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Es wird eine Pumpe für ein Kraftfahrzeug angegeben, insbesondere eine Kraftstoffhochdruckpumpe.
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Pumpen werden in Kraftfahrzeugen beispielsweise eingesetzt, um Kraftstoff in Brennräume einer Brennkraftmaschine mit hohem Druck einspritzen zu können. Derartige Pumpen sind eingerichtet, den Kraftstoff mit einem Druck zu beaufschlagen, der bei Benzin Brennkraftmaschinen beispielsweise in einem Bereich von 150 bar bis 600 bar liegt und bei Dieselbrennkraftmaschinen bis zu 3000 bar oder mehr betragen kann. Im Betrieb können Druckpulsationen im Kraftstoffzuführsystem auftreten. Um diese Druckpulsationen zu dämpfen, werden im Niederdruckbereich Niederdruckdämpfer vorgesehen. Diese gleichen Schwankungen im Volumenstrom aus und reduzieren dadurch Druckpulsationen. Solche Niederdruckdämpfer sind beispielsweise in Form von Dämpferkapseln ausgeführt.
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Es ist wünschenswert, eine Pumpe für ein Kraftfahrzeug anzugeben, die eine geringe Schallemission aufweist.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist eine Pumpe für ein Kraftfahrzeug ein Pumpengehäuse auf. Die Pumpe weist einen Gehäusedeckel auf. Das Pumpengehäuse und der Gehäusedeckel schließen einen Dämpferraum ein. Eine Dämpferkapsel ist in dem Dämpferraum angeordnet. Die Dämpferkapsel weist zwei Membranen auf. Die zwei Membranen sind in einem Randbereich miteinander verbunden. Die Pumpe weist eine erste Halterung für die Dämpferkapsel auf. Die erste Halterung ist in Kontakt mit dem Randbereich. Die erste Halterung ist in Kontakt mit dem Pumpengehäuse. Die Pumpe weist eine zweite Halterung für die Dämpferkapsel auf. Die zweite Halterung ist in Kontakt mit dem Randbereich. Die zweite Halterung ist in Kontakt mit der Mitte des Gehäusedeckels.
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Bei der Pumpe ist die Dämpferkapsel mittels der beiden Halterungen zwischen dem Pumpengehäuse und dem Gehäusedeckel eingespannt. Am Gehäusedeckel ist die zweite Halterung in der Mitte des Gehäusedeckels abgestützt. Die Kontaktstelle zwischen der zweiten Halterung und dem Gehäusedeckel ist somit an der Stelle des Gehäusedeckels, an dem im Betrieb aufgrund von Schwingungen die maximale Deformation stattfindet. Durch den Kontakt zwischen der zweiten Halterung und dem Gehäusedeckel wird die Steifigkeit des Gehäusedeckels an der Stelle der maximalen Deformation erhöht. Dadurch wird im Betrieb die mögliche Amplitude reduziert und das emittierte Frequenzband in einen günstigeren Bereich verschoben. Somit werden die im Betrieb auftretenden Geräuschemissionen reduziert, insbesondere die vom Menschen hörbaren Geräuschemissionen. Dabei ist es möglich, den äußeren Bauraum der Pumpe im Vergleich zu herkömmlichen Pumpen gleich zu belassen oder sogar zu reduzieren. Die Materialstärke und Form des Deckels müssen nicht verändert werden oder können sehr einfach und kostengünstig ausgeführt werden. Der Gehäusedeckel wird zusätzlich durch die zweite Halterung gestützt. Somit ist es beispielsweise möglich für den Gehäusedeckel eine dünnere Wandstärke vorzusehen.
