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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik, zum Beispiel aus der
DE 10 2004 063 074 B4 der Anmelderin, ist bereits eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit einem Pumpengehäuse, einem im Pumpengehäuse angeordneten Förderraum und einem im Pumpengehäuse längs einer Längsrichtung verschiebbaren Pumpenkolben, der den Förderraum begrenzt, bekannt.
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Bei der bekannten Kraftstoff-Hochdruckpumpe ist eine Laufbuchse des Pumpengehäuses mit einer Durchgangsöffnung versehen, in der der Kolben geführt ist. Der dabei zwischen Pumpenkolben und Pumpengehäuse bzw. zwischen Pumpenkolben und Laufbuchse unvermeidlich verbleibende Spalt limitiert den Liefergrad der Kraftstoff-Hochdruckpumpe, insbesondere, wenn sie mit vergleichsweise kleiner Frequenz oszilliert.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung beruht zunächst auf dem Wunsch, die Dichtigkeit zwischen dem Pumpenkolben und dem Pumpengehäuse zu verbessern und damit den Fördergrad der Kraftstoff-Hochdruckpumpe zu erhöhen.
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Dies wird erreicht, indem vorgesehen ist, dass der Pumpenkolben eine um seinen Umfang umlaufende Nut aufweist, in der ein Dichtring (auch: Hochdruckdichtung) fixiert ist, der den Spalt zwischen dem Pumpengehäuse und dem Pumpenkolben abdichtet.
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Die Anmelderin hat Verschleißmechanismen des Dichtrings im Betrieb der Kraftstoff-Hochdruckpumpe identifiziert und abgeleitet, dass ein derartiger Verschleiß minimiert werden kann, indem vorgesehen ist, dass eine Kontaktlänge, mit der der Dichtring an dem Pumpengehäuse in Längsrichtung anliegt, kleiner ist als 1 mm und/oder kleiner ist als 10% des maximalen Durchmessers des Pumpenkolbens.
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In Weiterbildung kann die Kontaktlänge, mit der der Dichtring an dem Pumpengehäuse in Längsrichtung anliegt, sogar kleiner ist als 0,7 mm und/oder kleiner ist als 7% des maximalen Durchmessers des Pumpenkolbens sein.
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Dahinter verbirgt sich die Erkenntnis, dass dann, wenn sich ein Druckgefälle zwischen Hochdruckbereich und Niederdruckbereich der Hochdruck-Kraftstoffpumpe auf eine derart kurze Kontaktlänge bzw. auf eine entsprechend kleine Kontaktfläche beschränkt, die im Betrieb der Pumpe resultierende Reibarbeit und der entsprechend resultierende Verschleiß des Dichtrings ebenfalls wesentlich reduziert ist.
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Eine untere Grenze für die Kontaktlänge, mit der der Dichtring an dem Pumpengehäuse bzw. an einer Laufbuchse des Pumpengehäuses in Längsrichtung anliegt, kann durch das Erfordernis einer ausreichenden Dichtwirkung gegeben sein, z.B. dadurch, dass die Kontaktlänge, mit der der Dichtring an dem Pumpengehäuse in Längsrichtung anliegt, größer ist als 0,2 mm und/oder größer ist als 2% des maximalen Durchmessers des Pumpenkolbens; oder sogar größer ist als 0,35 mm und/oder größer ist als 3,5% des maximalen Durchmessers des Pumpenkolbens.
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Die Kontaktlänge ist bevorzugt als Kontaktlänge bei einer Pumpe im Stillstand zu verstehen, bei der also gerade keine Relativbewegung zwischen Pumpenkolben und Pumpengehäuse erfolgt.
