WO2014206641A1 - Dämpfungseinrichtung zum dämpfen von druckpulsationen in einem fluidsystem - Google Patents

Dämpfungseinrichtung zum dämpfen von druckpulsationen in einem fluidsystem Download PDF

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WO2014206641A1
WO2014206641A1 PCT/EP2014/059987 EP2014059987W WO2014206641A1 WO 2014206641 A1 WO2014206641 A1 WO 2014206641A1 EP 2014059987 W EP2014059987 W EP 2014059987W WO 2014206641 A1 WO2014206641 A1 WO 2014206641A1
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damping device
housing
solid state
state element
damping
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PCT/EP2014/059987
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Siamend Flo
Florent Spieler
Jochen Kaesser
Bernd Beiermeister
Fabian BEILHARZ
Jan Schoppa
Fabian WELSCHINGER
Reiner Luetzeler
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Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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Definitions

  • Damping device for damping pressure pulsations in one
  • the invention relates to a damping device according to the preamble of claim 1, and a piston pump after the sibling
  • Damping device according to claim 1, and solved by a piston pump according to the independent claim.
  • Advantageous developments are specified in subclaims.
  • Features which are important for the invention can also be found in the following description and in the drawings, wherein the features, both alone and in different combinations, can be important for the invention, without being explicitly referred to again.
  • the invention has the advantage that a damping device for damping pressure pulsations in a fluid system can be produced in a particularly cost-effective manner, wherein in particular the unit costs can be low in comparison with previously known damping devices.
  • the unit costs can be low in comparison with previously known damping devices.
  • Geometry of the damping device according to the invention can be easily adapted structurally for a particular application. Thus, a simple, fast and inexpensive shaping of the damping device can be achieved.
  • the damping device according to the invention can also be used for a comparatively aggressive fluid, such as fuel.
  • the invention relates to a damping device for damping of
  • Damping device can be changed by means of a compressive force.
  • the damping device has an elastic
  • Solid body element of a polymer material which is fluid-tight in an elastic and preferably also made of a polymer material housing, which is exposed to the fluid.
  • the elastic solid element can advantageously be optimized for the task of damping, and the housing can be optimized for the task of protecting the elastic solid element from the fluid. This is possible in particular by means of polymer materials in a large number of embodiments.
  • the elastic solid element therefore replaces the hitherto known trapped gas volume, which considerably simplifies the production of the damping device.
  • Housing also comprise a plurality of sub-elements, which may be arranged in a variety of possible geometries to each other, as will be explained below.
  • the solid state element and / or the housing separately in particular by
  • the housing made of a thermoplastic material and the elastic solid state element are made of an elastomer. This material combination is for the
  • Damping device with a thermoplastic housing particularly easy to carry out.
  • the housing is as
  • the damping device can thus be produced as follows: In a first step, two half-shell-like housing parts are preformed or at least prefabricated as plate-like elements. In a second step, the elastic solid element is produced. In a third step, the elastic solid element between the two half-shell-like housing parts or between the plate-like elements is arranged. In a fourth step, an externa ßere pressurization with simultaneous increase in temperature takes place such that the half-shell-like housing parts or the plate-like elements in an area of a
  • the damping device can be made durable and particularly easy.
  • the housing can also be sprayed onto the solid-state element as a material layer.
  • both the elastic solid element and the housing are made of an elastomer.
  • the housing comprises a fluororubber (FKM, fluorocarbon rubber), and that the fluororubber
  • Solid state element comprises a liquid silicone rubber (LSR) or a polymeric foam.
  • LSR liquid silicone rubber
  • polymeric foam As a result, further material pairings which are particularly suitable for the damping device are proposed, which have a high elasticity and a high deformability and thus good
  • the two elastic solid-state elements can be embodied in a multiplicity of possible geometries, even those different from one another, as a result of which the damping device according to the invention is particularly well suited to a particular application or to a desired one
  • Damping characteristic can be adjusted.
  • a first and a second elastic solid-state element may be arranged side by side or one above the other or interleaved in a direction of force, or the second elastic solid element may be enclosed on all sides by the first elastic solid element. Similar to the last-mentioned embodiment, it is also conceivable to use the first elastic one
  • solid state element as a hollow body which encloses a gas, for example nitrogen or air, as an elastic medium.
  • a gas for example nitrogen or air
  • the elastic solid-state element has a layer structure.
  • a respective layer comprises a sectionally perforated plate of a polymeric material, wherein in directly superposed plates the
  • Sectional perforation is preferably carried out offset, whereby a plurality of cavities is formed.
  • the damping device can be produced particularly simply and at the same time variably, whereby the damping characteristic can be improved and costs can be reduced.
  • Is substantially annular, with a radial cross-section is square or elliptical.
  • the radial cross section is square or circular.
  • Damping device can be arranged particularly space-saving, for example in a radially outer region around a cylinder of a piston pump.
  • the invention relates to a piston pump, in particular for a
  • Fuel system for an internal combustion engine with a low pressure area and with a high pressure area, the low pressure area as in the above various embodiments described damper includes.
  • the piston pump can be produced particularly inexpensively.
  • Figure 1 is a simplified diagram of a fuel system for a
  • FIG. 1 A first figure.
  • FIG. 3 shows a section through a perspective view of a first
  • Figure 4 is a n section through a second embodiment of
  • Figure 5 is a section through a perspective view of a housing for a third embodiment of the damping device
  • Figure 10 is a section through a seventh embodiment of the damping device
  • Figure 1 1 is a section through an eighth embodiment of
  • Figure 12 is a section through a ninth embodiment of
  • Figure 14 is a section through an eleventh embodiment of
  • FIG. 1 shows a fuel system 10 for a further not shown
  • Fuel tank 12 is fuel via a suction line 14, by means of a
  • Pre-feed pump 16 via a low-pressure line 18, and via an actuatable by an electromagnetic actuator 20 quantity control valve 22 of a high-pressure fuel pump - hereinafter referred to as piston pump 24 - fed. Downstream, the piston pump 24 via a
  • High-pressure line 26 to a high-pressure accumulator 28 ("common rail") connected. Furthermore, a piston 23, a working space 25 and a cylinder 27 of the
  • the electromagnetic actuator 20 is controlled by a control and / or regulating device 30. It is understood that the quantity control valve 22 may be formed as a unit with the piston pump 24. For example, that can
  • the prefeed pump 16 delivers fuel from the fuel tank 12 into the low-pressure line 18
  • Quantity control valve 22 the working space 25 of the piston pump 24 supplied amount of fuel.
  • the mass control valve 22 may be closed and opened in response to a respective demand for fuel.
