DE102017212484A1 - Piston pump, in particular high-pressure fuel pump for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Eine Kolbenpumpe (16), insbesondere Kraftstoff-Hochdruckpumpe für eine Brennkraftmaschine, umfasst ein Pumpengehäuse (26), einen Pumpenkolben (28) und einen zumindest vom Pumpengehäuse (26) und dem Pumpenkolben (28) begrenzten Förderraum (38). Es wird vorgeschlagen, dass vorzugsweise zwischen dem Pumpengehäuse (26) und dem Pumpenkolben (28) eine Dichtung (44) zur Abdichtung des Förderraums (38) und ein separates Führungselement (46) zur Führung des Pumpenkolbens (28) angeordnet sind, wobei die Dichtung (44) als Dichtring ausgebildet ist und am Pumpengehäuse (26) sitzt. A piston pump (16), in particular high-pressure fuel pump for an internal combustion engine, comprises a pump housing (26), a pump piston (28) and a delivery chamber (38) bounded at least by the pump housing (26) and the pump piston (28). It is proposed that preferably between the pump housing (26) and the pump piston (28) a seal (44) for sealing the delivery chamber (38) and a separate guide member (46) for guiding the pump piston (28) are arranged, wherein the seal (44) is designed as a sealing ring and on the pump housing (26) sits.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe für eine Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a piston pump, in particular a high-pressure fuel pump for an internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.
Aus dem Stand der Technik sind Kolbenpumpen bekannt, die bspw. bei Brennkraftmaschinen mit Benzindirekteinspritzung zum Einsatz kommen. Derartige Kolbenpumpen verfügen über eine Spaltdichtung zwischen Pumpenzylinder und Pumpenkolben. Pumpenzylinder und Pumpenkolben sind typischerweise aus Edelstahl hergestellt. Eine solche Spaltdichtung erfordert hohe Genauigkeiten in Fertigung und Montage von Pumpenzylinder und Pumpenkolben, wodurch hohe Kosten entstehen. Der stets vorhandene Spalt, dessen Größe sich bspw. auf Grund von Wärmeausdehnungskoeffizienten verwendeter Materialien nicht beliebig reduzieren lässt, führt insbesondere bei niedrigen Drehzahlen zu einem suboptimalen Liefergrad.Piston pumps are known from the prior art, which are used, for example, in internal combustion engines with gasoline direct injection. Such piston pumps have a gap seal between pump cylinder and pump piston. Pump cylinders and pump pistons are typically made of stainless steel. Such a gap seal requires high accuracy in manufacturing and assembly of pump cylinder and pump piston, resulting in high costs. The ever-present gap, the size of which, for example, can not be arbitrarily reduced due to the thermal expansion coefficients used, leads to a suboptimal degree of delivery, especially at low speeds.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Kolbenpumpe zu schaffen, die auch bei geringen Drehzahlen einen hinreichenden Liefergrad aufweist, eine geringe Baugröße aufweist und preiswert herstellbar ist.The invention has the object to provide a piston pump which has a sufficient degree of delivery even at low speeds, has a small size and is inexpensive to produce.
Diese Aufgabe wird durch eine Kolbenpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wesentliche Merkmale finden sich darüber hinaus in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen.This object is achieved by a piston pump with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims. For the invention essential features are also found in the following description and in the drawings.
Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe hat ein Pumpengehäuse, einen Pumpenkolben und einen zumindest vom Pumpengehäuse und dem Pumpenkolben begrenzten Förderraum. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Pumpengehäuse und dem Pumpenkolben eine Dichtung zur Abdichtung des Förderraums und ein separates Führungselement zur Führung des Pumpenkolbens angeordnet sind, wobei die Dichtung als Dichtring ausgebildet ist und am Pumpengehäuse sitzt, also relativ zum Pumpengehäuse wenigstens im wesentlichen stationär ist.The piston pump according to the invention has a pump housing, a pump piston and a delivery chamber bounded at least by the pump housing and the pump piston. According to the invention it is proposed that between the pump housing and the pump piston a seal for sealing the delivery chamber and a separate guide element for guiding the pump piston are arranged, wherein the seal is designed as a sealing ring and sits on the pump housing, that is at least substantially stationary relative to the pump housing.