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Die Mitte des Gehäusedeckels ist insbesondere ein Bereich um den Massenmittelpunkt des Gehäusedeckels. In einer Schnittansicht quer zur Haupterstreckungsrichtung des Gehäusedeckels ist die Mitte gleich weit von den beiden äußeren Randbereichen entfernt. Die Mitte entspricht beispielsweise einer Rotationsachse des Gehäusedeckels. Insbesondere ist die Mitte nicht nur ein einzelner Punkt, sondern weist eine Ausdehnung auf, die die tatsächliche mathematische Mitte mit umfasst. Beispielsweise erstreckt sich die Mitte des Gehäusedeckels in einem Bereich um die mathematische Mitte, wobei die mathematische Mitte insbesondere stets von dem Kontaktbereich mit umfasst ist.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Gehäusedeckel eine Wölbung in eine Richtung weg vom Pumpengehäuse auf. Somit ist der Gehäusedeckel insbesondere möglichst stabil ausführbar.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Halterung eine Wölbung in die Richtung weg vom Pumpengehäuse auf. Die Wölbung der Halterung und die Wölbung des Gehäusedeckels sind insbesondere konkav nach außen gekrümmt. Am höchsten Punkt der beiden Wölbungen sind der Gehäusedeckel und die zweite Halterung in Kontakt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste Halterung federnd ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist die zweite Halterung federnd ausgebildet. Beispielsweise ist die erste Halterung federnd ausgebildet und die zweite Halterung starr. Alternativ ist die zweite Halterung federnd ausgebildet und die erste Halterung starr. Somit ist eine Klemmkraft auf die Dämpferkapsel auswirkbar.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die erste Halterung ringförmig ausgebildet. Die erste Halterung ist mit einem dem Randbereich gegenüberliegenden Bereich des Pumpengehäuses in Kontakt. Die erste Halterung erstreckt sich somit zwischen dem Randbereich und dem Pumpengehäuse im Wesentlichen linear. Die Krafteinleitung zwischen dem Randbereich und dem Pumpengehäuse erfolgt in gerader Richtung.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die erste Halterung einen axialen Vorsprung auf, um einen Fluidkanal zwischen der ersten Halterung und dem Randbereich auszubilden.
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An dem axialen Vorsprung ist die erste Halterung insbesondere in direktem Kontakt mit dem Randbereich. Außerhalb des axialen Vorsprungs ist die erste Halterung insbesondere nicht in direktem Kontakt mit dem Randbereich. Somit ist es möglich, dass im Betrieb Fluid zwischen der ersten Halterung und dem Randbereich durchströmen kann.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die zweite Halterung einen durchgehenden Mittelbereich auf. Der Mittelbereich ist in Kontakt mit der Mitte des Gehäusedeckels. Insbesondere ist in dem Mittelbereich keine Ausnehmung ausgebildet. Der Mittelbereich ist vollflächig durchgehend. Somit ist eine gute Abstützung zwischen dem Gehäusedeckel und der zweiten Halterung realisierbar, insbesondere an der Stelle, an der der Dämpferdeckel im Betrieb am meisten schwingen würde. Somit wird die Schwingamplitude des Gehäusedeckels verlässlich reduziert.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die zweite Halterung eine Ausnehmung auf, um einen Fluidkanal auszubilden. Die Ausnehmung ist insbesondere außerhalb des Mittelbereichs ausgebildet. Durch die Ausnehmung kann im Betrieb Fluid von außerhalb der zweiten Halterung in den Zwischenraum zwischen der zweiten Halterung und der Dämpferkapsel strömen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist Fluideinlass der Pumpe an dem Pumpengehäuse angeordnet. Vom Fluideinlass strömt im Betrieb Fluid aus einem Fluidtank zu einem Pumpenzylinder der Pumpe. Druckschwankungen im Fluid zwischen dem Pumpenzylinder und dem Fluideinlass werden von der Dämpferkapsel gedämpft. An dem Gehäusedeckel ist insbesondere kein Fluideinlass der Pumpe ausgebildet. Der Gehäusedeckel weist keine Ausnehmung auf, sondern dichtet den Dämpferraum nach außen hin ab.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden, in Verbindung mit den Figuren erläuterten Beispielen. Gleiche, gleichartige und gleichwirkende Elemente können figurenüberreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Schnittansicht einer Pumpe gemäß einem Ausführungsbeispiel,
- 2 eine schematische Darstellung einer ersten Halterung gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
- 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Halterung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Teils einer Pumpe 100. Die Pumpe 100 ist insbesondere eine Benzinhochdruckpumpe, die ausgebildet ist Drücke von 350 bar oder mehr bereitzustellen.
