EP2201239B1 - Kraftstoffpumpe, insbesondere für ein kraftstoffsystem einer kolben-brennkraftmaschine - Google Patents

Kraftstoffpumpe, insbesondere für ein kraftstoffsystem einer kolben-brennkraftmaschine Download PDF

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EP2201239B1
EP2201239B1 EP08803453.3A EP08803453A EP2201239B1 EP 2201239 B1 EP2201239 B1 EP 2201239B1 EP 08803453 A EP08803453 A EP 08803453A EP 2201239 B1 EP2201239 B1 EP 2201239B1
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    • F05C2253/22—Reinforcements

Definitions

  • the invention relates to a fuel pump, in particular for a fuel system of a piston internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.
  • Such a pump is through the US 4,781,552 A known. and discloses the preamble of claim 1.
  • This pump has a housing and within the housing two gears are arranged, which abut at least indirectly on a housing portion and which rotate during operation.
  • In the housing plates are arranged on both sides of the gears, against which the gears and which consist of thermoplastic material.
  • the thermoplastic material may contain metal powder to improve the thermal conductivity. Due to the massive plates, the pump requires a large amount of space and is expensive to manufacture. In addition, it must be ensured that the thermoplastic material has sufficient wear resistance.
  • the fuel pump according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that it can be made easily and compact in size and that the coating of thermoplastic material has sufficient wear resistance.
  • a region of the coating is designed as a sealing region which cooperates with another region of the housing.
  • the plastic coating provided according to the invention fulfills a double function in such a case: In addition to the wear-reducing function, it also fulfills a sealing function.
  • a separate seal, for example by an O-ring, including the associated machining as a result of introducing corresponding O-ring grooves is not required. This also simplifies the design, facilitates assembly, reduces sources of error, etc.
  • the sealing region may comprise a peripheral sealing bead or a circumferential sealing lip.
  • Such embodiments are easy to produce with conventional plastics, in particular with thermoplastics, and ensure reliable sealing even of high pressure differences.
  • a simple production of the coating made of plastic may consist in that the coating is melted onto the housing area.
  • the housing region, to which the coating is applied comprises a comparatively thin carrier sheet, which is fastened to another housing region, preferably glued thereto. This allows for specific applications, depending on the sometimes complex geometry of the housing area and / or the area to be sealed, an individual and reliable implementation of the construction.
  • FIG. 1 It includes a fuel tank 12 from which a high-pressure fuel pump 14 delivers the fuel into a high-pressure fuel reservoir 16 ("rail"). To the rail 16, a plurality of injectors 18 are connected, which inject the fuel directly into them associated combustion chambers (not shown) of the internal combustion engine.
  • the high-pressure fuel pump 14 includes a gear pump 15 on the low-pressure side.
  • the high-pressure fuel pump may also include a vane pump or any other suitable type of pump on the low-pressure side.
  • the fuel high pressure pump 14 including the low pressure side gear pump 15 is directly and mechanically driven by the engine.
  • the low-pressure side gear pump may also have a separate drive, such as an electric motor.
  • FIG. 2 a portion of the gear pump 15 of the high-pressure fuel pump 14 is shown, but in a state in which a housing cover existing in normal operation is removed.
  • a housing 20 manufactured as a casting, which is machined at various locations and which contains the mechanical and fluidic components of the high-pressure fuel pump 14.
  • the housing 20 is made of aluminum.
  • a housing portion 22 is machined as a flat surface.
  • the housing portion 22 serves as a running surface for two gears 24 and 26, which during operation of the high-pressure fuel pump 14th and the gear pump 15 rotate in opposite directions.
  • the gears 24 and 26 are thus parts which move during operation and at least indirectly abut against the flat housing region 22.
  • FIG. 3 shows, on the housing portion 22, a coating of a plastic, namely applied from a thermoplastic.
  • This coating is in FIG. 2
  • the coating 28 is applied to the housing portion 22 on its side facing the two gears 24 and 26 side, the two gears 24 and 26 are thus applied to the coating 28.
  • a polyetheretherketone is used as the material for the coating 28.
  • the coating 28 is melted onto the housing region 22.
  • the coating is additionally reinforced by fibers, in particular carbon fibers.
  • the coating 28 outside the running surface of the two gears 24 and 26 has a circumferential sealing bead 30 which forms a sealing region which cooperates with a cover 32 designed as another area of the housing 20.
  • the cover 32 is screwed to the housing portion 22, which is compressed during assembly of the sealing bead 30 and thereby the area located radially inwardly of the sealing bead 30 is sealed to the outside.
  • FIG. 4 An alternative embodiment is in FIG. 4 shown. In doing so, those elements and regions which have equivalent functions to elements and regions which have already been described bear the same reference numerals. They will not be discussed again in detail.
  • the housing region 22, on which the coating 28 is applied comprises a comparatively thin carrier sheet 34, which is glued to a residual housing 36 of the high-pressure fuel pump 14.

