WO2017167485A1 - Druckdämpfungseinrichtung für eine fluidpumpe, insbesondere für eine hochdruckpumpe eines kraftstoffeinspritzsystems - Google Patents

Druckdämpfungseinrichtung für eine fluidpumpe, insbesondere für eine hochdruckpumpe eines kraftstoffeinspritzsystems Download PDF

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WO2017167485A1
WO2017167485A1 PCT/EP2017/052898 EP2017052898W WO2017167485A1 WO 2017167485 A1 WO2017167485 A1 WO 2017167485A1 EP 2017052898 W EP2017052898 W EP 2017052898W WO 2017167485 A1 WO2017167485 A1 WO 2017167485A1
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WO
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housing
pressure
recess
damping device
damping
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PCT/EP2017/052898
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Muzaffar Fatdachow
Marco Lamm
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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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
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/04—Means for damping vibrations or pressure fluctuations in injection pump inlets or outlets
    • 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
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0011—Constructional details; Manufacturing or assembly of elements of fuel systems; Materials therefor
    • F02M37/0041—Means for damping pressure pulsations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B11/00—Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation
    • F04B11/0008—Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation using accumulators
    • F04B11/0033—Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation using accumulators with a mechanical spring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/001—Noise damping
    • F04B53/004—Noise damping by mechanical resonators

Definitions

  • Pressure damping device for a fluid pump in particular for a
  • the invention relates to a pressure damping device for a fluid pump, in particular for a high pressure pump of a fuel injection system of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • high pressure pumps are used as fluid pumps that compress fuel to a high pressure and deliver it to a high pressure accumulator.
  • the pressure in the high-pressure accumulator serves as
  • pressure damping devices are provided.
  • pressure damping devices for example, diaphragm dampers are used.
  • diaphragm dampers form independent components that are attached to the high-pressure pump.
  • a diaphragm damper mounted on the high-pressure pump is known, for example, from the document DE
  • the diaphragm damper is housed in a fluid space which extends between a flat end face of a housing
  • the present invention has the object, a pressure damping device for a fluid pump, in particular for a high-pressure pump of a
  • Fuels! specify spray systems that is simple and requires little space.
  • the at least one damping element can sink with only slight changes to the fluid pump in the housing of the fluid pump. This makes it possible to provide a compact fluid pump with integrated pressure damping device, which requires only a small space.
  • Pressure damping device is counteracted the pressure pulsations in the low pressure region of the fuel injection system.
  • a complete immersion of the damping element in the recess formed on the housing is possible when the recess is surrounded on the housing by a substantially planar end face and when the housing cover is designed as a substantially flat plate which is fixed on the end face with the housing, so that the housing cover covers the recess.
  • the recess is preferably cylindrical and has a cylinder wall and a substantially flat bottom surface.
  • Damping element is held or clamped by means of a biasing device between the housing cover and the bottom surface in the recess.
  • housing-side support member is provided, which is positioned with a base flat on the bottom surface and on the opposite
  • the Housing-side support member may itself be resilient and take over the function of the biasing device.
  • the housing cover is designed with at least one pointing into the recess cover-side support member with which the damping element is locked on the support ring. According to a first embodiment presses for applying the biasing force, the cover-side support member by means of an end face on an edge formed on the damping element.
  • Biasing device is clamped.
  • An expedient embodiment is when the cover-side damping element against the cover-side support member and the housing-side damping element against the
  • housing-side support member is clamped by a curved coil spring, wherein the curved coil spring centered with the largest outer diameter of an inner diameter of the recess itself.
  • At least one inflow opening is further provided in the cylinder wall of the recess, which is hydraulically connected to the inlet channel. This results in a radial alignment of the flow of the at least one damping element within the depression, so that the pressure pulsation waves over all
  • FIG. 1 shows a partial section of a fluid pump with a pressure damping device according to a first embodiment
  • Figure 2 is an enlarged perspective view of
  • Figure 3 is an enlarged perspective view of
  • Figure 4 is a partial perspective view of a fluid pump in plan view with a housing cover of the pressure damping device in Fig. 3
  • Figure 5 is a perspective sectional view of a fluid pump with a
  • Figure 6 is a perspective sectional view of a fluid pump with a
  • FIG. 7 shows a perspective top view of a housing of a fluid pump in FIG.
  • FIG. 1 to 6 is a pressure damping device 20 for a
  • Fluid pump 10 of a fuel injection system shown.
