WO2016012136A1 - Kraftstoffhochdruckpumpe, insbesondere steckpumpe - Google Patents

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WO2016012136A1
WO2016012136A1 PCT/EP2015/062103 EP2015062103W WO2016012136A1 WO 2016012136 A1 WO2016012136 A1 WO 2016012136A1 EP 2015062103 W EP2015062103 W EP 2015062103W WO 2016012136 A1 WO2016012136 A1 WO 2016012136A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sealing
lip
pressure fuel
pump piston
fuel pump
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/062103
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English (en)
French (fr)
Inventor
Sunilkumar Vemula
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2016012136A1 publication Critical patent/WO2016012136A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/442—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston means preventing fuel leakage around pump plunger, e.g. fluid barriers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/22—Fuel-injection apparatus with bimetallic or memory shape alloy elements

Definitions

  • High-pressure fuel pump in particular plug-in pump
  • the invention relates to a high-pressure fuel pump, in particular plug-in pump, for a fuel injection system of an internal combustion engine having the features of the preamble of claim 1.
  • the published patent application DE 10 2012 218 122 A1 discloses a high-pressure fuel pump designed as a plug-in pump for a fuel injection system of an internal combustion engine which comprises a pump piston which can be moved in a guide bore of a hollow cylinder and a seal arrangement designed as a rod seal for media separation within the guide bore.
  • the task of the sealing arrangement is to separate the media fuel and oil, that is, to prevent mixing of the two media in the way of leakage via a leakage path between the hollow cylinder and the pump piston. Because the guide bore connects a fuel-carrying area with an oil-carrying area of the high-pressure pump.
  • a designed as a rod seal seal assembly is further apparent from the published patent application DE 10 2006 055 298 AI.
  • This comprises a sealing element with a first sealing area sealing against a first media space and a second sealing area sealing against a second media space.
  • Each sealing region comprises a dynamic sealing section bearing against a movable component.
  • each of the two sealing areas be because at least one spring element comprises, which biases the dynamic sealing portion of the respective sealing region against the movable member.
  • at least one of the two dynamic sealing sections should have at least two sealing lips.
  • the sealing portion may have a wiper lip to keep dirt particles away from the sealing lips.
  • the wiper lip is made of a material that causes a radial bias of the wiper lip against the movable member based on a memory effect.
  • the invention has for its object to provide a high-pressure fuel pump, in particular plug-in pump, for a fuel injection system of an internal combustion engine with a seal arrangement for media separation, which has a long service life to ensure long-term secure media separation.
  • the proposed high-pressure fuel pump in particular plug-in pump, comprises a housing part with a cylinder bore, in which a pump piston is received liftable, and a sealing arrangement for separating the media oil and fuel within the cylinder bore, wherein the seal assembly is an annular sealing element with at least one inner peripheral side formed sealing lip for sealing Enclosed on the pump piston.
  • the sealing lip formed on the inner circumference is preceded by at least one stripper lip, which is acted upon in the radial direction by the spring force of a spring element, so that the stripper lip bears against the pump piston under radial prestressing.
  • the upstream wiper lip serves to protect the sealing lip. Because the wiper lip keeps dirt particles away from the sealing lip, so that they can not be registered in the contact area of the sealing lip with the pump piston. In this way, the wear is reduced in the contact region of the sealing lip with the pump piston, so that a permanently secure seal is ensured.
  • the Abrete- and thus protective effect of the wiper lip is ensured by the radial bias of the wiper lip relative to the pump piston by means of the spring element.
  • the radial preload is to be chosen such that dirt particles are kept safe away, ie the wiper lip can not be undermined by the dirt particles.
  • Spring element in the region of the wiper lip made possible by the spring force of the spring element is selected accordingly.
  • the upstream wiper lip also has the effect of reducing the hydraulic load on the sealing lip located behind it. Because depending on the respective hydraulic pressure in the oil-carrying or fuel-carrying area, this can lead to increased stress on the sealing lip. In particular, pressure pulsations in the oil-carrying or fuel-carrying region can lead to a pressure load which jeopardizes the sealing contact of the sealing lip on the pump piston.
  • the upstream wiper lip eliminates this danger. Accordingly, the radial bias of the sealing lip relative to the pump piston can be reduced, which in turn has a wear-reducing effect in the contact region of the sealing lip with the pump piston.