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Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffpumpe, insbesondere für ein Kraftstoffsystem einer Kolben-Brennkraftmaschine, nach der Gattung des Anspruchs 1.
  • Eine solche Pumpe ist durch die US 4 781 552 A bekannt. und offenbart den Oberbegriff des Anspruchs 1. Diese Pumpe weist ein Gehäuse auf und innerhalb des Gehäuses sind zwei Zahnräder angeordnet, die zumindest mittelbar an einem Gehäusebereich anliegen und die sich im Betrieb rotierend bewegen. Im Gehäuse sind beiderseits der Zahnräder Platten angeordnet, an denen die Zahnräder anliegen und die aus thermoplastischem Kunststoff bestehen. Der thermoplastische Kunststoff kann zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit Metallpulver enthalten. Durch die massiven Platten erfordert die Pumpe einen großen Bauraum und ist aufwendig in der Herstellung. Außerdem muss sichergestellt sein, dass der thermoplastische Kunststoff eine ausreichende Verschleißfestigkeit aufweist.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass diese einfach und mit kompakter Baugröße hergestellt werden kann und dass die Beschichtung aus thermoplastischem Kunststoff eine ausreichende Verschleißfestigkeit aufweist.
  • In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe angegeben.
  • Besonders vorteilhaft ist jene Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe, bei welcher ein Bereich der Beschichtung als Dichtbereich ausgebildet ist, der mit einem anderen Bereich des Gehäuses zusammenarbeitet. Die erfindungsgemäß vorgesehene Beschichtung aus Kunststoff erfüllt in einem solchen Falle eine Doppelfunktion: Neben der verschleißmindernden Funktion erfüllt sie noch eine Dichtungsfunktion. Eine separate Abdichtung, beispielsweise durch einen O-Ring, einschließlich der damit zusammenhängenden spanabhebenden Bearbeitung in Folge des Einbringens entsprechender O-Ring-Nuten ist somit nicht erforderlich. Auch hierdurch wird die Konstruktion vereinfacht, der Zusammenbau erleichtert, Fehlerquellen werden reduziert, etc.
  • Der Dichtbereich kann einen umlaufenden Dichtwulst oder eine umlaufende Dichtlippe umfassen. Derartige Ausgestaltungen sind mit üblichen Kunststoffen, insbesondere mit Thermoplasten, leicht herstellbar und gewährleisten eine zuverlässige Abdichtung auch hoher Druckdifferenzen.
  • Eine einfache Herstellung der Beschichtung aus Kunststoff kann darin bestehen, dass die Beschichtung auf den Gehäusebereich aufgeschmolzen wird.
  • Möglich ist ferner, dass der Gehäusebereich, auf den die Beschichtung aufgebracht ist, ein vergleichsweise dünnes Trägerblech umfasst, welches an einem anderen Gehäusebereich befestigt, vorzugsweise mit diesem verklebt ist. Dies ermöglicht in spezifischen Anwendungsfällen, abhängig von der bisweilen komplexen Geometrie des Gehäusebereichs und/oder des abzudichtenden Bereichs, eine individuelle und zuverlässige Realisierung der Konstruktion.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung eines Kraftstoffsystem einer Kolben-Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe;
    Figur 2
    eine perspektivische Darstellung eines Bereichs der Kraftstoff-Hochdruckpumpe von Figur 1;
    Figur 3
    einen schematischen Schnitt durch den in Figur 2 dargestellten Bereich; und
    Figur 4
    eine Darstellung ähnlich Figur 3 einer alternativen Ausführungsform.
    Ausführungsform(en) der Erfindung
  • In Figur 1 trägt ein Kraftstoffsystem für eine Kolben-Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Es umfasst einen Kraftstoffbehälter 12, aus dem eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe 14 den Kraftstoff in einen Hochdruck-Kraftstoffspeicher 16 ("Rail") fördert. An das Rail 16 sind mehrere Injektoren 18 angeschlossen, die den Kraftstoff direkt in ihnen zugeordnete Brennräume (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine einspritzen.
  • Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 14 umfasst niederdruckseitig eine Zahnradpumpe 15. In nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann die Kraftstoff-Hochdruckpumpe niederdruckseitig auch eine Flügelzellenpumpe oder jede andere geeignete Pumpenart umfassen. Angetrieben wird die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 14 einschließlich der niederdruckseitigen Zahnradpumpe 15 direkt und mechanisch von der Brennkraftmaschine. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die niederdruckseitige Zahnradpumpe auch über einen separaten Antrieb verfügen, beispielsweise einen Elektromotor.
  • In Figur 2 ist ein Bereich der Zahnradpumpe 15 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 14 dargestellt, jedoch in einem Zustand, in dem ein im normalen Betrieb vorhandener Gehäusedeckel abgenommen ist. Man erkennt ein als Gussteil hergestelltes Gehäuse 20, welches an verschiedenen Stellen spanend bearbeitet ist und welches die mechanischen und fluidischen Komponenten der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 14 beinhaltet. Das Gehäuse 20 ist aus Aluminium hergestellt. Ein Gehäusebereich 22 ist als ebene Fläche bearbeitet. Der Gehäusebereich 22 dient als Lauffläche für zwei Zahnräder 24 und 26, die im Betrieb der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 14 und der Zahnradpumpe 15 gegensinnig rotieren. Bei den Zahnrädern 24 und 26 handelt es sich also um sich im Betrieb bewegende Teile, die an dem ebenen Gehäusebereich 22 zumindest mittelbar anliegen.
  • Wie auch aus Figur 3 hervorgeht, ist auf dem Gehäusebereich 22 eine Beschichtung aus einem Kunststoff, nämlich aus einem Thermoplast aufgebracht. Diese Beschichtung ist in Figur 2 kreuzschraffiert dargestellt, sie trägt das Bezugszeichen 28. Die Beschichtung 28 ist auf den Gehäusebereich 22 auf seiner sich zu den beiden Zahnrädern 24 und 26 gewandten Seite aufgebracht, die beiden Zahnräder 24 und 26 liegen also an der Beschichtung 28 an. Konkret wird als Werkstoff für die Beschichtung 28 ein Polyetheretherketon verwendet. Die Beschichtung 28 ist auf den Gehäusebereich 22 aufgeschmolzen. Die Beschichtung ist zusätzlich durch Fasern, insbesondere Karbonfasern, verstärkt.
  • Wie aus Figur 3 hervorgeht, weist die Beschichtung 28 außerhalb der Lauffläche der beiden Zahnräder 24 und 26 einen umlaufenden Dichtwulst 30 auf, der einen Dichtbereich bildet, der mit einem als Deckel 32 ausgebildeten anderen Bereich des Gehäuses 20 zusammenarbeitet. Der Deckel 32 ist an den Gehäusebereich 22 angeschraubt, wobei bei der Montage der Dichtwulst 30 komprimiert und hierdurch der radial einwärts vom Dichtwulst 30 gelegene Bereich nach außen abgedichtet wird.
  • Eine alternative Ausführungsform ist in Figur 4 gezeigt. Dabei tragen solche Elemente und Bereiche, die äquivalente Funktionen zu Elementen und Bereichen aufweisen, die bereits beschrieben worden sind, die gleichen Bezugszeichen. Auf sie wird nicht nochmals im Detail eingegangen.
  • Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der Figuren 2 und 3 umfasst der Gehäusebereich 22, auf dem die Beschichtung 28 aufgebracht ist, ein vergleichsweises dünnes Trägerblech 34, welches mit einem Restgehäuse 36 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 14 verklebt ist.

