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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe für eine Brennkraftmaschine, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Kolbendichtung für eine solche Kolbenpumpe nach den Oberbegriffen der nebengeordneten Patentansprüche.
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Die
DE 10 2017 212 498 A1 offenbart eine Kolbenpumpe, die beispielsweise bei Brennkraftmaschinen mit Benzin-Direkteinspritzung zum Einsatz kommen kann. Derartige Kolbenpumpen verfügen über eine Kolbendichtung zwischen dem Pumpengehäuse und dem Pumpenkolben. Als Kolbendichtung kommt ein gegenüber dem Pumpengehäuse stationärer Dichtring zum Einsatz, der aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist. Der Dichtring ist zwischen dem Pumpengehäuse und dem Pumpenkolben so angeordnet, dass er von dem aus dem Förderraum wirkenden Druck wenigstens bereichsweise nach radial innen gegen den Pumpenkolben beaufschlagt wird. Er wird somit quasi durch den vom Förderraum her wirkenden Druck „aktiviert“.
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Offenbarung der Erfindung
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Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch eine Kolbenpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe hat eine erhöhte Lebensdauer und Zuverlässigkeit, ohne dass die Effizienz, also der Liefergrad der Kolbenpumpe negativ beeinflusst wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die Reibleistung zwischen der ringförmigen Kolbendichtung und dem Pumpenkolben vergleichsweise gering ist, indem die Kontaktlänge zwischen der ringförmigen Kolbendichtung und dem Pumpenkolben durch die designbedingte Steifigkeitsänderung begrenzt bzw. reduziert wird. Im Betrieb erhitzt sich die ringförmige Kolbendichtung aufgrund der verringerten Reibleistung nur wenig, wodurch sich auch die Steifigkeit der ringförmigen Kolbendichtung nur wenig ändert und die Lebensdauer der Kolbendichtung erhöht wird. Durch die Minderung der Steifigkeit in jenem Bereich, in dem die Kolbendichtung durch den aus dem Förderraum wirkenden Druck nach radial innen beaufschlagt wird, wird dort ein schnelleres Anliegen, dh. eine schnellere „Aktivierung“ der Kolbendichtung erreicht. Dies bedeutet, dass vergleichsweise große radiale Tolerenzen, die bisher funktionstechnisch nicht oder nur schlecht nutzbar waren, überhaupt erst möglich gemacht werden. Folglich wird über alle Fertigungstolerenzen hinweg durch die erfindungsgemäße Maßnahme eine deutliche Liefergradverbessserung der Kolbenpumpe erreicht.
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Dabei gestattet es die vorliegende Erfindung, die Kolbendichtung aus Metall herzustellen, insbesondere aus Stahl. Hierdurch wird die Lebensdauer der Kolbendichtung deutlich verbessert, und die Kolbendichtung kann auch mit Kraftstoffen und bei Temperaturen eingesetzt werden, welche im Zusammenspiel mit einer Kolbendichtung aus Kunststoff Probleme bereiten. Die strukturelle, lokal eng begrenzte Verringerung der Materialstärke kann erfindungsgemäß wenigstens im Wesnetlichen ohne spanabhebende Bearbeitung der Hülse realisiert werden, und sie bedarf keiner Nacharbeit, wodurch erhebliche Kosten gespart werden und die einzelnen Teile über ihr gesamtes Fertigungsspiel verbaut werden können.
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Konkret wird dies erreicht durch eine Kolbenpumpe, insbesondere eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe für eine Brennkraftmaschine. Eine solche Brennkraftmaschine kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe kann zu einem Kraftstoffsystem gehören, welches den Kraftstoff auf einen hohen Druck verdichtet und direkt in Brennräume der Brennkraftmaschine einspritzt. Zu der Kolbenpumpe gehören ein Pumpengehäuse, welches beispielsweise ein insgesamt zylindrisches Teil sein kann, sowie ein in dem Pumpengehäuse in einer dort vorhandenen Aufnahmeöffnung aufgenommener Pumpenkolben, der beispielsweise als Stufenkolben ausgebildet sein kann, und der von einem Antrieb in eine Hin- und Herbewegung versetzt werden kann. Von dem Pumpengehäuse und dem Pumpenkolben wird ein Förderraum begrenzt, in den bei einem Saughub Fluid angesaugt und bei einem Förderhub das Fluid im Förderraum auf einen hohen Druck komprimiert und über ein Auslassventil ausgestoßen wird.