  • the radial bias of the sealing lip with respect to the pump piston is selected smaller than the radial bias of the wiper lip relative to the pump piston.
  • the sealing lip upstream of the wiper lip is exposed via an end-side annular groove of the sealing element.
  • the release ensures a certain deformability of the wiper lip, so that the required radial bias of the wiper lip relative to the pump piston with comparatively small spring forces can be achieved.
  • a further spring element for radial bias of the sealing lip is preferably arranged.
  • the axial extent of Ring groove is preferably chosen such that the sealing lip is released by the annular groove.
  • the spring force of the further spring element can be selected smaller than that of the spring element for radial prestressing of the wiper lip.
  • the spring element provided for radial prestressing of the wiper lip is preferably annular.
  • the ring shape ensures evenly distributed over the circumference contact pressure.
  • the spring element is designed as a spring ring, which is preferably open to facilitate the insertion of the spring element.
  • spring element For axially fixing the position of the radial bias of the wiper lip provided spring element is proposed that this is at least partially inserted into a rear annular groove of the wiper lip.
  • the spring element can be placed in this case at the level of a voltage applied to the pump piston sealing contour of the sealing lip, so that here the contact pressure is greatest.
  • the radial bias of the wiper lip relative to the pump piston is preferably not achieved solely by the spring force of the spring element.
  • the sealing element has at least in the region of the wiper lip an inner diameter which is smaller than the outer diameter of the pump piston. This allows the use of a comparatively small spring element for radial prestressing of the wiper lip.
  • the sealing element preferably also has an inner diameter in the region of the sealing lip which is smaller than the outer diameter of the pump piston.
  • the inner peripheral side formed sealing lip has different strong opposite the outer peripheral surface of the pump piston inclined flanks.
  • a first flank is preferably facing an oil-carrying region and a second flank facing a fuel-carrying region.
  • one of the two flanks is arranged closer with respect to an end face of the sealing element, unless the sealing lip is centered with respect to the axial direction.
  • ale extension of the sealing element comes to rest.
  • the flank which is arranged closer in relation to an end face of the sealing element, is preferably inclined more strongly than the other flank. Because the more inclined flank can be exposed to a higher hydraulic load, so that it preferably faces the side on which the hydraulic pressure is greater.
  • the sealing element has a plurality of inner peripheral side formed sealing lips, which are preferably arranged in groups.
  • a first group may for example be assigned to the oil-carrying area and a second group to the fuel-carrying area.
  • the plurality of inner circumferential side sealing lips of a group are arranged one behind the other in the axial direction.
  • One group may comprise two, three or more sealing lips.
  • a first group defines a first sealing portion and a second group defines a second sealing portion of the annular sealing element.
  • a third sealing portion is formed, which preferably has a cylindrical inner contour for contact with the pump piston. This means that preferably the third sealing portion does not form a sealing lip.
  • the sealing element has at least one outer circumferential section which has a radial oversize relative to the cylinder bore.
  • the sealing element can be pressed in this way into the cylinder bore.
  • the radial oversize is to be selected such that a secure fit of the sealing element within the cylinder bore is provided via the interference fit.
  • outer peripheral portion may be preceded by a radial excess a collar portion which defines an annular gap between the sealing element and the cylinder bore forming housing part.
  • the annular gap has a throttling or damping effect, which reduces the hydraulic load of the sealing element in the contact region of the sealing element with the housing part.
  • the sealing element is made of a plastic, in particular of polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • FIG. 1 shows a schematic longitudinal section through an inventive high-pressure fuel pump in the region of a seal arrangement for media separation
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through the sealing element of the seal arrangement of FIG. 1.
  • the high-pressure fuel pump shown in FIG. 1 in longitudinal section, wherein the representation is essentially limited to the region of the seal arrangement for separating media, comprises a housing part 1 with a cylinder bore 2, in which a pump piston 3 is received in a liftable manner.
  • the cylinder bore 2 is designed to be stepped here, so that an annular space 18 for receiving a seal arrangement 4 with an annular sealing element 5 is formed on the end face.
  • the sealing element 5 is pressed into the cylinder bore 2 and fixed in position in the axial direction via a snap ring 19.
  • the sealing element 5 has two axially spaced outer peripheral portions 17, which relative to the cylinder bore 2 have a radial excess (see Fig. 2).
