welded. In the damper chambers 52 . 54 is each a gas volume 64 . 66 locked in.

Die erste Dämpferkammer 52 weist eine geringere Steifigkeit als die zweite Dämpferkammer 54 auf. Die Steifigkeit der Dämpferkammer ergibt sich aus der Kombination Abdichtfläche bzw. Membran (Metall) und Füllmedium (Gas). Die erste Dämpferkammer 52 wirkt in einem niederen Druckbereich (bspw. 0–2,5 bar), die zweite Dämpferkammer 54 überwiegend in einem hohen Druckbereich (bspw. 2,5bar oder höher). The first damper chamber 52 has a lower rigidity than the second damper chamber 54 on. The stiffness of the damper chamber results from the combination sealing surface or membrane (metal) and filling medium (gas). The first damper chamber 52 acts in a low pressure range (eg 0-2.5 bar), the second damper chamber 54 predominantly in a high pressure range (eg 2.5 bar or higher).

Die zweite Membran 56b weist ein Schutzelement 68 auf. Das Schutzelement 68 ist in einem Anlagebereich 70 angeordnet, in dem sich die Membrane 56a und 56b berühren können. Das Schutzelement 68 dient zum Verschleißschutz. The second membrane 56b has a protective element 68 on. The protective element 68 is in an investment area 70 arranged in which the membrane 56a and 56b can touch. The protective element 68 serves for wear protection.

Die zweite Membran 56b weist einen Durchgang 72 auf, der auch im Schutzelement 68 ausgebildet ist. Damit wirkt die zweite Membran 56b wie eine mechanische Feder, da in den Dämpferkammern 52, 54 gleiche Druckverhältnisse herrschen. Gelangen die erste Membran 56a und die zweite Membran 56b miteinander in Kontakt, wird der Durchgang 72 verschlossen. The second membrane 56b has a passage 72 on, which is also in the protective element 68 is trained. Thus, the second membrane acts 56b like a mechanical spring, because in the damper chambers 52 . 54 same pressure conditions prevail. Get the first membrane 56a and the second membrane 56b in contact with each other becomes the passageway 72 locked.

Alternativ oder zusätzlich zum Durchgang 72 kann ein Durchgang 74 außerhalb des Anlagebereichs 70 angeordnet sein. Auf diese Weise herrschen in beiden Dämpferkammern 52, 54 stets gleiche Druckverhältnisse. Die Durchgänge 72 und 74 können unterschiedliche groß sein, so dass sie unterschiedliche Drosselwirkungen haben. Alternatively or in addition to the passage 72 can be a passage 74 outside the investment area 70 be arranged. In this way prevail in both damper chambers 52 . 54 always the same pressure conditions. The passages 72 and 74 may be different in size so that they have different throttling effects.

4 zeigt in mehreren Schaubildern die Volumenänderung dV aufgetragen über dem vorherrschenden Druck p. Im Zustand A ist der Membrandämpfer unbelastet (erster Druckschwellwert). Beim Zustand B gelangt die erste Membran 56a mit der zweiten Membran 56b in Anlage (zweiter Druckschwellwert). Im Zustand C sind sowohl die erste Membran 56a als auch die dritte Membran 56c mit der zweiten Membran 56b in Kontakt. In einem niederen Druckbereich (zwischen Zustand A und B) wirkt die konstruktiv weich ausgeführte erste Membran 56a mit hohem Schluckvolumen, d.h. mit großen Wegen bei Änderung des Umgebungsdrucks (Kennlinie 76). In diesem Druckbereich wird die Gesamtfunktion durch die dritte Membran 56c unterstützt (Kennlinie 78). Aufgrund der höheren Steifigkeit legt die dritte Membran 56c geringere Wege als die erste Membran 56a zurück. Die Drücke der Füllmedien in den Dämpferkammer 52, 54 sind derart abgestimmt, dass in diesem ersten Funktionsbereich (zwischen Zustand A und B) die zweite Membran 56b lediglich einen vernachlässigbaren Weg zurückgelegt (Kennlinie 80). 4 shows in several graphs the volume change dV plotted against the prevailing pressure p. In state A, the diaphragm damper is unloaded (first pressure threshold). In state B, the first membrane arrives 56a with the second membrane 56b in plant (second pressure threshold). In state C are both the first membrane 56a as well as the third membrane 56c with the second membrane 56b in contact. In a low pressure range (between state A and B), the structurally soft executed first membrane acts 56a with high displacement, ie with large distances when the ambient pressure changes (characteristic curve 76 ). In this pressure range, the overall function is through the third diaphragm 56c supported (characteristic 78 ). Due to the higher stiffness sets the third diaphragm 56c lower paths than the first membrane 56a back. The pressures of the filling media in the damper chamber 52 . 54 are matched so that in this first functional area (between state A and B), the second membrane 56b only a negligible way covered (characteristic 80 ).