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Zwischen der Aufnahmeöffnung des Pumpengehäuses und dem Pumpenkolben ist eine ringförmige Kolbendichtung so angeordnet, dass sie von dem bei einem Förderhub vom Förderraum her wirkenden Druck wenigstens bereichsweise nach radial innen gegen den Pumpenkolben beaufschlagt wird. Die gewünschte maximale Dichtwirkung der Kolbendichtung wird also erst durch den von radial außen nach radial innen auf die Kolbendichtung wirkenden hohen Druck bewirkt. Die ringförmige Kolbendichtung weist in einem ersten axialen Bereich, der dem Förderraum zugewandt ist, eine höhere radiale Steifigkeit auf als in einem zweiten axialen Bereich, der von dem Förderraum abgewandt ist. Dabei kann eine axiale Erstreckung des ersten axialen Bereichs, der die höhere radiale Steifigkeit aufweist, größer sein als eine axiale Erstreckung des zweiten axialen Bereichs.
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Wirkt der hohe Druck vom Förderraum her von radial außen auf die ringförmige Kolbendichtung, wird somit der längere erste axiale Bereich weniger stark nach radial innen gedrückt als der kürzere zweite axiale Bereich. Die für die hydraulische Kolbendichtung besonders wirksame Kontaktlänge bzw. Reiblänge wird somit im Wesentlichen auf den zweiten axialen Bereich beschränkt. Gleichwohl wird auch in dem ersten axialen Bereich in dem radialen Spalt zwischen der Innenseite der Kolbendichtung und der Außenseite des Pumpenkolbens bereits ein Druckabfall und damit eine gewisse Dichtleistung erzeugt.
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Die Kolbendichtung ist gemäß der vorliegenden Erfindung aus Metall, insbesondere aus Stahl, hergestellt. Infrage kommen beispielsweise Stahlvarianten aus austenitischen Stählen, die vorliegend besonders geeignet sind. Der oben erwähnte zweite axiale Bereich umfasst einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden axialen Abschnitt mit einer Materialstärke, also einer Dicke, die geringer ist als die Materialstärken in den beiden zu dem Abschnitt benachbarten axialen Bereichen. Die Bezeichnung „axialer“ Abschnitt bedeutet, dass sich der Abschnitt über eine gewisse Strecke in axialer Richtung der Kolbendichtung erstreckt.
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Dieser sich in Umfangsrichtung erstreckende axiale Abschnitt kann den gesamten zweiten axialen Bereich bilden oder auch nur eine kleinere axiale Erstreckung haben als der zweite axiale Bereich. Der sich in Umfangsrichtung erstreckende axiale Abschnitt kann sich vollständig über den gesamten Umfang in Umfangsrichtung erstrecken, ähnlich einer durchgehenden Nut, oder auch nur über einen Teilbereich oder mehrere Teilbereiche des Umfangs. Der axiale Abschnitt mit geringerer Materialstärke wurde wenigstens im Wesentlichen nicht-spanend durch einen entsprechenden Umformungsprozess erzeugt, was beispielsweise in einem Schnittbild anhand der Gefügestruktur und/oder auf der Basis der Oberflächenbeschaffenheit erkannt werden kann. Ein Honen ist entbehrlich.
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Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe ist vorgesehen, dass der Abschnitt mit geringerer Materialstärke durch einen Tiefziehvorgang, insbesondere einen Streckvorgang, oder durch Rollieren erzeugt wurde. Hierbei handelt es sich um preiswerte, hochpräzise und schnell durchführbare Umformungs- bzw. Formprozesse.
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Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe ist vorgesehen, dass ein Übergang von einer größeren Materialstärke zu einer geringeren Materialstärke wenigstens im Wesentlichen kontinuierlich verläuft. Hierdurch werden Spannungsspitzen im Material verhindert, wodurch die Lebensdauer vergrößert wird.
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Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe ist vorgesehen, dass eine axiale Erstreckung des ersten axialen Bereichs größer ist als eine axiale Erstreckung des zweiten axialen Bereichs. Auf diese Weise wird auch im ersten axialen Bereich bereits ein gewisser Druckabfall geschaffen, wodurch der Liefergrad der Kolbenpumpe nochmals verbessert wird.