Eine solche Kolbenpumpe kann vergleichsweise einfach hergestellt werden, wodurch sich die Bauteilkosten reduzieren. Dies hängt damit zusammen, dass der aufwendig zu fertigende Pumpenzylinder entfällt und durch eine neue Baugruppe mit Dichtung und mindestens einer Führung ersetzt wird. Durch die Ausgestaltung der Dichtung als Dichtring wird eine vorteilhafte Abdichtung des Förderraums erreicht, so dass der Liefergrad insbesondere bei geringen Drehzahlen verbessert ist. Durch die neue Dichtungsbaugruppe kann eine vergleichsweise geringe Gesamtbaugröße der Kolbenpumpe erreicht werden. Führung und Dichtung werden nunmehr durch getrennte Bauteile realisiert, nämlich durch das Führungselement und die Dichtung (Dichtring). Im Konkreten kann der Dichtring als Kunststoffring oder einem Ring aus anderem Material, z.B. einem Ring aus einem Nichteisenmetall (NE-Metallring), ausgebildet sein.Such a piston pump can be produced comparatively easily, which reduces the component costs. This is due to the fact that the complex to be manufactured pump cylinder is eliminated and replaced by a new assembly with seal and at least one guide. Due to the design of the seal as a sealing ring, an advantageous sealing of the delivery chamber is achieved, so that the delivery rate is improved, especially at low speeds. Due to the new seal assembly, a comparatively small overall size of the piston pump can be achieved. Guide and seal are now realized by separate components, namely by the guide element and the seal (sealing ring). Concretely, the sealing ring may be in the form of a plastic ring or a ring of other material, e.g. a ring of a non-ferrous metal (non-ferrous metal ring) may be formed.
Bei der als Dichtring ausgebildeten Dichtung handelt es sich insbesondere um eine Stangendichtung. Die Dichtung sitzt am bzw. im Pumpengehäuse, und zwar in einer den Pumpenkolben aufnehmenden Ausnehmung. Insbesondere weist das Pumpengehäuse oder ein im Pumpengehäuse befestigtes Element einen Sitz auf, auf dem die Dichtung sitzt. Durch diesen Sitz ist die Dichtung gegen Verschieben entlang einer Axialrichtung des Pumpenkolbens gesichert, insbesondere gegen ein Verschieben vom Förderraum weg.The seal designed as a sealing ring is in particular a rod seal. The seal sits on or in the pump housing, in a pump piston receiving recess. In particular, the pump housing or a fixed in the pump housing element has a seat on which the seal is seated. By this seat, the seal is secured against displacement along an axial direction of the pump piston, in particular against displacement from the pumping chamber away.
Die Dichtung weist einen radial inneren Ringrand, einen radial äußeren Ringrand, eine erste Stirnseite und eine der ersten Stirnseite entgegengesetzte zweite Stirnseite auf. Die erste Stirnseite kann dem Förderraum zugewandt sein. Die zweite Stirnseite kann vom Förderraum abgewandt sein, insbesondere dem Sitz des Pumpenkolbens zugewandt sein.The seal has a radially inner ring edge, a radially outer ring edge, a first end face and a second end face opposite the first end face. The first end face may face the delivery chamber. The second end face may be remote from the delivery chamber, in particular facing the seat of the pump piston.
Der Pumpenkolben kann in einer Ausnehmung im Gehäuse aufgenommen sein und darin hin- und herlaufen. Die Innenwand der Ausnehmung (Innenfläche) kann zumindest abschnittsweise eine Lauffläche für den Pumpenkolben bilden. Die Ausnehmung kann als Bohrung, ggf. als gestufte Bohrung, ausgebildet sein.The pump piston may be received in a recess in the housing and reciprocate therein. The inner wall of the recess (inner surface) may at least partially form a running surface for the pump piston. The recess may be formed as a bore, possibly as a stepped bore.
Die Dichtung kann aus einem PEEK (Polyetheretherketon), PEAK, Polyamidimid (PAI; z.B. einem unter der Bezeichnung Torlon erhältliches PAI) oder vergleichbaren Materialien hergestellt sein. Die Materialien können zusätzlich durch Füllstoffe verstärkt und/oder optimiert sein. Bei der Dichtung handelt es sich insbesondere um eine Hochdruckdichtung, die einen Hochdruckbereich (Förderraum) gegenüber einem Niederdruckbereich (Bereich an der vom Förderraum abgewandten Seite der Dichtung) abdichtet.The gasket may be made of a PEEK (polyetheretherketone), PEAK, polyamideimide (PAI, e.g., a PAI available under the name Torlon), or similar materials. The materials may additionally be reinforced and / or optimized by fillers. The seal is in particular a high-pressure seal which seals a high-pressure region (delivery chamber) with respect to a low-pressure region (region on the side of the seal facing away from the delivery chamber).
