WO2017129504A1 - Kraftstoffhochdruckpumpe - Google Patents

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WO2017129504A1
WO2017129504A1 PCT/EP2017/051274 EP2017051274W WO2017129504A1 WO 2017129504 A1 WO2017129504 A1 WO 2017129504A1 EP 2017051274 W EP2017051274 W EP 2017051274W WO 2017129504 A1 WO2017129504 A1 WO 2017129504A1
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pump
pressure
axis
pressure fuel
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Detlef Haupt
Yavuz Kurt
Bernd WÖLLISCH
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Continental Automotive Gmbh
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Definitions

  • High-pressure fuel pump The invention relates to a high-pressure fuel pump for loading ⁇ pitch of a fuel in a Kraftlichin- injection system of an internal combustion engine with high pressure.
  • High-pressure fuel pumps in fuel injection systems are used to apply a high-pressure fuel, for example, in gasoline engines in the range of 150 bar - 400 bar and in diesel engines in the range of 1500 bar - 3000 bar.
  • a high-pressure fuel for example, in gasoline engines in the range of 150 bar - 400 bar and in diesel engines in the range of 1500 bar - 3000 bar.
  • the high-pressure fuel pump is typically designed as a piston pump, wherein a pump piston translatorily moves in a pressure chamber and thereby periodically compresses and relaxes the arranged in the pressure chamber fuel.
  • a damping component which operates as a hydraulic accumulator, which compensates for the fluctuations in the volume flow and thus reduces the resulting pressure pulsations.
  • deformable damping devices are installed, which separate a gas volume from the fuel. If, for example, the pressure increases in the intake system, the deformable damping device deforms, which compresses the gas volume and creates space for the excess fuel. If the pressure drops again at a later time, the gas in the gas volume expands again.
  • ⁇ damper capsules made of metal, having two metal diaphragms which are filled with gas and sealed at the edges.
  • the object of the invention is to provide an improved fuel ⁇ high-pressure pump with a low pressure absorber.
  • a high-pressure fuel pump for pressurizing a motor ⁇ substance with high pressure has a pump housing with a pressure chamber and a pump piston which moves in translation along a movement axis in the pressure chamber during operation up and down, and a low-pressure damper having a damper volume, which is arranged on the pump housing, on, with the low having pressure damper symmetrical about a damper longitudinal axis formed damper elements.
  • the damper longitudinal axis is arranged at an angle between 5 ° and 175 ° to the movement axis.
  • the low-pressure damper is mounted on an upper end of the pump housing of the high-pressure fuel pump, that is, it is in line with the axis of movement of the pump piston moving up and down in the pressure chamber.
  • the damper longitudinal axis is advantageously arranged at an angle between 30 ° and 120 °, preferably 60 ° and 100 °, to the movement axis.
  • the damper longitudinal axis is arranged substantially perpendicular to the axis of movement of the pump piston. Particularly advantageous is an intersection of the damper longitudinal axis and the movement axis arranged in the pressure chamber. This means that the low-pressure damper is arranged laterally on the pump housing, in such a way that it is located at the level of the pressure chamber on the pump housing.
  • the low-pressure damper depending on the available space, is laterally offset from the axis of movement, and therefore no intersection of damper longitudinal axis and axis of motion results.
  • the damper elements have at least one damping device, a damping volume of the low-pressure damper mitdefinierenden damper cover, and a spacer for biasing the damping device, wherein the damping elements in particular along the
  • Damper longitudinal axis are arranged in the damper volume.
  • a damping device advantageously suitable is a Dämp ⁇ ferkapsel, in which a gas volume is enclosed within two membranes.
  • the spacer may be formed as a single component, but it is also possible that it is integrally formed in the damper cover.
  • Damper cover that seals the low pressure damper against the environment.
  • the pump housing has an inlet area for supplying fuel to the pressure chamber and along the axis of movement of the pump piston the pressure spacessenlie ⁇ constricting drive area, are disposed in the drive elements for driving said pump piston, wherein the feed ⁇ region and the drive region fluidly through the damper volume connected to each other.
  • the low-pressure damper and the damper volume in the low-pressure damper therefore acts as a distributor point with respect to at least the inlet area and the drive area of the
  • the pump housing a extending substantially parallel to the longitudinal axis of the damper Zulaufbe ⁇ rich hole for connecting the inlet portion with the
  • Damper volume and a substantially parallel to the axis of movement extending balancing bore for connecting the drive portion with the damper volume. Both the inlet area hole and the compensating bore along the longitudinal axis dampers are opposed to the special ⁇ forms to the damper cover in the damper volume einmündend ⁇ out.
  • the Zulauf Schemesbohrung on the damper cover, and thus opposite to the entry of the compensation hole in the damper volume.