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Zu der Erfindung gehört auch ein Verfahren zur Herstellung einer Kolbendichtung für eine Kolbenpumpe der obigen Art, welches folgende Schritte umfasst:
- a. Herstellen eines zylindrischen Halbfertigteils aus Metall;
- b. nicht-spanendes Erzeugen eines sich in Umfangsrichtung erstreckenden axialen Abschnitts mit einer Materialstärke, die geringer ist als die Materialstärken in den beiden zu dem Abschnitt benachbarten axialen Bereichen.
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Es gelten hier die gleichen Vorteile und Präzisierungen, wie sie oben zur Kolbenpumpe dargelegt wurden.
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Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass im Schritt b der Abschnitt mit geringerer Materialstärke durch einen Tiefziehvorgang, insbesondere einen Streckvorgang erzeugt wird. Hierbei handelt es sich um preiswerte und schnell durchführbare Umformungsprozesse.
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Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass im Schritt b das Halbfertigteil in den beiden zu dem axialen Abschnitt benachbarten axialen Bereichen gefasst und dann in axialer Richtung gestreckt wird. Dies ist in einem üblichen Tiefziehwerkzeug einfach realisierbar.
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Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass es nach dem Schritt b folgenden Schritt umfasst:
- c. Aufweiten des Innendurchmessers auf einen gewünschten Innendurchmesser, insbesondere durch Einführen eines Kalibrierdorns.
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Auf diese Weise wird die innere Mantelfläche der ringförmigen Kolbendichtung exakt auf ein gewünschtes Durchmessermaß gebracht, die Abmessung also „kalibriert“. Ferner kann hierdurch erreicht werden, dass das Material so umgelagert wird, dass die geringere Materialstärke des sich in Umfangsrichtung erstreckenden axialen Abschnitts ausschließlich durch eine Einschnürung auf der radialen Außenseite der ringförmigen Kolbendichtung bewirkt wird, und die ringförmige Dichtung mit ihrer dann geraden radial inneren Mantelfläche bestmöglich, also in geringstmöglich im Abstand, am Pumpenkolben anliegt.
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Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass es nach dem Schritt b folgenden Schritt umfasst:
- d. Wenigstens bereichsweises Kolsterisieren der radial inneren und/oder radial äußeren Oberfläche der Kolbendichtung.
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Dies reduziert nochmals den Verschleiß an den Oberflächen der Kolbendichtung. Bei einer solchen Kolsterisierung wird durch einen Kohlenstoff-Diffusionsprozess die Oberfläche gehärtet und somit besonders verschleißresistent gemacht.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Kolbenpumpe mit einer ringförmigen Kolbendichtung und einem Pumpenkolben;
- 2 eine schematisierte vergrößerte Darstellung der ringförmigen Kolbendichtung und des Pumpenkolbens von 1 in einem ersten Betriebszustand;
- 3 eine Darstellung ähnlich zu 2, in einem zweiten Betriebszustand;
- 4a-4e eine schematische Darstellung der Kolbendichtung der 1-3 während ihrer Herstellung; und
- 5 ein Diagramm, in dem ein Druckabfall in einem Spalt zwischen Kolbendichtung und Pumpenkolben und ein Spaltmaß über der Länge der Kolbendichtung für die erfindungsgemäße Kolbendichtung und Kolbendichtungen aus dem Stand der Technik aufgetragen sind.
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Eine Kolbenpumpe in Form einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe trägt in 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Die Kolbenpumpe 10 gehört zu einem nicht weiter gezeichneten Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine. Sie fördert den Kraftstoff üblicherweise zu einem Kraftstoffrail, an welches mehrere Injektoren angeschlossen sind, die den Kraftstoff in Brennräume der Brennkraftmaschine einspritzen.
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Die Kolbenpumpe 10 umfasst ein nicht dargestelltes Einlassventil und ein ebenfalls nicht dargestelltes Auslassventil sowie ein Pumpengehäuse 12. In diesem ist ein Pumpenkolben 14 hin- und her bewegbar aufgenommen. Der Pumpenkolben 14 wird durch einen nicht dargestellten Antrieb in Bewegung versetzt. Bei dem Antrieb kann es sich beispielsweise um eine Nockenwelle oder eine Exzenterwelle der Brennkraftmaschine handeln.