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Die Erfinder haben erkannt, dass sich der Verschleiß des Dichtrings weiter vermindern lässt, indem vorgesehen ist, dass die Dicke des Dichtrings in radialer Richtung in die vom Förderraum weg weisende Längsrichtung zunimmt und/oder dass der Dichtring an seinem in Längsrichtung von Förderraum weg weisenden Ende in radialer Richtung dicker ist als an seinem in Längsrichtung zum Förderraum hin weisenden Ende. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass der Dichtring nach radial außen hin eine konische oder ballige Außenkontur aufweist oder radial außen einen Ringabsatz aufweist, der in die vom Förderraum weg weisende Längsrichtung weist. Auch ein Stufendesign ist möglich. Derartige konstruktive Gestaltungen des Dichtrings haben nämlich zur Folge, dass aus dem von Seiten des Förderraums auf den Dichtring einwirkenden Hochdruck eine Kraft resultiert, die die Kraft, mit der der Dichtring an das Pumpengehäuse angepresst ist, vermindert. Infolgedessen ist auch die im Betrieb der Kraftstoff-Hochdruckpumpe resultierende Reibarbeit und damit der Verschleiß des Dichtrings vermindert.
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Der Dichtring kann einen Kunststoff aufweisen oder aus einem Kunststoff bestehen. Der Dichtring kann beispielsweise aus einem mit Fasern, zum Beispiel mit Kohlenstofffasern und/oder ähnlichem, verstärkten Kunststoff bestehen.
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Ein Pumpenkolben, der eine um seinen Umfang umlaufende Nut aufweist, in der ein Dichtring fixiert ist, lässt sich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, dadurch in einfacher Weise bereitstellen, dass der Pumpenkolben zwei in Längsrichtung aufeinander montierte Teilkolben aufweist, zwischen denen die umlaufende Nut ausgebildet ist.
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In Weiterbildung dazu kann vorgesehen sein, dass zwischen den beiden Teilkolben eine Tellerfeder montiert ist, die den Dichtring in die vom Förderraum weg weisende Längsrichtung beaufschlagt, sodass er zuverlässig in der umlaufenden Nut fixiert ist.
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Die erfindungsgemäße Kraftstoff-Hochdruckpumpe ist weiterhin vorgesehen, mit einem Einlass zur Zuführung von Kraftstoff, mit einem Auslass zur Ausgabe von verdichtetem Kraftstoff, mit einem zwischen dem Einlass und dem Förderraum angeordneten Einlassventil, das zum Förderraum hin öffnet, mit einem zwischen dem Förderraum und dem Auslass angeordneten Auslassventil, das vom Förderraum weg öffnet, mit einem Hochdruckbereich, der fluidisch zwischen dem Auslassventil und dem Auslass erstreckt ist, und mit einem Niederdruckbereich, der fluidisch zwischen dem Einlass und dem Einlassventil erstreckt ist.
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Eine im Kontext der oben beschriebenen Hochdruckdichtungen besonders attraktive Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Hochdruckpumpe sieht vor, dass sie ein Druckbegrenzungsventil aufweist, das den Hochdruckbereich mit dem Niederdruckbereich fluidisch verbindet und zum Niederdruckbereich hin öffnet, sodass Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich in den Niederdruckbereich abströmt, wenn die Druckdifferenz zwischen Kraftstoff in dem Hochdruckbereich und Kraftstoff in dem Niederdruckbereich einen Öffnungsdruck überschreitet, und dass das Pumpengehäuse einen Pumpenkörper und einen Pumpendeckel umfasst, die miteinander verbunden sind, wobei von dem Pumpenkörper und dem Pumpendeckel ein zu dem Niederdruckbereich gehöriger Dämpfungsbereich begrenzt wird, in dem zumindest ein Membrandämpfer angeordnet ist, und dass das Druckbegrenzungsventil den Hochdruckbereich mit dem Dämpfungsbereich fluidisch verbindet und zum Dämpfungsbereich hin öffnet, sodass Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich in den Dämpfungsbereich abströmt, wenn die Druckdifferenz zwischen Kraftstoff in dem Hochdruckbereich und Kraftstoff in dem Niederdruckbereich den Öffnungsdruck überschreitet. Dabei kann optional das Auslassventil in einer Auslassventilbohrung des Pumpengehäuses fixiert sein, das Druckbegrenzungsventil in einer Druckbegrenzungsventilbohrung des Pumpengehäuses fixiert sein und die Auslassventilbohrung und die Druckbegrenzungsventilbohrung in zueinander geometrisch parallelen Ebenen senkrecht zur Längsrichtung erstreckt sein.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Auslassventilbohrung und die Druckbegrenzungsventilbohrung zueinander geometrisch parallel orientiert sind; und/oder dass der Auslass als ein an dem Pumpengehäuse fixierter Auslassstutzen ausgebildet ist, und zwischen dem Pumpengehäuse und dem Auslassstutzen ein Auslassstutzenraum ausgebildet ist, wobei die Auslassventilbohrung und die Druckbegrenzungsventilbohrung beide von dem Auslassstutzenraum ausgehen; und/oder dass die Druckbegrenzungsventilbohrung durch eine im Niederdruckbereich liegende Niederdruck-Verbindungsbohrung mit dem Dämpfungsbereich verbunden ist.
