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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Fluidpumpe mit einer Schutzkappe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Schutzkappe.
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Bei Fluidpumpen in Form von Kraftstoff-Hochdruckpumpen werden Schutzkappen verwendet, um Anschlussstutzen während des Transports vor Beschädigungen zu schützen. Anschlussstutzen, welche zum Anschluss einer Niederdruck- und einer Hochdruckleitung dienen, stehen von der Kraftstoff-Hochdruckpumpe ab und werden beim Transport insbesondere an ihren außen liegenden Gewinden leicht beschädigt. Um dies zu verhindern ist es aus dem Stand der Technik bekannt, topfartige Schutzkappen auf die Anschlussstutzen aufzustecken. Beim Aufstecken und Abnehmen der Schutzkappen kommt es häufig dazu, dass eine Wand, die ausgebildet ist, um in der Einbaulage den Anschlussstutzen in einer Umfangsrichtung zu umschließen, an scharfkantigen Stellen des Anschlussstutzens, wie beispielsweise einem außenliegenden Gewinde, entlang schabt und Materialspäne entstehen. Solche Materialspäne können in den Anschlussstutzen gelangen und von dort in die Kraftstoff-Hochdruckpumpe, wodurch diese im Betrieb beschädigt werden kann.
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Bekannt ist außerdem die Verwendung von Schutzkappen mit einem Eingriffselement zum Einstecken in einen Kanal des Anschlussstutzens. Hierdurch kann die Schutzkappe derart ausgeführt werden, dass beim Aufstecken kein Kontakt mit einem äußeren Gewinde des Anschlussstutzens auftritt. Dies hat jedoch den Nachteil, keinen großen Toleranzausgleich zu ermöglichen, sodass sich große Schwankungen bei der Montage/Demontagekraft ergeben. Das bedeutet im Ergebnis, dass teilweise hohe Kräfte benötigt werden, um die Schutzkappen aufzustecken, also in die Einbaulage zu bringen.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schutzkappe bereit zu stellen, die zuverlässig und mit definierter Kraft auf den Anschlussstutzen aufgesteckt, also in Einbaulage gebracht werden kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass Materialspäne entstehen, die im späteren Betrieb der Fluidpumpe stören können.
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Diese Aufgabe wird durch eine Schutzkappe nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen. Die Verwendung des zapfenartigen Eingriffselements ermöglicht es, dass die Schutzkappe am Anschlussstutzen gehalten wird, ohne über die Wand am Anschlussstutzen anzuliegen. Hierdurch wird eine ungewollte Bildung von Materialspänen verhindert. Durch die federnde Ausbildung eines Abschnitts des Eingriffselements in einer zur Austeckrichtung orthogonalen Richtung ist eine Druckausgleichmöglichkeit in der Schutzkappe geschaffen. Damit werden die teils hohen Kraftschwankungen bei Montage/Demontage, die bei herkömmlichen Schutzkappen auftreten, vermieden. Durch die federnde Ausbildung liegt eine radiale Außenseite in Einbaulage der Schutzkappe wenigstens abschnittsweise an einer Innenseite des Kanals kraftschlüssig an. Hierdurch ist die Schutzkappe in Einbaulage kraftschlüssig in dem Kanal des Anschlussstutzens verankert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Eingriffselement einen Hohlraum. Unter einem solchen Hohlraum ist dabei ein materialfreier Raum zu verstehen, der wenigstens zum Teil durch das Material des Eingriffselements begrenzt ist, der aber keineswegs geschlossen, also nicht vollständig im Material des Eingriffselements befindlich bzw. durch dieses komplett umschlossen sein muss, grundsätzlich jedoch geschlossen sein kann. Dies stellt eine einfach herzustellende Variante der Schutzkappe dar, bei der die federnde Ausbildung des Eingriffselements bei geringen Herstellungskosten zuverlässig erreicht wird.
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Vorteilhaft ist dabei, wenn der Hohlraum in ein von dem Bodenelement abgewandtes Ende des Eingriffselements mündet. Mit anderen Worten: der Hohlraum in dieser Ausführungsform ist nicht geschlossen, sondern er erstreckt sich von dem von dem Bodenelement abgewandten Ende in das Material des Eingriffselements. Das Eingriffselement wird hierdurch leichter verformbar, wobei es in unbelastetem Zustand seine Ursprungsform zuverlässig wieder annimmt.