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Der Pumpenkolben 14 ist vorliegend beispielhaft als Stufenkolben ausgebildet mit einem Abschnitt 16 mit kleinerem Durchmesser und einem Abschnitt 18 mit größerem Durchmesser. Der Abschnitt 18 des Pumpenkolbens 14 mit größerem Durchmesser begrenzt zusammen mit dem Pumpengehäuse 12 einen nur symbolisch dargestellten und in 1 oben angeordneten Förderraum 20. Das Pumpengehäuse 12 kann als ein insgesamt in etwa rotationssymmetrisches Teil ausgebildet sein. Der Pumpenkolben 14 ist im Pumpengehäuse 14 in einer dort vorhandenen Aufnahmeöffnung 22 aufgenommen, die als eine gestufte Bohrung 24 ausgebildet ist mit vorliegend dargestellten Abschnitten 24', 24'' und 24''', die jeweils unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
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Zwischen dem Abschnitt 18 des Pumpenkolbens 14 und einer inneren Umfangswand der Bohrung 24 ist im Bereich des Abschnitts 24" eine ringförmige Kolbendichtung 26 angeordnet. Diese dichtet unmittelbar zwischen dem Pumpenkolben 14 und dem Pumpengehäuse 12, und dichtet somit den sich in 1 oberhalb von der ringförmigen Kolbendichtung 26 befindlichen Förderraum 20 („Hochdruckbereich“) gegenüber dem in 1 unterhalb von der ringförmigen Kolbendichtung 26 angeordneten Bereich („Niederdruckbereich“) ab. Auf die genaue Ausgestaltung und Funktion der ringförmigen Kolbendichtung 26 wird weiter unten noch stärker im Detail eingegangen werden.
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Zwischen dem Abschnitt 18 des Pumpenkolbens 14 und der inneren Umfangswand der Bohrung 24 ist in deren Abschnitt 24' ein von der ringförmigen Kolbendichtung 26 separates ringförmiges Führungselement 28 angeordnet. Das Führungselement 28 befindet sich funktional zwischen der ringförmigen Kolbendichtung 26 und dem Förderraum 20. Es dient zur Führung des Pumpenkolbens 14. Zwischen dem Führungselement 28 und der ringförmigen Kolbendichtung 26 kann ein nicht gezeichnetes Vorspannelement, beispielsweise eine Feder, angeordnet sein, welche die ringförmige Kolbendichtung 26 in 2 nach unten gegen ein ringförmiges Halteelement 30 beaufschlagt, welches im Abschnitt 24''' der Bohrung 24 bzw. der Aufnahmeöffnung 22 angeordnet ist. Die ringförmige Kolbendichtung 26 liegt am Halteelement 30 derart an, dass dort eine statische Dichtstelle gebildet wird, welche die Kolbendichtung 26 gegenüber dem Halteelement 30 abdichtet.
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Das Halteelement 30 kann in das Pumpengehäuse 12 eingepresst sein, oder es kann in der Bohrung 24 verstemmt oder mit dem Pumpengehäuse 12 verschweißt sein. Die Kolbenpumpe 10 weist ein weiteres Führungselement 32 auf, welches ebenfalls ringförmig ist und in einem Träger 34 angeordnet ist. Auch das Führungselement 32 dient zur Führung des Pumpenkolbens 14 relativ zum Pumpengehäuse 12.
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Nun wird unter Bezugnahme auf die 2-3 die genaue Ausgestaltung der ringförmigen Kolbendichtung 26 erläutert: die ringförmige Kolbendichtung 26 umfasst in 2 von oben nach unten gesehen zunächst einen hülsenförmigen und zylindrischen und vergleichsweise langen ersten axialen Bereich 36 mit konstanter Wanddicke D1. An diesen schließt sich ein vergleichsweise kurzer zweiter axialer Bereich 38 mit einer Wandstärke bzw. Wanddicke D2 an, die kleiner ist als die Wandstärke bzw. Wanddicke D1. Dies wird erreicht durch eine Einschnürung 40 auf der radialen Außenseite der Kolbendichtung 26.