  • the fuel is for example gasoline or diesel fuel.
  • the piston pump 24 comprises a substantially
  • the piston pump 24 comprises a cover 36, which is arranged integrated on the housing 34.
  • On the lid 36 is an inlet nozzle 38 for connecting the piston pump 24 to the
  • Low pressure line 18 is arranged.
  • the piston pump 24 in a middle region of FIG. 2 comprises a housing core 40, which is arranged radially inside the housing 34 and is connected to it in sections.
  • the quantity control valve 22 is arranged in a right portion of the drawing, and in an area left in the drawing, an outlet valve 42 is provided with a
  • Outlet 44 arranged for connection to the high pressure line 26.
  • the piston 23 of the piston pump 24 is shown in Figure 2 in an upper end position, whereby the working space 25 is minimized.
  • a seal carrier 46 designed as a deep-drawn part, which is fluid-tight with a lower section of the
  • Housing 34 is connected; a designed as an O-ring seal 48 which is disposed on the seal carrier 46; a executed as a deep-drawn part
  • Seal carrier 46 is arranged; a piston seal 52 which radially is disposed within the spring retainer 50; a piston spring 54 which is disposed on a radially outer portion of the spring retainer 50; and a lower end portion of the piston spring 54 in the drawing
  • a fluid space 58 arranged within the housing 34 corresponds to a fuel-filled low-pressure region of the piston pump 24, which is fluidically coupled on the one hand to the low-pressure line 18 and on the other hand to the quantity control valve 22.
  • the fluid space 58 surrounds the inner housing core 40.
  • a damping device 60 (also shown schematically in FIG. 1) which is present in the form of a ring is arranged concentrically with the piston 23 and the housing 34.
  • a radially externa ßerer portion of the damping device 60 is disposed at a lower radially inner portion of the housing 34 in the drawing.
  • Damping device 60 is also applied to the seal carrier 46.
  • the structure of the damping device 60 will be explained in more detail below in Figures 3 to 14 by means of several embodiments.
  • Damping device 60 is acted upon from all sides, including in the axial direction by means of a pressure force caused by hydraulic pressure, wherein the volume of the damping device 60 is changed accordingly, that is periodically reduced and enlarged. Because of the elasticity of the damping device 60 - see below - the said pressure pulsations are reduced, so there is a corresponding damping of the pressure pulsations, whereby the operation of the piston pump 24 and the fuel system 10 is improved overall by the mechanical stresses of the components in the low pressure region and resulting
  • Embodiments of the damping device 60 for the piston pump 24 Figure 2 in detail.
  • the damping device 60 is shown in a part of the figures in a plane axial sectional view, and shown in another part in a perspective axial sectional view.
  • the damping device 60 is designed to fit the piston pump 24 of Figure 2 annular.
  • the damping device 60 can also be designed with almost any other geometries. This applies in particular if the damping device 60 is arranged differently within the piston pump 24 than in the figure 2, or if the
  • Damping device 60 is disposed in another fluid region of the fuel system 10. It is conceivable, for example, to arrange the damping device 60 in a region of the low-pressure line 18 or the prefeed pump 16 or the like.
  • the elements of the damping device 60 may each comprise a polymer material or a thermoplastic material or an elastomer or the like. In particular, have external elements
  • the geometry of the damping device 60 may be structurally adapted almost arbitrarily for a particular application or a respective desired damping characteristic.
  • FIG 3 shows a first embodiment of the damping device 60 for the piston pump 24 of Figure 2 in an axial sectional view shown in perspective.
  • Damping device 60 in a core region on an annular and made of solid material elastic solid state element 62 which is fluid-tightly received in a likewise elastic housing 64.
  • the elastic solid-state element 62 and the housing 64 adjoin one another directly and on all sides. This is done in such a way that the elastic
  • Solid body member 62 by means of the housing 64 of the fluid, in this case the fuel of the piston pump 24, is separated. Thus, only the housing 64 is exposed to the fuel.
  • the solid-state elastic member 62 and the housing 64 each comprise a polymer material, whereby both elements have an elastic behavior.
  • the housing 64 comprises a thermoplastic material
  • the elastic solid-state element 62 comprises an elastomer, in particular a liquid silicone rubber (LSR), which is presently embodied as a polymeric foam.
  • a wall thickness of the housing 64 is, for example, 0.5 mm (millimeters).
  • Solid body member 62 is reduced against the elastic restoring force. If the pressure decreases again, the volume of the solid-state element 62 increases again, as a result of the elastic restoring force, into the rest or initial state illustrated in FIG. Due to the arrangement shown, an advantageous division of responsibility for the function of the damping device 60.
  • the solid state elastic member 62 may be substantially optimized for the task of hydraulic damping.
  • the housing 64 may be substantially optimized for the task of separating the solid state elastic member 62 from the relatively aggressive fuel.
  • the housing 64 is designed in several parts and comprises an inner and an outer, radially encircling housing wall 64a and 64b, as well as on end sides of the housing
  • the elastic solid-state element 62 is designed in several parts, and comprises an annular core portion 62 a and each having an inner and outer Shen radially peripheral edge portion 62 b and 62 c.
  • the edge portions 62b and 62c are arranged in a wave-like manner with the core portion 62a.
  • the membranes 64c have, by way of example, a material thickness of 0.5 mm, and the radially encircling housing walls 64a and 64b each have, for example, a material thickness of 1 mm.
  • the damping device 60 of FIG. 1 corresponds to the multipart housing 64 and the multi-part designed elastic solid state element 62, the damping device 60 of FIG.
  • the respective polymeric materials may be chosen to be chemically different, which may result in further improved properties of the damping device 60 adapted to the specific requirements of the respective application.
  • the parts of the housing 64 comprise a thermoplastic material and the parts of the elastic
  • Solid state element 62 has a "compact” (ie non-foamed) liquid silicone rubber (LSR).
  • LSR liquid silicone rubber
  • FIG. 5 shows the housing 64 in a further multi-part embodiment.
  • the upper and the lower membrane 64c each have one
  • thermoplastic membranes 64c are 0.4 mm in each case and the material thickness of the radially encircling housing walls 64a and 64b is 1 mm in each case.
  • Figure 6 shows the housing 64 of Figure 5 together with the elastic
  • Solid element 62 which is designed in two parts similar to the embodiment of Figure 4 (core portion 62a and edge portions 62b and 62c). By means of the existing on the membranes 64c beads (arrows, without
  • the membranes 64c have an addition to the
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the damping device 60, similar to the embodiment of FIG. 3.
  • the solid-state elastic element 62 of FIG. 7 comprises a liquid silicone rubber which is embodied as LSR foam.
