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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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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. Die Kolbenpumpe verfügt über zwei Führungsringe, welche in einer axialen Richtung eines Pumpenkolbens gesehen voneinander beabstandet in bzw. an einem Pumpengehäuse angeordnet sind und den Pumpenkolben gegenüber dem Pumpengehäuse in einem Gleitsitz führen. Bei dieser Kolbenpumpe kommt ein spezieller hülsenförmiger Dichtring aus Kunststoff zum Einsatz, der zwischen dem Pumpenkolben und dem Pumpengehäuse abdichtet. Der Dichtring wird dabei entlang einer Längsrichtung des Pumpenkolbens am einen Ende über einen Befestigungsring abgestützt und am anderen Ende über ein Federelement gegen den Befestigungsring gedrückt. Ferner gibt es auf dem Markt Kolbenpumpen für Kraftstoffsysteme von Brennkraftmaschinen, bei denen der Pumpenkolben in einer Kolbenbuchse im Gleitsitz geführt ist. Die Kolbenbuchse ist wiederum in einem Gehäusekörper des Pumpengehäuses befestigt. Die Abdichtung zwischen Pumpenkolben und Kolbenbuchse wird hier durch ein sehr enges Spiel der Paarung zwischen den beiden Komponenten Kolbenbuchse/Pumpenkolben hergestellt.
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Offenbarung der Erfindung
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Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird durch eine Kolbenpumpe, insbesondere Kraftstoff-Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in Unteransprüchen genannt.
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Durch die Erfindung wird die Montage der Kolbenpumpe vereinfacht und der Handlingaufwand im Bereich der Montagelinie reduziert, da die Anzahl der benötigten Bauteile zumindest gegenüber jener Variante, welche mit einem speziellen Dichtring, der mittels einem Befestigungsring und einer Feder axial fixiert ist, arbeitet, reduziert wird. Dabei ist denkbar, dass ein Dichtring an einem Pumpengehäuse gehalten oder an einem Pumpenkolben gehalten ist und zwischen dem Pumpengehäuse und dem Pumpenkolben abdichtet. Zum Halten des Dichtrings kann beispielsweise am Pumpengehäuse oder Pumpenkolben eine in Umfangsrichtung erstreckte Anlagefläche ausgebildet sein, insbesondere ein in Umfangsrichtung erstreckter, vorstehender Bund ausgebildet sein.
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Konkret wird eine Kolbenpumpe vorgeschlagen, insbesondere eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe für ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine. Eine solche Kraftstoff-Hochdruckpumpe kommt sowohl bei Diesel- als auch bei Benzin-Brennkraftmaschinen zum Einsatz, möglicherweise auch bei anderen künftigen Kraftstoffen. Üblicherweise verdichtet sie den Kraftstoff auf einen sehr hohen Druck und fördert ihn in eine Kraftstoff-Sammelleitung („Rail“), von wo aus der Kraftstoff mittels Injektoren direkt in zugeordnete Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt wird.
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Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe umfasst ein Pumpengehäuse, das rotationssymmetrisch oder mehreckig sein kann und typischerweise ein massives Metallteil ist. In dem Pumpengehäuse ist eine Aufnahmeöffnung ausgebildet, typischerweise in Form eines gestuften Sackloches. In der Aufnahmeöffnung ist wenigstens bereichsweise ein Pumpenkolben aufgenommen. Bei diesem handelt es sich um ein zylindrisches Teil, oft um einen Stufenkolben. Der Pumpenkolben ist üblicherweise im Gleitsitz in der Aufnahmeöffnung des Pumpengehäuses geführt. Das Pumpengehäuse begrenzt zusammen mit dem Pumpenkolben und eventuell noch weiteren Komponenten einen Förderraum, in dem der Kraftstoff bei einem Förderhub des Pumpenkolbens verdichtet und wenigstens zeitweise zu einem Auslassventil hin ausgestoßen werden kann. Angetrieben wird der Pumpenkolben typischerweise durch eine Nockenwelle oder eine Exzenterwelle der Brennkraftmaschine.
