DE102021214023A1 - High-pressure pump with an electromagnetically actuable suction valve, fuel injection system and method for producing a high-pressure pump - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe (1) mit einem elektromagnetisch betätigbaren Saugventil (2), das ein in ein Gehäuseteil (3) der Hochdruckpumpe (1) integriertes Hydraulikteil sowie ein mit dem Gehäuseteil (3) mittels einer Überwurfmutter (4) verbundenes Magnetteil (5) aufweist. Erfindungsgemäß ist auf der Überwurfmutter (4) eine elastische Manschette (6) angeordnet, welche die Überwurfmutter (4) umfangseitig vollflächig abdeckt und an mindestens einer Stirnseite zumindest bereichsweise umgreift.Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftstoffeinspritzsystem sowie Verfahren zur Herstellung einer Hochdruckpumpe (1).The invention relates to a high-pressure pump (1) with an electromagnetically actuatable suction valve (2), which has a hydraulic part integrated into a housing part (3) of the high-pressure pump (1) and a magnetic part (5 ) having. According to the invention, an elastic sleeve (6) is arranged on the union nut (4), which covers the entire circumference of the union nut (4) and at least partially encompasses it on at least one end face. The invention also relates to a fuel injection system and a method for producing a high-pressure pump (1).
Description
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Bevorzugter Anwendungsbereich der Hochdruckpumpe sind Kraftstoffeinspritzsysteme. Die Erfindung betrifft daher ferner ein Kraftstoffeinspritzsystem. Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Verfahren zur Herstellung einer Hochdruckpumpe mit einem elektromagnetisch betätigbaren Saugventil.The invention relates to a high-pressure pump having the features of the preamble of
Stand der TechnikState of the art
Aus der Offenlegungsschrift
Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Robustheit einer Hochdruckpumpe mit einem elektromagnetisch betätigbaren Saugventil weiter zu steigern.Proceeding from the prior art mentioned above, the object of the present invention is to further increase the robustness of a high-pressure pump with an electromagnetically actuable suction valve.
Zur Lösung der Aufgabe wird die Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Ferner werden ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Hochdruckpumpe angegeben.To solve the problem, the high-pressure pump with the features of
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Die vorgeschlagene Hochdruckpumpe umfasst ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil, das ein in ein Gehäuseteil der Hochdruckpumpe integriertes Hydraulikteil sowie ein mit dem Gehäuseteil mittels einer Überwurfmutter verbundenes Magnetteil aufweist. Erfindungsgemäß ist auf der Überwurfmutter eine elastische Manschette angeordnet, welche die Überwurfmutter umfangseitig vollflächig abdeckt und an mindestens einer Stirnseite zumindest bereichsweise umgreift.The proposed high-pressure pump includes an electromagnetically actuable suction valve, which has a hydraulic part integrated into a housing part of the high-pressure pump and a magnetic part connected to the housing part by means of a union nut. According to the invention, an elastic collar is arranged on the union nut, which covers the circumference of the union nut over its entire surface and at least partially encompasses at least one end face.
Die elastische Manschette dient dem Schutz der Überwurfmutter vor Schmutz und Feuchtigkeit. Insbesondere sind die außenliegenden Oberflächen der Überwurfmutter vor Korrosion geschützt. Die Überwurfmutter bleibt somit auch auf Dauer leicht lösbar und kann bei Bedarf - nach Abziehen der Manschette - einfach vom Gehäuseteil abgeschraubt werden. Ein unbeabsichtigtes Lösen der Überwurfmutter, beispielsweise während Reparatur- und/oder Wartungsarbeiten an einem mit der Hochdruckpumpe verbundenen Motor, wird dagegen durch die Manschette sicher vermieden. Da die außenliegenden Oberflächen der Überwurfmutter vorzugsweise vollständig durch die elastische Manschette abgedeckt sind, bleibt die optische Erscheinung der Hochdruckpumpe dauerhaft ansprechend.The elastic sleeve protects the union nut from dirt and moisture. In particular, the outer surfaces of the union nut are protected against corrosion. The union nut thus remains easily detachable in the long term and can be easily unscrewed from the housing part if necessary - after removing the collar. On the other hand, the collar reliably prevents the union nut from being loosened unintentionally, for example during repair and/or maintenance work on an engine connected to the high-pressure pump. Since the outer surfaces of the union nut are preferably completely covered by the elastic sleeve, the visual appearance of the high-pressure pump remains attractive over the long term.