  • the housing 64 in this case comprises a fluororubber (FKM, fluorocarbon rubber) with a material thickness of 1 mm.
  • FKM fluororubber
  • FIG 8 shows a further embodiment of the damping device 60.
  • the housing 64 is made of a fluororubber (FKM) similar to Figure 7, and the elastic solid element 62 is performed and comparable to Figure 4 by means of the core portion 62a and the edge portions 62b and 62c made of a compact liquid silicone rubber (LSR).
  • FKM fluororubber
  • LSR compact liquid silicone rubber
  • FIG. 9 shows a further embodiment of the damping device 60.
  • the housing 64 is designed similar to FIG. 7 with a fluororubber and with a material thickness of 1 mm.
  • the solid-state elastic member 62 is made in two parts and made of a compact liquid silicone rubber with an inner ring 62d ("core") surrounded by an outer ring 62e on all sides. As can be seen in the sectional view, the inner ring 62d and the outer ring 62e each have a substantially quadrangular radial cross section.
  • the respective polymeric materials of the solid state elastic member 62 may be chemically distinct, resulting in improved properties of the
  • Ring 62d may not be designed as an elastic solid, but as a circumferential cavity, which is surrounded on all sides by the outer ring 62e and filled with, for example, air or nitrogen oxide.
  • FIG. 10 shows a further embodiment of the damping device 60
  • Housing 64 is similar to Figures 7, 8 and 9 with a fluorinated rubber (FKM) and executed with a material thickness of 1 mm.
  • the multi-piece elastic solid-state element 62 (LSR, compact) has an overall quadrangular radial cross section which is approximately radially symmetrical with a 90 degree period.
  • an annular core element 62f present four elastic "wings" (without reference numerals), so that it in Cross-section is similar to a four-leaf clover, with a total of four or eight elastic filling elements 62g are arranged radially between these wings.
  • Figure 1 1 shows a further embodiment of the damping device 60 similar to the embodiment of Figure 10.
  • Solid state element 62 elliptical.
  • the annular core element 62f also has four elastic "wings", wherein a total of four elastic filling elements 62g are arranged radially between these wings.
  • the housing 64 also has an overall elliptical cross section.
  • FIG. 12 shows a further embodiment of the damping device 60, similar to the embodiment of FIG. 9.
  • the radial cross section of the multipart radially symmetrical elastic solid element 62 and also of the housing 64 is elliptical.
  • the inner ring 62d is also surrounded by the externa ßeren ring 62e on all sides.
  • Figure 13 shows a further embodiment of the damping device 60.
  • the present illustration shows, for example, a radial elliptical
  • the housing 64 each includes upper and lower half-shells 64d and 64e in the drawing, which are interconnected as described below.
  • the half shells 64d and 64e are made, for example, of uncrosslinked fluororubber sheets (FKM, fluorocarbon rubber) having a material thickness of 1 mm or 2 mm.
  • the solid state elastic member 62 herein comprises a polymeric foam of liquid silicone rubber (LSR foam).
  • the elastic solid element 62 may preferably be comprised of the FKM plates from two sides and subsequently by means of
  • FIG. 14 is a sectional view similar to FIG. 13 in a middle and right-hand portion of the drawing.
  • a perforated elastic washer 62h of the solid-state elastic member 62 is shown in FIG View A shown.
  • the elastic solid-state element 62 of FIG. 14 comprises in an axially middle section three perforated elastic disks 62h, which are arranged stacked in a layer structure ("elastomer sandwich").
  • the disks 62h have circular holes 66 which are staggered in a respective plane of the disks 62h, thereby forming substantially isolated cavities.
  • Solid element 62 are presently arranged in each case two unperforated cover plates 62k.
  • a respective individual diameter of the perforated disks 62 h and the unperforated cover disks 62 k is selected according to the present elliptical cross section of the damping device 60.
  • the damping device 60 according to FIGS. 13 or 14 can be produced as follows: In a first step, two half shells 64d and 64e are preformed or at least prefabricated as plate-like elements. In a second step, the elastic solid-state element 62 is produced in a respectively desired embodiment. In this case, the production of the half-shells 64d and 64e as well as the elements forming the elastic solid-state element 62 preferably takes place by means of injection molding. In a third step, the elastic solid element 62 is arranged between the two half-shells 64d and 64e and between the two (still) plate-like elements. In a fourth step, an outer is effected by means of a pressing tool

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung (60) zum Dämpfen von Druckpulsationen in einem Fluidsystem, wobei das Volumen der Dämpfungseinrichtung (60) mittels einer Druckkraft verändert werden kann. Erfindungsgemäß weist die Dämpfungseinrichtung (60) ein elastisches Festkörperelement (62) aus einem Polymermaterial auf, welches fluiddicht in einem elastischen und vorzugsweise ebenfalls aus einem Polymermaterial hergestellten Gehäuse (64) aufgenommen ist, welches dem Fluid aussetzbar ist.

Description

Beschreibung
Titel
Dämpfunqseinrichtunq zum Dämpfen von Druckpulsationen in einem
Fluidsvstem
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , sowie eine Kolbenpumpe nach dem nebengeordneten
Patentanspruch.
Vom Markt her bekannt sind Fluidsysteme, bei deren Betrieb Druckpulsationen entstehen, beispielsweise durch die Arbeitsweise einer mit dem Fluidsystem zusammenwirkenden Fluidpumpe. Derartige Druckpulsationen sind insbesondere in Kraftstoff Systemen für Brennkraftmaschinen unerwünscht. Zur Dämpfung werden bisher aus zwei Halbschalen hergestellte Metalldämpfer verwendet. Die Halbschalen begrenzen ein gasdicht abgeschlossenes Volumen, in dem beispielsweise Stickstoff eingeschlossen ist. Durch eine Druckkraft kann das eingeschlossene Volumen verringert werden.
Offenbarung der Erfindung
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch eine
Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1 , sowie durch eine Kolbenpumpe nach dem nebengeordneten Anspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird. Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass eine Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen in einem Fluidsystem besonders kostengünstig hergestellt werden kann, wobei insbesondere die Stückkosten im Vergleich zu vorbekannten Dämpfungseinrichtungen gering sein können. Außerdem kann die
Geometrie der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung konstruktiv einfach für eine jeweilige Anwendung angepasst werden. Somit kann eine einfache, schnelle und kostengünstige Formgebung für die Dämpfungseinrichtung erreicht werden. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung auch für ein vergleichsweise aggressives Fluid, wie beispielsweise Kraftstoff, verwendet werden.
Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen von
Druckpulsationen in einem Fluidsystem, wobei das Volumen der
Dämpfungseinrichtung mittels einer Druckkraft verändert werden kann.