Das Führungselement kann an der dem Förderraum zugewandten Seite der Dichtung angeordnet sein, insbesondere in der Ausnehmung für den Pumpenkolben befestigt sein. Dies ist hinsichtlich Kavitation vorteilhaft. Der Hauptanteil der Kavitationsblasen entsteht in der Ansaugphase stirnseitig des Pumpenkolbens. In der Förderphase wird durch den engen Spalt zwischen der Innenfläche des Führungselements und der Mantelfläche des Pumpenkolbens verhindert, dass sich diese Kavitationsblasen bis zur Dichtung fortbewegen. Eventuelle Schäden an der Dichtung können vermieden werden. Das Führungselement kann ringförmig ausgebildet sein (Führungsring).The guide element can be arranged on the side of the seal facing the delivery chamber, in particular be fastened in the recess for the pump piston. This is advantageous in terms of cavitation. The main part of the cavitation bubbles arises in the intake phase on the front side of the Pump piston. In the delivery phase, the narrow gap between the inner surface of the guide element and the outer surface of the pump piston prevents these cavitation bubbles from moving to the seal. Possible damage to the seal can be avoided. The guide element may be annular (guide ring).
Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung kann ein weiteres Führungselement vorgesehen sein, welches in einem Dichtungsträger der Kolbenpumpe angeordnet und vorzugsweise am Dichtungsträger befestigt ist. Hiermit ist ein vergleichweise großer Lagerabstand realisiert, so dass die Führung des Pumpenkolbens optimiert ist. Das weitere Führungselement kann ringförmig ausgebildet sein (Führungsring).As part of a preferred embodiment, a further guide element may be provided, which is arranged in a seal carrier of the piston pump and is preferably fastened to the seal carrier. Hereby, a comparatively large bearing distance is realized so that the guidance of the pump piston is optimized. The further guide element may be annular (guide ring).
In vorteilhafter Weise kann die Dichtung eine Dichtlippe aufweisen, die mit der Mantelfläche des Pumpenkolbens zusammenwirkt. Die Dichtlippe erstreckt sich am radial innen liegenden Ringrand der Dichtung von einem Basisabschnitt der Dichtung. Eine druckaktivierte Dichtung ist realisiert. Dies bedeutet, dass durch den Druck im Förderraum und an der dem Pumpenkolben abgewandten Dichtlippenseite (Rückseite) sich die Dichtlippe stärker an den Pumpenkolben anlegt. Durch den rückseitigen Druck auf die Dichtlippe verformt sich diese und dichtet zum Pumpenkolben bei steigenden Drücken immer besser ab. Dies ist ein selbstverstärkender Effekt, der sich bis zum Erreichen des Systemdrucks fortsetzt. Dadurch kann im Förderraum ein vergleichsweise hoher Druck aufgebaut werden. Die größte Verformung kann an der Spitze der Dichtlippe stattfinden. Somit wird gewährleistet, dass die dynamische Dichtwirkung an einer definierten Stelle erfolgt.Advantageously, the seal may have a sealing lip, which cooperates with the lateral surface of the pump piston. The sealing lip extends at the radially inner annular edge of the seal of a base portion of the seal. A pressure-activated seal is realized. This means that due to the pressure in the delivery chamber and on the side facing away from the pump piston sealing lip side (back), the sealing lip rests more strongly on the pump piston. Due to the back pressure on the sealing lip, this deforms and seals to the pump piston with increasing pressures always better. This is a self-energizing effect that continues until system pressure is reached. As a result, a comparatively high pressure can be built up in the delivery chamber. The largest deformation can take place at the tip of the sealing lip. This ensures that the dynamic sealing effect takes place at a defined point.