  • the inlet area bore can be arranged laterally or centrally on the damper cover.
  • the two holes - the Zulauf Anlagensbohrung and the compensation hole - can be configured by the clever lateral arrangement of the damper volume and its function as a distribution point relatively short compared to previous high-pressure fuel pumps. This makes it possible to produce a better damping of pressure pulsations. This also has advantages in the production because shorter machining times of these holes are possible due to the short holes. This results in a significant cost reduction in the manufacture of the pump housing.
  • an intake valve is arranged ⁇ that has a valve shaft, a valve element moves along during operation, with the valve axis is arranged substantially parallel to the axis of movement of the pump piston.
  • the valve axis and the movement axis of the pump piston coincide.
  • the inlet valve is preferably designed as a digital inlet valve with a coil and an electrical plug connection forms, and the coil and / or the electrical plug-in connection provided so that it or 360 ° rotatably disposed about the valve axis, then this has the advantage that a greater flexibility or variability in the orientation of the electrical connector can be achieved can.
  • the inlet valve in which the inlet valve is usually arranged laterally on the pump housing, usually the coil or the electrical connector can only be oriented laterally, and the inclination is often at least down not possible in most cases, since here most of the time there are many interfering contours. This means that normally there is only a flexibility of about 180 ° Win ⁇ kel Suite for orientation.
  • the inlet valve is arranged at the inlet region. This means that the damper volume acts not only as a distribution point for the inlet area and the drive area, but also for other elements through which fuel flows, such as the inlet valve.
  • the pump housing is designed as a forged housing.
  • the corresponding space for the low-pressure damper can be provided relatively easily as compared to a pump casing made of a bar stock. Because when using bar stock, if necessary, a required bar diameter would have to be selected very large, and would therefore lead to higher costs for the housing shell and thus higher costs due to increased expense for mechanical processing. The arrangement of the low pressure damper laterally on the Pump housing is therefore facilitated by using a forged housing.
  • Figure 1 is a perspective view of a fuel ⁇ high-pressure pump with a low pressure absorber and an inlet valve.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through the high-pressure fuel pump from FIG. 1.
  • Fig. 1 shows a perspective view of a fuel high-pressure pump 10, which has formed from ⁇ a pump housing 14 as a forged casing 12. On the pump housing 14, an inlet valve 16, an inlet port 18 for supplying fuel to the high-pressure fuel pump 10, and a low-pressure damper 20 are arranged. Further, a pump piston in the pump housing 14 are arranged 22 of the periodically compressed by translational movement along a movement axis 24 the air supplied via the inlet port 18. Fuel in the fuel ⁇ high-pressure pump 10 and relaxed. As can be seen in Fig.
  • the intake valve 16 is along the movement axis 24 at ⁇ arranged in a line with the pump piston 22 in such a manner that a valve axis 26, along which a not-shown valve element during the operation of the intake valve 16 moves, with the movement axis 24 of the pump piston 22 coincides.
  • the inlet valve 16 is arranged on top of the pump housing 14.
  • the inlet valve 16 is designed as a digital inlet valve 16 and therefore has a coil 28 and an electrical plug connection 30. Characterized in that the inlet valve 16 is arranged at the top of the pump housing, Both the coil 28 and the electrical plug connection 30 around the valve axis 26, which coincides with the movement axis 24, can be rotated freely in an angular range of 360 °. As a result, a flexible arrangement of coil 28 or electrical plug connection 30 to the pump housing 14 is possible.
  • the low-pressure damper 20 is arranged laterally on the pump housing 14 in such a way that a damper longitudinal axis 32 is arranged at an angle to the movement axis 24.
  • the damper longitudinal axis 32 is disposed substantially perpendicular to the movement axis 24, but it is also possible to provide other angles in a range of 5 ° and 175 ° between the two axes.
  • Pump housing 14 is shown in more detail in the sectional view in FIG.
  • Pressure chamber 34 in which the pump piston 22 during operation moves translationally along the movement axis 24 up and down. Furthermore, bores are provided in the pump housing 14, which define an inlet region 36, via which fuel is supplied from the inlet port 18 to the pressure chamber 34, and a drive region 38, in which drive elements (not shown) are arranged, which drive the pump piston 22 during operation drive.
  • the drive region 38 lies opposite the pressure chamber 34 along the movement axis 24 of the pump piston 22 with respect to the pump piston 22, while the inlet region 36 is arranged directly adjacent to the pressure chamber 34.
  • the inlet valve 16 is arranged at the inlet region 36 in order to control the supply of fuel to the pressure chamber 34.
  • the inlet area 36 and the drive area 38 are defined by a damper volume 40 of the lower pressure damper 20 fluidly connected to each other.