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Zu der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe gehört auch ein Dichtring, der zwischen einer Wand der Aufnahmeöffnung und dem Pumpenkolben abdichtet. Dabei kann der Dichtring entweder stationär relativ zum Pumpengehäuse oder stationär relativ zum Pumpenkolben sein. Vorliegend bevorzugt ist es, wenn er stationär relativ zum Pumpenkolben ist, sich also relativ zur Aufnahmeöffnung bzw. dem Pumpengehäuse bewegt.
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Der Dichtring umfasst einen Stützabschnitt, einen Dichtabschnitt und einen zwischen dem Stützabschnitt und dem Dichtabschnitt angeordneten Federabschnitt, der sich am Stützabschnitt abstützt und den Dichtabschnitt in radialer Richtung beaufschlagt. Dabei sei darauf hingewiesen, dass hier und nachfolgend unter einer „radialen Richtung“ eine Richtung orthogonal zu einer Längsachse einer Komponente zu verstehen ist. Dabei handelt es sich vorliegend bei den genannten Abschnitten typischerweise um diskrete Abschnitte, die jeweils dezidiert der jeweiligen Funktion (Stützen, Abdichten und Beaufschlagen) zugeordnet sind. Der Stützabschnitt umfasst ein Metallmaterial und der Dichtabschnitt umfasst ein Kunststoffmaterial, insbesondere PTFE. Der Stützabschnitt ist insoweit besonders stabil und verschleißfest, und erweist somit eine lange Laufzeit bei wechselnden Drücken im Förderraum der Kolbenpumpe auf. Der Stützabschnitt umfasst ein Kunststoffmaterial, welches die notwendigen dichtenden Eigenschaften des Dichtabschnitts aufweist, und der Dichtabschnitt somit sehr gut abdichtet bei gleichzeitig geringer Reibung zwischen dem Dichtabschnitt und dem mit diesem zusammenwirkenden Gegenabschnitt. Durch den Federabschnitt weist der Dichtring bei Inbetriebnahme der Kolbenpumpe eine gewisse Dichtwirkung auf. Wärmebedingte Schwankungen kann der Dichtring somit wenigstens teilweise durch den Federabschnitt aufnehmen und ausgleichen. Der Dichtring ist ein einstückiges Teil, wodurch er einfach gelagert und montiert werden kann. Die einstückige Ausgestaltung kann beispielsweise durch ein entsprechendes Spritzgussverfahren realisiert werden.
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Zwischen dem Pumpenkolben und der Wand der Aufnahmeöffnung liegt teilweise ein erster Fluidbereich beispielsweise in Form eines Spalts (auch als „Führungsspalt“ bezeichnet) vor, welcher in axialer Richtung des Pumpenkolbens und von dem Dichtring aus gesehen zu dem Förderraum hin angeordnet ist und mit diesem in Fluidverbindung steht. In diesem ersten Fluidbereich liegt zumindest bei einem Förderhub des Pumpenkolbens ein höherer Druck vor als in einem in axialer Richtung des Pumpenkolbens und von den Dichtring ausgesehen vom Förderraum weg weisender zweiter Fluidbereich. Der Dichtring ist zwischen dem Pumpenkolben und dem Pumpengehäuse angeordnet und dichtet zwischen diesen beiden Fluidbereichen ab.
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Es hat sich in einer Ausführungsform als vorteilhaft erwiesen, wenn der Federabschnitt eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Federelementen aufweist. Die Mehrzahl an Federelementen ermöglich eine Anpassung des Dichtelements an dynamische und lokal unterschiedliche Änderungen der Abmessungen der Fluidbereiche aufgrund mechanischer und temperaturbedingter Belastungen.