Im Konkreten kann die Dichtung auf einer Nutring-Dichtung basieren, jedoch im Design optimiert sein und über eine Dichtlippe verfügen. Die Dichtlippe kann zum Pumpenkolben ein Übermaß (Pressung), ein Untermaß (Spiel) oder eine Übergangspassung aufweisen. Für eine besonders sichere Abdichtung kann die Dichtung mit Pressung zum Pumpenkolben ausgeführt sein, bspw. mit einem Übermaß von 0,001-0,1 mm (Millimeter).Specifically, the seal can be based on a U-ring seal, but optimized in design and have a sealing lip. The sealing lip can have an oversize (pressure), an undersize (clearance) or a transition fit to the pump piston. For a particularly secure seal, the seal can be designed with pressure to the pump piston, for example with an oversize of 0.001-0.1 mm (millimeters).
Außerdem kann die Dichtungsgeometrie so ausgelegt sein, dass sich bei Erreichen des Systemdrucks eine definierte Kraft auf den Pumpenkolben einstellt. Diese Anlegekraft hängt von den vorliegenden Anforderungen ab (Liefergrad, Verschleiß über Lebensdauer, etc.). Durch die druckaktivierte Dichtung können hohe Systemdrücke gefahren werden, da bei höherem Systemdruck sich die Dichtlippe immer stärker verformt und die Anpresskraft der Dichtlippe auf den Pumpenkolben steigt und die Dichtheit größer wird. Durch die Druckaktivierung der Dichtung ist es möglich, Verschleiß an der Dichtlippe zu kompensieren. So verformt sich durch die Druckaktivierung die auf Grund von Verschleiß kürzer gewordene Dichtlippe stärker und bildet zum Pumpenkolben weiterhin eine dynamische Dichtstelle aus.In addition, the seal geometry can be designed so that when the system pressure reaches a defined force on the pump piston. This application force depends on the existing requirements (degree of delivery, wear over service life, etc.). The pressure-activated seal can be used to drive high system pressures, as the sealing lip deforms more and more at higher system pressure and the contact pressure of the sealing lip on the pump piston increases and the tightness increases. By the pressure activation of the seal, it is possible to compensate for wear on the sealing lip. As a result of the pressure activation, the sealing lip, which has become shorter due to wear, is deformed to a greater extent and continues to form a dynamic sealing point with the pump piston.
Im Bereich des Übergangs von der Dichtung (Basisabschnitt der Dichtung) zur Dichtlippe sollte die Dichtlippe, insbesondere an ihrer Außenkontur, einen stetigen, bspw. linearen, Geometrieverlauf aufweisen. Insbesondere sollte dieser Bereich frei von Kerben sein (kerbfrei). Dadurch kann Kerbwirkung vermieden werden, so dass sich die Standzeit der Dichtung erhöht.In the region of the transition from the seal (base portion of the seal) to the sealing lip, the sealing lip, in particular on its outer contour, should have a continuous, for example. Linear, geometry. In particular, this area should be free of notches (notch-free). As a result, notch effect can be avoided, so that the service life of the seal increases.
In zweckmäßiger Weise kann zwischen dem Pumpengehäuse und dem Pumpenkolben ein Befestigungsring für die Dichtung angeordnet sein. Der Befestigungsring bildet einen Sitz für die Dichtung. Hiermit ist die Dichtung gegen axiale Verschiebung gesichert, insbesondere vom Förderraum weg. Der Befestigungsring kann an der den Pumpenkolben aufnehmenden Ausnehmung befestigt, bspw. eingepresst sein. Insbesondere können der Befestigungsring und die Dichtung derart ausgebildet sein, dass sich bei Anlage der Dichtung an dem Befestigungsring eine statische Dichtstelle ausbildet.Conveniently, a fastening ring for the seal can be arranged between the pump housing and the pump piston. The mounting ring forms a seat for the seal. Hereby, the seal is secured against axial displacement, in particular away from the pumping chamber. The fastening ring can be fastened to the recess receiving the pump piston, for example by being pressed in. In particular, the fastening ring and the seal can be designed such that upon formation of the seal on the fastening ring forms a static sealing point.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung kann der Befestigungsring einen axialen Vorsprung aufweisen, auf dem die Dichtung sitzt. Die Dichtung kann eine Ausnehmung aufweisen, die mit dem Vorsprung korrespondiert, also zu diesem komplementär ist. Dadurch lässt sich ein vergleichsweise langer Dichtspalt erzielen, so dass eine zuverlässige Abdichtung erreicht ist. Es wird verhindert, dass Kraftstoff aus dem Förderraum austritt und somit der Liefergrad verringert wird.In the context of a preferred embodiment, the fastening ring may have an axial projection on which the seal is seated. The seal may have a recess which corresponds to the projection, that is complementary to this. This allows a comparatively long sealing gap to be achieved, so that a reliable seal is achieved. It is prevented that fuel escapes from the pumping chamber and thus the degree of delivery is reduced.