  • the low-pressure damper 20 is so cleverly arranged laterally on the pump housing 14 that bores, the
  • Connecting damper volume 40 with the inlet area 36 or the drive area 38 can be designed to be particularly short. These boreholes are on the one hand an inlet area bore 42, which connects the inlet area 36 with the damper volume 40, and on the other hand a balancing bore 44, which connects the drive area 38 with the damper volume 40.
  • damper elements 46 are arranged symmetrically about this damper longitudinal axis 32 along the damper longitudinal axis 32.
  • the damping elements 46 are essentially at least one damper capsule as damping device 48, at least one spacer 50, and a damper cover 52.
  • the damping device 48 is formed from two membranes 54, which are welded together at an edge region 56 and a gas volume 58 enclose between them, so that the damping device 48 is flexible overall and
  • the damper volume 40 is defined by the damper cover 52, wherein additionally in the present embodiment, the pump housing 14 forms a recess formed by forging 60, in which the damper elements 46 are arranged.
  • the low-pressure damper 20 and the damper volume 40 is arranged laterally on the pump housing 14, that the damper longitudinal axis 32 to the the
  • Damper elements 46 are arranged symmetrically, located in the
  • Damper longitudinal axis 32 while the compensation bore 44 extends substantially parallel to the movement axis 24 of the pump piston 22.
  • the Zulauf Schemesbohrung 42 opens with a front end into the damper volume 40, while the compensation bore 44 has a perforated side wall, through which it opens into the damper volume 40.
  • damper volume 40 Zulauf Switzerlandsbohrung 42 and balance hole 44

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe (10) mit einem Pumpengehäuse (14), in dem sich ein Pumpenkolben (22) im Betrieb entlang einer Bewegungsachse (24) translatorisch bewegt, und mit einem Niederdruckdämpfer (20) mit einer Dämpferlängsachse (32), wobei die Dämpferlängsachse (32) in einem Winkel zwischen 5° und 175° zu der Bewegungsachse (24) angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Kraftstoffhochdruckpumpe Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe zum Be¬ aufschlagen eines Kraftstoffes in einem Kraftstoffein- spritzsystem einer Brennkraftmaschine mit Hochdruck.
Kraftstoffhochdruckpumpen in Kraftstoffeinspritzsystemen werden dazu verwendet, einen Kraftstoff mit einem hohen Druck zu beaufschlagen, wobei der Druck beispielsweise bei Benzin-Brennkraftmaschinen im Bereich von 150 bar - 400 bar und bei Diesel-Brennkraftmaschinen im Bereich von 1500 bar - 3000 bar liegt. Je höher der Druck, der in dem jeweiligen Kraftstoff erzeugt werden kann, desto geringer sind Emissionen, die während der Verbrennung des Kraftstoffes in einer Brennkammer entstehen, was insbesondere vor dem Hintergrund vorteilhaft ist, dass eine Verringerung von Emissionen immer stärker gewünscht wird. Um die hohen Drücke in dem jeweiligen Kraftstoff erzielen zu können, ist die Kraftstoffhochdruckpumpe typischerweise als Kolbenpumpe ausgeführt, wobei sich ein Pumpenkolben in einem Druckraum translatorisch bewegt und dabei den in dem Druckraum angeordneten Kraftstoff periodisch verdichtet und entspannt.
Durch die dabei resultierende ungleichmäßige Förderung einer solchen Kolbenpumpe entstehen auf der Niederdruck- bzw.
Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe Schwankungen im Volu¬ menstrom, welche mit Druckschwankungen bzw. Druckpulsationen im gesamten System verbunden sind. Diese Schwankungen können zu Befüllungsverlusten der Kraftstoffhochdruckpumpe führen, womit eine korrekte Dosierung von in der Brennkraftmaschine erfor¬ derlichen Kraftstoffmengen nicht gewährleistet werden kann. Die Druckpulsationen, die durch die ungleichmäßige Förderung entstehen, regen außerdem Pumpenkomponenten, beispielsweise Bauteile wie Zulaufleitungen, zu Schwingungen an, welche unerwünschte Geräusche oder im schlimmsten Fall auch Schäden an diversen Bauteilen verursachen können. Daher weisen Kraftstoffhochdruckpumpen häufig einen sogenannten Niederdruckdämpfer auf, welcher die Schwankungen im Volumenstrom ausgleicht und somit die entstehenden Druckpulsationen reduziert .