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An den kurzen zweiten axialen Bereich 38 schließt sich ein dritter axialer Bereich 42 an, der einen in der Art eines Ringbunds ausgeformten und nach radial außen weisenden Anlageabschnitt 44 umfasst. Somit hat die hier beispielhaft gezeigte Kolbendichtung 26 einen insgesamt ungefähr L-förmigen Querschnitt. Der axiale Bereich der Einschnürung 40 bildet insoweit einen sich in Umfangsrichtung über den gesamten Umfang erstreckenden axialen Abschnitt 45 mit einer Materialstärke, die geringer ist als die Materialstärken in den beiden zu dem Abschnitt 45 benachbarten axialen Bereichen 38 und 42.
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Man erkennt aus 1 und aus den 2-3, dass der Übergang von der größeren Materialstärke D1 zu der geringeren Materialstärke D2 kontinuierlich, also ohne eine „scharfe“ Stufe erfolgt. Gleiches gilt auch für den Übergang von der Materialstärke D2 des Abschnitts 45 zum dritten axialen Bereich 42 mit dem Anlageabschnitt 44. Die Kolbendichtung 26 ist vorliegend aus Metall hergestellt, nämlich aus Stahl, insbesondere aus einem austenitischen Stahl.
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Der Betrieb und die Funktion der Kolbendichtung 26 wird nun insbesondere unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erläutert, wobei in 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht sämtliche Bezugszeichen eingezeichnet sind. In 2 ist eine Ausgangssituation dargestellt, wie sie vorliegt, wenn die Kolbenpumpe 10 nicht betrieben wird. An allen Stellen auf der Außenseite der Kolbendichtung 26 herrscht der gleiche Druck, nämlich Umgebungsdruck, und zwischen einer inneren und in dieser Betriebssituation geraden Mantelfläche 46 der ringförmigen Kolbendichtung 26 und einer äußeren Mantelfläche 48 des Pumpenkolbens 14 ist ein gleichförmiger Spalt 50 mit im Wesentlichen konstanter Dicke vorhanden.
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Wird die Kolbenpumpe 10 in Betrieb genommen, wird während eines Förderhubs das Fluid im Förderraum 20 auf einen sehr hohen Druck komprimiert. Dieser Druck wirkt im Wesentlichen unvermindert über den Spalt zwischen dem Pumpenkolben 14 und dem Pumpengehäuse 12 in 1 oberhalb vom Führungselement 28 und auf in den Figuren nicht sichtbare Art und Weise über das Führungselement 28 hinweg bis zur ringförmigen Kolbendichtung 26. Dies ist in 3 gezeichnet. Auf diese Weise liegt an einer in 3 oberen Stirnfläche 52 der Kolbendichtung 26, an einer radial äußeren Mantelfläche 54 des ersten Bereichs 36 und des zweiten Bereichs 38 sowie an der zum Förderraum 20 weisenden Stirnfläche 56 und der radial äußeren Mantelfläche 58 des Anlageabschnitts 44 im Wesentlichen der im Förderraum 20 herrschende Druck, was durch eine Mehrzahl von entsprechenden Pfeilen in 3 angedeutet ist, die alle die gleiche Länge haben und von denen einer beispielhaft mit P20 bezeichnet ist.
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Auch im in 3 oben gelegenen Bereich der inneren Mantelfläche 46 der Kolbendichtung 26 herrscht dieser Druck P20. Im Spalt 50 herrscht aufgrund der viskosen bzw. reibungsbehafteten Strömung durch den Spalt 50 in 3 von oben nach unten bzw. vom Hochdruckbereich hin zum Niederdruckbereich jedoch ein Druckgefälle. Im axialen Abschnitt 45 der Kolbendichtung 26 ist der auf die innere Mantelfläche 46 der Kolbendichtung 26 wirkende Druck somit deutlich kleiner als der dort auf die radial äußere Mantelfläche 54 wirkende Druck. Da zudem die Steifigkeit in dem axialen Abschnitt 45 der Kolbendichtung 26 aufgrund der geringeren Materialstärke D2 deutlich geringer ist als im benachbarten ersten axialen Bereich 36, wird die Kolbendichtung 26 im Bereich des axialen Abschnitts 45 nach radial innen zum Pumpenkolben 14 hin gedrückt, was durch einen schraffierten Bereich 60 in 3 angedeutet ist. Dort, wo die Kolbendichtung 26 nach radial innen gedrückt wird, kommt sie über einen sich in axialer Richtung erstreckenden Kontaktlängenbereich 62 in Anlage an den Pumpenkolben 14. Im Kontaktlängenbereich 62 ergibt sich somit eine besonders starke Dichtwirkung, und in der Folge ein entsprechend großer Druckunterschied, wie durch das schematische Diagramm ΔP in 3 dargestellt ist.