  • the sealing element 5 On the inner circumference side, the sealing element 5 has a plurality of sealing lips 6 (see FIG. 2), which bear against the pump piston 3 under a radial pretension.
  • the sealing lips 6 are presently combined in two groups, each group defining a sealing portion 14, 15, each with three sealing lips 6. Between the sealing lips. 6 having sealing portions 14, 15, a further sealing portion 16 is arranged, which has no sealing lips 6.
  • the inner diameters of the sealing lips 6 are each selected to be smaller than the outer diameter AD of the pump piston 3, so that a radial prestressing of the sealing lips 6 relative to the pump piston 3 is achieved.
  • the sealing element 5 has end-side annular grooves 9, in each of which a spring element 10 is inserted in such a way that the spring force of the spring element 10 presses the sealing lips 6 of the respective sealing section 14, 15 against the pump piston 3.
  • the axial length of the annular grooves 9 is for this purpose equal to the axial length of the sealing portions 14, 15 chosen.
  • the inner diameter of the sealing lips 6 of a sealing portion 14, 15 are chosen differently large, wherein the inner diameter is larger in each case from outside to inside.
  • the inner diameter of the respective outer sealing lips 6 is thus the smallest. This measure takes account of the fact that they are the most hydraulically loaded.
  • each sealing lip has 6 differently inclined flanks 12, 13, wherein each outwardly facing edge 12 is inclined more than the inwardly facing edge 13.
  • the wiper lip 7 is biased radially relative to the pump piston 3.
  • the wiper lip 7 has a rear-side annular groove 11, in which an annular spring element 8 is inserted, whose spring force presses the wiper lip 7 against the pump piston 3.
  • the wiper lip 7 prevents the entry of dirt particles in the contact region of the sealing lips 6 with the pump piston 3. Furthermore, it reduces the hydraulic load of the underlying sealing lip 6, so that the radial bias of the sealing lip 6 relative to the pump piston 3 can be reduced.
  • the sealing element 5 Radially outward with respect to the wiper lip 7, the sealing element 5 has a collar portion 27, which is preceded by the outer peripheral portion 17 facing the oil-conducting region 20.
  • an outer peripheral side collar portion 27 is not mandatory.
  • the oil in the oil-carrying area 20 serves for the lubrication of drive components, which in the present case comprise a plunger assembly 21 with a plunger body 22 and a roller 23.
  • drive components which in the present case comprise a plunger assembly 21 with a plunger body 22 and a roller 23.
  • a cam or eccentric drive shaft (not shown) can be supported, via which the pump piston 3 is driven in a lifting movement.
  • a spring plate 24 is provided, which engages behind a piston foot 25 of the pump piston 3 and is axially biased against the plunger body 22 via the spring force of a spring 26.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe, insbesondere Steckpumpe, für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, umfassend ein Gehäuseteil (1) mit einer Zylinderbohrung (2), in der ein Pumpenkolben (3) hubbeweglich aufgenommen ist, sowie eine Dichtungsanordnung (4) zur Trennung der Medien Öl und Kraftstoff innerhalb der Zylinderbohrung (2), wobei die Dichtungsanordnung (4) ein ringförmiges Dichtelement (5) mit mindestens einer innenumfangseitig ausgebildeten Dichtlippe (6) zur dichtenden Anlage am Pumpenkolben (3) umfasst. Erfindungsgemäß ist der innenumfangseitig ausgebildeten Dichtlippe (6) mindestens eine Abtreiflippe (7) vorgelagert, die in radialer Richtung von der Federkraft eines Federelements (8) beaufschlagt ist, so dass die Abstreiflippe (7) unter einer radialen Vorspannung am Pumpenkolben (3) anliegt.

Description

Beschreibung Titel
Kraftstoffhochdruckpumpe, insbesondere Steckpumpe
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe, insbesondere Steckpumpe, für ein Kraftstoffe inspritzsystem einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2012 218 122 AI ist eine als Steckpumpe ausgebildete Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine bekannt, die einen in einer Führungsbohrung eines Hohlzylinders hubbeweglich geführten Pumpenkolben sowie eine als Stangendichtung ausgeführte Dichtungsanordnung zur Medientrennung innerhalb der Führungsbohrung umfasst. Aufgabe der Dichtungsanordnung ist es die Medien Kraftstoff und Öl zu trennen, das heißt, eine Durchmischung der beiden Medien im Wege der Leckage über einen Leckagepfad zwischen dem Hohlzylinder und dem Pumpenkolben zu verhindern. Denn die Führungsbohrung verbindet einen kraftstoffführenden Bereich mit einem ölführenden Bereich der Hochdruckpumpe.