Bekannt ist es beispielsweise, eine Dämpfungskomponente zu verwenden, die als hydraulischer Speicher arbeitet, welcher die Schwankungen im Volumenstrom ausgleicht und somit die entstehenden Druckpulsationen reduziert. Zu diesem Zweck werden zum Beispiel verformbare Dämpfungseinrichtungen verbaut, die ein Gasvolumen von dem Kraftstoff trennen. Steigt nun der Druck beispielsweise im ZulaufSystem an, verformt sich die verformbare Dämpfungseinrichtung, wodurch das Gasvolumen komprimiert wird und Platz für den überschüssigen Kraftstoff geschaffen wird. Fällt der Druck zu einem späteren Zeitpunkt wieder ab, dehnt sich das Gas in dem Gasvolumen wieder aus.
Als verformbare Dämpfungseinrichtungen bekannt sind bei¬ spielsweise Dämpferkapseln aus Metall, die zwei Metallmembranen aufweisen, welche mit Gas gefüllt und an den Rändern verschweißt sind .
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Kraftstoff¬ hochdruckpumpe mit einem Niederdruckdämpfer vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe mit der Merkmalskombination des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Eine Kraftstoffhochdruckpumpe zum Beaufschlagen eines Kraft¬ stoffes mit Hochdruck weist ein Pumpengehäuse mit einem Druckraum und einem Pumpenkolben, der sich im Betrieb entlang einer Bewegungsachse in dem Druckraum translatorisch auf und ab bewegt, sowie einen Niederdruckdämpfer mit einem Dämpfervolumen, der an dem Pumpengehäuse angeordnet ist, auf, wobei der Nieder- druckdämpfer symmetrisch um eine Dämpferlängsachse ausgebildete Dämpferelemente aufweist. Die Dämpferlängsachse ist einem Winkel zwischen 5° und 175° zu der Bewegungsachse angeordnet. Bei den bislang bekannten Kraftstoffhochdruckpumpen wird der Niederdruckdämpfer an einem oberen Ende des Pumpengehäuses der Kraftstoffhochdruckpumpe montiert, das heißt, er liegt auf einer Linie mit der Bewegungsachse des sich im Druckraum translatorisch auf und ab bewegenden Pumpenkolbens.
Nun wird dagegen vorgeschlagen, den Niederdruckdämpfer nicht mehr auf einer Linie mit dem Pumpenkolben vorzusehen, sondern seitlich an dem Pumpengehäuse anzuordnen. Der Niederdruckdämpfer ist demgemäß nicht oben auf dem Pumpengehäuse angeordnet, sondern seitlich montiert.
Die Dämpferlängsachse ist vorteilhaft einem Winkel zwischen 30° und 120°, vorzugsweise 60° und 100°, zu der Bewegungsachse angeordnet .
Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die Dämpferlängsachse im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsachse des Pumpenkolbens angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist ein Schnittpunkt der Dämpferlängsachse und der Bewegungsachse in dem Druckraum angeordnet. Das bedeutet, der Niederdruckdämpfer ist seitlich an dem Pumpengehäuse angeordnet, und zwar derart, dass er sich auf Höhe des Druckraumes an dem Pumpengehäuse befindet.
Es ist aber auch möglich, dass der Niederdruckdämpfer, abhängig vom zur Verfügung stehenden Bauraum, seitlich versetzt zu der Bewegungsachse angeordnet ist, und sich daher kein Schnittpunkt von Dämpferlängsachse und Bewegungsachse ergibt.
In vorteilhafter Ausgestaltung weisen die Dämpferelemente wenigstens eine Dämpfungseinrichtung, einen das Dämpfervolumen des Niederdruckdämpfers mitdefinierenden Dämpferdeckel , und einen Abstandshalter zum Vorspannen der Dämpfungseinrichtung auf, wobei die Dämpferelemente insbesondere entlang der
Dämpferlängsachse in dem Dämpfervolumen angeordnet sind. Als Dämpfungseinrichtung vorteilhaft geeignet ist eine Dämp¬ ferkapsel, bei der innerhalb zweier Membranen ein Gasvolumen eingeschlossen ist.
Der Abstandshalter kann als einzelnes Bauteil ausgebildet sein es ist jedoch auch möglich, dass er integriert in dem Dämpferdeckel ausgebildet ist.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Dämpfungsein¬ richtung näher zum Druckraum hin angeordnet ist als der
Dämpferdeckel , der den Niederdruckdämpfer gegen die Umgebung abschließt .
Vorzugsweise weist das Pumpengehäuse einen Zulaufbereich zum Zuführen von Kraftstoff zu dem Druckraum und einen entlang der Bewegungsachse des Pumpenkolbens dem Druckraum gegenüberlie¬ genden Antriebsbereich auf, in dem Antriebselemente zum Antreiben des Pumpenkolbens angeordnet sind, wobei der Zulauf¬ bereich und der Antriebsbereich durch das Dämpfervolumen fluidisch miteinander verbunden sind.