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Man erkennt aus 3, dass der erste axiale Bereich 36, der aufgrund der größeren Materialstärke D1 eine höhere radiale Steifigkeit aufweist als der zweite axiale Bereich 38 bzw. der axiale Abschnitt 45 mit geringerer Materialstärke, eine um einen Faktor von ungefähr 2,5 größere axiale Erstreckung aufweist als der zweiten axiale Bereich 38.
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Die Herstellung der Einschnürung 40 bzw. des axialen Abschnitts 45 wird nun unter Bezugnahme auf 4 näher erläutert. Ganz oben in 4a ist ein erster Schritt des Herstellungsverfahrens gezeigt. In diesem wird aus einem Blechband 64 durch einen Tiefziehprozess mittels eines zylindrischen Stempels 66 und einer umlaufenden Außenform 68 ein topfförmiges Halbfertigteil 70 erzeugt.
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Das Halbfertigteil 70 wird in einem zweiten Schritt (4b) in eine sich zum Halbfertigteil 70 verjüngende umlaufende Außenform 72 gelegt und oberhalb von der Außenform 72 von einem ringförmigen Außenkolben 74 umfasst. Der Außenkolben 74 liegt im Presssitz an der Außenfläche der Umfangswand (ohne Bezugszeichen) des Halbfertigteils 70 an, was in 4b durch nach radial einwärts weisende Pfeile angedeutet ist, und innen liegt der zylindrische Stempel 66 ebenfalls im Presssitz an der Innenfläche der Umfangswand des Halbfertigteils 70 an, allerdings nur oberhalb von der axialen Position der umlaufenden Außenform 72.
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In einem dritten Schritt (4c) werden der Stempel 66 und der Außenkolben 74 in Richtung der Pfeile 76 bewegt, wodurch die Umfangswand des Halbfertigteil 70 im Bereich des radial inneren Rands der Außenform 72 gestreckt und hierdurch dort die Materialstärke reduziert wird. Es entsteht auf diese Weise sowohl auf der Außenfläche als auch der Innenfläche der Umfangswand des Halbfertigteil 70 eine Einschnürung.
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In einem vierten Schritt (4d) wird das so entstandene Halbfertigteil 70 in eine weitere Außenform 78 eingelegt. Dann wird ein Kalibrierdorn 80 in das Halbfertigteil 70 eingeführt, wodurch der Innendurchmesser des Halbfertigteils 70 auf einen gewünschten Innendurchmesser aufgeweitet wird. Durch eine entsprechende Dimensionierung des Kalibrierdorns 78 wird die Einschnürung vollständig auf die Außenseite der Umfangswand des Halbfertigteils 70 verlagert.
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In einem fünften Schritt (4e) wird der Boden des Halbfertigteils 70 abgetrennt, beispielsweise durch Stanzen mittels eines Stanzkolbens 82. Auf diese Weise erhält man die bereits weitgehend fertig gestellte Kolbendichtung 26. An dieser kann nun noch eine Kolsterisierung vorgenommen werden, bei der durch einen Kohlenstoff-Diffusionsprozess die Oberfläche gehärtet wird. Danach ist gegebenenfalls nochmals eine Nachkalibrierung des Innendurchmessers der Kolbendichtung 26 notwendig.
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In 5 bezeichnet die Abszisse die Länge L der Kolbendichtung 26, wobei das linke Ende der Abszisse dem oberen Ende der Kolbendichtung 26 in den 1-3 entspricht. Die Ordinate bezeichnet sowohl den Druckabfall Δp im Spalt 50 als auch die Weite des Spalts 50, wobei die Kurve W1 die Weite des Spalts 50 bei der Kolbendichtung 26 der 1-3 darstellt, wohingegen die anderen Kurven die Weite des Spalts bei verschiedenen Ausführungen im Stand der Technik darstellen. Man erkennt, dass der Kontaktlängenbereich 62 vergleichsweise gering ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017212498 A1 [0002]