Zweckmäßigerweise kann der Vorsprung radial nach innen zur Dichtung hin ansteigen. Hierzu komplementär kann die Ausnehmung radial nach außen zum Befestigungsring hin ansteigen. Neben einem hinreichend langen Dichtspalt ist somit auch eine sichere Zuordnung der Dichtung am Befestigungsring erreicht. Ebenfalls denkbar ist, dass der Vorsprung nicht ansteigend ausgebildet ist, so dass die Dichtfläche zwischen Dichtung und Kolben eben ist. Dann wäre kein Winkelausgleich zum Kolben hin gegeben.Conveniently, the projection may rise radially inwardly towards the seal. To complement this, the recess can rise radially outward toward the fastening ring. In addition to a sufficiently long sealing gap thus a secure assignment of the seal is achieved on the mounting ring. It is also conceivable that the projection is not formed rising, so that the sealing surface between the seal and piston is flat. Then there would be no angle compensation to the piston out.
Im Konkreten kann der Vorsprung des Befestigungrings stirnseitig eine kegelförmig oder kegelig ausgebildete Dichtfläche aufweisen, d.h. die Dichtfläche am Vorsprung beschreibt einen Abschnitt einer Mantelfläche eines Kegels. Die Ausnehmung der Dichtung kann stirnseitig eine kugelförmig ausgebildete Dichtfläche aufweisen, d.h. die Dichtfläche an der Ausnehmung beschreibt einen Abschnitt einer Kugeloberfläche (Kugelzone). Durch diese „Kugel-Kegelform“ ergibt sich ein geschlossener Dichtlinienzug, so dass statisch abgedichtet wird. Da sich die Dichtung auf den Pumpenkolben ausrichtet, kann es aufgrund des Spielführungsspiels der Fall sein, dass der Pumpenkolben nicht orthogonal zu seiner eigentlichen Laufbahn in der Ausnehmung orientiert ist. Durch die Kugel-Kegelform ist ein Winkelausgleich zwischen Dichtung und Gehäuse ermöglicht. In concrete terms, the projection of the fastening ring can have a conical or conical sealing surface on the face side, ie the sealing surface on the projection describes a section of a lateral surface of a cone. The recess of the seal may have a spherical sealing surface on the front side, ie the sealing surface on the recess describes a portion of a spherical surface (spherical zone). Through this "ball Cone shape "results in a closed Dichtlinienzug so that is statically sealed. Since the seal aligns with the pump piston, it may be the case that the pump piston is not oriented orthogonal to its actual career in the recess due to the game guiding game. Due to the spherical cone shape, an angle compensation between seal and housing is possible.
In axialer Richtung kann die Dichtung eingespannt sein. Um jedoch ein Positionieren in radialer Richtung und einen Winkelausgleich zwischen Kolben und Dichtung zu ermöglichen, sollte ein axiales Spiel vorhanden sein, bspw. von 0,01-1 mm.In the axial direction, the seal can be clamped. However, in order to allow positioning in the radial direction and an angular compensation between piston and seal, an axial clearance should be present, for example. 0.01-1 mm.
Im Konkreten kann die Dichtung an ihrem radial äußeren Ringrand zur Innenfläche der den Pumpenkolben aufnehmenden Ausnehmung ein radiales Spiel aufweisen, bspw. von 0,1-1 mm. Somit kann sich die Dichtung in radialer Richtung konzentrisch zum Pumpenkolben ausrichten. Dabei ist von Vorteil, wenn dieses radiale Spiel größer ist als das Spiel zwischen den Führungselementen und dem Pumpenkolben. Somit muss die Dichtung keine oder nur vernachlässigbar geringe Querkräfte aufnehmen.Specifically, the seal may have at its radially outer annular edge to the inner surface of the pump piston receiving recess a radial clearance, for example. Of 0.1-1 mm. Thus, the seal in the radial direction can be aligned concentrically with the pump piston. It is advantageous if this radial clearance is greater than the clearance between the guide elements and the pump piston. Thus, the seal must absorb no or only negligibly small lateral forces.