Der Niederdruckdämpfer bzw. das Dämpfervolumen in dem Niederdruckdämpfer fungiert daher als Verteilerstelle in Bezug auf zumindest den Zulaufbereich und den Antriebsbereich der
Kraftstoffhochdruckpumpe .
Vorteilhaft weist das Pumpengehäuse eine sich im Wesentlichen parallel zu der Dämpferlängsachse erstreckende Zulaufbe¬ reichsbohrung zum Verbinden des Zulaufbereichs mit dem
Dämpfervolumen, und eine sich im Wesentlichen parallel zu der Bewegungsachse erstreckende Ausgleichsbohrung zum Verbinden des Antriebsbereichs mit dem Dämpfervolumen auf. Dabei sind ins¬ besondere sowohl die Zulaufbereichsbohrung als auch die Ausgleichsbohrung entlang der Dämpferlängsachse gegenüberliegend zu dem Dämpferdeckel in das Dämpfervolumen einmündend ausge¬ bildet .
Es ist jedoch auch möglich, die Zulaufbereichsbohrung an dem Dämpferdeckel anzuordnen, und damit gegenüberliegend zu dem Eintritt der Ausgleichsbohrung in das Dämpfervolumen. Dabei kann die Zulaufbereichsbohrung seitlich oder mittig an dem Dämpferdeckel angeordnet sein. Die beiden Bohrungen - die Zulaufbereichsbohrung und die Ausgleichsbohrung - können durch die geschickte seitliche Anordnung des Dämpfervolumens und seiner Funktion als Verteilerstelle relativ kurz im Vergleich zu bisherigen Kraftstoffhochdruckpumpen ausgestaltet werden. Dadurch ist es möglich, eine bessere Dämpfung von Druckpulsationen zu erzeugen. Auch in der Herstellung hat dies Vorteile, da durch die kurzen Bohrungen kürzere Bearbeitungszeiten dieser Bohrungen möglich sind. Dies resultiert in einer deutlichen Kostenreduktion bei der Herstellung des Pumpengehäuses. Zusätzlich hat es den Vorteil, dass die Querschnitte der genannten Bohrungen zum Teil sehr groß gestaltet werden können, zum Beispiel durch große Bohrungs¬ durchmesser bzw. Langlöcher und Ähnliches, und dadurch bessere Dämpfungseigenschaften erzielt werden können. Vorteilhaft ist an dem Pumpengehäuse ein Einlassventil ange¬ ordnet, das eine Ventilachse aufweist, entlang der sich ein Ventilelement im Betrieb bewegt, wobei die Ventilachse im Wesentlichen parallel zu der Bewegungsachse des Pumpenkolbens angeordnet ist. Besonders bevorzugt fallen die Ventilachse und die Bewegungsachse des Pumpenkolbens zusammen.
Das bedeutet, dass das Einlassventil nun an der Stelle des Pumpengehäuses sitzt, an der vorher der Niederdruckdämpfer angeordnet war, nämlich von dem Antriebsbereich aus gesehen oberhalb des Druckraumes.
Ist das Einlassventil vorzugsweise als digitales Einlassvent mit einer Spule und einem elektrischen Steckanschluss ausge bildet, und die Spule und/oder der elektrische Steckanschluss so vorgesehen, dass sie bzw. er um 360° drehbar um die Ventilachse angeordnet ist, dann hat dies den Vorteil, dass eine größere Flexibilität bzw. Variabilität bezüglich der Orientierung des elektrischen Steckers erreicht werden kann. Bei dem bekannten Design von Kraftstoffhochdruckpumpen, bei denen das Einlassventil gewöhnlich seitlich am Pumpengehäuse angeordnet ist, kann normalerweise die Spule bzw. der elektrische Steckanschluss nur seitlich orientiert werden, und die Neigung ist häufig zumindest nach unten in den meisten Fällen nicht möglich, da sich hier meistens viele Störkonturen befinden. Das bedeutet, dass normalerweise lediglich eine Flexibilität von etwa 180° Win¬ kelbereich für die Orientierung vorliegt. Durch die Anordnung des Einlassventils oben auf dem Pumpengehäuse allerdings ist es nun möglich, die Spule bzw. den elektrischen Steckanschluss um 360° zu verdrehen, das heißt es ergibt sich eine Flexibilität in einem Winkelbereich von 360°, wobei lediglich die Zugänglichkeit zu Flanschschrauben, mit denen das Pumpengehäuse befestigt wird, beachtet werden sollte.