Eine als Stangendichtung ausgeführte Dichtungsanordnung geht ferner aus der Offenlegungsschrift DE 10 2006 055 298 AI hervor. Diese umfasst ein Dichtelement mit einem gegenüber einem ersten Medienraum abdichtenden ersten Abdichtbereich und einem gegenüber einem zweiten Medienraum abdichtenden zweiten Abdichtbereich. Jeder Abdichtbereich umfasst einen an einem beweglichen Bauteil anliegenden dynamischen Dichtabschnitt. Um eine zuverlässige Abdichtung zwischen den Medienräumen und geringe Leckagewerte über einen längeren Zeitraum hinweg zu gewährleisten, wird in dieser Druckschrift vorgeschlagen, dass jeder der beiden Abdichtbereiche je- weils mindestens ein Federelement umfasst, welches den dynamischen Dichtabschnitt des jeweiligen Abdichtbereichs gegen das bewegliche Bauteil vorspannt. Ferner soll mindestens einer der beiden dynamischen Dichtabschnitte mindestens zwei Dichtlippen aufweisen. Zusätzlich zu den Dichtlippen kann der Dichtabschnitt eine Abstreiflippe aufweisen, um Schmutzpartikel von den Dichtlippen fern zu halten. Vorzugsweise ist die Abstreiflippe aus einem Material gefertigt, das basierend auf einem Memory- Effekt eine radiale Vorspannung der Abstreiflippe gegen das bewegliche Bauteil bewirkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffhochdruckpumpe, insbesondere Steckpumpe, für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine mit einer Dichtungsanordnung zur Medientrennung anzugeben, die eine hohe Lebensdauer besitzt, um langfristig eine sichere Medientrennung zu gewährleisten.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Kraftstoffhochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Offenbarung der Erfindung
Die vorgeschlagene Kraftstoffhochdruckpumpe, insbesondere Steckpumpe, umfasst ein Gehäuseteil mit einer Zylinderbohrung, in der ein Pumpenkolben hubbeweglich aufgenommen ist, sowie eine Dichtungsanordnung zur Trennung der Medien Öl und Kraftstoff innerhalb der Zylinderbohrung, wobei die Dichtungsanordnung ein ringförmiges Dichtelement mit mindestens einer innenumfangseitig ausgebildeten Dichtlippe zur dichtenden Anlage am Pumpenkolben umfasst. Erfindungsgemäß ist der innenumfangseitig ausgebildeten Dichtlippe mindestens eine Abtreiflippe vorgelagert, die in radialer Richtung von der Federkraft eines Federelements beaufschlagt ist, so dass die Abstreiflippe unter einer radialen Vorspannung am Pumpenkolben anliegt.
Die vorgelagerte Abstreiflippe dient dem Schutz der Dichtlippe. Denn die Abstreiflippe hält Schmutzpartikel von der Dichtlippe fern, so dass diese nicht in den Kontaktbereich der Dichtlippe mit dem Pumpenkolben eingetragen werden können. Auf diese Weise wird der Verschleiß im Kontaktbereich der Dichtlippe mit dem Pumpenkolben gemindert, so dass eine dauerhaft sichere Abdichtung gewährleistet ist. Die Abstreit- und damit Schutzwirkung der Abstreiflippe ist über die radiale Vorspannung der Abstreiflippe gegenüber dem Pumpenkolben mittels des Federelements sichergestellt. Die radiale Vorspannung ist dabei derart zu wählen, dass Schmutzpartikel sicher fern gehalten werden, d. h. die Abstreiflippe nicht von den Schmutzpartikeln unterwandert werden kann. Da eine erhöhte radiale Vorspannung jedoch zu einem erhöhten Verschleiß im Kontaktbereich der Abstreiflippe mit dem Pumpenkolben führt, sollte diese zugleich möglichst gering gehalten werden. Es gilt demnach eine Einstellung der radialen Vorspannung der Abstreiflippe gegenüber dem Pumpenkolben vorzunehmen, die beiden Anforderungen Rechnung trägt. Dies wiederum wird durch das vorgesehene
Federelement im Bereich der Abstreiflippe ermöglicht, indem die Federkraft des Federelements entsprechend gewählt wird.