  • the fluid pump 10 is one each
  • High-pressure pump of the fuel injection system of an internal combustion engine has a housing 11 with a planar end face 12 and with at least one inlet channel 13. About the inlet channel 13 of the fuel is arranged in a housing 11 and not shown
  • the pressure damping device 20 comprises at least one damping element 30, a fluid chamber 15 for receiving the at least one
  • damping elements 30 each diaphragm cans are used in the illustrated embodiments.
  • the membrane doses 30 are rotationally symmetrical and each have an edge 31.
  • the fluid space 15 is hydraulically connected on the inlet side to a low-pressure-side supply line 19 of the fuel injection system, shown by an arrow. Through the fluid space 15, the fuel is the low pressure side via the inlet channel 13 and the inlet valve, not shown
  • Pressure damping device 20 is counteracted the pressure pulsations in the fluid chamber 15 and thus in the low pressure region of the fuel injection system. This improves the function of the fuel injection system.
  • the housing 11 of the high pressure pump 10 is preferably one
  • cylindrical recess 14 which is surrounded outside of the flat end face 12.
  • the cylindrical recess 14 has a circumferential
  • the recess 14 forms a boundary of the fluid space 15 within the
  • the feed channel 13 opens in the embodiment in Figure 1 via an inlet opening on the bottom surface 17 in the fluid space 15th
  • the housing cover 21 which is preferably made of plastic, is designed as a substantially flat plate 22.
  • the housing cover 21 is screwed to the flat plate 22 on the flat end face 12 of the housing 11 fluidly sealed by means of, for example, four fastening screws 40.
  • the flat plate 22 is provided with a matching into the cylindrical recess 14 annular collar 23.
  • a non-illustrated sealing ring is recessed, which seals the housing cover 21 hydraulically on the cylinder wall 16 in the embodiment in Figure 1. But it is also possible the seal axially between the housing 11 and the housing cover 21 by means of a
  • the housing cover 21 has in the recess 14 facing cover-side support members 24 with support surfaces which are integrally formed on the inside of the plate 22. Between the cover-side support elements 24 are gaps that form first flow openings 25, through which the fuel can flow in the direction of the damping element 30. In the recess 14 is further a housing-side support element in the form of a
  • Support ring 32 arranged with a support surface 33 and a base 34.
  • the damping element 30 is positioned with the peripheral edge 31 on the support surface 33 of the support ring 32.
  • the support ring 32 is further flat with the base 34 on the bottom surface 17 of the recess 14. This causes the diaphragm can in the Well 14 positioned radially centered.
  • the support ring 23 has second flow openings 35 distributed around the circumference. The second flow openings 35 in the support ring 32 serve to allow the fuel to flow to the underside of the damping element 30.
  • the biasing means is formed by the support ring 32 itself, which is designed as a spring ring made of thin-walled metal.
  • the support ring 32 is designed as a spring ring made of thin-walled metal.
  • one or more coil springs can be used, which can be arranged between the damping element 30 and support ring 32 and / or between the damping element 30 and housing cover 21.
  • Biasing means and the damping element 30 is thereby locked in the fluid space 15.
  • Figure 3 illustrates a modified embodiment of the first embodiment.
  • the support ring 32 is solid and the biasing device is taken over by a coil spring 26.
  • the support ring 32 is designed with axially extending support segments 38, which each form the bearing surfaces 33 at their end faces. The gaps between the support segments 38 form the second flow openings 35 on the support ring 32.
  • Damping device 20 two damping elements 30 each in the form of diaphragm doses, namely a cover-side damping element 30.1 and a housing-side damping element 30.2.
  • Damping element 30.2 rests on the support ring 32.
  • the support ring 32 as in the embodiment in Figure 3, with the axially extending
  • the cover-side support element 24 formed on the plate 22 is designed as a cover-side support ring 27 extending into the recess 14 with a closed annular surface 29.
  • the cover-side support ring 27 evenly distributed around the circumference radial bores 28 are introduced, wherein the radial
  • Holes 28 form the first flow openings 25, which are already in
  • a curved coil spring 37 As biasing means for clamping the two damping elements 30.1 and 30.2 within the recess 14 is used in Figure 5 and 6 as a spring element, a curved coil spring 37, wherein the largest outer diameter is adapted to the inner diameter of the recess 14, as Figure 6 is shown in more detail. As a result, the coil spring 37 is centered in the recess 14 and presses with the opposite end faces the edge 31 of the first
  • Damping element 30.1 to the annular surface 29 of the housing-side support ring 27 of the housing cover 21.
  • the edge 31 of the second damping element 30.2 is pressed by means of the coil spring 37 on the bearing surfaces 33 of the support segments 38.