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Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Stützabschnitt eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Ringsegmenten aufweist. Durch die Mehrzahl an Ringsegmenten, die über einen Federabschnitt an den Dichtabschnitt angebunden sind, kann sich der Durchmesser des Dichtrings ändern. Ist beispielsweise vorgesehen, dass der Dichtring radial innen den Stützabschnitt und radial außen den Dichtabschnitt aufweist, kann der Innendurchmesser des Dichtrings geweitet werden, sodass der Dichtring auf einfache Weise und ohne komplexe Vorarbeiten oder Hilfsmittel auf den Pumpenkolben aufgeschoben werden kann. Im umgekehrten Fall, in dem der Stützabschnitt radial außen und der Dichtabschnitt radial innen liegt, ist es möglich, dass der Außendurchmesser durch Zusammendrücken der Federelemente verkleinert wird und der Dichtring in der Aufnahmeöffnung angeordnet werden kann. Dies ermöglicht eine einfache Montage des Dichtrings. Denkbar wäre auch, dass der Stützabschnitt ein elastisches oder formbares Material umfasst, das sich zum Aufschieben oder Einschieben in die Aufnahmeöffnung elastisch verformen lässt, oder dass der Stützabschnitt ein Material umfasst, welches sich bspw. unter Einwirken von Wärme und/oder Kälte weitet oder zusammenzieht.
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Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Dichtabschnitt auf den Federabschnitt aufgespritzt ist. Ein solchermaßen hergestellter Dichtring lässt sich mittels standardisierter Prozesse in hoher Stückzahl, bei geringem Fertigungsaufwand und geringen Kosten fertigen.
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Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Dichtabschnitt mindestens einen Abschnitt aufweist, der durch einen von einem Förderraum her wirkenden Druck gegen den Pumpenkolben und/oder gegen das Pumpengehäuse beaufschlagt wird. Der Dichtring wird also durch den vom Förderraum her wirkenden Druck „aktiviert“, sodass dessen Dichtwirkung mit sich zunehmend aufbauendem Druck vom Förderraum her zunimmt. Der Dichtabschnitt kann einen wenigstens in etwa und insgesamt rechteckige, L-förmige, V-förmige oder U-förmige Querschnittsfläche aufweisen. Der Dichtring und die anliegenden Komponenten können also zusätzlich derart gestaltet sein, dass der Dichtabschnitt bei Beaufschlagung gegen das Pumpengehäuse von radial innen und bei Beaufschlagung gegen den Pumpenkolben von radial außen mit Druck beaufschlagt wird. Dies gestattet es, das Führungsspiel zwischen dem Pumpenkolben und der Wand der Aufnahmeöffnung größer auszulegen und so Fertigung und Montage zu vereinfachen.
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Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Pumpenkolben eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Nut aufweist, der Dichtring wenigstens teilweise in der Nut angeordnet ist, sodass der Stützabschnitt radial innen und der Dichtabschnitt radial außen sind, und sich der Dichtabschnitt im Betrieb in radialer Richtung gesehen an der Wand der Aufnahmeöffnung und in axialer Richtung gesehen an einer Nutwand in Anlage befindet. In diesem Fall bewegt sich der Dichtring also gemeinsam mit dem Pumpenkolben mit.
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Die Nut kann durch eine Ausnehmung in dem Pumpenkolben gebildet sein und aus drei im Wesentlichen orthogonal zueinander angeordneten Nutwänden bestehen, also einen insgesamt im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt haben. Die Nut sorgt für eine sichere axiale Lagerung des Dichtrings.
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Der Dichtring kann auf einfache Weise in der Nut montiert werden. Beispielsweise wird der Dichtring auf den Pumpenkolben aufgeschoben, bis wenigstens der Stützabschnitt des Dichtrings in die Nut des Pumpenkolbens eingreift bzw. wenigstens bereichsweise in dieser aufgenommen ist. Dabei ist der Pumpenkolben wenigstens teilweise in der Nut angeordnet und kann nach radial außen über den Pumpenkolben vorstehen.