Die vorgelagerte Abstreiflippe hat ferner den Effekt, dass die hydraulische Belastung der dahinter angeordneten Dichtlippe reduziert wird. Denn in Abhängigkeit vom jeweiligen hydraulischen Druck im ölführenden bzw. kraftstoffführenden Bereich, kann dieser zu einer erhöhten Beanspruchung der Dichtlippe führen. Insbesondere Druckpulsationen im ölführenden bzw. kraftstoffführenden Bereich können zu einer Druckbelastung führen, welche die dichtende Anlage der Dichtlippe am Pumpenkolben gefährden. Die vorgelagerte Abstreiflippe beseitigt diese Gefahr. Entsprechend kann die radiale Vorspannung der Dichtlippe gegenüber dem Pumpenkolben reduziert werden, was sich wiederum verschleißmindernd im Kontaktbereich der Dichtlippe mit dem Pumpenkolben auswirkt. Bevorzugt ist daher die radiale Vorspannung der Dichtlippe gegenüber dem Pumpenkolben kleiner als die radiale Vorspannung der Abstreiflippe gegenüber dem Pumpenkolben gewählt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die der Dichtlippe vorgelagerte Abstreiflippe über eine stirnseitige Ringnut des Dichtelements freigestellt. Die Freistellung gewährleistet eine gewisse Verformbarkeit der Abstreiflippe, so dass die erforderliche radiale Vorspannung der Abstreiflippe gegenüber dem Pumpenkolben mit vergleichsweise kleinen Federkräften erreichbar ist.
In der die Abstreiflippe freistellenden Ringnut ist vorzugsweise ein weiteres Federelement zur radialen Vorspannung der Dichtlippe angeordnet. Die axiale Erstreckung der Ringnut ist dabei bevorzugt derart gewählt, dass auch die Dichtlippe durch die Ringnut freigestellt wird. Um die radiale Vorspannung der Dichtlippe gegenüber dem Pumpenkolben kleiner als die der Abstreiflippe gegenüber dem Pumpenkolben zu halten, kann die Federkraft des weiteren Federelements kleiner als die des Federelements zur radialen Vorspannung der Abstreiflippe gewählt werden.
Das zur radialen Vorspannung der Abstreiflippe vorgesehene Federelement ist bevorzugt ringförmig ausgebildet. Die Ringform gewährleistet eine über den Umfang gleichmäßig verteilten Anpressdruck. Weiterhin bevorzugt ist das Federelement als Federring ausgebildet, der vorzugsweise offen ist, um das Einsetzen des Federelements zu erleichtern.
Zur axialen Lagefixierung des zur radialen Vorspannung der Abstreiflippe vorgesehenen Federelements wird vorgeschlagen, dass dieses zumindest teilweise in eine rückseitige Ringnut der Abstreiflippe eingesetzt ist. Das Federelement kann in diesem Fall auf Höhe einer am Pumpenkolben anliegenden Dichtkontur der Dichtlippe platziert werden, so dass hier der Anpressdruck am größten ist.
Die radiale Vorspannung der Abstreiflippe gegenüber dem Pumpenkolben wird vorzugsweise nicht allein über die Federkraft des Federelements erreicht. Idealerweise besitzt das Dichtelement zumindest im Bereich der Abstreiflippe einen Innendurchmesser, der kleiner als der Außendurchmesser des Pumpenkolbens ist. Dies ermöglicht den Einsatz eines vergleichsweise kleinen Federelements zur radialen Vorspannung der Abstreiflippe.
Des Weiteren bevorzugt weist das Dichtelement auch im Bereich der Dichtlippe einen Innendurchmesser auf, der kleiner als der Außendurchmesser des Pumpenkolbens ist.