Über die Elastizität der Manschette kann ferner eine zusätzliche Abdichtung der Schnittstelle Hochdruckpumpe zum Saugventil geschaffen werden, die das Eindringen von Feuchtigkeit verhindert. Dies gilt insbesondere, wenn die Manschette eng, vorzugsweise unter einer radialen und/oder axialen Vorspannung, an der Überwurfmutter und ggf. an einem hieran angrenzenden Bauteil anliegt. Die Manschette ist aufgrund ihrer Elastizität zudem vibrationsunempfindlich, so dass die vorteilhaften Wirkungen auch über die Zeit erhalten bleiben. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass über die Manschette eine thermische Trennung des Saugventils gegenüber der Umgebung erzielbar ist. Dies erweist sich insbesondere bei ungünstiger Einbaulage der Hochdruckpumpe, beispielsweise in der Nähe eines Turboladers des Motors, als vorteilhaft.The elasticity of the sleeve can also provide an additional seal between the interface between the high-pressure pump and the suction valve, which prevents moisture from penetrating. This applies in particular when the sleeve is in close contact with the union nut and, if necessary, with a component that is adjacent thereto, preferably under radial and/or axial pretension. Due to its elasticity, the cuff is also insensitive to vibrations, so that the beneficial effects are retained over time. A further advantage can be seen in the fact that the sleeve can be used to thermally separate the suction valve from the environment. This proves to be advantageous in particular when the high-pressure pump is installed in an unfavorable position, for example in the vicinity of a turbocharger of the engine.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die elastische Manschette an einem die Überwurfmutter umgreifenden Ende zumindest bis an eine Magnethülse des Magnetteils geführt. Auf diese Weise wird eine verbesserte Abdichtung der Schnittstelle Überwurfmutter zum Magnetteil des Saugventils erreicht. Vorzugsweise ist die Überwurfmutter an der Magnethülse des Magnetteils axial abgestützt, beispielsweise an einem Ringbund der Magnethülse. Durch die axiale Verspannung der Überwurfmutter mit der Magnethülse des Magnetteils des Saugventils wird eine zusätzliche Abdichtung erzielt.According to a preferred embodiment of the invention, the elastic sleeve is guided at least up to a magnetic sleeve of the magnetic part at an end encompassing the union nut. In this way, an improved sealing of the union nut interface to the magnetic part of the suction valve is achieved. The union nut is preferably supported axially on the magnet sleeve of the magnet part, for example on an annular collar of the magnet sleeve. Due to the axial tension of the union nut with the magnet sleeve of the magnet part of the suction valve, an additional seal is achieved.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die elastische Manschette zumindest abschnittsweise über die Magnethülse des Magnetteils geführt ist. Über diesen Abschnitt ist ein Toleranzausgleich erzielbar, der die Abdichtung weiter optimiert. Bevorzugt liegt die Manschette eng bzw. unter einer radialen Vorspannung an der Magnethülse an, so dass sie wirksam das Eindringen von Feuchtigkeit verhindert.In a further development of the invention, it is proposed that the elastic sleeve be guided at least in sections over the magnet sleeve of the magnet part. Tolerance compensation can be achieved via this section, which further optimizes the seal. The sleeve preferably lies tightly against the magnet sleeve or is radially prestressed, so that it effectively prevents moisture from penetrating.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass zwischen der Überwurfmutter und der elastischen Manschette ein Dichtring eingelegt ist. Mit Hilfe des Dichtrings kann die Abdichtung der Hochdruckpumpe vor eindringender Feuchtigkeit weiter optimiert werden. Vorzugsweise ist der Dichtring im Bereich einer dem Gehäuseteil zugewandten Stirnfläche der Überwurfmutter angeordnet. Auf diese Weise kann eine verbesserte Abdichtung der Schnittstelle Überwurfmutter zum Gehäuseteil der Hochdruckpumpe erreicht werden.Furthermore, it is proposed that a sealing ring is inserted between the union nut and the elastic sleeve. With the help of the sealing ring, the sealing of the high-pressure pump against the ingress of moisture can be further optimized. The sealing ring is preferably arranged in the area of an end face of the union nut facing the housing part. In this way, improved sealing of the union nut interface to the housing part of the high-pressure pump can be achieved.