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Dadurch, dass der Dichtring in der Nut angeordnet ist, kann ein Bauraum zwischen dem Pumpenkolben und der Wand der Aufnahmeöffnung im Vergleich zu einem an einer Außenseite des Pumpenkolbens angeordneten Dichtring, der mittels Befestigungsring und Feder fixiert ist, reduziert werden, da in dem Führungsspalt zwischen dem Pumpenkolben und der Wand der Aufnahmeöffnung kein Bauraum für diese Komponenten vorgesehen werden muss.
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Der Dichtabschnitt befindet sich bei dieser Weiterbildung im Betrieb in radialer Richtung gesehen an der Wand der Aufnahmeöffnung und in axialer Richtung gesehen an einer im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse des Pumpenkolbens erstreckten Nutwand in Anlage. Der Dichtabschnitt greift wenigstens einseitig in die Nut ein bzw. an einer Seitenwand der Nut (Nutwand) an, um die Nut gegenüber der Aufnahmeöffnung abzudichten. Der im Betrieb entstehende Druck im Förderraum aktiviert den Dichtabschnitt. Hierzu wirkt der Druck über den ersten Fluidbereich axial entlang der Längsachse des Pumpenkolbens auf den Dichtabschnitt ein und beaufschlagt den Dichtabschnitt axial gegen die orthogonal zur Längsachse des Pumpenkolbens erstreckte Nutwand. Ferner wird der Dichtabschnitt durch die Federkraft (und wenigstens ein Abschnitt des Dichtabschnitts auch durch den im Betrieb entstehenden Druck) in radialer Richtung gegen die Wand der Aufnahmeöffnung beaufschlagt, wobei der Stützabschnitt sich nach radial innen gegen eine „Basiswand“ der Nut abstützt. Die Lagertoleranz des Pumpenkolbens kann mit größeren Fertigungstoleranzen gefertigt werden, was die Fertigung und Montage vereinfacht.
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Bei einer Weiterbildung hierzu ist vorgesehen, dass der Pumpenkolben einen Fluidkanal aufweist, der die Nut mit dem ersten Fluidbereich verbindet, der zwischen dem Pumpenkolben und der Wand der Aufnahmeöffnung zu dem Förderraum hin angeordnet ist. Durch den Fluidkanal wird eine verbesserte Fluidverbindung vom ersten Fluidbereich zur Nut bereitgestellt, wodurch beispielsweise der Druckaufbau zu Beginn des Betriebs der Kolbenpumpe und in der Folge die Aktivierung des Dichtrings, also die Herstellung der verbesserten Abdichtung zwischen dem Pumpenkolben und der Wand der Aufnahmeöffnung beschleunigt werden.
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Bei einer Weiterbildung hierzu ist vorgesehen, dass der Fluidkanal eine kerbenartige Ausnehmung an einer an den ersten Fluidbereich angrenzenden und sich in Umfangsrichtung erstreckenden Kante der Nut umfasst. Beispielsweise kann die dem Förderraum zugewandte Kante der Nut in Umfangsrichtung eine Fase aufweisen, sodass das Fluid bzw. der hohe Fluiddruck aus dem Förderraum bzw. aus dem ersten Fluidbereich/Führungsspalt mit verringerter Drosselung in die Nut eindringen bzw. dort wirken und so den Dichtring in einfacher Weise nach radial außen aktivieren kann. Der Fluidkanal kann alternativ aber auch eine Bohrung sein, die eine Verbindung zwischen dem ersten Fluidbereich und der Nut bildet.
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Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Aufnahmeöffnung in einer Kolbenbuchse ausgebildet ist, die in einen Gehäusekörper des Pumpengehäuses eingesetzt ist, oder dass die Aufnahmeöffnung unmittelbar in einem Gehäusekörper des Pumpengehäuses ausgebildet ist. Kommt eine Kolbenbuchse zum Einsatz, kann der Führungsspalt zwischen Pumpenkolben und Wand der Aufnahmeöffnung vergleichsweise klein sein, was den Liefergrad der Kolbenpumpe verbessert. Kommt dagegen keine Kolbenbuchse zum Einsatz, wird der Montageaufwand verringert.