Vorteilhafterweise besitzt die innenumfangseitig ausgebildete Dichtlippe unterschiedlich stark gegenüber der Außenumfangsfläche des Pumpenkolbens geneigte Flanken. Eine erste Flanke ist bevorzugt einem ölführenden Bereich und eine zweite Flanke einem kraftstoffführenden Bereich zugewandt. In Abhängigkeit von der jeweiligen axialen Lage der Dichtlippe ist eine der beiden Flanken näher in Bezug auf eine Stirnfläche des Dichtelements angeordnet, es sei denn, dass die Dichtlippe mittig in Bezug auf die axi- ale Erstreckung des Dichtelements zu liegen kommt. Die Flanke, die näher in Bezug auf eine Stirnfläche des Dichtelements angeordnet ist, ist dabei bevorzugt stärker als die andere Flanke geneigt. Denn die stärker geneigte Flanke kann einer höheren hydraulischen Belastung ausgesetzt werden, so dass diese bevorzugt der Seite zugewandt ist, auf welcher der hydraulische Druck größer ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt das Dichtelement mehrere innenumfangseitig ausgebildete Dichtlippen, die vorzugsweise in Gruppen angeordnet sind. Eine erste Gruppe kann beispielsweise dem ölführenden Bereich und eine zweite Gruppe dem kraftstoffführenden Bereich zugeordnet sein. Die mehreren innenumfangseitig angeordneten Dichtlippen einer Gruppe sind in axialer Richtung hintereinander angeordnet. Eine Gruppe kann dabei zwei, drei oder mehr Dichtlippen umfassen. Vorzugsweise definiert eine erste Gruppe einen ersten Dichtabschnitt und eine zweite Gruppe einen zweiten Dichtabschnitt des ringförmigen Dichtelements.
Ferner wird vorgeschlagen, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Dichtabschnitt ein dritter Dichtabschnitt ausgebildet ist, der vorzugsweise eine zylinderförmige Innenkontur zur Anlage am Pumpenkolben besitzt. Das heißt, dass bevorzugt der dritte Dichtabschnitt keine Dichtlippe ausbildet.
Als weiterbildende Maßnahme wird vorgeschlagen, dass das Dichtelement mindestens einen Außenumfangsabschnitt besitzt, der ein radiales Übermaß gegenüber der Zylinderbohrung aufweist. Das Dichtelement kann auf diese Weise in die Zylinderbohrung eingepresst werden. Das radiale Übermaß ist so zu wählen, dass über den Presssitz ein sicherer Sitz des Dichtelements innerhalb der Zylinderbohrung gegeben ist.
Ferner kann dem Außenumfangsabschnitt mit radialem Übermaß ein Kragenabschnitt vorgelagert sein, der einen Ringspalt zwischen dem Dichtelement und dem die Zylinderbohrung ausbildenden Gehäuseteil begrenzt. Der Ringspalt besitzt eine drosselnde bzw. dämpfende Wirkung, welche die hydraulische Belastung des Dichtelements im Kontaktbereich des Dichtelements mit dem Gehäuseteil reduziert.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Dichtelement aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polytetrafluorethylen (PTFE), gefertigt ist. Dieses auch unter dem Mar- kennamen„Teflon" bekannte Kunststoffmaterial weist einen sehr geringen Reibungskoeffizienten auf, so dass hierüber der Verschleiß im Kontaktbereich des Dichtelements mit dem Pumpenkolben auf ein Minimum reduziert werden kann. Darüber hinaus besitzt PTFE eine hohe chemische Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien, was sich ebenfalls günstig in Bezug auf eine lange Lebensdauer des Dichtelements auswirkt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kraftstoffhochdruckpumpe im Bereich einer Dichtungsanordnung zur Medientrennung und
Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Dichtelement der Dichtungsanordnung der Fig. 1.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die in der Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Kraftstoffhochdruckpumpe, wobei sich die Darstellung im Wesentlichen auf den Bereich der Dichtungsanordnung zur Medientrennung beschränkt, umfasst ein Gehäuseteil 1 mit einer Zylinderbohrung 2, in welcher ein Pumpenkolben 3 hubbeweglich aufgenommen ist. Die Zylinderbohrung 2 ist vorliegend gestuft ausgeführt, so dass stirnseitig ein Ringraum 18 zur Aufnahme einer Dichtungsanordnung 4 mit einem ringförmigen Dichtelement 5 ausgebildet wird.
Das Dichtelement 5 ist in die Zylinderbohrung 2 eingepresst und über einen Sprengring 19 in axialer Richtung lagefixiert. Zum Einpressen in die Zylinderbohrung 2 weist das Dichtelement 5 zwei axial beabstandete Außenumfangsabschnitte 17 auf, die gegenüber der Zylinderbohrung 2 ein radiales Übermaß besitzen (siehe Fig. 2).