In jeder Ansaugphase des Pumpenkolbens (Pumpenkolben bewegt sich vom Förderraum weg) besteht die Möglichkeit einer Neuausrichtung der Dichtung zum Pumpenkolben hin, da die Dichtung zum Pumpengehäuse nach radial außen Spiel besitzt, wie oben beschrieben. In der Förderphase (Pumpenkolben bewegt sich zum Förderraum hin, verdichtet und fördert Kraftstoff) baut sich an der dem Förderraum zugewandten Seite der Dichtung ein Förderdruck auf, der stirnseitig auf die Dichtung wirkt. Dadurch erfährt die Dichtung in axialer Richtung eine Kraft (Anpresskraft), welche die Dichtung vom Förderraum weg und insbesondere auf den Befestigungsring drückt. Während dieser Phase kann sich die Dichtung aufgrund der Axialkraft nicht oder nur unwesentlich in radialer Richtung bewegen.In each suction phase of the pump piston (pump piston moves away from the pumping chamber), there is the possibility of a realignment of the seal to the pump piston, since the seal to the pump housing has radially outward play, as described above. In the delivery phase (pump piston moves toward the delivery chamber, compresses and delivers fuel), a delivery pressure builds up on the side of the seal facing the delivery chamber, which acts on the seal on the front side. As a result, the seal undergoes a force (contact force) in the axial direction, which presses the seal away from the delivery chamber and in particular onto the attachment ring. During this phase, the seal can not or only slightly move in the radial direction due to the axial force.
Die Dichtung kann wie beschrieben zum Pumpengehäuse nach radial außen ein Spiel (Spalt) aufweisen, um einen radialen Ausgleich und einen Winkelausgleich zum Kolben zu ermöglichen. Durch die Druckbeaufschlagung der Dichtung im Förderraum erfährt die Dichtung auf Grund dieses Spalts eine Kraft nach radial innen, welche versucht, die Dichtung im Durchmesser zu verkleinern. Damit die Dichtungsfunktion nicht beeinflusst wird, sollte die Dichtung außerhalb der Dichtlippe zwischen ihrem radial inneren Ringrand und dem Pumpenkolben einen hinreichenden Abstand aufweisen. Dadurch ist die Gefahr reduziert, dass sich die Dichtung über die Dichtlippe hinaus teilweise oder vollständig an den Pumpenkolben anlegt.As described, the seal may have clearance (clearance) radially outward of the pump housing to allow radial compensation and angular compensation to the piston. Due to the pressurization of the seal in the delivery chamber, the seal experiences a force radially inwardly due to this gap, which attempts to reduce the size of the seal. So that the sealing function is not affected, the seal should have a sufficient distance outside the sealing lip between its radially inner annular edge and the pump piston. This reduces the risk that the seal over the sealing lip partially or completely applies to the pump piston.
In vorteilhafter Weise kann ein Federelement vorgesehen sein, welches die Dichtung gegen den Befestigungsring drückt. Dadurch wird die Dichtung durch die Hubbewegung des Kolben nicht aus ihrer Position bewegt. Ein Abheben der Dichtung wird verhindert. Somit ist ein zuverlässiger Druckaufbau ermöglicht. Das Federelement ist vorzugsweise als Druckfeder ausgebildet. Eine Realisierung als Schraubenfeder oder Wellfeder ist denkbar.Advantageously, a spring element can be provided which presses the seal against the fastening ring. As a result, the seal is not moved by the stroke of the piston from its position. A lifting of the seal is prevented. Thus, a reliable pressure build-up is possible. The spring element is preferably designed as a compression spring. A realization as a coil spring or wave spring is conceivable.
In vorteilhafter Weise kann der Pumpenkolben an seiner Mantelfläche eine DLC-Schicht aufweisen (Diamond-Like-Carbon). Diese Oberflächenbeschichtung ist extrem hart, so dass am Pumpenkolben über die Lebensdauer keine oder nur vernachlässigbar geringe Oberflächenbeschädigungen auftreten. Dadurch können sich die durch die Dichtung und das Führungselement durchlaufenen Abschnitte am Pumpenkolben beim Hin- und Herlaufen des Pumpenkolbens überschneiden. Auf einen Spalt zwischen der Mantelfläche des Pumpenkolbens und korrespondierenden Flächen der Dichtungen und/oder Führungselemente kann somit verzichtet werden. Dies begünstigt die Bauhöhe.In an advantageous manner, the pump piston may have a DLC layer on its lateral surface (diamond-like carbon). This surface coating is extremely hard, so that over the life of the pump piston no or only negligible surface damage occurs. As a result, the sections passed through the seal and the guide element on the pump piston can overlap when the pump piston reciprocates. In a gap between the lateral surface of the pump piston and corresponding surfaces of the seals and / or guide elements can thus be omitted. This favors the height.