Erfindungsgemäß weist die Dämpfungseinrichtung ein elastisches
Festkörperelement aus einem Polymermaterial auf, welches fluiddicht in einem elastischen und vorzugsweise ebenfalls aus einem Polymermaterial hergestellten Gehäuse aufgenommen ist, welches dem Fluid aussetzbar ist. Dadurch kann das elastische Festkörperelement vorteilhaft auf die Aufgabe der Dämpfung optimiert sein, und das Gehäuse kann auf die Aufgabe optimiert sein, das elastische Festkörperelement vor dem Fluid zu schützen. Dies ist insbesondere mittels Polymermaterialen in einer Vielzahl von Ausführungsformen möglich. Das elastische Festkörperelement ersetzt also das bisher bekannte eingeschlossene Gasvolumen, was die Herstellung der Dämpfungseinrichtung erheblich vereinfacht. Dabei kann das elastische Festkörperelement und/oder das
Gehäuse auch mehrere Teil-Elemente umfassen, die in einer Vielzahl möglicher Geometrien zueinander angeordnet sein können, wie weiter unten noch erläutert werden wird.
In einer Ausgestaltung der Dämpfungseinrichtung ist vorgesehen, dass das Festkörperelement und/oder das Gehäuse separat insbesondere durch
Spritzgießen hergestellt und anschließend miteinander montiert sind. Durch das separate Spritzgießen und die nachfolgende gemeinsame Montage können auch sehr unterschiedliche Teile und somit sehr unterschiedliche Eigenschaften in der
Dämpfungseinrichtung miteinander verbunden werden. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse aus einem thermoplastischen Material und das elastische Festkörperelement aus einem Elastomer hergestellt sind. Diese Werkstoffkombination ist für die
erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung besonders geeignet. Außerdem ist das nachfolgend beschriebene Verfahren zur Herstellung der
Dämpfungseinrichtung mit einem thermoplastischen Gehäuse besonders einfach durchführbar. In einer weiteren Ausgestaltung der Dämpfungseinrichtung ist das Gehäuse als
Schicht mit dem Festkörperelement fest verbunden, und insbesondere auf dieses aufvulkanisiert. Beispielsweise kann die Dämpfungseinrichtung damit wie folgt hergestellt werden: In einem ersten Schritt werden zwei halbschalenartige Gehäuseteile vorgeformt oder zumindest als plattenartige Elemente vorgefertigt. In einem zweiten Schritt wird das elastische Festkörperelement hergestellt. In einem dritten Schritt wird das elastische Festkörperelement zwischen den beiden halbschalenartigen Gehäuseteilen bzw. zwischen den plattenartigen Elementen angeordnet. In einem vierten Schritt erfolgt eine äu ßere Druckbeaufschlagung bei gleichzeitiger Temperaturerhöhung derart, dass die halbschalenartigen Gehäuseteile bzw. die plattenartigen Elemente in einem Bereich eines
Randabschnitts miteinander und in einem übrigen Bereich mindestens punktweise mit dem elastischen Festkörperelement verbunden werden
(Vulkanisation). Dadurch kann die Dämpfungseinrichtung dauerhaft und besonders einfach hergestellt werden. Im Extremfall kann das Gehäuse auch auf das Festkörperelement als Materialschicht aufgespritzt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Dämpfungseinrichtung sind sowohl das elastische Festkörperelement als auch das Gehäuse aus einem Elastomer hergestellt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse einen Fluorkautschuk (FKM, Fluorkarbon-Kautschuk) umfasst, und dass das
Festkörperelement einen Flüssigsilikonkautschuk (engl. LSR, "liquid silicone rubber") oder einen polymeren Schaum umfasst. Dadurch werden weitere für die Dämpfungseinrichtung besonders geeignete Materialpaarungen vorgeschlagen, die eine hohe Elastizität und eine starke Verformbarkeit und somit gute
Dämpfungseigenschaften auch bei starken Druckpulsationen aufweisen. Die konstruktiven Möglichkeiten zur Ausführung der Dämpfungseinrichtung werden erweitert, wenn die Dämpfungseinrichtung mindestens zwei
Festkörperelemente umfasst, welche jeweils ein voneinander verschiedenes Material aufweisen. Die zwei elastischen Festkörperelemente können in einer Vielzahl von möglichen - auch zueinander verschiedenen - Geometrien ausgeführt sein, wodurch die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung besonders gut an eine jeweilige Anwendung oder an eine gewünschte
Dämpfungscharakteristik angepasst werden kann. Beispielsweise können ein erstes und ein zweites elastisches Festkörperelement in einer Kraftrichtung nebeneinander oder übereinander oder miteinander verschachtelt angeordnet sein, oder das zweite elastische Festkörperelement kann von dem ersten elastischen Festkörperelement allseitig umschlossen sein. Ähnlich der zuletzt genannten Ausführungsform ist es auch denkbar, das erste elastische
Festkörperelement als Hohlkörper auszuführen, welcher ein Gas, beispielsweise Stickstoff oder Luft, als elastisches Medium umschließt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Dämpfungseinrichtung weist das elastische Festkörperelement einen Schichtaufbau auf. Beispielsweise umfasst eine jeweilige Schicht eine abschnittsweise gelochte Platte aus einem polymeren Material, wobei bei unmittelbar aufeinander angeordneten Platten die
abschnittsweise Lochung vorzugsweise versetzt ausgeführt ist, wodurch eine Mehrzahl von Hohlräumen gebildet ist. Dadurch kann die Dämpfungseinrichtung besonders einfach und zugleich variabel hergestellt werden, wodurch die Dämpfungseigenschaft verbessert und Kosten gesenkt werden können.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Dämpfungseinrichtung im
Wesentlichen ringförmig ausgeführt ist, wobei ein radialer Querschnitt viereckig oder elliptisch ist. Beispielsweise ist der radiale Querschnitt quadratisch oder kreisförmig. Durch die erfindungsgemäße Ringform kann die
Dämpfungseinrichtung besonders platzsparend angeordnet sein, beispielsweise in einem radial äußeren Bereich um einen Zylinder einer Kolbenpumpe.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Kolbenpumpe, insbesondere für ein
Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine, mit einem Niederdruckbereich und mit einem Hochdruckbereich, wobei der Niederdruckbereich eine wie oben in den verschiedenen Ausgestaltungen beschriebene Dämpfungseinrichtung umfasst. Dadurch kann die Kolbenpumpe besonders kostengünstig hergestellt sein.