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In einem Niederdruckbereich der Pumpe 100 ist eine Dämpferkapsel 104 angeordnet. Die Dämpferkapsel 104 ist insbesondere zwischen einem Pumpenzylinder der Pumpe 100 und einer Vorförderpumpe beziehungsweise einem Fluidtank angeordnet. In dem Niederdruckbereich herrschen insbesondere im Betrieb durchschnittliche Drücke von weniger als 10 bar. Beispielsweise ist ein Fluideinlass mittels eines Einlassventils an einem Pumpengehäuse 101 der Pumpe 100 ausgebildet.
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Die Dämpferkapsel 104 weist zwei Membrane 105 auf. Die zwei Membrane 105 sind in einem Randbereich 106 miteinander verbunden. Die Verbindung ist beispielsweise eine Schweißverbindung. Die beiden Membrane 105 schließen ein Dämpfungsvolumen ein. beispielsweise ist das Dämpfungsvolumen mit einem Gas gefüllt. Die beiden Membrane 105 sind deformierbar. Im Betrieb kann die Dämpferkapsel 104 so die Druckpulsationen eines Kraftstoffs ausgleichen, der die Dämpferkapsel 104 umströmt.
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Die Dämpferkapsel 104 ist in einem Dämpferraum 103 angeordnet, der von dem Pumpengehäuse 101 der Pumpe und einem Gehäusedeckel 102 umgeben ist. Der Gehäusedeckel 102 ist insbesondere fluiddicht mit dem Pumpengehäuse 101 verbunden. Der Gehäusedeckel 102 weist insbesondere keine Unterbrechungen auf und ist vollkommen dicht gegenüber dem Kraftstoff.
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Der Gehäusedeckel 102 weist eine Wölbung 110 in eine Richtung 111 weg vom Pumpengehäuse 101 auf. Somit ist der Gehäusedeckel 102 auch bei geringem Materialeinsatz stabil ausgebildet. Der Gehäusedeckel 102 weist eine Mitte 109 auf. Die Mitte 109 ist insbesondere flächig ausgedehnt und erstreckt sich um eine tatsächliche, mathematische Mitte. Die Mitte 109 erstreckt sich insbesondere um einen Schwerpunkt des Gehäusedeckels 102. In der dargestellten Schnittansicht sind der linke und der rechte Rand des Gehäusedeckels 102 jeweils gleich weit von der Mitte 109 beabstandet.
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Die Mitte 109 weist den Punkt des Gehäusedeckels 101 auf, der am weitesten von dem Pumpengehäuse 101 beabstandet ist. Die Mitte 109 weist das Maximum der Wölbung 110 des Gehäusedeckels 102 auf.
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Die Dämpferkapsel 104 ist mittels einer ersten Halterung 107 und einer zweiten Halterung 108 zwischen dem Gehäusedeckel 102 und dem Pumpengehäuse 101 eingespannt. Die erste Halterung 107 ist zwischen dem Pumpengehäuse und dem Randbereich 106 der Dämpferkapsel 104 angeordnet. Die zweite Halterung 108 ist zwischen der Mitte 109 des Gehäusedeckels 102 und dem Randbereich 106 der Dämpferkapsel 104 angeordnet. Entweder die erste Halterung 107 oder die zweite Halterung 108 oder beide Halterungen 107, 108 sind federn ausgebildet, um im betriebsfertigen Zustand eine Spannkraft auf die Dämpferkapsel 104 auszuwirken. Die Halterung 107 und die zweite Halterung 108 sind insbesondere nur in Kontakt mit dem Randbereich 106 der Dämpferkapsel 104. Somit können die Membranen 105 im Betrieb uneingeschränkt Druckpulsationen dämpfen.
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Die erste Halterung 107, die auch in 2 dargestellt ist, stützt den Randbereich 106 an einem gegenüberliegenden Bereich 112 des Pumpengehäuses 101 ab. Die erste Halterung 107 ist ringförmig ausgebildet. Die erste Halterung 107 weist einen radialen Vorsprung 113 beziehungsweise mehrere radiale Vorsprünge 113 auf. Die radialen Vorsprünge 113 dienen zum Zentrieren der ersten Halterung 107. Zudem sind mittels den radialen Vorsprüngen 113 und axialen Vorsprüngen 120 der ersten Halterung 107 Fluidkanäle 114 zwischen der ersten Halterung 107 und der Dämpferkapsel 104 ausgebildet. Dies ermöglicht im Betrieb ein Umströmen mit Fluid.