  • the flow of the damping elements 30.1 and 30.2 is done in the embodiments in Figure 5, 6 and 7 radially so that the pulsation waves are optimally distributed over all effective surfaces of the at least one damping element 30.
  • the flow direction is not the direction of flow of the fuel, but the direction of the pressure pulsations, which start from the pump working chamber of the high-pressure pump 10 and act back into the fluid space 15.
  • at least one inlet opening 45 is provided which communicates hydraulically with the inlet channel 13.
  • the inlet channel 13 angled, for example, by a two-stage bore (see Fig. 5) or by Sandkernanpassung be realized.
  • FIGS. 3, 4, 5 and 6 are further distinguished by the fact that, in addition to the first connecting piece 41 for the feed line 19, a second connecting piece 42 for a return line and a third connecting piece 43 for inserting, for example, a sensor device are formed.
  • the molded connection piece 42 for the return line can be designed so that a combination option with a
  • the sealing of the interfaces on the molded connecting pieces 41, 42, 43 is preferably carried out axially by sealing elements, such as O-rings.
  • damping device 20 is not limited to the described application of a high-pressure pump 10.
  • the damping device 20 according to the invention can also be applied to others
  • Function units of the fuel injection system can be applied, in which a housing 11 is available, in which the at least one
  • Damping element 30 retractable and the recess 14 with a in
  • Substantially flat housing cover 21 is closed.

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Abstract

Es wird eine Druckdämpfungseinrichtung (20) für eine Fluidpumpe (10), insbesondere für eine Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems mit mindestens einem Dämpfungselement (30), das in einem Fluidraum (15) angeordnet ist, vorgeschlagen. Der Fluidraum (15) ist einem Gehäuse (11) der Fluidpumpe (10) zugeordnet und mit einem Gehäusedeckel (21) versehen. Das Gehäuse (11) der Fluidpumpe (10) weist eine Vertiefung (14) auf, welche im Wesentlichen den Fluidraum (15) ausbildet und in welche das mindestens eine Dämpfungselement (30) im Wesentlichen versenkt ist.

Description

Beschreibung Titel
Druckdämpfungseinrichtung für eine Fluidpumpe, insbesondere für eine
Hochdruckpumpe eines Kraftstoffe! nspritzsystems
Die Erfindung betrifft eine Druckdämpfungseinrichtung für eine Fluidpumpe, insbesondere für eine Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Bei Kraftstoffeinspritzsystemen werden Hochdruckpumpen als Fluidpumpen eingesetzt, die Kraftstoff auf einen hohen Druck komprimieren und in einen Hochdruckspeicher fördern. Der Druck im Hochdruckspeicher dient als
Einspritzdruck, mit dem der Kraftstoff in einen Brennraum einer
Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Um Druckschwankungen in einer
Niederdruckleitung, über die der Kraftstoff zur Hochdruckpumpe zugeführt wird, zu dämpfen, sind Druckdämpfungseinrichtungen vorgesehen. Als Druckdämpfungseinrichtungen kommen beispielsweise Membrandämpfer zum Einsatz. In der Regel bilden Membrandämpfer eigenständige Komponenten, die an die Hochdruckpumpe angebaut werden. Ein an der Hochdruckpumpe angebauter Membrandämpfer ist beispielsweise aus dem Dokument DE
10345725 AI bekannt. Der Membrandämpfer ist dabei in einem Fluidraum untergebracht, der sich zwischen einer planen Stirnfläche eines Gehäuses der
Hochdruckpumpe und einem Gehäusedeckel ausbildet. Durch den Fluidraum wird der Kraftstoff niederdruckseitig zum Einlassventil der Hochdruckpumpe geleitet, so dass die von der Hochdruckpumpe ausgehenden Druckpulsationen in Richtung Niederdruckkreis gedämpft werden. Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Druckdämpfungseinrichtung für eine Fluidpumpe, insbesondere für eine Hochdruckpumpe eines
Kraftstoffe! nspritzsysteme anzugeben, die einfach aufgebaut ist und nur geringen Bauraum erfordert.
Offenbarung der Erfindung
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Druckdämpfungseinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Durch die
Ausbildung einer Vertiefung im Gehäuse der Fluidpumpe ist es möglich, dass sich das mindestens eine Dämpfungselement mit nur geringen Änderungen an der Fluidpumpe in das Gehäuse der Fluidpumpe versenken lässt. Dadurch lässt sich eine kompakte Fluidpumpe mit integrierter Druckdämpfungseinrichtung schaffen, die nur einen geringen Bauraum erfordert. Mittels der
Druckdämpfungseinrichtung wird den Druckpulsationen im Niederdruckbereich des Kraftstoffeinspritzsystems entgegengewirkt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen gehen aus den Merkmalen der Unteransprüche hervor.