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 ein vereinfachtes Schema eines Kraftstoffsystems für eine
Brennkraftmaschine mit einer Kolbenpumpe und einer
Dämpfungseinrichtung ;
Figur 2 einen Längsschnitt durch die Kolbenpumpe des Kraftstoffsystems von
Figur 1 ;
Figur 3 einen Schnitt durch eine perspektivische Darstellung einer ersten
Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung für die Kolbenpumpe von Figur 2;
Figur 4 eine n Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der
Dämpfungseinrichtung;
Figur 5 einen Schnitt durch eine perspektivische Darstellung eines Gehäuses für eine dritte Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung;
Figur 6 einen Schnitt durch die dritte Ausführungsform der
Dämpfungseinrichtung;
Figur 7 einen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform der
Dämpfungseinrichtung;
Figur 8 einen Schnitt durch eine fünfte Ausführungsform der
Dämpfungseinrichtung;
Figur 9 einen Schnitt durch eine perspektivische Darstellung einer sechsten
Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung; Figur 10 einen Schnitt durch eine siebte Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung;
Figur 1 1 einen Schnitt durch eine achte Ausführungsform der
Dämpfungseinrichtung;
Figur 12 einen Schnitt durch eine neunte Ausführungsform der
Dämpfungseinrichtung; Figur 13 einen Schnitt durch eine zehnte Ausführungsform der
Dämpfungseinrichtung; und
Figur 14 einen Schnitt durch eine elfte Ausführungsform der
Dämpfungseinrichtung.
Es werden für funktionsäquivalente Elemente und Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet. Figur 1 zeigt ein Kraftstoffsystem 10 für eine weiter nicht dargestellte
Brennkraftmaschine in einer stark vereinfachten Darstellung. Aus einem
Kraftstofftank 12 wird Kraftstoff über eine Saugleitung 14, mittels einer
Vorförderpumpe 16, über eine Niederdruckleitung 18, und über ein von einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 20 betätigbares Mengensteuerventil 22 einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe - nachfolgend als Kolbenpumpe 24 bezeichnet - zugeführt. Stromabwärts ist die Kolbenpumpe 24 über eine
Hochdruckleitung 26 an einen Hochdruckspeicher 28 ("Common Rail") angeschlossen. Weiterhin sind ein Kolben 23, ein Arbeitsraum 25 und ein Zylinder 27 der
Kolbenpumpe 24, sowie eine an einem axialen Endabschnitt 29 des Kolbens 23 angreifende Nockenscheibe 32 in der Figur 1 schematisch dargestellt. Sonstige Elemente, wie beispielsweise Ventile der Kolbenpumpe 24, sind in der Figur 1 nicht gezeichnet. Die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 20 wird durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 30 angesteuert. Es versteht sich, dass das Mengensteuerventil 22 auch als Baueinheit mit der Kolbenpumpe 24 ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann das
Mengensteuerventil 22 ein zwangsweise offenbares Einlassventil der
Kolbenpumpe 24 sein.
Beim Betrieb des Kraftstoffsystems 10 fördert die Vorförderpumpe 16 Kraftstoff vom Kraftstofftank 12 in die Niederdruckleitung 18. Dabei steuert das
Mengensteuerventil 22 die dem Arbeitsraum 25 der Kolbenpumpe 24 zugeführte Kraftstoffmenge. Das Mengensteuerventil 22 kann in Abhängigkeit von einem jeweiligen Bedarf an Kraftstoff geschlossen und geöffnet werden. Der Kraftstoff ist beispielsweise Benzin oder Dieselkraftstoff.
In Figur 2 umfasst die Kolbenpumpe 24 ein im Wesentlichen
rotationsymmetrisches Gehäuse 34, welches mittels eines - nicht dargestellten - Flansches an einen Motorblock der Brennkraftmaschine anschraubbar ist. In einem in der Zeichnung oberen Bereich umfasst die Kolbenpumpe 24 einen Deckel 36, welcher an dem Gehäuse 34 integriert angeordnet ist. An dem Deckel 36 ist ein Einlassstutzen 38 zum Anschluss der Kolbenpumpe 24 an die
Niederdruckleitung 18 angeordnet.
Weiterhin umfasst die Kolbenpumpe 24 in einem mittleren Bereich der Figur 2 einen Gehäusekern 40, welcher radial innerhalb des Gehäuses 34 angeordnet und mit diesem abschnittsweise verbunden ist. An dem Gehäusekern 40 ist in einem rechten Bereich der Zeichnung das Mengensteuerventil 22 angeordnet, und in einem in der Zeichnung linken Bereich ist ein Auslassventil 42 mit einem
Auslassstutzen 44 zum Anschluss an die Hochdruckleitung 26 angeordnet. Der Kolben 23 der Kolbenpumpe 24 ist in der Figur 2 in einer oberen Endstellung dargestellt, wodurch der Arbeitsraum 25 minimiert ist. In einem in der Zeichnung unteren Bereich der Kolbenpumpe 24 sind unter anderem folgende weitere Elemente angeordnet: Ein als Tiefziehteil ausgeführter Dichtungsträger 46, welcher fluiddicht mit einem unteren Abschnitt des
Gehäuses 34 verbunden ist; eine als O-Ring ausgeführte Dichtung 48, welche an dem Dichtungsträger 46 angeordnet ist; eine als Tiefziehteil ausgeführte
Federaufnahme 50, welche an einer in der Zeichnung unteren Stirnseite des
Dichtungsträgers 46 angeordnet ist; eine Kolbendichtung 52, welche radial innerhalb der Federaufnahme 50 angeordnet ist; eine Kolbenfeder 54, welche an einem radial äußeren Abschnitt der Federaufnahme 50 angeordnet ist; und ein an einem in der Zeichnung unteren Endabschnitt der Kolbenfeder 54
angeordneter Federteller 56, an welchem die Kolbenfeder 54 abgestützt ist.
Ein innerhalb des Gehäuses 34 angeordneter Fluidraum 58 entspricht einem mit Kraftstoff gefüllten Niederdruckbereich der Kolbenpumpe 24, welcher einerseits mit der Niederdruckleitung 18 und andererseits mit dem Mengensteuerventil 22 fluidisch gekoppelt ist. Der Fluidraum 58 umgibt den inneren Gehäusekern 40. In einem in der Zeichnung unteren Bereich des Fluidraums 58 ist eine vorliegend ringförmig ausgeführte Dämpfungseinrichtung 60 (siehe schematisch auch Figur 1 ) konzentrisch zu dem Kolben 23 und dem Gehäuse 34 angeordnet. Ein radial äu ßerer Abschnitt der Dämpfungseinrichtung 60 ist an einem in der Zeichnung unteren radial inneren Abschnitt des Gehäuses 34 angeordnet. Ein radial äu ßerer Abschnitt einer in der Zeichnung unteren Stirnseite der
Dämpfungseinrichtung 60 liegt ebenso an dem Dichtungsträger 46 an. Der Aufbau der Dämpfungseinrichtung 60 wird weiter unten in den Figuren 3 bis 14 mittels mehrerer Ausführungsformen noch näher erläutert werden.