Ab einem gewissen Druck (zweiter Druckschwellwert) gelangt die erste Membran 56a mit der zweiten Membran 56b in Kontakt, sodass sich die erste Membran 56a nicht mehr stark verformt, die hydraulische Kraft aber auf die zweite Membran 56b überträgt. Damit wird die zweite Membran 56b wirksam, die entsprechend dem steigenden Druck optimale Volumenaufnahme generiert. Die dritte Membran 56c nimmt weiterhin über den ganzen gesamten Bereich Volumen auf, nun aber weniger als die zweite Membran 56 B. Die gesamte Volumenaufnahme des Membrandruckdämpfers 40 ist in Kennlinie 82 dargestellt. From a certain pressure (second pressure threshold), the first membrane arrives 56a with the second membrane 56b in contact, so that the first membrane 56a not much deformed, but the hydraulic force on the second membrane 56b transfers. This will be the second membrane 56b effective, which generates optimal volume intake according to the increasing pressure. The third membrane 56c continues to occupy volume over the entire area, but now less than the second membrane 56 B. The total volume of the diaphragm pressure damper 40 is in characteristic 82 shown.

5 zeigt einen Membrandruckdämpfer 84 einer alternativen Ausführungsform einer Fluidpumpe. Der Membrandruckdämpfer 84 entspricht in seinem Aufbau weitgehend dem Membrandruckdämpfer 40. Abweichend hiervon weist der Membrandruckdämpfer 84 drei voneinander getrennte Dämpferkammern 86, 88 und 90 auf. Dabei umfasst der Membrandruckdämpfer 84 vier Membrane 92a, 92b, 92c und 92d. 5 shows a diaphragm pressure damper 84 an alternative embodiment of a fluid pump. The diaphragm pressure damper 84 In its structure corresponds largely to the diaphragm pressure damper 40 , Deviating from this, the diaphragm pressure damper 84 three separate damper chambers 86 . 88 and 90 on. This includes the diaphragm pressure damper 84 four membranes 92a . 92b . 92c and 92d ,

Wie in 6 dargestellt, kann ein Membrandruckdämpfer einen rotationssymmetrischen Aufbau aufweisen. Demnach können der Membrandämpfer 40 und/oder der Membrandruckdämpfer 84 rotationssymmetrisch ausgebildet sein. As in 6 illustrated, a diaphragm pressure damper may have a rotationally symmetrical structure. Accordingly, the diaphragm damper 40 and / or the diaphragm pressure damper 84 be formed rotationally symmetrical.

Alternativ hierzu ist, wie in 7 dargestellt, eine nicht rotationssymmetrische Ausgestaltung eines Membrandruckdämpfers denkbar. Demnach können der Membrandämpfer 40 und/oder der Membrandruckdämpfer 84 nicht rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Alternatively, as in 7 illustrated, a non-rotationally symmetrical configuration of a diaphragm pressure damper conceivable. Accordingly, the diaphragm damper 40 and / or the diaphragm pressure damper 84 be formed not rotationally symmetrical.

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Claims (10)