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Diese weiteren Maßnahmen sind an sich bereits vorteilhaft, da das Druckbegrenzungsventil der Kraftstoff-Hochdruckpumpe von dem Förderraum getrennt ist und in den Niederdruckbereich absteuert, also lediglich wesentlich verminderten Druckschwankungen ausgesetzt ist und damit wesentlich vermindertem Verschleiß unterliegt.
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Diese weiteren Maßnahmen haben allerdings in der Regel eine wesentliche Verkleinerung eines Totvolumens des Förderraums der Kraftstoff-Hochdruckpumpe zur Folge, sodass ein stark ausgeprägt sprunghafter Druckanstieg in dem Förderraum und somit auch an der Hochdruckdichtung bzw. an dem Dichtring erfolgt.
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Eine an sich daraus resultierende Verminderung der Dichtigkeit der Hochdruckdichtung und ein daraus resultierender vermehrter Verschleiß der Hochdruckdichtung werden allerdings genau durch die oben beschriebenen Eigenschaften der Hochdruckdichtung vermieden. In Summe der erfindungsgemäßen und der weiterbildenden Merkmale resultiert also eine langlebige Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit einem über Lebensdauer hohen Liefergrad.
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Bei dem Kraftstoff kann es sich beispielsweise um einen Kraftstoff wie Benzin handeln. Das schließt selbstverständlich auch synthetisierte flüssige Kraftstoffe mit ein. Selbstverständlich vermag die erfindungsgemäße Pumpe auch andere fluide Medien außer Kraftstoffe zu verdichten.
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Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
- 1 zeigt eine vereinfachte schematisierte Darstellung eines Kraftstoffsystems für eine Brennkraftmaschine.
- 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
- 3 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung aus 2.
- 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
- 5 zeigt in den Teilen a), b) und c) schematisch Ausführungsformen.
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1 zeigt ein Kraftstoffsystem 1 für eine weiter nicht dargestellte Brennkraftmaschine in einer vereinfachten schematischen Darstellung. Aus einem Kraftstofftank 2 wird im Betreib des Kraftstoffsystems 1 Kraftstoff über eine Saugleitung 4 mittels einer Vorförderpumpe 6 und einer Niederdruckleitung 8 über einen Einlassstutzen 20 einer als Kolbenpumpe ausgeführten Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 zugeführt. Dem Einlassstutzen 20 ist ein Einlassventil 14 fluidisch nachgeordnet. Fluidisch zwischen dem Einlassstutzen 20 und dem Einlassventil 14 befindet sich ein Niederdruckbereich 28 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10. Stromabwärts des Einlassventils 14 befindet sich ein Förderraum 16 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10. Druckpulsationen in dem Niederdruckbereich 28 können mittels einer Druckdämpfervorrichtung gedämpft werden. Das Einlassventil 14 kann über eine hier als elektromagnetischer Aktor 30 ausgebildete Betätigungseinrichtung zwangsweise geöffnet werden. Die Betätigungseinrichtung und damit das Einlassventil 14 sind über eine Steuereinheit 32 ansteuerbar.
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Ein Pumpenkolben 18 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 kann mittels eines vorliegend als Nockenscheibe ausgeführten Antriebs 36 entlang einer in Längsrichtung LA verlaufenden Längsachse, zu der der Pumpenkolben 18 axial symmetrisch ist, auf und ab bewegt werden, was in der 1 durch einen Doppelpfeil 40 dargestellt ist. Fluidisch zwischen dem Förderraum 16 und einem Auslassstutzen 35 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 ist ein Auslassventil 37 angeordnet, das zu dem Auslassstutzen 35 und einem weiter stromabwärts liegenden Hochdruckspeicher 45 („Rail“) hin öffnen kann. Fluidisch zwischen dem Auslassventil 37 und dem Auslassstutzen 35 ist infolgedessen ein Hochdruckbereich 29 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 erstreckt.