Im Betrieb der Kolbenpumpe 24 erfährt der Fluidraum 58 insbesondere wegen des periodisch bewegten Kolbens 23 und wegen der periodischen Funktion des Mengensteuerventils unerwünschte und vergleichsweise starke
Druckpulsationen, die bis in die Niederdruckleitung 18 wirken. Die
Dämpfungseinrichtung 60 wird dabei von allen Seiten, also auch in axialer Richtung mittels einer durch hydraulischen Druck bewirkten Druckkraft beaufschlagt, wobei das Volumen der Dämpfungseinrichtung 60 entsprechend verändert, das heißt periodisch verkleinert und vergrößert wird. Wegen der Elastizität der Dämpfungseinrichtung 60 - siehe weiter unten - werden die besagten Druckpulsationen verringert, es erfolgt also eine entsprechende Dämpfung der Druckpulsationen, wodurch der Betrieb der Kolbenpumpe 24 und des Kraftstoffsystems 10 insgesamt verbessert wird, indem die mechanischen Belastungen der Komponenten im Niederdruckbereich und entstehende
Geräusche verringert werden.
Die nachfolgenden Figuren 3 bis 12 zeigen verschiedene mögliche
Ausführungsformen der Dämpfungseinrichtung 60 für die Kolbenpumpe 24 Figur 2 im Detail. Dabei ist die Dämpfungseinrichtung 60 in einem Teil der Figuren in einer ebenen axialen Schnittansicht dargestellt, und in einem anderen Teil in einer perspektivischen axialen Schnittansicht dargestellt.
Vorliegend ist die Dämpfungseinrichtung 60 passend zu der Kolbenpumpe 24 der Figur 2 ringförmig ausgeführt. Die Dämpfungseinrichtung 60 kann jedoch auch mit nahezu beliebig anderen Geometrien ausgeführt sein. Dies gilt insbesondere dann, falls die Dämpfungseinrichtung 60 innerhalb der Kolbenpumpe 24 anders als in der Figur 2 dargestellt angeordnet ist, oder wenn die
Dämpfungseinrichtung 60 in einem anderen Fluidbereich des Kraftstoff Systems 10 angeordnet ist. Denkbar ist es beispielsweise, die Dämpfungseinrichtung 60 in einem Bereich der Niederdruckleitung 18 oder der Vorförderpumpe 16 oder dergleichen anzuordnen.
Wie bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen noch im Einzelnen erläutert werden wird, können die Elemente der Dämpfungseinrichtung 60 jeweils ein Polymermaterial bzw. ein thermoplastisches Material bzw. einen Elastomer oder dergleichen umfassen. Insbesondere weisen außen liegende Elemente
("Gehäuse") ein Material auf, welches in Bezug auf das zu bedämpfende Fluid chemisch beständig ist. Auch die Geometrie der Dämpfungseinrichtung 60 kann konstruktiv nahezu beliebig für eine jeweilige Anwendung bzw. eine jeweilige gewünschte Dämpfungscharakteristik angepasst sein.
Figur 3 zeigt eine erste Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 60 für die Kolbenpumpe 24 von Figur 2 in einer perspektivisch dargestellten axialen Schnittansicht. Vorliegend weist die insgesamt ringförmige
Dämpfungseinrichtung 60 in einem Kernbereich ein ringförmiges und aus Vollmaterial hergestelltes elastisches Festkörperelement 62 auf, welches fluiddicht in einem ebenfalls elastischen Gehäuse 64 aufgenommen ist. Dabei grenzen das elastische Festkörperelement 62 und das Gehäuse 64 unmittelbar und allseitig aneinander an. Dies erfolgt derart, dass das elastische
Festkörperelement 62 mittels des Gehäuses 64 von dem Fluid, vorliegend also dem Kraftstoff der Kolbenpumpe 24, getrennt ist. Somit ist allein das Gehäuse 64 dem Kraftstoff ausgesetzt. Das elastische Festkörperelement 62 und das Gehäuse 64 umfassen jeweils ein Polymermaterial, wodurch beide Elemente ein elastisches Verhalten aufweisen. Vorliegend umfasst das Gehäuse 64 ein thermoplastisches Material, und das elastische Festkörperelement 62 umfasst einen Elastomer, insbesondere einen Flüssigsilikonkautschuk (engl. LSR, "liquid silicone rubber"), welcher vorliegend als polymerer Schaum ausgeführt ist. Eine Wanddicke des Gehäuses 64 beträgt beispielsweise 0,5 mm (Millimeter).
Als Folge des hydraulischen Drucks in der Kolbenpumpe 24, siehe die Figur 2, wirken auf die Flächen des Gehäuses 64 entsprechende Druckkräfte ein. Das elastische Gehäuse 64 kann diese im Wesentlichen gleichmäßig verteilten Druckkräfte auf das elastische Festkörperelement 62 übertragen. Dies wird in der Zeichnung durch vier Pfeile (ohne Bezugszeichen) symbolisiert. Bei einer Druckspitze erhöhen sich die Druckkräfte, wodurch das Volumen des
Festkörperelement 62 gegen die elastische Rückstellkraft verringert wird. Lässt der Druck wieder nach, erhöht sich das Volumen des Festkörperelements 62 aufgrund der elastischen Rückstellkraft wieder bis in den in Figur 3 dargestellten Ruhe- bzw. Ausgangszustand. Durch die dargestellte Anordnung erfolgt eine für die Funktion der Dämpfungseinrichtung 60 vorteilhafte Aufgabenteilung. Erstens kann das elastische Festkörperelement 62 im Wesentlichen auf die Aufgabe der hydraulischen Dämpfung optimiert sein. Zweitens kann das Gehäuse 64 im Wesentlichen auf die Aufgabe optimiert sein, das elastische Festkörperelement 62 von dem vergleichsweise aggressiven Kraftstoff zu trennen.
Die nachfolgenden Ausführungsformen der Dämpfungseinrichtungen 60 der Figuren 4 bis 14 verwenden im Wesentlichen ein vergleichbares Prinzip wie die Dämpfungseinrichtung 60 von Figur 3. Daher werden bevorzugt nur die jeweiligen Unterschiede beschrieben.