Ein vollständiges Versenken des Dämpfungselements in die am Gehäuse ausgebildete Vertiefung ist möglich, wenn die Vertiefung am Gehäuse von einer im Wesentlichen planen Stirnfläche umgeben ist und wenn der Gehäusedeckel als eine im Wesentlichen ebene Platte ausgeführt ist, welche auf der Stirnfläche mit dem Gehäuse befestigt ist, so dass der Gehäusedeckel die Vertiefung abdeckt. Die Vertiefung ist vorzugsweise zylindrisch ausgeführt und weist eine Zylinderwand und eine im Wesentlichen ebene Bodenfläche auf. Das
Dämpfungselement wird mittels einer Vorspanneinrichtung zwischen dem Gehäusedeckel und der Bodenfläche in der Vertiefung gehalten bzw. verspannt.
Zum Positionieren des Dämpfungselements in der Vertiefung ist ein
gehäuseseitiges Stützelement vorgesehen, das mit einer Grundfläche flach auf der Bodenfläche positioniert ist und auf dessen gegenüberliegender
Auflagefläche das Dämpfungselement mit dem Rand zentriert aufliegt. Das gehäuseseitige Stützelement kann dabei selbst federnd ausgebildet sein und die Funktion der Vorspanneinrichtung übernehmen.
Der Gehäusedeckel ist mit mindestens einem in die Vertiefung weisenden deckelseitigen Stützelement ausgeführt, mit welcher das Dämpfungselement auf dem Stützring arretiert ist. Gemäß einer ersten Ausführungsform drückt zum Aufbringen der Vorspannkraft das deckelseitige Stützelement mittels einer Stirnfläche auf einen am Dämpfungselement ausgebildeten Rand.
Eine wirkungsvolle Dämpfung von Druckpulsationen wird erreicht, wenn zwei übereinander angeordnete Dämpfungselemente eingesetzt werden, wobei ein deckelseitiges Dämpfungselement gegen den Gehäusedeckel und ein gehäuseseitiges Dämpfungselement gegen das Gehäuse mittels einer
Vorspanneinrichtung verspannt ist. Eine zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, wenn das deckelseitige Dämpfungselement gegen das deckelseitige Stützelement und das gehäuseseitige Dämpfungselement gegen das
gehäuseseitige Stützelement mittels einer gewölbten Spiralfeder verspannt ist, wobei sich die gewölbte Spiralfeder mit dem größten Außendurchmesser an einem Innendurchmesser der Vertiefung selbst zentriert.
Zum Anströmen des Dämpfungselements mit Kraftstoff sind am deckelseitigen Stützelement und/oder am gehäuseseitigen Stützelement jeweils
Strömungsöffnungen vorhanden, durch die der Kraftstoff das Dämpfungselement anströmen kann.
Zur Anströmung des mindestens einen Dämpfungselements ist weiterhin in der Zylinderwand der Vertiefung mindestens eine Anströmöffnung vorgesehen, die mit dem Zulaufkanal hydraulisch verbunden ist. Dadurch erfolgt einen radial Ausrichtung der Anströmung des mindestens einen Dämpfungselements innerhalb der Vertiefung, so dass die Druckpulsationswellen über alle
Wirkflächen des Dämpfungselements verteilt verlaufen. Zweckmäßigerweise sind mindestens drei über den Umfang der Zylinderwand gleichmäßig verteilte Anströmöffnungen vorhanden.
Ausführungsbeispiele Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 einen Teilschnitt einer Fluidpumpe mit einer Druckdämpfungseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung der
Druckdämpfungseinrichtung aus Fig. 1,
Figur 3 eine vergrößerte perspektivische Darstellung der
Druckdämpfungseinrichtung aus Fig. 1 gemäß einer weiteren
Ausführungsform,
Figur 4 eine perspektivische Teilansicht auf eine Fluidpumpe in Draufsicht mit einem Gehäusedeckel der Druckdämpfungseinrichtung in Fig. 3, Figur 5 eine perspektivische Schnittdarstellung einer Fluidpumpe mit einer
Druckdämpfungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, Figur 6 eine perspektivische Schnittdarstellung einer Fluidpumpe mit einer
Druckdämpfungseinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel und
Figur 7 eine perspektivische Draufsicht auf ein Gehäuse einer Fluidpumpe in
Fig. 6.