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Kolbenpumpe;
- 2 einen vergrößerten Bereich der Kolbenpumpe von 1 als Längsschnitt; und
- 3 eine schematische Draufsicht auf einen Dichtring der Kolbenpumpe von 1.
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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 steuerbares Einlassventil 12 und ein als Rückschlagventil ausgebildetes Auslassventil 14, sowie ein massives Pumpengehäuse 16, welches vorliegend insbesondere durch einen Gehäusekörper 17 gebildet wird. In diesem ist eine Aufnahmeöffnung 18 für einen Pumpenkolben 20 vorhanden. Bei einer nicht gezeigten Ausführungsform ist in den Gehäusekörper eine Kolbenbuchse eingesetzt, und die Aufnahmeöffnung ist in dieser Kolbenbuchse ausgebildet. Der Pumpenkolben 20 kann in der Aufnahmeöffnung 18 parallel zu einer Längsachse 22 der Aufnahmeöffnung 18 bewegt werden und ist in einem Gleitsitz in dem Pumpengehäuse geführt. Zur Bewegung des Pumpenkolbens 20 dient ein in der Zeichnung nicht dargestellter Antrieb. Bei diesem kann es sich beispielsweise um eine Nockenwelle oder eine Exzenterwelle der Brennkraftmaschine handeln.
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Der Pumpenkolben 20 ist vorliegend beispielhaft als Stufenkolben ausgebildet mit einem Abschnitt 24 mit kleinerem Durchmesser und einem Abschnitt 26 mit größerem Durchmesser. Der Abschnitt 26 des Pumpenkolbens 20 mit größerem Durchmesser begrenzt zusammen mit dem Pumpengehäuse 16 einen Förderraum 28. Dieser ist über nicht weiter bezeichnete Kanäle fluidisch mit dem Einlassventil 12 und dem Auslassventil 14 verbunden. Das Pumpengehäuse 16 kann als ein insgesamt in etwa rotationssymmetrisches oder mehreckiges massives Metallteil ausgebildet sein. Der Pumpenkolben 20 ist im Pumpengehäuse 16 in der Aufnahmeöffnung 18 aufgenommen, die als eine gestufte Sacklochbohrung ausgebildet ist mit Abschnitten, die jeweils unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
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Ein in 1 unterer Bereich des Pumpengehäuses 16 ist als Befestigungsflansch 30 ausgebildet, mit dem die Kolbenpumpe 10 beispielsweise in einer Öffnung eines Motorgehäuses einer Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) angeordnet werden kann. In dem Befestigungsflansch 30 ist ein Träger 32 angeordnet, der eine Anschlaghülse 34 und eine Niederdruckdichtung 36 trägt. Zwischen dem Träger 32 und einem am in 1 unteren Ende des Pumpenkolbens 20 angeordneten Federteller 38 ist eine Kolbenfeder 40 verspannt.
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Wie insbesondere aus 2 hervorgeht, weist der Pumpenkolben 20 vorliegend beispielhaft eine in dessen Umfangsrichtung ausgebildete Nut 42 auf.
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Die Nut 42 ist vorliegend als eine Ausnehmung gebildet und wird von einer radial innenliegenden Basiswand 44 und zwei weiteren zur Basiswand 44 orthogonal verlaufenden Seitenwände 46, 48 (auch als „Nutwände“ bezeichnet) begrenzt und weist somit einen im Gesamten rechteckigen Querschnitt auf. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass hier und nachfolgend die Begriffe „radial“ und „axial“ auf die Längsachse 22 bezogen sind. „Radial“ ist eine Richtung, die in etwa orthogonal zur Längsachse 22 verläuft, wohingegen „axial“ eine Richtung ist, die in etwa parallel zur Längsachse 22 verläuft. In der Nut 42 ist ein Dichtring 50 angeordnet. Der Dichtring 50 ist in der Nut 42 durch die Nutwände 46 und 48 axial fixiert und wird somit im Betrieb der Kolbenpumpe10 in axialer Richtung mit dem Pumpenkolben 20 mitbewegt. Denkbar wäre auch, dass bei einer hier nicht gezeigten Ausführungsform der Pumpenkolben keine Nut aufweist, und stattdessen die Aufnahmeöffnung in einer inneren Umfangswand eine Nut aufweist, in der der Dichtring angeordnet ist, und der Dichtring somit stationär im Pumpengehäuse angeordnet ist.