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Über ein Druckbegrenzungsventil 22, das bei Überschreiten eines Grenzdrucks im Hochdruckbereich 29 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 bzw. in dem mit diesem kommunizierenden Hochdruckspeicher 45 öffnet, sind der Hochdruckbereich 29 und der Niederdruckbereich 28 unmittelbar miteinander verbunden. Das Druckbegrenzungsventil 22 ist als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet und kann zum Niederdruckbereich 28 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 hin öffnen. Auf diese Weise ist der durch die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 im Hochdruckspeicher 45 erzeugbare Druck limitiert.
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Die 2 und die aus ihr durch Ausschnittsvergrößerung und Detailierung hervorgehende 3 zeigen als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 in einer Schnittdarstellung.
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Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 weist einen als Einlassstutzen 20 ausgebildeten Einlass 11 auf. Ohne Zwischenschaltung von Ventilen kommuniziert der Einlass 11 mit dem gesamten Niederdruckbereich 28 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10.
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Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 weist einen als Auslassstutzen 35 ausgebildeten Auslass 34 auf. Ohne Zwischenschaltung von Ventilen kommuniziert der Auslass 34 mit dem gesamten Hochdruckbereich 29 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10.
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Der Auslassstutzen 35 und der Einlassstutzen 20 sind an einem Pumpengehäuse 12 fixiert, in dem auch ein Förderraum 16 angeordnet ist, der von einem längs einer Längsrichtung LA verschiebbaren Pumpenkolben 18 begrenzt wird.
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Der Niederdruckbereich 28 umfasst einen Dämpferraum 28a, der über eine in diesem Querschnitt nicht sichtbare fluidische Verbindung mit dem Einlass 11 verbundenen ist und der zwischen einem Pumpenkörper 12a des Pumpengehäuses 12 und einem Pumpendeckel 12b des Pumpengehäuses 12 ausgebildet ist. In dem Dämpfungsraum 28a ist ein Membrandämpfer 55 angeordnet, der die Gestalt einer durch zwei Metallmembranen gebildeten flachen und komprimierbaren Dose haben kann.
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Die nicht sichtbare fluidische Verbindung zwischen dem Einlass 11 und dem Dämpferraum 28a kann beispielsweise eine Filterbohrung umfassen, in der ein Filterelement angeordnet ist, das einen die Filterbohrung durchströmenden Kraftstoff von mitgeführten festen Partikeln oberhalb einer Mindestgröße befreit.
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An dem in der 2 unteren Abschnitt des Pumpenkörpers 12a ist ein Dichtungsträger 60 befestigt und zwischen dem Pumpenkörper 12a und dem Dichtungsträger 60 ist ein Stufenraum 28d ausgebildet. Der Stufenraum 28d kommuniziert über eine in diesem Querschnitt nicht sichtbare Durchgangsbohrung durch den Pumpenkörper 12a mit dem Dämpfungsraum 28a und ist somit Teil des Niederdruckbereichs 28.
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Der Förderraum 16 wird zum Niederdruckbereich 28 hin durch ein Einlassventil 14 begrenzt, dass bei entsprechender Druckdifferenz zum Förderraum 16 hin öffnet.
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Um die Fördermenge der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 zu steuern, kann das Einlassventil 14 durch einen von dem Aktor 30 angetriebenen Stößel 31 zwangsweise geöffnet werden. Hierzu weist der Aktor 30 ein an dem Pumpengehäuse 12 fixiertes Aktorgehäuse 30a auf, in dem eine elektromagnetische Spule 30b angeordnet ist, die über einen von außen zugänglichen elektrischen Anschluss 30c der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 bestrombar ist.