In den Figuren 1 bis 6 ist eine Druckdämpfungseinrichtung 20 für eine
Fluidpumpe 10 eines Kraftstoffeinspritzsystems dargestellt. In den vorliegenden Ausführungsbeispielen handelt es sich bei der Fluidpumpe 10 jeweils um eine
Hochdruckpumpe des Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine. Die Hochdruckpumpe 10 weist ein Gehäuse 11 mit einer planen Stirnfläche 12 und mit mindestens einem Zulaufkanal 13 auf. Über den Zulaufkanal 13 wird der Kraftstoff einem im Gehäuse 11 angeordneten und nicht dargestellten
Pumpenarbeitsraum beispielsweise über ein Einlassventil zugeführt. Im
Pumpenarbeitsraum wird der Kraftstoff mittels eines ebenfalls nicht dargestellten Pumpenkolbens komprimiert. Der komprimierte Kraftstoff wird über einen nicht dargestellten Auslass in einen Hochdruckspeicher des Kraftstoffeinspritzsystems gepumpt. Das Gehäuse 11 ist an einen nicht dargestellten Motorblock der Brennkraftmaschine anschraubbar. Die Druckdämpfungseinrichtung 20 umfasst mindestens ein Dämpfungselement 30, einen Fluidraum 15 zur Aufnahme des mindestens einen
Dämpfungselements 30 und einen Gehäusedeckel 21, mit dem der Fluidraum 15 an einer Seite begrenzt ist. Als Dämpfungselemente 30 werden bei den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils Membrandosen eingesetzt. Die Membrandosen 30 sind rotationssymmetrisch aufgebaut und weisen jeweils einen Rand 31 auf.
Der Fluidraum 15 ist einlassseitig an eine mit einem Pfeil dargestellte niederdruckseitige Zulaufleitung 19 des Kraftstoffeinspritzsystems hydraulisch angeschlossen. Durch den Fluidraum 15 wird der Kraftstoff niederdruckseitig über den Zulaufkanal 13 und dem nicht dargestellten Einlassventil dem
Pumpenarbeitsraum der Hochdruckpumpe zugeführt, wobei die von der Hochdruckpumpe ausgehenden Druckpulsationen zurück in den Fluidraum 15 und dadurch in Richtung Niederdruckkreis wirken. Mittels der
Druckdämpfungseinrichtung 20 wird den Druckpulsationen im Fluidraum 15 und damit im Niederdruckbereich des Kraftstoffeinspritzsystems entgegengewirkt. Dadurch wird die Funktion des Kraftstoffeinspritzsystems verbessert.
Das Gehäuse 11 der Hochdruckpumpe 10 ist mit einer vorzugsweise
zylindrischen Vertiefung 14 versehen, welche außen von der planen Stirnfläche 12 umgeben ist. Die zylindrische Vertiefung 14 weist eine umlaufende
Zylinderwand 16 und eine im Wesentlichen ebene Bodenfläche 17 auf. Die Vertiefung 14 bildet eine Begrenzung des Fluidraumes 15 innerhalb des
Gehäuses 11 der Hochdruckpumpe 10. Der Zulaufkanal 13 mündet beim Ausführungsbeispiel in Figur 1 über eine Zulauföffnung an der Bodenfläche 17 in den Fluidraum 15.
In der Vertiefung 14 ist das mindestens eine Dämpfungselement 30 zur
Dämpfung von hydraulischen Druckpulsationen untergebracht. Zur Begrenzung des Fluidraumes 15 ist die Vertiefung 14 an ihrer offenen Seite mit dem
Gehäusedeckel 21 abgedeckt. Damit ist der Fluidraum 15 von der Vertiefung 14 und dem Gehäusedeckel 20 begrenzt. Das mindestens eine Dämpfungselement 30 ist mittels einer Vorspanneinrichtung zwischen dem Gehäusedeckel 21 und der Bodenfläche 17 in der Vertiefung 14 gehalten bzw. verspannt.
Der Gehäusedeckel 21, der vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist, ist als eine im Wesentlichen ebene Platte 22 ausgeführt. Der Gehäusedeckel 21 ist mit der ebenen Platte 22 an der planen Stirnfläche 12 des Gehäuses 11 fluidisch dicht mittels beispielsweise vier Befestigungsschrauben 40 verschraubt.