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Zwischen dem Pumpenkolben 20 und einer in radialer Richtung innenliegenden Wand 52 der Aufnahmeöffnung 18 liegt teilweise ein erster Fluidbereich 54 in Form eines Spalts (auch als „Führungsspalt“ bezeichnet) vor, welcher in axialer Richtung des Pumpenkolbens 20 und von dem Dichtring 50 aus gesehen zu dem Förderraum 28 hin angeordnet ist und mit diesem in Fluidverbindung steht. In diesem ersten Fluidbereich 54 liegt zumindest bei einem Förderhub des Pumpenkolbens 20 ein höherer Druck vor als in einem in axialer Richtung des Pumpenkolbens 20 und von dem Dichtring 50 aus gesehen vom Förderraum 28 weg weisender zweiter Fluidbereich 56. Der Dichtring 50 dichtet zwischen diesen beiden Fluidbereichen 54, 56 ab.
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Der in den 2 und 3 schematisch gezeigte Dichtring 50 umfasst einen radial innen liegenden Stützabschnitt 58, einen radial außen liegenden Dichtabschnitt 60 und einen zwischen dem Stützabschnitt 58 und dem Dichtabschnitt 60 angeordneten Federabschnitt 62, der sich am Stützabschnitt 58 abstützt und den Dichtabschnitt 60 in radialer Richtung nach außen beaufschlagt. Der Stützabschnitt 58 umfasst ein Metallmaterial und der Dichtabschnitt 60 umfasst ein Kunststoffmaterial. Im vorliegenden beispielhaften Fall weist der Stützabschnitt 58 drei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Ringsegmente 64 und der Federabschnitt 62 eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Federelemente 66 auf.
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Der Dichtring 50 ist ein einstückiges Teil, wodurch er einfach gelagert und montiert werden kann. Beispielsweise ist der Dichtabschnitt 60 auf den Federabschnitt 62 aufgespritzt und weist in der gezeigten Ausführungsform eine im Wesentlichen L-förmige Querschnittsfläche 68 auf (siehe 2). Vor dem Betrieb der Kolbenpumpe 10 erstreckt sich ein erster Schenkelabschnitt 70 der L-förmigen Querschnittsfläche im Wesentlichen parallel zu der Längsachse 22 des Pumpenkolbens 20, so dass er an der Wand 52 der Aufnahmeöffnung 18 anliegt, und ein zweiter Schenkelabschnitt 72 erstreckt sich im Wesentlichen orthogonal vom ersten Schenkelabschnitt 70 nach radial innen und orthogonal zur Längsachse 22 des Pumpenkolbens 20.
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Zur Montage des Dichtrings 50 können in der vorliegenden Ausführungsform die Ringsegmente 64 des Stützabschnitts 58 nach radial außen in Richtung des Dichtabschnitts 60 gedrückt werden. Die Federelemente 66 werden dabei komprimiert und der Innendurchmesser des Dichtrings 50 geweitet, sodass der Dichtring 50 auf den Abschnitt 26 des Pumpenkolbens 20 aufgeschoben werden kann, bis die Ringsegmente 64 in die Nut 42 eingreifen und der Stützabschnitt 58 bzw. die Ringsegmente 64 sich nach radial innen gegen die Basiswand 44 der Nut 42 abstützen.