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Geometrisch zwischen dem Einlassventil 14 und dem Aktor 30 ist in dem Pumpengehäuse 12 ein Einlassventilbereich 28c des Niederdruckbereichs 28 ausgebildet. Er kommuniziert über die Bohrung 28f mit dem Dämpfungsbereich 28a.
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Der Förderraum 16 wird zum Hochdruckbereich 29 hin durch ein Auslassventil 37 begrenzt, das bei entsprechender Druckdifferenz vom Förderraum 16 weg öffnet. In diesem Beispiel ist es in einer Auslassventilbohrung 37a des Pumpengehäuses 12 bzw. des Pumpenkörpers 12a angeordnet. Es weist ein bewegliches Ventilelement 37.1 auf, das mit einem Dichtsitz 37.4 zusammenwirkt, der an einem stromaufwärts des Ventilelements 37.1 pumpenfest angeordneten Dichtsitzteil 37.2 ausgebildet ist. Über eine pumpenfest angeordnete Gegenplatte 37.5 ist die Beweglichkeit des Ventilelements 37.1 in die stromabwärtige Richtung limitiert. Die Auslassventilbohrung 37a geht von einem zwischen dem Auslassstutzen 35 und dem Pumpengehäuse 12 bzw. dem Pumpenkörper 12a befindlichen Auslassstutzenraum 35a aus.
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Der Pumpenkolben 18 ist als Stufenkolben ausgebildet. Er weist einen ersten, zum Förderraum 16 weisenden Abschnitt 18.1 mit größerem Durchmesser auf und einen zweiten, vom Förderraum weg weisenden Abschnitt 18.2 mit (relativ zum Durchmesser des ersten Abschnitts 18.1) kleinerem Durchmesser auf. Zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 18.1, 18.2 ist eine in der 2 senkrecht nach unten weisende Ringstufe 18.3 ausgebildet.
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Vorliegend ist vorgesehen, dass der Pumpenkörper 12a aus einem Aufnahmekörper 12a' und einer in diesen eingepressten und/oder verstemmten Laufbuchse 80 besteht. In der Laufbuchse 80 ist der Pumpenkolben 18 verschiebbar entlang seines Abschnitt 18.1 angeordnet. Dabei verbleibt ein enger Spalt zwischen dem Pumpenkolben 18 und der Laufbuchse 80, sodass eine Dichtwirkung resultiert, wie beispielsweise in der
WO 06 069 819 A1 der Anmelderin näher erläutert.
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Darüber hinaus ist vorgesehen, dass der Pumpenkolben 18 eine um seinen Umfang umlaufende Nut 181 aufweist, in der ein Dichtring 182 fixiert ist, der den oben erwähnten Spalt zwischen dem Pumpengehäuse 12a bzw. zwischen der Laufbuchse 80 und dem Pumpenkolben 18 weiterhin abdichtet. Der Dichtring 182 bildet demnach eine Hochdruckdichtung.
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Der Dichtring 182 ist derart ausgebildet, dass seine Dicke d in radialer Richtung in die vom Förderraum 16 weg weisende Längsrichtung LA zunimmt, und dass der Dichtring 182 an seinem in Längsrichtung LA von Förderraum 16 weg weisenden Ende 182.2 in radialer Richtung dicker ist als an seinem in Längsrichtung LA zum Förderraum 16 hin weisenden Ende 182.1. Dabei weist er nach radial außen hin eine konische oder ballige Außenkontur 182.3 auf, siehe auch 3.
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Die Kontaktlänge k, mit der der Dichtring 182 an dem Pumpengehäuse 12 bzw. an der Laufbuchse 80 in Längsrichtung LA anliegt, beträgt hier 640 µm, gemessen bei stehender Pumpe. Der Durchmessers D des Pumpenkolbens 18 in dem Abschnitt 18.1 ist im Beispiel 8mm.
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Zwischen dem zweiten Abschnitt 18.2 und dem oben bereits erwähnten Dichtungsträger 60 ist eine Niederdruckdichtung 78 angeordnet, die den Stufenraum 28d des Niederdruckbereichs 28 von dem Raum 100 trennt, der sich außerhalb der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 befindet. In der Niederdruckdichtung 78 ist der Pumpenkolben 18 verschiebbar.