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Die zweite Halterung 108, die auch in 3 dargestellt ist, weist einen Mittelbereich 115 auf. Der Mittelbereich 115 ist flächig ausgedehnt und weist den Schwerpunkt der zweiten Halterung 108 auf. Der Mittelbereich 115 ist aus einem ununterbrochenen, flächigen Metall gebildet. In der Schnittdarstellung der 1 ist der Mittelbereich 115 gleichweit vom linken und vom rechten Rand der zweiten Halterung 108 beabstandet. Der Mittelbereich 115 umfasst insbesondere den höchsten Punkt einer Wölbung 116 der zweiten Halterung 108. Die zweite Halterung 108 ist entlang der Richtung 111 weg vom Pumpengehäuse 101 gewölbt. Der Mittelbereich 115 weist eine konkave Krümmung auf. Die zweite Halterung erstreckt sich durchgehend entlang der Membran 105 von einem Seite der Dämpferkapsel 104 zu der gegenüberliegenden Seite der Dämpferkapsel 104.
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Die zweite Halterung 108 weist einen vorspringenden Bereich 119 beziehungsweise mehrere vorspringende Bereiche 119 auf. Mit den vorspringenden Bereichen 119 ist die zweite Halterung 108 in Kontakt mit dem Randbereich 106. Zwischen den vorspringenden Bereichen 119 weist die zweite Halterung 108 Ausnehmungen 117 auf. So sind Fluidkanäle 118 ausgebildet. Dadurch wird ein Umströmen mittels Fluid ermöglicht.
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Der Mittelbereich 115 der zweiten Halterung 108 ist in Kontakt mit der Mitte 109 des Gehäusedeckels 102. Die zweite Halterung 108 stützt sich am Mittelbereich 115 an der Mitte 109 des Gehäusedeckels 102 ab. Der gemeinsame Kontaktbereich zwischen der Mitte 109 und dem Mittelbereich 115 ist flächig ausgedehnt und insbesondere gewölbt.
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Kräfte werden zwischen der Mitte 109 des Gehäusedeckels 102 und dem Randbereich 106 der Dämpferkapsel 104 übertragen. Insbesondere wirkt eine Federkraft zwischen dem Randbereich 106 und dem Mittelbereich 115 sowie der Mitte 109. Die Dämpferkapsel 104 ist in dem von dem Gehäusedeckel 102 verschlossenen Hohlraum am oberen Ende der Pumpe 100 angeordnet. Der Deckel 102 weist insbesondere eine möglichst große Steifigkeit bei gleichzeitig möglichst geringem Materialaufwand auf, beispielsweise eine Halbkugelform und/oder eine Klöpperbodenform. Die Steifigkeit trägt zur Reduzierung von Schallemissionen bei. Auch Verrippungen können vorgesehen sein, die die Deformation der schallemittierenden Flächen minimieren und die Tonfrequenzen in einem günstigeren Bereich verschieben.
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Mittels der Abstützung der Mitte 109 des Gehäusedeckels 102 ist der Gehäusedeckel 102 an der Stelle sehr gut abgestützt, an dem die größtmögliche Deformation des Gehäusedeckels 102 herkömmlich stattfindet. Mittels der Abstützung des Gehäusedeckels 102 an der Mitte 109 wird die Steifigkeit des Gesamtaufbaus erhöht. Somit wird die mögliche Amplitude reduziert und das emittierte Frequenzband in einen günstigeren Bereich verschoben. Somit treten vermindernde Geräuschemissionen auf.
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Zudem ist es möglich, den äußeren Bauraum der Pumpe 100 zu reduzieren. Materialstärke und Form des Deckels können einfach und kostengünstig ausgeführt werden, da durch die Abstützung an der Mitte 109 dennoch die herkömmliche Steifigkeit erreicht werden kann. Alternativ kann bei gleichbleibendem Bauraum und gleicher Materialstärke des Gehäusedeckels 102 eine Reduzierung der Schallemissionen ermöglicht werden.
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Der durchgehende Gehäusedeckel 102 ohne eine Ausnehmung für einen Fluiddurchtritt ermöglicht die Abstützung mittels des durchgehenden Mittelbereichs 115 der zweiten Halterung 108 an der Mitte 109 des Gehäusedeckels 102.