Beim Ausführungsbeispiel in Figur 1 und 2 ist die ebene Platte 22 mit einem in die zylindrische Vertiefung 14 passenden ringförmigen Bund 23 versehen. Am ringförmigen Bund 23 ist ein nicht näher dargestellter Dichtring eingelassen, welcher beim Ausführungsbeispiel in Figur 1 den Gehäusedeckel 21 hydraulisch an der Zylinderwand 16 abdichtet. Es ist aber auch möglich die Abdichtung axial zwischen dem Gehäuse 11 und dem Gehäusedeckel 21 mittels eines
Dichtelements zwischen der Unterseite der Platte 22 und der Stirnfläche 12 vorzunehmen. Denkbar ist ebenfalls, die Abdichtung sowohl radial als auch axial vorzunehmen. Es ist aber genauso denkbar, zur Abdichtung einen elastischen Dichtbereich beispielsweise mittels eines 2 K-Spritzgussverfahrens (z.B. ein Formdichtring) an den Gehäusedeckel 21 anzuspritzen, was die spätere
Komplettierung und Montage vereinfacht. An der Platte 22 des Gehäusedeckels
21 ist weiterhin ein nach außen weisender Anschlussstutzen 41 für den
Kraftstoff zu lauf angeformt.
Der Gehäusedeckel 21 weist in die Vertiefung 14 weisende deckelseitige Stützelemente 24 mit Stützflächen auf, die an der Innenseite an die Platte 22 angeformt sind. Zwischen den deckelseitigen Stützelementen 24 befinden sich Lücken, die erste Strömungsöffnungen 25 bilden, durch die der Kraftstoff in Richtung des Dämpfungselements 30 strömen kann. In der Vertiefung 14 ist weiterhin ein gehäuseseitiges Stützelement in Form eines
Stützrings 32 mit einer Auflagefläche 33 und einer Grundfläche 34 angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel in Figur 1 und 2 ist das Dämpfungselement 30 mit dem umlaufenden Rand 31 auf der Auflagefläche 33 des Stützrings 32 positioniert. Der Stützring 32 liegt weiterhin mit der Grundfläche 34 flach auf der Bodenfläche 17 der Vertiefung 14 auf. Dadurch wird die Membrandose in der Vertiefung 14 radial zentriert positioniert. Der Stützring 23 weist gemäß Figur 2 um den Umfang verteilte zweite Strömungsöffnungen 35 auf. Die zweiten Strömungsöffnungen 35 im Stützring 32 dienen dazu, dass der Kraftstoff die Unterseite des Dämpfungselements 30 anströmen kann.
Beim Ausführungsbeispiel in Figur 1 und 2 wird die Vorspanneinrichtung vom Stützring 32 selbst gebildet, der als Federring aus dünnwandigem Metall ausgeführt ist. Als Vorspanneinrichtung können aber auch eine oder mehrere Spiralfedern eingesetzt werden, die zwischen Dämpfungselement 30 und Stützring 32 und/oder zwischen Dämpfungselement 30 und Gehäusedeckel 21 angeordnet sein können.
Beim Verschrauben des Gehäusedeckels 21 an der Stirnfläche 12 drücken beim Ausführungsbeispiel in Figur 1 und 2 die Stützelemente 24 mit den Stirnflächen in axialer Richtung auf den Rand 31 des Dämpfungselements 30, wodurch das Dämpfungselement 30 auf die Auflagefläche 33 des Stützrings 32 gedrückt wird. Der als Federring wirkende Stützring 32 übernimmt die Wirkung der
Vorspanneinrichtung und das Dämpfungselement 30 wird dadurch im Fluidraum 15 arretiert.
Figur 3 stellt eine modifizierte Ausführungsform des ersten Ausführungsbeispiels dar. Hierbei ist der Stützring 32 massiv ausgeführt und die Vorspanneinrichtung wird von einer Spiralfeder 26 übernommen. Dazu ist der Stützring 32 mit axial erstreckenden Stützsegmenten 38 ausgeführt, die an ihren Stirnflächen jeweils die Auflageflächen 33 ausbilden. Die Lücken zwischen den Stützsegmenten 38 bilden die zweiten Strömungsöffnungen 35 am Stützring 32.