Innenumfangseitig besitzt das Dichtelement 5 mehrere Dichtlippen 6 (siehe Fig. 2), die unter einer radialen Vorspannung am Pumpenkolben 3 anliegen. Die Dichtlippen 6 sind vorliegend in zwei Gruppen zusammengefasst, wobei jede Gruppe einen Dichtabschnitt 14, 15 mit jeweils drei Dichtlippen 6 definiert. Zwischen den die Dichtlippen 6 aufweisenden Dichtabschnitten 14, 15 ist ein weiterer Dichtabschnitt 16 angeordnet, der keine Dichtlippen 6 besitzt.
Die Innendurchmesser der Dichtlippen 6 sind jeweils kleiner als der Außendurchmesser AD des Pumpenkolbens 3 gewählt, so dass hierüber eine radiale Vorspannung der Dichtlippen 6 gegenüber dem Pumpenkolben 3 erreicht wird. Zugleich weist das Dichtelement 5 stirnseitige Ringnuten 9 auf, in welchen jeweils ein Federelement 10 derart eingelassen ist, dass die Federkraft des Federelements 10 die Dichtlippen 6 des jeweiligen Dichtabschnitts 14, 15 gegen den Pumpenkolben 3 drückt. Die axiale Länge der Ringnuten 9 ist hierzu gleich der axialen Länge der Dichtabschnitte 14, 15 gewählt.
Die Innendurchmesser der Dichtlippen 6 eines Dichtabschnitts 14, 15 sind unterschiedlich groß gewählt, wobei der Innendurchmesser jeweils von außen nach innen größer wird. Der Innendurchmesser der jeweils außen liegenden Dichtlippen 6 ist somit am kleinsten. Diese Maßnahme trägt dem Umstand Rechnung, dass diese am stärksten hydraulisch belastet werden.
Ergänzend weist jede Dichtlippe 6 unterschiedlich stark geneigte Flanken 12, 13 auf, wobei die jeweils nach außen weisende Flanke 12 stärker als die nach innen weisende Flanke 13 geneigt ist.
Darüber hinaus ist der außen liegenden Dichtlippe 6, die einem ölführenden Bereich 20 zugewandt ist, eine Abstreiflippe 7 vorgelagert, die einen Innendurchmesser ID besitzt, der ebenfalls kleiner als der Außendurchmesser AD des Pumpenkolbens 3 ist. Somit ist auch die Abstreiflippe 7 gegenüber dem Pumpenkolben 3 radial vorgespannt. Zudem besitzt die Abstreiflippe 7 eine rückseitige Ringnut 11, in der ein ringförmiges Federelement 8 eingesetzt ist, dessen Federkraft die Abstreiflippe 7 gegen den Pumpenkolben 3 drückt. Die Abstreiflippe 7 verhindert den Eintrag von Schmutzpartikeln in den Kontaktbereich der Dichtlippen 6 mit dem Pumpenkolben 3. Ferner mindert sie die hydraulische Belastung der dahinterliegenden Dichtlippe 6, so dass die radiale Vorspannung der Dichtlippe 6 gegenüber dem Pumpenkolben 3 reduziert werden kann. Mit einer Reduzierung der radialen Vorspannung nimmt auch der Verschleiß der Dichtlippe 6 im Kontaktbereich mit dem Pumpenkolben 3 ab, was zur Folge hat, dass sich die Lebendauer des Dichtelements 5 erhöht. Vorliegend ist daher die radiale Vorspannung sämtlicher Dichtlippen 6 kleiner als die der Abstreiflippe 7 gewählt. Die unterschiedliche radiale Vorspannung wird insbesondere durch den Einsatz zweier unterschiedlicher Federelemente 8, 10 ermöglicht.