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Eine Ausführungsvariante des Eingriffselements umfasst einen Schlitz, der in einer radialen Außenseite des Eingriffselements verläuft. Dieser Schlitz kann statt dem Hohlraum aber auch zusätzlich zu dem Hohlraum vorgesehen sein. Durch einen derartigen Schlitz ist das Material des Eingriffselements in einer Umfangsrichtung verschieblich, wodurch eine hohe bzw. auch in der Richtung günstige Flexibilität und Deformierbarkeit des Eingriffselements erreicht wird.
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Vorteilhafterweise erstreckt sich der Schlitz, vorzugsweise linienförmig, in Aufsteckrichtung. Über eine Variation der Schlitzlänge in Aufsteckrichtung kann dabei die Federkraft je nach Anwendungszweck angepasst werden. Die Erstreckung des Schlitzes in Austeckrichtung führt zu einer federnden Ausbildung des Eingriffselements entlang der Erstreckung des Schlitzes.
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Besonders bevorzugt ist, wenn der Schlitz in das von dem Bodenelement abgewandte Ende des Eingriffselements mündet. Das Einschieben des Eingriffselements in den Kanal des Anschlussstutzens beim Aufstecken der Schutzkappe wird hierdurch erleichtert, da das dem Bodenelement abgewandte Ende des Eingriffselements besonders einfach deformiert werden kann.
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Vorteilhaft ist auch, wenn der Schlitz in einem Bereich des Eingriffselements an zwei voneinander beabstandeten, vorzugsweise sich diametral gegenüberliegenden Stellen in die radiale Außenseite des Eingriffselements mündet. Der Schlitz erstreckt sich in dieser Ausführungsform also durch das Material des Eingriffselements hindurch. Das Eingriffselement ist in dieser Ausführungsform also durch den sich durch das Material des Eingriffselements hindurch erstreckenden Schlitzes geteilt. Diese Teilung kann dabei lokal sein, wenn der Schlitz sich nicht entlang des gesamten Eingriffselements erstreckt oder das Eingriffselement kann über seine gesamte Erstreckung in Austeckrichtung geteilt sein. Die Deformierbarkeit des Eingriffselements wird durch die eben beschriebene Ausgestaltung des Schlitzes weiter erhöht. Das Eingriffselement in dieser Ausführungsform kann beispielsweise aus einzelnen, durch den Schlitz voneinander getrennten, Segmenten bestehen, welche in radialer Richtung aufeinander zubewegbar, bzw. zueinander hin biegbar sind, wodurch die Federkraft besser einstellbar ist.
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Bevorzugterweise umfasst das Eingriffselement sowohl den Schlitz als auch den Hohlraum, jeweils gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen Ausführungen. Bevorzugt ist dabei, wenn der Schlitz mit dem Hohlraum kommuniziert. Der Hohlraum mündet also über den Schlitz in die radiale Außenseite des Eingriffselements. Die Kombination von Hohlraum und Schlitz macht das Eingriffselement besonders flexibel und deformierbar, wobei es zuverlässig in seine Ausgangsform zurückkehrt bzw. zurückfedert. Überdies lässt sich ein Kraftbereich für das Aufstecken, also die für die Montage und Demontage erforderliche Kraft, genau festlegen.
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Vorzugsweise ist auf der von dem Eingriffselement abgewandten Seite des Bodenelements eine Vertiefung vorhanden, die sich vorzugsweise bis in das Eingriffselement hinein erstreckt. Erstreckt sich die Vertiefung durch das Bodenelement hindurch in das Material des Eingriffselements, so ist die Position des Eingriffselementes auf der von dem Eingriffselement abgewandten Seite des Bodenelements ersichtlich, was die Positionierung der Schutzkappe auf dem Anschlussstutzen vereinfacht. Vorzugsweise ist die Vertiefung nicht mit dem Hohlraum verbunden. Dadurch wird verhindert, dass Schmutz in den Anschlussstutzen gelangt, wenn die Schutzkappe aufgesteckt ist.
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An der radialen Außenfläche des Eingriffselements kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wenigstens ein wulstartiger Steg, vorzugsweise in Aufsteckrichtung, verlaufen. In der Einbaulage liegt der wulstartige Steg an einer Innenseite des Kanals des Anschlussstutzens an, während das restliche Eingriffselement teilweise beabstandet zu dem Anschlussstutzen sein kann. Hierdurch wird die Möglichkeit der Bildung von Materialspänen am Eingriffselement weiter verringert.