Bei den weiteren Ausführungsbeispielen in Figur 5 und 6 weist die
Dämpfungseinrichtung 20 zwei Dämpfungselemente 30 jeweils in Form von Membrandosen auf, nämlich ein deckelseitiges Dämpfungselement 30.1 und ein gehäuseseitiges Dämpfungselement 30.2. Das gehäuseseitige
Dämpfungselement 30.2 liegt auf dem Stützring 32 auf. Hierbei ist der Stützring 32, wie bei der Ausführungsform in Figur 3, mit den axial erstreckenden
Stützsegmenten 38 und den zwischen den Lücken vorhandenen zweiten Strömungsöffnungen 35 ausgeführt. Beim Ausführungsbeispiel in Figur 6 ist das an der Platte 22 angeformte deckelseitige Stützelement 24 als ein sich in die Vertiefung 14 erstreckender deckelseitiger Stützring 27 mit einer geschlossenen Ringfläche 29 ausgeführt. In der Umfangswand des deckelseitigen Stützrings 27 sind gleichmäßig um den Umfang verteilte radiale Bohrungen 28 eingebracht, wobei die radialen
Bohrungen 28 die ersten Strömungsöffnungen 25 bilden, die bereits im
Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel in Figur 1 und 2 erwähnt wurden. Durch die ersten Strömungsöffnungen 25 wird das erste Dämpfungselement 30.1 an der oberen Seite optimal vom Kraftstoff umspült.
Als Vorspanneinrichtung zum Verspannen der beiden Dämpfungselemente 30.1 und 30.2 innerhalb der Vertiefung 14 dient in Figur 5 und 6 als Federelement eine gewölbte Spiralfeder 37, wobei der größte Außendurchmesser an den Innendurchmesser der Vertiefung 14 angepasst ist, wie Figur 6 näher zu entnehmen ist. Dadurch zentriert sich die Spiralfeder 37 in der Vertiefung 14 und drückt mit den gegenüberliegenden Stirnseiten den Rand 31 des ersten
Dämpfungselements 30.1 an die Ringfläche 29 des gehäuseseitigen Stützrings 27 des Gehäusedeckels 21. Der Rand 31 des zweiten Dämpfungselements 30.2 wird mittels der Spiralfeder 37 auf die Auflageflächen 33 der Stützsegmente 38 gedrückt.
Die Anströmung der Dämpfungselemente 30.1 und 30.2 geschieht bei den Ausführungsbeispielen in Figur 5, 6 und 7 radial, damit die Pulsationswellen optimal über alle Wirkflächen des mindestens einen Dämpfungselements 30 verteilt werden. Als Anströmrichtung ist hierbei nicht die Fließrichtung des Kraftstoffs gemeint, sondern die Richtung der Druckpulsationen, die von dem Pumpenarbeitsraum der Hochdruckpumpe 10 ausgehen und zurück in den Fluidraum 15 wirken. Dazu ist bei den Ausführungsbeispielen in Figur 5, 6 und 7 in der Zylinderwand 16 mindestens eine Zulauföffnung 45 vorgesehen, die mit dem Zulaufkanal 13 hydraulisch in Verbindung steht. Fertigungstechnisch kann der Zulaufkanal 13 abgewinkelt, beispielsweise durch eine zweistufige Bohrung (vgl. Fig. 5) oder durch Sandkernanpassung realisiert werden.
Eine noch bessere Umströmung der Dämpfungselemente 30.1, 30.2 wird erreicht, wenn die Dämpfungselemente 30.1, 30.2 beispielsweise jeweils von drei Seiten angeströmt werden. Dazu sind gemäß Figur 7 in der Zylinderwand 16 der Vertiefung 14 drei gleichmäßig über den Umfang verteilte Zulauföffnungen 45 vorgesehen, von denen in Figur 6 aufgrund der perspektivischen Darstellung lediglich zwei zu sehen sind. Dadurch wird eine optimale Druckbeaufschlagung des mindestens einen Dämpfungselements 30 gewährleistet.
Die Ausführungsbeispiele in den Figuren 3, 4, 5 und 6 zeichnen sich weiterhin dadurch aus, dass neben dem ersten Anschlussstutzen 41 für die Zulaufleitung 19 ein zweiter Anschlussstutzen 42 für eine Rücklaufleitung und ein dritter Anschlussstutzen 43 zum Einsetzen beispielsweise einer Sensoreinrichtung angeformt sind. Der angeformte Anschlussstutzen 42 für die Rücklaufleitung kann so gestaltet sein, dass eine Kombinationsmöglichkeit mit einem
Rückschlagventil gegeben ist, wodurch Zerspanungsaufwand am Gehäusekörper 11 des Pumpengehäuses und eine Dichtstelle eingespart werden können. Die Integration einer Sensoreinrichtung, beispielsweise eines Temperatursensors geschieht mittels Umspritzen einer Gewindebuchse 44, die in den dritten Stutzen 43 eingesetzt ist. Alternativ kann die Sensoreinrichtung auch direkt im dritten Anschlussstutzen 43 umspritzt sein, wodurch die Komplexität des
Niederdrucksystems reduziert wird, weil eine Dichtstelle für eine separat untergebrachte Sensoreinrichtung entfällt. Es ist ebenso denkbar, ein
Kraftstoffs! eb im Gehäusedeckel 21 zu integrieren. Ein dadurch großflächiges Sieb ist wenig empfindlich gegenüber Paraffinversulzung bei niedrigen
Temperaturen. Die Abdichtung der Schnittstellen an den angeformten Stutzen 41, 42, 43 erfolgt vorzugsweise axial durch Dichtelemente, wie O-Ringe.