Radial außen liegend in Bezug auf die Abstreiflippe 7 weist das Dichtelement 5 einen Kragenabschnitt 27 auf, der dem dem ölführenden Bereich 20 zugewandten Außenum- fangsabschnitt 17 vorgelagert ist. Ein außenumfangseitiger Kragenabschnitt 27 ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
Das Öl im ölführenden Bereich 20 dient der Schmierung von Antriebskomponenten, welche vorliegend eine Stößelbaugruppe 21 mit einem Stößelkörper 22 und einer Rolle 23 umfassen. Über die Stößelbaugruppe 21 ist der Pumpenkolben 3 an einem Nocken oder Exzenter einer Antriebswelle (nicht dargestellt) abstützbar, über welche der Pumpenkolben 3 in einer Hubbewegung antreibbar ist. Zur Verbindung des Pumpenkolbens 3 mit der Stößelbaugruppe 21 ist ein Federteller 24 vorgesehen, welcher einen Kolbenfuß 25 des Pumpenkolbens 3 hintergreift und über die Federkraft einer Feder 26 gegen den Stößelkörper 22 axial vorgespannt ist.

Claims

Ansprüche
1. Kraftstoffhochdruckpumpe, insbesondere Steckpumpe, für ein Kraftstoff einspritz - System einer Brennkraftmaschine, umfassend ein Gehäuseteil (1) mit einer Zylinderbohrung (2), in der ein Pumpenkolben (3) hubbeweglich aufgenommen ist, sowie eine Dichtungsanordnung (4) zur Trennung der Medien Öl und Kraftstoff innerhalb der Zylinderbohrung (2), wobei die Dichtungsanordnung (4) ein ringförmiges Dichtelement (5) mit mindestens einer innenumfangseitig ausgebildeten Dichtlippe (6) zur dichtenden Anlage am Pumpenkolben (3) umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass der innenumfangseitig ausgebildeten Dichtlippe (6) mindestens eine Abtreiflippe (7) vorgelagert ist, die in radialer Richtung von der Federkraft eines Federelements (8) beaufschlagt ist, so dass die Abstreiflippe (7) unter einer radialen Vorspannung am Pumpenkolben (3) anliegt.
2. Kraftstoffhochdruckpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die der Dichtlippe (6) vorgelagerte Abstreiflippe (7) über eine stirnseitige Ringnut (9) des Dichtelements (5) freigestellt ist, wobei vorzugsweise in der Ringnut (9) ein weiteres Federelement (10) zur radialen Vorspannung der Dichtlippe (6) angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Federkraft des weiteren Federelements (10) kleiner als die des Federelements (8) zur radialen Vorspannung der Abstreiflippe (7) gewählt ist.
3. Kraftstoffhochdruckpumpe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das zur radialen Vorspannung der Abstreiflippe (7) vorgesehene Federelement (8) ringförmig, vorzugsweise als Federring, ausgebildet ist.
4. Kraftstoffhochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das zur radialen Vorspannung der Abstreiflippe (7) vorgesehene Federelement (8) zumindest teilweise in eine rückseitige Ringnut (11) der Abstreiflippe (7) eingesetzt ist.
5. Kraftstoffhochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (5) zumindest im Bereich der Abstreiflippe (7) einen Innendurchmesser (ID) besitzt, der kleiner als der Außendurch- messer (AD) des Pumpenkolbens (3) ist.
6. Kraftstoffhochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die innenumfangseitig ausgebildete Dichtlippe (6) unterschiedlich stark gegenüber der Außenumfangsfläche des Pumpenkolbens (3) ge- neigte Flanken (12, 13) besitzt, wobei vorzugsweise die Flanke (12), die näher in Bezug auf eine Stirnfläche des Dichtelements (5) angeordnet ist, stärker als die andere Flanke (13) geneigt ist.
7. Kraftstoffhochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (5) mehrere innenumfangseitig ausgebildete Dichtlippen (6) besitzt, die vorzugsweise in Gruppen angeordnet sind, wobei weiterhin vorzugsweise eine erste Gruppe einen ersten Dichtabschnitt (14) und eine zweite Gruppe einen zweiten Dichtabschnitt (15) definiert.
8. Kraftstoffhochdruckpumpe nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Dichtabschnitt (14, 15) ein dritter Dichtabschnitt (16) ausgebildet ist, der vorzugsweise eine linderförmige Innenkontur zur Anlage am Pumpenkolben (3) besitzt.
9. Kraftstoffhochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (5) mindestens einen Außenum- fangsabschnitt (17) besitzt, der ein radiales Übermaß gegenüber der Zylinderbohrung (2) aufweist.
10. Kraftstoffhochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (5) aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polytetrafluorethylen, gefertigt ist.
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