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Der Durchmesser der Nut 42, der Innendurchmesser des Stützabschnitts 58 und die Federelemente 66 sind dabei derart ausgebildet, dass der Dichtabschnitt 60 im montierten Zustand über die Federelemente 66 nach radial außen gegen die Wand 52 der Aufnahmeöffnung 18 beaufschlagt wird, wodurch auch vor Inbetriebnahme der Kolbenpumpe 10 eine gewisse Dichtwirkung eintritt bzw. wenigstens eine Anlage des Dichtabschnitts 60 an der Wand 52 der Aufnahmeöffnung 18 sichergestellt ist. Der Dichtring 50 ist dabei derart in der Nut 42 angeordnet, dass der Dichtabschnitt 60 mit dem zweiten Schenkelabschnitt 72 einseitig in die Nut 42 eingreift und dieser entlang der von dem Förderraum 28 weiter entfernten Seitenwand 48 der Nut 42 verläuft.
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In der in 2 dargestellten Ausführungsform weist der Pumpenkolben 20 einen Fluidkanal 74 auf, der die Nut 42 mit dem ersten Fluidbereich 54 verbindet.
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Vorliegend ist der Fluidkanal 74 eine kerbenartige Ausnehmung 76 an einer an den ersten Fluidbereich 54 angrenzenden und sich in Umfangsrichtung erstreckenden Kante 78 der Nut 42 in Form einer umlaufenden Fase. Alternativ kann der Fluidkanal bei einer nicht gezeigten Ausführungsform beispielsweise als eine oder eine Mehrzahl von Bohrungen ausgebildet sein oder kann als eine Mehrzahl von kerbenartigen Ausnehmungen ausgeführt sein, die zueinander beabstandet an der Kante der Nut vorgesehen sind.
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Ein im Betrieb entstehender Druck im Förderraum 18 aktiviert den Dichtabschnitt 60. Hierzu wirkt der Druck einerseits über den ersten Fluidbereich 54 axial entlang der Längsachse 22 des Pumpenkolbens 20 auf den Dichtabschnitt 60 ein und beaufschlagt vorliegend den zweiten Schenkelabschnitt 72 des Dichtabschnitts 60 axial gegen die orthogonal zur Längsachse 22 des Pumpenkolbens 20 erstreckte Seitenwand 48 der Nut 42, um die Nut 42 gegen den zweiten Fluidbereich 56 abzudichten.
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Andererseits wirkt der Druck aus dem Förderraum 18 durch den Fluidkanal 74 über die Nut 42 von radial innen gegen den ersten Schenkelabschnitt 70 nach radial außen. Ferner kann die Querschnittsfläche 68 des Dichtabschnitts 60 wie in 2 beispielsweise L-förmig ausgebildet sein, sodass der Dichtabschnitt 60 im Betrieb wenigstens teilweise beabstandet ist zur Kante 78 der Nut 42 und somit vom ersten Fluidbereich 54 her gesehen zwischen dem Pumpenkolben 20 und dem Dichtabschnitt 60 eine Durchgangsöffnung zur Nut 42 hin vorliegt. Der Druck kann durch diese Durchgangsöffnung über die Nut 42 von radial innen gegen den ersten Schenkelabschnitt 70 des Dichtabschnitts 60 nach radial außen wirken. In anderen hier nicht dargestellten Ausführungsformen müssen ein Fluidkanal und eine Durchgangsöffnung zwischen Pumpenkolben und Dichtabschnitt zur Nut hin nicht gleichzeitig vorliegen. Es ist jedenfalls vorteilhaft, wenn der Dichtabschnitt 60 durch den Druck radial beaufschlagt wird, um die Abdichtung des ersten Fluidbereichs 54 von dem zweiten Fluidbereich 56 zu verbessern. Vorliegend wirkt die Federkraft der Federelemente 66 und der Druck aus dem Förderraum 18 radial nach außen gegen den Dichtabschnitt 60 und beaufschlagen diesen gegen die Wand 52 der Aufnahmeöffnung 18.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017212498 A1 [0002]