Bei der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 60 ist das Gehäuse 64 mehrteilig ausgeführt und umfasst eine innere und eine äu ßere radial umlaufende Gehäusewand 64a und 64b, sowie an Stirnseiten des
Gehäuses 64 jeweils eine in der Zeichnung obere und untere Membrane 64c ("Deckel"). Ebenfalls ist das elastische Festkörperelement 62 mehrteilig ausgeführt, und umfasst einen ringförmigen Kernabschnitt 62a sowie jeweils einen innen und au ßen radial umlaufenden Randabschnitt 62b und 62c. Die Randabschnitte 62b und 62c sind mit dem Kernabschnitt 62a wellenförmig verzahnt angeordnet.
Vorliegend weisen die Membranen 64c beispielhaft eine Materialstärke von 0,5 mm auf und die radial umlaufenden Gehäusewände 64a und 64b weisen beispielhaft jeweils eine Materialstärke von 1 mm auf. Entsprechend dem mehrteilig ausgeführten Gehäuse 64 und dem mehrteilig ausgeführten elastischen Festkörperelement 62 weist die Dämpfungseinrichtung 60 von Figur
4 erweiterte konstruktive Gestaltungsmöglichkeiten auf. Ebenfalls können die jeweiligen polymeren Materiale chemisch verschieden gewählt sein, wodurch sich weiter verbesserte und auf die spezifischen Anforderungen des jeweiligen Anwendungsfalls angepasste Eigenschaften der Dämpfungseinrichtung 60 ergeben können.
In der Ausführungsform von Figur 4 weisen die Teile des Gehäuses 64 ein thermoplastisches Material auf, und die Teile des elastischen
Festkörperelements 62 weisen einen "kompakten" (also nicht geschäumten) Flüssigsilikonkautschuk (LSR) auf.
Figur 5 zeigt das Gehäuse 64 in einer weiteren mehrteiligen Ausführungsform. Dabei weisen die obere und die untere Membran 64c jeweils eine
"Wellenstruktur" auf, das heißt, vorliegend jeweils eine radial innere und radial äu ßere umlaufende Sicke. Die Sicken (ohne Bezugszeichen) sind in der Figur 5 durch Pfeile gekennzeichnet. Beispielsweise beträgt die Materialstärke der thermoplastischen Membranen 64c jeweils 0,4 mm und die Materialstärke der radial umlaufenden Gehäusewände 64a und 64b jeweils 1 mm. Figur 6 zeigt das Gehäuse 64 der Figur 5 zusammen mit dem elastischen
Festkörperelement 62, welches ähnlich zu der Ausführungsform von Figur 4 zweiteilig ausgeführt ist (Kernabschnitt 62a und Randabschnitte 62b und 62c). Mittels der an den Membranen 64c vorhandenen Sicken (Pfeile, ohne
Bezugszeichen), weisen die Membranen 64c eine zusätzlich zu den
Werkstoffeigenschaften erhöhte Elastizität auf. Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 60 ähnlich zu der Ausführungsform von Figur 3. Das elastische Festkörperelement 62 von Figur 7 umfasst einen Flüssigsilikonkautschuk, welcher als LSR-Schaum ausgeführt ist. Das Gehäuse 64 umfasst vorliegend einen Fluorkautschuk (FKM, Fluorkarbon-Kautschuk) mit einer Materialstärke von 1 mm.
Figur 8 zeigt eine weitere Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 60. Das Gehäuse 64 ist vergleichbar zu der Figur 7 aus einem Fluorkautschuk (FKM) hergestellt, und das elastische Festkörperelement 62 ist vergleichbar zu der Figur 4 mittels des Kernabschnitts 62a und der Randabschnitte 62b und 62c ausgeführt und aus einem kompakten Flüssigsilikonkautschuk (LSR) hergestellt.
Figur 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 60. Das Gehäuse 64 ist vergleichbar zu der Figur 7 mit einem Fluorkautschuk und mit einer Materialstärke von 1 mm ausgeführt. Das elastische Festkörperelement 62 ist zweiteilig ausgeführt und aus einem kompakten Flüssigsilikonkautschuk hergestellt, wobei ein innerer Ring 62d ("Kern") von einem äußeren Ring 62e allseitig umschlossen ist. Wie in der Schnittdarstellung zu erkennen, weisen der innere Ring 62d und der äu ßere Ring 62e einen jeweils im Wesentlichen viereckigen radialen Querschnitt auf.
Ähnlich zu den Ausführungsformen der Figuren 4, 6 und 8 können die jeweiligen polymeren Werkstoffe des elastischen Festkörperelements 62 chemisch verschieden sein, wodurch sich verbesserte Eigenschaften der
Dämpfungseinrichtung 60 ergeben können. Ebenso ist es denkbar, den inneren
Ring 62d gegebenenfalls nicht als elastischen Festkörper auszuführen, sondern als umlaufenden Hohlraum, welcher von dem äußeren Ring 62e allseitig umschlossen und beispielsweise mit Luft oder Stickoxid gefüllt ist. Figur 10 zeigt eine weitere Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 60. Das
Gehäuse 64 ist vergleichbar zu den Figuren 7, 8 und 9 mit einem Fluorkautschuk (FKM) und mit einer Materialstärke von 1 mm ausgeführt. Das mehrteilige elastische Festkörperelement 62 (LSR, kompakt) weist einen insgesamt viereckigen radialen Querschnitt auf, welcher in etwa radialsymmetrisch mit einer 90-Grad-Periode ausgeführt ist. Dabei weist ein ringförmiges Kernelement 62f vorliegend vier elastische "Flügel" (ohne Bezugszeichen) auf, so dass es im Querschnitt einem vierblättrigen Kleeblatt ähnelt, wobei radial zwischen diesen Flügeln insgesamt vier bzw. acht elastische Füllelemente 62g angeordnet sind.
Figur 1 1 zeigt eine weitere Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 60 ähnlich zu der Ausführungsform von Figur 10. Im Unterschied zu der Figur 10 ist der Querschnitt des mehrteiligen radialsymmetrischen elastischen
Festkörperelements 62 elliptisch. Dabei weist das ringförmige Kernelement 62f ebenfalls vier elastische "Flügel" auf, wobei radial zwischen diesen Flügeln insgesamt vier elastische Füllelemente 62g angeordnet sind. Auch das Gehäuse 64 weist einen insgesamt elliptischen Querschnitt auf.
Figur 12 zeigt eine weitere Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 60 ähnlich zu der Ausführungsform von Figur 9. Im Unterschied zu der Figur 9 ist der radiale Querschnitt des mehrteiligen radialsymmetrischen elastischen Festkörperelements 62 und auch des Gehäuses 64 elliptisch. Dabei ist der innere Ring 62d ebenso von dem äu ßeren Ring 62e allseitig umschlossen.