Besonders bevorzugt ist das Einlassventil an dem Zulaufbereich angeordnet. Das bedeutet, dass das Dämpfervolumen nicht nur als Verteilstelle für den Zulaufbereich und den Antriebsbereich fungiert, sondern auch für weitere Elemente, die von Kraftstoff durchströmt werden, wie beispielsweise das Einlassventil.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist das Pumpengehäuse als Schmiedegehäuse ausgebildet. Bei Schmiedegehäusen kann der entsprechende Bauraum für den Niederdruckdämpfer relativ leicht bereitgestellt werden im Vergleich zu einem Pumpengehäuse, welches aus einem Stangenmaterial gefertigt wird. Denn bei der Verwendung von Stangenmaterial müsste gegebenenfalls ein erforderlicher Stangen- durchmesser sehr groß ausgewählt werden, und würde daher zu höheren Kosten für das Gehäuserohteil und damit höheren Kosten infolge erhöhten Aufwands für die mechanische Bearbeitung führen. Die Anordnung des Niederdruckdämpfers seitlich an dem Pumpengehäuse ist daher durch Verwendung eines Schmiedegehäuses erleichtert .
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Kraftstoff¬ hochdruckpumpe mit einem Niederdruckdämpfer und einem Einlassventil; und
Fig. 2 eine Längsschnittdarstellung durch die Kraftstoffhochdruckpumpe aus Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Kraft- stoffhochdruckpumpe 10, die ein als Schmiedegehäuse 12 aus¬ gebildetes Pumpengehäuse 14 aufweist. An dem Pumpengehäuse 14 sind ein Einlassventil 16, ein Zulaufanschluss 18 zum Zuführen von Kraftstoff zu der Kraftstoffhochdruckpumpe 10, und ein Niederdruckdämpfer 20 angeordnet. Weiter ist in dem Pumpen- gehäuse 14 ein Pumpenkolben 22 angeordnet, der durch translatorische Bewegung entlang einer Bewegungsachse 24 den über den Zulaufanschluss 18 zugeführten Kraftstoff in der Kraftstoff¬ hochdruckpumpe 10 periodisch verdichtet und entspannt. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, ist entlang der Bewegungsachse 24 in einer Linie mit dem Pumpenkolben 22 das Einlassventil 16 an¬ geordnet, und zwar derart, dass eine Ventilachse 26, entlang der sich ein nicht gezeigtes Ventilelement während des Betriebes des Einlassventils 16 bewegt, mit der Bewegungsachse 24 des Pum- penkolbens 22 zusammenfällt.
Das heißt, dass das Einlassventil 16 oben auf dem Pumpengehäuse 14 angeordnet ist. Das Einlassventil 16 ist in der gezeigten Ausführungsform als digitales Einlassventil 16 ausgebildet und weist daher eine Spule 28 und einen elektrischen Steckanschluss 30 auf. Dadurch, dass das Einlassventil 16 oben an dem Pumpengehäuse angeordnet ist, können sowohl die Spule 28 als auch der elektrische Steckanschluss 30 um die Ventilachse 26, die mit der Bewegungsachse 24 zusammenfällt, frei in einem Winkelbereich von 360° gedreht werden. Dadurch ist eine flexible Anordnung von Spule 28 bzw. elektrischem Steckanschluss 30 an dem Pumpengehäuse 14 möglich.
Der Niederdruckdämpfer 20 ist seitlich an dem Pumpengehäuse 14 angeordnet, und zwar derart, dass eine Dämpferlängsachse 32 in einem Winkel zu der Bewegungsachse 24 angeordnet ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Dämpferlängsachse 32 im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsachse 24 angeordnet, es ist jedoch auch möglich, andere Winkel in einem Bereich von 5° und 175° zwischen den beiden Achsen vorzusehen. Die Anordnung des Niederdruckdämpfers 20 seitlich an dem
Pumpengehäuse 14 ist in größerem Detail in der Schnittansicht in Fig. 2 gezeigt.
In dieser Schnittansicht ist zu erkennen, dass innerhalb des Pumpengehäuses 14 die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 einen
Druckraum 34 aufweist, in dem sich der Pumpenkolben 22 im Betrieb translatorisch entlang der Bewegungsachse 24 auf und ab bewegt. Weiter sind Bohrungen in dem Pumpengehäuse 14 vorgesehen, die einen Zulaufbereich 36, über den Kraftstoff von dem Zu- laufanschluss 18 zu dem Druckraum 34 zugeführt wird, und einen Antriebsbereich 38 definieren, in dem nicht gezeigte Antriebselemente angeordnet sind, die den Pumpenkolben 22 im Betrieb antreiben. Der Antriebsbereich 38 liegt dabei entlang der Bewegungsachse 24 des Pumpenkolbens 22 in Bezug auf den Pum- penkolben 22 dem Druckraum 34 gegenüber, während der Zulaufbereich 36 direkt benachbart zu dem Druckraum 34 angeordnet ist.