Bevorzugt ist der Dichtring über die elastische Manschette radial und/oder axial vorgespannt. Das heißt, dass sich die Manschette nicht nur über die Überwurfmutter, sondern auch über den Dichtring erstreckt. Durch Vorspannen erhöht sich die Dichtwirkung des Dichtrings, so dass eine weitere Optimierung der Abdichtung erzielt wird. Mit fortschreitender Optimierung der Abdichtung erhöht sich die Robustheit der Hochdruckpumpe.The sealing ring is preferably radially and/or axially prestressed via the elastic sleeve. This means that the sleeve extends not only over the union nut, but also over the sealing ring. The sealing effect of the sealing ring is increased by pretensioning, so that a further optimization of the sealing is achieved. With progressive optimization of the seal, the robustness of the high-pressure pump increases.
Zum radialen und/oder axialen Vorspannen des Dichtrings ist die elastische Manschette zumindest abschnittsweise über den Dichtring geführt. Vorzugsweise wird die Vorspannung des Dichtrings über eine innenumfangseitige Rastgeometrie der elastischen Manschette erreicht. Beispielsweise kann die Manschette endseitig eine innenumfangseitige Aufdickung in Form eines umlaufenden Wulstes aufweisen, der den Dichtring zumindest bereichsweise hintergreift.For radial and/or axial prestressing of the sealing ring, the elastic sleeve is guided over the sealing ring at least in sections. The prestressing of the sealing ring is preferably achieved via a latching geometry of the elastic sleeve on the inner circumference. For example, the end of the sleeve can have a thickening on the inner circumference in the form of a circumferential bead, which at least partially engages behind the sealing ring.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die elastische Manschette zwei hülsenförmige Abschnitte mit unterschiedlichen Innendurchmessern sowie einen die beiden hülsenförmigen Abschnitte verbindenden Ringbund auf. Über die unterschiedlichen Innendurchmesser kann die Manschette an die Außendurchmesser bzw. Außenkonturen der Überwurfmutter und der Magnethülse des Magnetteils angepasst werden. Die Innendurchmesser sind dabei bevorzugt geringfügig kleiner als der jeweilige Außendurchmesser bzw. die jeweilige Außenkontur gewählt. Dadurch ist sichergestellt, dass die elastische Manschette unter einer radialen Vorspannung an der Überwurfmutter und an der Magnethülse anliegt.In a preferred embodiment of the invention, the elastic cuff has two sleeve-shaped sections with different inner diameters and an annular collar connecting the two sleeve-shaped sections. The sleeve can be adapted to the outer diameter or outer contours of the union nut and the magnetic sleeve of the magnetic part via the different inner diameters. The inner diameters are preferably selected to be slightly smaller than the respective outer diameter or the respective outer contour. This ensures that the elastic sleeve rests against the union nut and the magnet sleeve under radial prestress.
Vorteilhafterweise ist die elastische Manschette aus einem elastischen Kunststoff, beispielsweise aus einem thermoplastischen Elastomer oder einem Silikonkautschuk, hergestellt. Diese Materialen weisen eine hohe Elastizität sowie hervorragende Dichteigenschaften auf. Dank der hohen Elastizität lässt sich die Manschette leicht montieren, beispielsweise durch Aufziehen auf die Überwurfmutter und ggf. auf die Magnethülse, wobei die Manschette elastisch verformt wird. Die elastische Verformung stellt sicher, dass die Manschette eng und damit dicht an der Überwurfmutter und ggf. an der Magnethülse anliegt.The elastic sleeve is advantageously made of an elastic plastic, for example a thermoplastic elastomer or a silicone rubber. These materials have high elasticity and excellent sealing properties. Thanks to the high elasticity, the cuff can be easily installed, for example by pulling it onto the union nut and, if necessary, onto the magnet sleeve, with the cuff being elastically deformed. The elastic deformation ensures that the sleeve fits snugly and thus tightly against the union nut and, if necessary, against the magnet sleeve.