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Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand der Zeichnungen erläutert werden, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung einer Fluidpumpe in Form einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit Schutzkappen, die auf Anschlussstutzen aufgesteckt sind, also in Einbaulage sind;
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2 einen Anschlussstutzen mit Schutzkappe aus 1 in einer Schnittdarstellung;
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3 die Schutzkappe von 2, in von dem Anschlussstutzen abgezogenen Zustand, in perspektivischer Darstellung;
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4 eine erfindungsgemäße alternative Ausführungsform der Schutzkappe in perspektivischer Darstellung; und
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5 eine erfindungsgemäße nochmals alternative Ausführungsform der Schutzkappe in perspektivischer Darstellung.
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Eine Fluidpumpe in Form einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe trägt in 1 das Bezugszeichen 10. Sie umfasst ein Gehäuse 11 und zwei Anschlussstutzen 12, welche in 1 durch jeweils eine Schutzkappe 14, die in Einbaulage angebracht ist, verdeckt sind. Auf den Anschlussstutzen 12 ist die jeweilige Schutzkappe 14 aufgesteckt. Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 umfasst auch ein Mengensteuerventil 15, über welches die Menge an zu verdichtendem Kraftstoff einstellbar ist. Über einen Flansch 16 ist die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 beispielsweise an einem Motorblock einer Brennkraftmaschine montierbar.
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In 2 ist ein einzelner Anschlussstutzen 12 mit aufgesteckter Schutzkappe 14 im Schnitt dargestellt. Die Schutzkappe 14 umfasst ein Bodenelement 17, ein zapfenartiges Eingriffselement 18 und eine Wand 20. Eine Aufsteckrichtung ist durch einen Pfeil dargestellt und trägt das Bezugszeichen 24. Eine zur Aufsteckrichtung 24 orthogonale Richtung ist durch einen Pfeil dargestellt und trägt das Bezugszeichen 25. Eine Umfangsrichtung ist durch einen Pfeil dargestellt und trägt das Bezugszeichen 26. Die Wand 20 umschließt den Anschlussstutzen 12 in der Umfangsrichtung 26.
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Das Eingriffselement 18 umfasst einen mittigen und sich in Längsrichtung des Eingriffselements 18 erstreckenden Hohlraum 28. Der Hohlraum 28 mündet in ein von dem Bodenelement 17 abgewandtes Ende 30 des Eingriffselements 18. Das Bodenelement 17 weist auf seiner von dem Eingriffselement 18 abgewandten Außenseite eine Vertiefung 32 auf. Die Vertiefung 32 erstreckt sich durch das Bodenelement 17 hindurch in das Material des Eingriffselements 18, ohne jedoch mit dem Hohlraum 28 zu kommunizieren. Über die Vertiefung 32 ist zu einen ein Werkzeug an der Schutzkappe 14 ansetzbar und zum anderen die Position des Eingriffselements 18 vom Bodenelement 17 aus gesehen ersichtlich.
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Das Eingriffselement 18 weist einen seitlichen Schlitz 36 auf, der in der perspektivischen Darstellung von 3 besonders gut sichtbar ist. Der Schlitz 36 erstreckt sich linienförmig in Aufsteckrichtung 24 bzw. in Längsrichtung des Eingriffselements 18. Er mündet überdies in das von dem Bodenelement 17 abgewandte Ende 30 des Eingriffselements 18. Der Schlitz 36 mündet nach radial einwärts auch in den Hohlraum 28. Außerdem mündet der Schlitz 36 auch in eine radiale Außenseite 38 des Eingriffselements 18.
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Die in 4 dargestellte alternative Ausführungsform der Schutzkappe 14 ist größtenteils baugleich mit der in 2 und 3 dargestellten Schutzkappe 14, wobei jedoch zusätzlich drei wulstartige und sich in Längsrichtung des Eingriffselements 18 erstreckende Stege 40 auf der Außenseite des Eingriffselement 18 angeordnet sind. Die wulstartigen Stege 40 sind gleichmäßig um den Umfang des Eingriffselements 18 verteilt. Die wulstartigen Stege 40 verlaufen linienförmig in Aufsteckrichtung 24, also parallel zum Schlitz 36.
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Die in 5 dargestellte alternative Ausführungsform der Schutzkappe 14 umfasst keine Stege 40. Die Ausführungsform unterscheidet sich von der in 2 und 3 dargestellten Ausführungsform dadurch, dass sich der Schlitz 36, durch das Material des Eingriffselements 18 erstreckt und an einer ersten Stelle 41 und einer zweiten Stelle 42, die sich diametral gegenüberliegen und voneinander beabstandet sind in die radiale Außenseite 38 des Eingriffselements 18 münden.