Fluidpumpe (20), insbesondere Kraftstoff-Hochdruckpumpe, mit einem integrierten Membrandruckdämpfer (40), dadurch gekennzeichnet, dass der Membrandruckdämpfer (40) mindestens zwei voneinander getrennte Dämpferkammern (52, 54; 86, 88, 90) aufweist. Fluid pump ( 20 ), in particular high-pressure fuel pump, with an integrated diaphragm pressure damper ( 40 ), characterized in that the diaphragm pressure damper ( 40 ) at least two separate damper chambers ( 52 . 54 ; 86 . 88 . 90 ) having. Fluidpumpe (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Membrandruckdämpfer (20) mindestens drei Membrane (56a, 56b, 56c; 92a, 92b, 92c, 92d) aufweist und jede Dämpferkammer (52, 54; 86, 88, 90) durch jeweils zwei der drei Membrane (56a, 56b, 56c; 92a, 92b, 92c, 92d) begrenzt ist. Fluid pump ( 20 ) according to claim 1, characterized in that the diaphragm pressure damper ( 20 ) at least three membranes ( 56a . 56b . 56c ; 92a . 92b . 92c . 92d ) and each damper chamber ( 52 . 54 ; 86 . 88 . 90 ) by two of the three membranes ( 56a . 56b . 56c ; 92a . 92b . 92c . 92d ) is limited. Fluidpumpe (20) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (56a, 56b, 56c; 92a, 92b, 92c, 92d) umlaufend formschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Fluid pump ( 20 ) according to claim 2, characterized in that the membrane ( 56a . 56b . 56c ; 92a . 92b . 92c . 92d ) are circumferentially positively and / or cohesively connected to each other. Fluidpumpe (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (56a, 56b, 56c; 92a, 92b, 92c, 92d) an Randabschnitten (60a, 60b, 60c) miteinander verbunden sind. Fluid pump ( 20 ) according to claim 3, characterized in that the membrane ( 56a . 56b . 56c ; 92a . 92b . 92c . 92d ) on edge sections ( 60a . 60b . 60c ) are interconnected. Fluidpumpe (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste (52; 86) der Dämpferkammern (52, 54; 86, 88, 90) eine geringere Steifigkeit als eine zweite (54; 88) der Dämpferkammern (52, 54; 86, 88, 90) aufweist. Fluid pump ( 20 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a first ( 52 ; 86 ) of the damper chambers ( 52 . 54 ; 86 . 88 . 90 ) a lower rigidity than a second ( 54 ; 88 ) of the damper chambers ( 52 . 54 ; 86 . 88 . 90 ) having. Fluidpumpe (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferkammern (52, 54; 86, 88, 90) derart abgestimmt sind, dass bei Überschreiten eines ersten auf den Membrandruckdämpfer (40) einwirkenden Druckschwellwertes sich die die erste Dämpferkammer (52; 86) begrenzenden Membrane (56a, 56b; 92a, 92b) aufeinander zu bewegen und bei Überschreiten eines zweiten Druckschwellwertes diese Membrane (56a, 56b; 92a, 92b) aneinander anliegen. Fluid pump ( 20 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the damper chambers ( 52 . 54 ; 86 . 88 . 90 ) are tuned such that when a first on the diaphragm pressure damper ( 40 ) acting pressure threshold, the first damper chamber ( 52 ; 86 ) limiting membrane ( 56a . 56b ; 92a . 92b ) and, when a second pressure threshold is exceeded, these membranes ( 56a . 56b ; 92a . 92b ) abut each other. Fluidpumpe (20) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Membrane (56a, 56b, 56c; 92a, 92b, 92c, 92d), die eine der Dämpferkammern (52, 54; 86, 88, 90) begrenzen, in der Dämpferkammer (52, 54; 86, 88, 90) eine Schutzoberfläche oder ein Schutzelement (68) aufweisen. Fluid pump ( 20 ) according to one of claims 2 to 6, characterized in that at least one of the membranes ( 56a . 56b . 56c ; 92a . 92b . 92c . 92d ), one of the damper chambers ( 52 . 54 ; 86 . 88 . 90 ), in the damper chamber ( 52 . 54 ; 86 . 88 . 90 ) a protective surface or a protective element ( 68 ) exhibit. Fluidpumpe (20) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (56b; 92b), die die erste Dämpferkammer (52; 86) von der zweiten Dämpferkammer (54; 88) trennt, einen Durchgang (72; 74) aufweist, so dass die erste Dämpferkammer (52; 86) und die zweite Dämpferkammer (54; 88) strömungsverbunden sind. Fluid pump ( 20 ) according to one of claims 2 to 7, characterized in that the membrane ( 56b ; 92b ), the first damper chamber ( 52 ; 86 ) from the second damper chamber ( 54 ; 88 ) separates a passage ( 72 ; 74 ), so that the first damper chamber ( 52 ; 86 ) and the second damper chamber ( 54 ; 88 ) are fluidly connected. Fluidpumpe (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang (72) in einem Anlagebereich (70) angeordnet ist, in dem zwei die Dämpferkammer (64) begrenzende Membrane (56a; 56b) aneinander anliegen können, und dass der Durchgang (72) durch Anliegen der Membrane (56a; 56b) aneinander verschließbar ist. Fluid pump ( 20 ) according to claim 8, characterized in that the passage ( 72 ) in an investment area ( 70 ) is arranged, in which two the damper chamber ( 64 ) limiting membrane ( 56a ; 56b ) can abut each other, and that the passage ( 72 ) by abutment of the membrane ( 56a ; 56b ) is closed to each other. Fluidpumpe (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Membrandruckdämpfer (20) an oder in einem Einlass der Fluidpumpe (20) angeordnet ist und zur Dämpfung von einlassseitigen Druckschwankungen dient. Fluid pump ( 20 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the diaphragm pressure damper ( 20 ) at or in an inlet of the fluid pump ( 20 ) is arranged and serves to dampen inlet-side pressure fluctuations.
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