Da die erfindungsgemäße Hochdruckpumpe bevorzugt in einem Kraftstoffeinspritzsystem zum Einsatz gelangt, wird ferner ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe vorgeschlagen. Durch die gesteigerte Robustheit der Hochdruckpumpe steigt auch die Lebensdauer des Kraftstoffeinspritzsystems. Besonders deutlich zum Tragen kommen die Vorteile einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe bei „heavy Duty“ Anwendungen mit hoher Vibrationsbelastung, da hier mit Hilfe der elastischen Manschette einem Bruch entgegengewirkt werden kann.Since the high-pressure pump according to the invention is preferably used in a fuel injection system, a fuel injection system with a high-pressure pump according to the invention is also proposed. The increased robustness of the high-pressure pump also increases the service life of the fuel injection system. The advantages of a high-pressure pump according to the invention are particularly evident in "heavy duty" applications with high vibration loads, since a breakage can be counteracted here with the help of the elastic sleeve.
Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung einer Hochdruckpumpe mit einem elektromagnetisch betätigbaren Saugventil vorgeschlagen, das mittels einer Überwurfmutter an einem Gehäuseteil der Hochdruckpumpe befestigt wird. Das Verfahren zeichnet sich durch die folgenden Schritte aus:
- - Aufsetzen eines Dichtringes auf einen Gewindeabschnitt des Gehäuseteils der Hochdruckpumpe,
- - Verbinden der Überwurfmutter mit zumindest einem Teil des Saugventils, insbesondere mit einer Magnethülse eines Magnetteils des Saugventils,
- - Aufschrauben der Überwurfmutter auf den Gewindeabschnitt der Hochdruckpumpe,
- - Aufziehen einer elastischen Manschette auf die Überwurfmutter, wobei die Manschette elastisch verformt wird.
- - placing a sealing ring on a threaded section of the housing part of the high-pressure pump,
- - connecting the union nut to at least one part of the suction valve, in particular to a magnetic sleeve of a magnetic part of the suction valve,
- - screwing the union nut onto the threaded section of the high-pressure pump,
- - Pulling an elastic sleeve onto the union nut, the sleeve being elastically deformed.
Über die elastische Verformung der Manschette beim Aufziehen wird erreicht, dass diese unter einer radialen Vorspannung an der Überwurfmutter anliegt. Vorzugsweise ist die Manschette bis über den Dichtring geführt, so dass dieser durch die Manschette in radialer Richtung gegen den Gewindeabschnitt des Gehäuseteils und/oder in axialer Richtung gegen die Überwurfmutter vorgespannt wird. Dadurch kann die Dichtwirkung des Dichtrings weiter optimiert werden. Andernends wird die Manschette bevorzugt bis an die Magnethülse und ggf. bis über die Magnethülse geführt, so dass sie unter einer radialen Vorspannung an der Magnethülse des Magnetteils anliegt. Die Hochdruckpumpe ist somit optimal vor eindringender Feuchtigkeit geschützt. Zudem sind alle außenliegenden Oberflächen der Überwurfmutter durch die Manschette und den Dichtring abgedeckt, so dass die Gefahr der Korrosion gebannt ist.The elastic deformation of the sleeve when it is pulled on means that it rests against the union nut under radial prestress. The sleeve is preferably guided up to above the sealing ring, so that the latter is pretensioned by the sleeve in the radial direction against the threaded section of the housing part and/or in the axial direction against the union nut. This allows the sealing effect of the sealing ring be further optimized. At the other end, the collar is preferably guided up to the magnet sleeve and, if necessary, over the magnet sleeve, so that it bears against the magnet sleeve of the magnet part under radial prestress. The high-pressure pump is thus optimally protected against the ingress of moisture. In addition, all external surfaces of the union nut are covered by the sleeve and the sealing ring, so that the risk of corrosion is averted.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
-
1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe mit einem elektromagnetisch betätigbaren Saugventil, -
2 eine perspektivische Darstellung der elastischen Manschette der Hochdruckpumpe der1 , -
3 eine perspektivische Darstellung des Dichtrings der Hochdruckpumpe der1 und -
4 einen vergrößerten Ausschnitt der1 im Bereich des Saugventils.
-
1 a schematic sectional view of a high-pressure pump according to the invention with an electromagnetically actuated suction valve, -
2 a perspective view of the elastic sleeve of the high-pressure pump 1 , -
3 a perspective view of the sealing ring of thehigh pressure pump 1 and -
4 an enlarged section of the1 in the area of the suction valve.
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Die in der
Wie insbesondere den
An einer weiteren Stirnfläche 9 der Überwurfmutter 4 ist ein Dichtring 7 angeordnet (siehe auch
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