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Der dadurch entstehende Bereich 44, in dem sich der Schlitz 36 durch das Material des Eingriffselements 18 hindurch erstreckt, umfasst einen Großteil der Erstreckung des Eingriffselements 18 in Aufsteckrichtung 24.
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Wird die in 2 und 3 dargestellte Schutzkappe 14 auf einen Anschlussstutzen 12 aufgesteckt, so kann sich das Eingriffselement 18 aufgrund des Vorhandenseins des Hohlraums 28 und des Schlitzes 36 reversibel nach radial einwärts elastisch verformen, wodurch es in einer orthogonal zur Aufsteckrichtung 24 verlaufenden Richtung 25 federnd ausgebildet ist. Beim Aufstecken wird eine radiale Erstreckung des Eingriffselements 18 – also sein Durchmesser – lokal reduziert, und somit auch sein Umfang lokal reduziert. Dementsprechend übt das Eingriffselement 18 eine Kraft auf eine Innenseite 43 des Kanals 44 aus, durch die das Eingriffselement 18 in Einbaulage kraftschlüssig an dem Anschlussstutzen 12 befestigt ist, wie es in 2 dargestellt ist. Das Eingriffselement 18 wird also beim Aufstecken in den Kanal 44 des Anschlussstutzens 12 eingeführt und steht in kraftschlüssiger Verbindung mit der Innenseite 43 des Kanals 44.
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Wird die in 4 gezeigte Schutzkappe 14 auf einen Anschlussstutzen 12 aufgesteckt, so liegen lediglich die Stege 40 an der Innenseite 43 des Kanals 44 des Anschlussstutzens 12 an, und das Material des Eingriffselements 18 verschiebt sich in Umfangsrichtung 26, so dass das Eingriffselement 18 wiederum kraftschlüssig auf den Anschlussstutzen 12 bzw. in den Kanal 44 gesteckt werden kann. Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform kommen lediglich die wulstartigen Stege 40 in Kontakt mit der Innenseite 43 des Kanals 44 des Anschlussstutzens 12. Zu den Stegen 40 benachbarte Bereiche der radialen Außenseite 38 des Eingriffselements 18 sind zur Innenseite 43 des Kanals 44 beabstandet.
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Wird die in 5 gezeigte Schutzkappe 14 auf einen Anschlussstutzen 12 aufgesteckt, so liegen die durch die beiden Schlitze 36, die sich durch das Material des Eingriffselements 18 hindurch erstrecken, definierten Hälften des Eingriffselements 18 an der Innenseite 43 des Kanals 44 an. Beim Aufstecken der Schutzkappe 14 können die Hälften des Eingriffselements 18 aufeinander zubewegt werden. Die Hälften des Eingriffselements 18 biegen sich also zueinander hin. Über die Länge des Schlitzes 36 lässt sich bei dieser Ausführungsform der Schutzkappe 14 die beim Aufstecken benötigte Kraft genau einstellen.
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In den 6 bis 8 werden weitere bevorzugte Ausführungsarten des Eingriffselements anhand einer Schnittdarstellung entlang der Linie S-S in 5 erläutert. Bei der in 6 gezeigten Ausführungsform sind die erste Stelle 41 und die zweite Stelle 42, an denen der Schlitz 36 in die radiale Außenseite 38 des Eingriffselements 18 mündet voneinander beabstandet, liegen sich jedoch nicht diametral gegenüber. Eine Ausführungsform, bei der sich die erste Stelle 41 und die zweite Stelle 42 diametral gegenüberliegen ist in 7 gezeigt.
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Sowohl bei der in 6 gezeigten Ausführungsform als auch bei der in 7 gezeigten Ausführungsform des Eingriffselement 18 wird das Eingriffselement 18 in ein erstes Segment 46 und ein zweites Segment 48 geteilt, welche in radialer Richtung aufeinander zubewegbar, bzw. zueinander hin biegbar sind, wodurch die Federkraft besser einstellbar ist.
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Bei der in 8 gezeigten Ausführungsform mündet der Schlitz 36 an der ersten Stelle 41, der zweiten Stelle 42 sowie einer dritten Stelle 50 in die radiale Außenseite 38 des Eingriffselements 18. Hierdurch wird das Eingriffselement 18 in das erste Segment 46 und das zweite Segment 48 sowie ein drittes Segment 52 geteilt, welche in radialer Richtung aufeinander zubewegbar, bzw. zueinander hin biegbar sind. Außerdem kommuniziert der Schlitz 36 mit dem Hohlraum 28.