Claims (5)

  1. Kraftstoffpumpe (15), insbesondere für ein Kraftstoffsystem (10) einer Kolben-Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (20) und mindestens einem zumindest mittelbar an einem Gehäusebereich (22) anliegenden und sich im Betrieb bewegenden Teil (24, 26), wobei der Gehäusebereich (22) einen thermoplastischen Kunststoff umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastische Kunststoff als Beschichtung (28) auf den Gehäusebereich (22) auf seiner zum sich bewegenden Teil (24, 26) gewandten Seite aufgebracht ist, dass der thermoplastische Kunststoff ein Polyetheretherketon ist, dass der thermoplastische Kunststoff durch Fasern, insbesondere Karbonfasern, verstärkt ist und dass das Material mindestens des Gehäusebereichs (22), auf den die Beschichtung (28) aufgebracht ist, Aluminium umfasst oder Aluminium ist.
  2. Kraftstoffpumpe (15) nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich der Beschichtung (28) als Dichtbereich (30) ausgebildet ist, der mit einem anderen Bereich (32) des Gehäuses (20) zusammenarbeitet.
  3. Kraftstoffpumpe (15) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtbereich einen umlaufenden Dichtwulst (40) oder eine umlaufende Dichtlippe umfasst.
  4. Kraftstoffpumpe (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (28) auf den Gehäusebereich (22) aufgeschmolzen ist.
  5. Kraftstoffpumpe (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusebereich (22), auf den die Beschichtung (28) aufgebracht ist, ein vergleichsweise dünnes Trägerblech (34) umfasst, welches an einem anderen Gehäusebereich (36) befestigt, vorzugsweise mit diesem verklebt ist.
EP08803453.3A 2007-09-18 2008-09-01 Kraftstoffpumpe, insbesondere für ein kraftstoffsystem einer kolben-brennkraftmaschine Not-in-force EP2201239B1 (de)

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EP2201239A1 EP2201239A1 (de) 2010-06-30
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