Der Einsatz der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung 20 ist nicht auf den beschriebenen Anwendungsfall einer Hochdruckpumpe 10 beschränkt. Die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung 20 kann auch an anderen
Funktionseinheiten des Kraftstoffeinspritzsystems angewendet werden, bei denen ein Gehäuse 11 zur Verfügung steht, in dem das mindestens eine
Dämpfungselement 30 versenkbar und die Vertiefung 14 mit einem im
Wesentlichen flachen Gehäusedeckel 21 verschließbar ist.

Claims

Ansprüche
1. Druckdämpfungseinrichtung (20) für eine Fluidpumpe (10), insbesondere für ein Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems mit mindestens einem Dämpfungselement (30), das in einem Fluidraum (15) angeordnet ist, wobei der Fluidraum (15) einem Gehäuse (11) der Fluidpumpe (10) zugeordnet und mit einem Gehäusedeckel (21) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das
Gehäuse (10) der Fluidpumpe (10) eine Vertiefung (14) aufweist, welche im Wesentlichen den Fluidraum (15) ausbildet und in welche das mindestens eine Dämpfungselement (30) im Wesentlichen versenkt ist.
2. Druckdämpfungseinrichtung (20) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Vertiefung (14) am Gehäuse (11) von einer im
Wesentlichen planen Stirnfläche (12) umgeben ist, dass der Gehäusedeckel (21) eine im Wesentlichen ebene Platte (22) aufweist, welche auf der Stirnfläche (12) des Gehäuse (11) befestigt ist.
3. Druckdämpfungseinrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (14) mit einer Zylinderwand (16) und einer im Wesentlichen ebenen Bodenfläche (17) ausgeführt ist, und dass das
Dämpfungselement (30) mittels einer Vorspanneinrichtung zwischen dem Gehäusedeckel (21) und der Bodenfläche (17) gehalten ist.
4. Druckdämpfungseinrichtung (20) nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, dass ein auf der Bodenfläche (17) aufliegendes gehäuseseitiges Stützelement (32, 38) vorgesehen ist, auf welchem das Dämpfungselement (30) aufliegt.
5. Druckdämpfungseinrichtung (20) nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (21) mit einem in die Vertiefung (14) weisenden deckelseitigen Stützelement (24, 27) ausgeführt ist, mit welchem das Dämpfungselement (30) auf dem gehäuseseitigen Stützelement (32, 38) arretiert ist.
6. Druckdämpfungseinrichtung (20) nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, dass das gehäuseseitige Stützelement (32) federn ausgebildet ist und die Vorspanneinrichtung ausbildet.
7. Druckdämpfungseinrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei axial übereinander angeordnete Dämpfungselemente (30) vorgesehen sind, und dass ein deckelseitiges Dämpfungselement (30.1) gegen ein deckelseitiges Stützelement (24, 27) und ein gehäuseseitiges
Dämpfungselement (30.2) gegen ein gehäuseseitiges Stützelement (32, 38) mittels einer Vorspanneinrichtung verspannt ist.
8. Druckdämpfungseinrichtung (20) nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, dass als Vorspanneinrichtung eine gewölbte Spiralfeder (37) vorgesehen ist, welche sich mit dem größten Außendurchmesser an einem Innendurchmesser der Vertiefung (14) zentriert.
9. Druckdämpfungseinrichtung (20) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass am deckelseitigen
Stützelement (24, 27) und/oder am gehäuseseitigen Stützelement (32)
Strömungsöffnungen (25, 28, 35) ausgebildet sind.
10. Druckdämpfungseinrichtung (20) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zylinderwand (16) der
Vertiefung (14) mindestens eine Anström Öffnung (45) vorgesehen ist, die mit einem niederdruckseitigen Zulaufkanal (12) hydraulisch verbunden ist.
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