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Über einen an dem Pumpenkolben 18 fixierten Federteller 19.1 und eine zwischen dem Federteller 19.1 und dem Dichtungsträger 60 eingespannte Pumpenfeder 19.2 ist der Pumpenkolben 18 in die in der 2 nach unten weisende Längsrichtung LA vorgespannt.
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Die erfindungsgemäße Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 weist ein Druckbegrenzungsventil 22 auf, das den Hochdruckbereich 29 mit dem Niederdruckbereich 28 fluidisch verbindet und zum Niederdruckbereich 28 hin öffnet, sodass Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich 29 in den Niederdruckbereich 28 abströmt, wenn die Druckdifferenz zwischen Kraftstoff in dem Hochdruckbereich 29 und Kraftstoff in dem Niederdruckbereich 28 einen Öffnungsdruck überschreitet. Auf die Anordnung des Druckbegrenzungsventil 22 in der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 wird nun weiter exemplarisch eingegangen.
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Dabei ist im Rahmen dieses Beispiels vorgesehen, dass das Druckbegrenzungsventil 22 in einer Druckbegrenzungsventilbohrung 22a des Pumpengehäuses 12 fixiert ist und dass die Auslassventilbohrung 37a und die Druckbegrenzungsventilbohrung 22a in zueinander geometrisch parallelen Ebenen senkrecht zur Längsrichtung LA erstreckt sind.
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In dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind die Auslassventilbohrung 37a und die Druckbegrenzungsventilbohrung 22a sogar beide in einer gemeinsamen Ebene orientiert, die parallel zu der Längsrichtung LA ist, nämlich in der Zeichenebene der 2.
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In dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind die Auslassventilbohrung 37a und die Druckbegrenzungsventilbohrung 22a sogar zueinander geometrisch parallel orientiert, nämlich in der in 2 horizontalen Richtung.
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In der Darstellung gemäß 2 ist die Auslassventilbohrung 37a auf der vom Dämpfungsbereich 28a abgewandten Seite der Druckbegrenzungsventilbohrung 22a angeordnet. Auf diese Weise ist die Länge des Strömungswegs und damit der Strömungswiderstand zwischen dem Druckbegrenzungsventil 22 und dem Dämpfungsbereich 28a minimiert.
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Dabei ist ferner beispielhaft vorgesehen, dass außer der Auslassventilbohrung 37a auch die Druckbegrenzungsventilbohrung 22a von dem Auslassstutzenraum 35a ausgeht und dass die Druckbegrenzungsventilbohrung 22a durch eine im Niederdruckbereich 28 liegende, in Längsrichtung LA orientierte Niederdruck-Verbindungsbohrung 28b mit dem Dämpfungsbereich 28a verbunden ist. Die Niederdruck-Verbindungsbohrung 28b kann beispielsweise koaxial zu einer Längsachse der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 sein und/oder koaxial zu einer Symmetrieachse des Pumpenkolbens 18 und/oder des Membrandämpfers 55 sein.
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Der Auslassstutzen 35 erstreckt sich insbesondere quer zur Fließrichtung über den Ausgang der Druckbegrenzungsventilbohrung 22a und über den Ausgang der Auslassventilbohrung 37a hinweg, sodass die Druckbegrenzungsventilbohrung 22a und die Auslassventilbohrung 37a über den zwischen dem Pumpengehäuse 12 und dem Auslassstutzen 35 angeordneten Auslassstutzenraum 35a miteinander kommunizieren.
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4 zeigt ausschnittsweise ein zweites Ausführbeispiel der Erfindung. Es unterscheidet sich von dem in den 2 und 3 gezeigten Ausführbeispiel dadurch, dass der Pumpenkolben 18 zwei in Längsrichtung aufeinander montierte Teilkolben 18a, 18b aufweist, zwischen denen die umlaufende Nut 181 ausgebildet ist. Ferner ist vorgesehen, dass zwischen den beiden Teilkolben 18a, 18b eine Tellerfeder 87 montiert ist, die den Dichtring 182 in die vom Förderraum 16 weg weisende Längsrichtung LA beaufschlagt. Im Beispiel sind die Maße: a = 3 mm; b = 2,3 mm; D = 8mm; c = 5.8 mm.