In vorteilhafter Weise können das Führungselement und der Befestigungsring zu einem Bauteil vereinigt ausgebildet sein (einstückige Ausgestaltung). Auf diese Weise wird die Anzahl der zu fertigenden und zu montierenden Bauelemente reduziert. Zudem kann die den Pumpenkolben aufnehmende Ausnehmung einfacher ausgestaltet sein und über weniger Stufen verfügen. Dies trägt zu einer kostengünstigen Ausgestaltung der Kolbenpumpe bei.Advantageously, the guide element and the fastening ring can be combined to form a component (one-piece design). In this way, the number of components to be manufactured and assembled is reduced. In addition, the pump piston receiving recess can be designed simpler and have fewer stages. This contributes to a cost-effective design of the piston pump.
In zweckmäßiger Weise können in der Mantelfläche des Pumpenkolbens Spiralnuten ausgebildet sein, insbesondere im mit dem Führungselement zusammenwirkenden Bereich der Mantelfläche des Pumpenkolbens (Führungsabschnitt). Hiermit können eventuell vorhandene Kavitationsblasen aus dem für die Dichtfunktion sensiblen Bereich der Dichtlippe weg gefördert werden. Durch die Spiralnuten strömt in der Förderphase das Fördermedium und erzeugt eine Rotationsströmung, welche ggf. vorhandene Kavitationsblasen aus dem Bereich der Dichtlippe weg fördert.Expediently, spiral grooves may be formed in the circumferential surface of the pump piston, in particular in the area of the circumferential surface of the pump piston (guide section) which cooperates with the guide element. This allows any existing cavitation bubbles to be conveyed away from the area of the sealing lip that is sensitive to the sealing function. Through the spiral grooves flows in the delivery phase, the fluid and generates a rotational flow, which promotes any existing cavitation bubbles from the region of the sealing lip away.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert, wobei gleiche oder funktional gleiche Elemente ggf. nur einmal mit Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffsystems mit einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe in Form einer Kolbenpumpe; -
2 einen Längsschnitt durch die Kolbenpumpe von1 ; -
3 eine vergrößerte Ansicht eines Pumpenkolbens, eines Pumpengehäuses, einer Dichtung, eines Führungselements und eines Befestigungsrings der Kolbenpumpe von1 ; -
4 eine vergrößerte Ansicht der Dichtung und des Befestigungsrings; -
5 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Pumpenkolbens der Kolbenpumpe aus1 ; und -
6 einen Längsschnitt durch eine vereinfacht ausgebildete Kolbenpumpe.
-
1 a schematic representation of a fuel system with a high-pressure fuel pump in the form of a piston pump; -
2 a longitudinal section through the piston pump of1 ; -
3 an enlarged view of a pump piston, a pump housing, a Seal, a guide element and a mounting ring of the piston pump of1 ; -
4 an enlarged view of the seal and the mounting ring; -
5 an enlarged view of a portion of the pump piston of the piston pump1 ; and -
6 a longitudinal section through a simplified trained piston pump.
Ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine trägt in
Die Kolbenpumpe
Der Pumpenkolben
Der Endabschnitt
Zwischen dem Führungsabschnitt
Zwischen dem Führungsabschnitt
Die Kolbenpumpe
Die Kolbenpumpe
Die Dichtung
Der Befestigungsring
Die Dichtung
Die Dichtung
In der Mantelfläche des Pumpenkolbens
Der Pumpenkolben
Die Abdichtung beruht auf folgendem Effekt: In der Förderphase (Pumpenkolben
Abweichend hiervon ist bei der alternativen Ausgestaltung die Dichtungsbaugruppe einfacher und kostengünstiger ausgestaltet. Das Führungselement
Das Federelement
Die als gestufte Bohrung
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