Aus einer Zusammenschau von Fig. 1 und Fig. 2 geht hervor, dass das Einlassventil 16 an dem Zulaufbereich 36 angeordnet ist, um das Zuführen von Kraftstoff zu dem Druckraum 34 zu steuern.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind der Zulaufbereich 36 und der Antriebsbereich 38 durch ein Dämpfervolumen 40 des Nieder- druckdämpfers 20 fluidisch miteinander verbunden. Der Niederdruckdämpfer 20 ist dabei so geschickt seitlich an dem Pumpengehäuse 14 angeordnet, dass Bohrungen, die das
Dämpfervolumen 40 mit dem Zulaufbereich 36 bzw. dem An- triebsbereich 38 verbinden, besonders kurz ausgestaltet werden können. Diese Bohrungen sind einerseits eine Zulaufbereichs- bohrung 42, die den Zulaufbereich 36 mit dem Dämpfervolumen 40 verbindet, und andererseits eine Ausgleichsbohrung 44, die den Antriebsbereich 38 mit dem Dämpfervolumen 40 verbindet.
Aus Fig. 2 geht auch hervor, dass innerhalb des Niederdruckdämpfers 20 Dämpferelemente 46 entlang der Dämpferlängsachse 32 symmetrisch um diese Dämpferlängsachse 32 angeordnet sind. Bei den Dämpferelementen 46 handelt es sich im Wesentlichen um wenigstens eine Dämpferkapsel als Dämpfungseinrichtung 48, wenigstens einen Abstandshalter 50, und einen Dämpferdeckel 52. Die Dämpfungseinrichtung 48 ist dabei aus zwei Membranen 54 gebildet, die an einem Randbereich 56 miteinander verschweißt sind und ein Gasvolumen 58 zwischen sich einschließen, so dass die Dämpfungseinrichtung 48 insgesamt flexibel ist und
Druckschwankungen, die in dem Dämpfervolumen 40 bzw. dem Zulaufbereich 36 oder dem Antriebsbereich 38 auftreten, durch Verformung aufnehmen kann. Um den Randbereich 56 zu stabilisieren, ist der Abstandshalter 50 vorgesehen, der eine Vor- Spannkraft auf diesen Randbereich 56 der Dämpfungseinrichtung 48 aufbringt. Das Dämpfervolumen 40 wird durch den Dämpferdeckel 52 mitdefiniert, wobei zusätzlich in der vorliegenden Ausführungsform das Pumpengehäuse 14 eine durch Schmieden ausgebildete Ausnehmung 60 bildet, in der die Dämpferelemente 46 angeordnet sind.
Wie weiter in Fig. 2 zu sehen ist, ist der Niederdruckdämpfer 20 bzw. das Dämpfervolumen 40 so seitlich an dem Pumpengehäuse 14 angeordnet, dass die Dämpferlängsachse 32, um die die
Dämpferelemente 46 symmetrisch angeordnet sind, sich in dem
Druckraum 34 mit der Bewegungsachse 24 des Pumpenkolbens 22 in dem Schnittpunkt S schneidet. Das bedeutet, dass sich das Dämpfervolumen 40 entlang der Bewegungsachse 24 gesehen auf Höhe des Druckraumes 34 befindet, was besonders vorteilhaft hin¬ sichtlich des zur Verfügung stehenden Bauraumes ist.
In Fig. 2 ist weiter zu sehen, dass die Zulaufbereichsbohrung 42 und die Ausgleichsbohrung 44 gegenüberliegend zu dem Dämpferdeckel 52 in das Dämpfervolumen 40 einmünden. Dabei sind die beiden Bohrungen 42, 44 jedoch nicht bezüglich ihrer
Längserstreckung gleich ausgerichtet, sondern im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet. Daher erstreckt sich die Zulaufbereichsbohrung 42 im Wesentlichen parallel zu der
Dämpferlängsachse 32, während sich die Ausgleichsbohrung 44 im Wesentlichen parallel zu der Bewegungsachse 24 des Pumpenkolbens 22 erstreckt. Somit mündet die Zulaufbereichsbohrung 42 mit einem stirnseitigen Ende in das Dämpfervolumen 40, während die Ausgleichsbohrung 44 eine durchbrochene Seitenwand aufweist, über die sie in das Dämpfervolumen 40 einmündet.