Figur 13 zeigt eine weitere Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 60. Die vorliegende Darstellung zeigt beispielsweise einen radialen elliptischen
Querschnitt der (ringförmig ausgeführten) Dämpfungseinrichtung 60 ähnlich zu der Figur 12. Alternativ kann die vorliegende Darstellung jedoch auch eine insgesamt in etwa linsenförmig ausgeführte Dämpfungseinrichtung 60 zeigen.
Das Gehäuse 64 umfasst jeweils eine in der Zeichnung obere und untere Halbschale 64d und 64e, welche, wie weiter unten beschrieben, miteinander verbunden sind bzw. verbunden werden. Die Halbschalen 64d und 64e sind beispielsweise aus unvernetzten Fluorkautschuk-Platten (FKM, Fluorkarbon- Kautschuk) mit einer Materialstärke von 1 mm oder 2mm hergestellt. Das elastische Festkörperelement 62 umfasst vorliegend einen polymeren Schaum aus Flüssigsilikonkautschuk (LSR-Schaum).
Bei der Herstellung der Dämpfungseinrichtung 60 von Figur 13 und von nachfolgender Figur 14 kann das elastische Festkörperelement 62 vorzugsweise von den FKM-Platten von zwei Seiten umfasst und anschließend mittels
Wärmezufuhr und unter Druck sozusagen "umvulkanisiert" werden. Dadurch wird eine fluidbeständige "Außenhaut" für das elastische Festkörperelement 62 hergestellt.
Figur 14 zeigt in einem in der Zeichnung mittleren und rechten Bereich eine weitere Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 60 in einer Schnittansicht ähnlich zu der Figur 13. In einem in der Zeichnung linken Bereich ist in einem verkleinerten Maßstab eine gelochte elastische Scheibe 62h des elastischen Festkörperelements 62 entsprechend einer Ansicht A dargestellt. Vorliegend umfasst das elastische Festkörperelement 62 von Figur 14 in einem axial mittleren Abschnitt drei gelochte elastische Scheiben 62h, welche in einem Schichtaufbau ("Elastomersandwich") übereinander geschichtet angeordnet sind. Die Scheiben 62h weisen kreisförmige Löcher 66 auf, welche in einer jeweiligen Ebene der Scheiben 62h versetzt angeordnet sind, wodurch im Wesentlichen isolierte Hohlräume gebildet sind.
In einem in der Zeichnung oberen und unteren Abschnitt des elastischen
Festkörperelements 62 sind vorliegend jeweils zwei ungelochte Deckscheiben 62k angeordnet. Ein jeweiliger individueller Durchmesser der gelochten Scheiben 62h und der ungelochten Deckscheiben 62k ist entsprechend dem vorliegenden elliptischen Querschnitt der Dämpfungseinrichtung 60 gewählt.
Die Dämpfungseinrichtung 60 nach den Figuren 13 oder 14 kann wie folgt hergestellt werden: In einem ersten Schritt werden zwei Halbschalen 64d und 64e vorgeformt oder zumindest als plattenartige Elemente vorgefertigt. In einem zweiten Schritt wird das elastische Festkörperelement 62 in einer jeweils gewünschten Ausführungsform hergestellt. Dabei erfolgt die Herstellung der Halbschalen 64d und 64e sowie der das elastische Festkörperelement 62 bildenden Elemente vorzugsweise mittels Spritzgießen. In einem dritten Schritt wird das elastische Festkörperelement 62 zwischen den zwei Halbschalen 64d und 64e bzw. zwischen den zwei (noch) plattenartigen Elementen angeordnet. In einem vierten Schritt erfolgt mittels eines Presswerkzeugs eine äußere
Druckbeaufschlagung bei gleichzeitiger Temperaturerhöhung derart, dass die Halbschalen 64d und 64e bzw. die plattenartigen Elemente in einem Bereich eines Randabschnitts miteinander und in einem übrigen Bereich mindestens punktweise mit dem elastischen Festkörperelement 62 verbunden (verschweißt) werden. Die derart montierte Dämpfungseinrichtung 60 wird dabei unter Druck vulkanisiert.

Claims

Ansprüche
1 . Dämpfungseinrichtung (60) zum Dämpfen von Druckpulsationen in einem Fluidsystem, wobei das Volumen der Dämpfungseinrichtung (60) mittels einer Druckkraft verändert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (60) ein elastisches Festkörperelement (62) aus einem Polymermaterial aufweist, welches fluiddicht in einem elastischen und vorzugsweise ebenfalls aus einem Polymermaterial hergestellten Gehäuse (64) aufgenommen ist, welches dem Fluid aussetzbar ist.
2. Dämpfungseinrichtung (60) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Festkörperelement (62) und/oder das Gehäuse (64) separat
insbesondere durch Spritzgießen hergestellt und anschließend miteinander montiert sind.
3. Dämpfungseinrichtung (60) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (64) aus einem thermoplastischen Material und das Festkörperelement (62) aus einem Elastomer hergestellt sind.
4. Dämpfungseinrichtung (60) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (64) als Schicht mit dem Festkörperelement (62) fest verbunden ist, insbesondere auf dieses aufvulkanisiert ist.
5. Dämpfungseinrichtung (60) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Festkörperelement (62) als auch das Gehäuse (64) aus einem
Elastomer hergestellt sind.
6. Dämpfungseinrichtung (60) nach einem der Ansprüche 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (64) einen Fluorkautschuk umfasst, und dass das Festkörperelement (62) einen Flüssigsilikonkautschuk oder einen polymeren Schaum umfasst.
7. Dämpfungseinrichtung (60) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei
Festkörperelemente (62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h, 62k) umfasst, welche jeweils ein voneinander verschiedenes Material aufweisen.
8. Dämpfungseinrichtung (60) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Festkörperelement (62) einen Schichtaufbau aufweist.
9. Dämpfungseinrichtung (60) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Wesentlichen ringförmig ausgeführt ist, wobei ein radialer Querschnitt viereckig oder elliptisch ist.
10. Verfahren zur Herstellung einer Dämpfungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst: Herstellen eines elastischen Festkörperelements aus einem Polymermaterial, und Herstellen eines äußeren Gehäuses in Form einer mit dem Festkörperelement fest, insbesondere durch Vulkanisieren oder Aufspritzen, verbundenen äußeren Schicht.
1 1 . Kolbenpumpe (24), insbesondere für ein Kraftstoffsystem (10) für eine
Brennkraftmaschine, mit einem Niederdruckbereich und mit einem
Hochdruckbereich, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruckbereich eine Dämpfungseinrichtung (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst.
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