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In den in die 4 eingezeichneten Feldern I, II, III und IV ist der an den Dichtring 182 anliegende Kraftstoffdruck durch eine Vielzahl von Pfeilen ortsaufgelöst dargestellt, wobei lange Pfeile hohe Kraftstoffdrücke und kurze Pfeile geringe Kraftstoffdrücke symbolisieren. Erkennbar wird der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung, dass der Übergang von hohen Kraftstoffdrücken zu geringen Kraftstoffdrücken entlang kurzer Distanzen auf der Außenkontur 182.3 des Dichtrings 182 erfolgt, sodass die bei der Bewegung des Pumpenkolbens 18 resultierende Reibarbeit und der damit resultierende Verschleiß an dem Dichtring 182 minimiert wird.
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5 zeigt in den Teilen a), b) und c) schematisch Ausführungsformen.
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Den Ausführungsformen a) und b) ist es gemeinsam, dass die Dicke d des Dichtrings 182 in radialer Richtung in die vom Förderraum 16 weg weisende Längsrichtung abnimmt, sodass der Dichtring 182 an seinem in Längsrichtung LA vom Föderraum 16 weg weisenden Ende 182.2 in radialer Richtung weniger dick ist als an seinem in Längsrichtung LA zum Förderraum 16 hin weisenden Ende 182.1. Diese Gestaltung hat zur Folge, das dann, wenn die Pumpe sich in einem Förderhub befindet, der Pumpenkolben 18 und mit ihm der Dichtring 182 sich also auf den Förderraum 16 zu (in den Figuren nach oben) bewegt, die zum Förderraum 16 hin weisende Dichtkante durch den hohen im Förderraum 16 herrschenden Druck (z.B. 50 MPa) und den vergleichsweise geringen Gegendruck im Niederdruckbereich 28 (z.B. 0,5 MPa) auf das Pumpengehäuse 12 bzw. auf die Laufbuchse 80 fest aufgepresst wird. Eine Dichtwirkung ist hierdurch verbessert. Allerdings gehen mit der festen Pressung auch eine hohe resultierende Reibarbeit und ein hoher damit resultierender Verschleiß des Dichtrings 182 einher, die unter Umständen unerwünscht sein können.
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Während der Dichtring 182 gemäß der Ausführungsform a) einen zum Förderraum 16 hin weisenden Ringabsatz 182.4 aufweist, ist der Dichtring 182 gemäß der Ausführungsform b) insgesamt konisch ausgebildet.
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Die Ausführungsform c) in der 5 zeichnet sich dadurch aus, dass die Dicke des Dichtrings 182 in radialer Richtung in die vom Förderraum 16 weg weisende Längsrichtung zunimmt, sodass der Dichtring 182 an seinem in Längsrichtung vom Förderraum 16 weg weisenden Ende 182.2 in radialer Richtung dicker ist als an seinem in Längsrichtung LA zum Förderraum 16 hin weisenden Ende 182.1. Diese Gestaltung hat zur Folge, das dann, wenn die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 sich in einem Förderhub befindet, der Pumpenkolben 18 und mit ihm der Dichtring 182 sich also auf den Förderraum 16 zu (in den Figuren nach oben) bewegt, die zum Förderraum 16 hin weisende Dichtkante durch den hohen im Förderraum 16 herrschenden Druck und den vergleichsweise geringen Gegendruck im Niederdruckbereich 28 auf das Pumpengehäuse 12 bzw. auf die Laufbuchse 80 eher entlastet wird. Eine Dichtwirkung ist hierdurch gegebenenfalls tendenziell vermindert bzw. eine derartige Verminderung ist durch geeignete Auslegung vermeidbar. Es geht mit der verminderten Pressung allerdings eine verminderte resultierende Reibarbeit und damit ein verminderter Verschleiß des Dichtrings 182 einher, sodass seine Lebensdauer und die Lebensdauer der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 10 verlängert ist.
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Der Dichtring 182 gemäß der Ausführungsform c) weist in seinem in der 5c) unteren Teil eine ballige Außenkontur 182.3 auf.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004063074 B4 [0001]
- WO 06069819 A1 [0037]