Durch die besondere Anordnung von Dämpfervolumen 40, Zulaufbereichsbohrung 42 und Ausgleichsbohrung 44 ist es möglich, die beiden Bohrungen 42, 44 besonders kurz auszugestalten, was einerseits zu einer besseren Dämpfung von Druckpulsationen führt, und andererseits auch in der Herstellung vorteilhaft ist, weil diese kurzen Bohrungen kürzere Bearbeitungszeiten benötigen. Zusätzlich ist es möglich, die Querschnitte der beiden Bohrungen 42, 44 besonders groß und auch in beliebigen Winkeln zur Bewegungsachse 24 auszugestalten, was ebenfalls wieder zu besseren Dämpfungseigenschaften führt. Es ist daher vorteilhaft, wenn der Niederdruckdämpfer 20 als Verteilelement zum Verteilen von Kraftstoff in verschiedene Bereiche der Kraftstoffhoch- druckpumpe 10 vorgesehen ist.

Claims

Patentansprüche
1. Kraftstoffhochdruckpumpe (10) zum Beaufschlagen eines Kraftstoffes mit Hochdruck, aufweisend:
- ein Pumpengehäuse (14) mit einem Druckraum (34) und einem Pumpenkolben (22), der sich im Betrieb entlang einer Bewegungsachse (24) in dem Druckraum (34) translatorisch auf und ab bewegt ;
einen Niederdruckdämpfer (20) mit einem Dämpfervolumen (40), der an dem Pumpengehäuse (14) angeordnet ist, und der symmetrisch um eine Dämpferlängsachse (32) ausgebildete
Dämpferelemente (46) aufweist;
wobei die Dämpferlängsachse (32) in einem Winkel zwischen 5° und 175° zu der Bewegungsachse (24) angeordnet ist.
2. Kraftstoffhochdruckpumpe (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferlängsachse (32) im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsachse (24) des Pum¬ penkolbens (22) angeordnet ist.
3. Kraftstoffhochdruckpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Schnittpunkt (S) der Dämp¬ ferlängsachse (32) und der Bewegungsachse (24) in dem Druckraum (34) angeordnet ist.
4. Kraftstoffhochdruckpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ,
dadurch gekennzeichnet , dass die Dämpferelemente (46) wenigstens eine Dämpfungseinrichtung (48), einen das Dämpfervolumen (40) des Niederdruckdämpfers (20) mitdefinierenden Dämpferdeckel (52), und einen Abstandshalter (50) zum Vorspannen der Dämpfungseinrichtung (48) umfassen, wobei die Dämpferelemente (46) insbesondere entlang der Dämpferlängsachse (32) in dem
Dämpfervolumen (40) angeordnet sind.
5. Kraftstoffhochdruckpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (14) einen Zulaufbereich (36) zum Zuführen von Kraftstoff zu dem Druckraum (34) und einen entlang der Bewegungsachse (24) des Pumpenkolbens (22) dem Druckraum (34) gegenüberliegenden Antriebsbereich (38) aufweist, in dem Antriebselemente zum Antreiben des Pumpen¬ kolbens (22) angeordnet sind, wobei der Zulaufbereich (36) und der Antriebsbereich (38) fluidisch durch das Dämpfervolumen (40) miteinander verbunden sind.
6. Kraftstoffhochdruckpumpe (10) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (14) eine sich im Wesentlichen parallel zu der Dämpferlängsachse (32) erstreckende Zulaufbereichsbohrung (42) zum Verbinden des Zulaufbereichs (36) mit dem Dämpfervolumen (40), und eine sich im Wesentlichen parallel zu der Bewegungsachse (24) erstreckende Ausgleichs¬ bohrung (44) zum Verbinden des Antriebsbereichs (38) mit dem Dämpfervolumen (40) aufweist, wobei insbesondere sowohl die Zulaufbereichsbohrung (42) als auch die Ausgleichsbohrung (44) entlang der Dämpferlängsachse (32) gegenüberliegend zu dem Dämpferdeckel (52) in das Dämpfervolumen (40) einmünden.
7. Kraftstoffhochdruckpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass an dem Pumpengehäuse (14) ein Einlassventil (16) angeordnet ist, das eine Ventilachse (26) aufweist, entlang der sich ein Ventilelement im Betrieb bewegt, wobei die Ventilachse (26) im Wesentlichen parallel zu der Bewegungsachse (24) des Pumpenkolbens (22) angeordnet ist, und insbesondere mit dieser zusammenfällt.
8. Kraftstoffhochdruckpumpe (10) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (16) als di¬ gitales Einlassventil (16) mit einer Spule (28) und einem elektrische Steckanschluss (30) ausgebildet ist, wobei die Spule (28) und/oder der elektrische Steckanschluss (30) um 360 ° drehbar um die Ventilachse (26) angeordnet sind.
9. Kraftstoffhochdruckpumpe (10) nach einem der Ansprüche 7 oder 8 und nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (16) an dem Zulaufbereich (36) angeordnet ist.
10. Kraftstoffhochdruckpumpe (10) nach einem der Ansprüche bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (14) als Schmiedegehäuse (12) ausgebildet ist.
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