WO2018007047A1 - Kraftstoffhochdruckpumpe - Google Patents

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WO2018007047A1
WO2018007047A1 PCT/EP2017/060923 EP2017060923W WO2018007047A1 WO 2018007047 A1 WO2018007047 A1 WO 2018007047A1 EP 2017060923 W EP2017060923 W EP 2017060923W WO 2018007047 A1 WO2018007047 A1 WO 2018007047A1
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WO
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region
support
pump housing
pressure fuel
fuel pump
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/060923
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English (en)
French (fr)
Inventor
Viktor SCHRETLING
Sebastian Bauer
Thomas HERBOTH
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • 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
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    • 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
    • F02M59/48—Assembling; Disassembling; Replacing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M2200/31—Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements
    • F02M2200/315—Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements for damping fuel pressure fluctuations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/80—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly
    • F02M2200/8084—Fuel injection apparatus manufacture, repair or assembly involving welding or soldering

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure fuel pump according to the preamble of claim 1.
  • Fuel systems for internal combustion engines are known from the market, in which fuel from a fuel tank is conveyed under high pressure into a high-pressure accumulator ("rail") by means of a demand pump and a mechanically driven high-pressure fuel pump. On or in one
  • Pump housing such a fuel h och d jerk pump is usually arranged a pressure damper device.
  • a pressure damper device usually comprises a cover element and a diaphragm damper arranged between cover element and pump housing, which is usually designed as a gas-filled diaphragm box and is supported on the pump housing via a support element.
  • the pressure damper device is fluidly connected to a low pressure region. It serves to damp pressure pulsations in the low-pressure region of the fuel system, which are caused, for example, by opening and closing operations of valves, for example an intake valve, in the high-pressure fuel pump.
  • Object of the present invention is to provide a high-pressure fuel pump, wherein the fastening of the lid member to the
  • the fuel-injection pump according to the invention ensures that there is no risk of damaging the support element during the fastening of the cover element to the pump housing, which usually takes place by means of a welding process.
  • KEEP capacitor discharge press-fitting welding
  • the support member can be made shorter than previously, whereby the axial dimension of the fuel high return pump is reduced.
  • an area of influence of a cohesive connection means the area in which this further component influences only the cover element and the pump housing, in which, for example, material changes, deformation or melting takes place due to the formation of the integral connection.
  • the dimensions specified in a first development of the fuel high-pressure pump according to the invention ensure that the support area is not influenced during the production of the connection area, and, on the other hand, a sufficiently large inside diameter of the support area is ensured, thereby ensuring good support of the support area
  • the membrane damper can be supported by a spring element on the cover element and arranged in a vertical direction spaced therefrom.
  • pre-assembly the use of the just mentioned spring element allows the joining of cover element, diaphragm damper, support element and spring element as a so-called preassembled module ("pre-assembly"). This can then be placed as a separate component on the pump housing and connected to this.
  • a support region of the support element ie that region of the support element on which the diaphragm damper rests, is arranged in the radial direction between the support region of the support element and the connection region of cover element and pump housing.
  • the cross section of the support element is overall approximately U-shaped or V-shaped with a radially inner and a radially outer leg, which each form a wall portion of the support region.
  • the legs each have an angle between 30 ° and 50 °, preferably between 34 ° and 46 °, in particular between 37 ° and 43 ° to an axial direction, wherein the respective angle of the legs preferably have the same amount. It is advantageous if the radially outer leg, for example, with his from
  • Cover element rests and so centered and braced the support element in the radial direction in the cover element.
  • the radially inner leg preferably supports in the axial direction and the radially outer leg is supported in the radial direction on the cover element. This is the
  • the second, radially outer leg provides a sufficient amount of radial tension. Sufficient axial support is ensured via the first, radially inner leg, while the spring element possibly provides sufficient spring action for reliable fixing of the support element in the cover element.
  • the radially outer wall section bears against the cover element and, viewed in the axial direction, is preferably shorter than the radially inner wall section.
  • the radially outer wall portion of the production of the connection area remains unaffected. It is also advantageous if the support region has a radially extending end portion, which bears against the pump housing. Through the end portion just described, the force which on the
  • the support element has at least one positioning section extending in particular in the axial direction for the radial positioning of the diaphragm damper relative to the support element and / or to the radial
  • the positioning is advantageously designed as a bent tab, which consists of a
  • the support element at least one
  • cover element is connected to the pump housing via a capacitor discharge press-in weld. This allows a simple production of the invention
  • an inner diameter of the cover element has an excess of 0.5 mm to the outer diameter of the portion of the pump housing, which it surrounds in the radial direction. Due to the flow of electricity over the
  • Figure 1 is a simplified schematic representation of a fuel system for an internal combustion engine
  • Figure 2 is a sectional view of an inventive
  • FIG. 3 is a single illustration of a pressure damper device of
  • Figure 4 is an enlarged view of a portion of the
  • FIG. 1 shows a fuel system 10 for a further not shown
  • an inlet valve 24 is arranged, via which a piston chamber 26 with a
  • Low-pressure region 28 the Vor fundamentalpumpe16, the suction line 14, and the Includes fuel tank 12, is fluidically connectable. Pressure pulsations in the low-pressure region 28 can be damped by means of a pressure damper device 29.
  • the inlet valve 24 can via a
  • Actuator 30 are forcibly opened.
  • Actuator 30 and thus the inlet valve 24 are connected via a
  • Control unit 32 controlled.
  • a piston 34 of the high-pressure fuel pump 22 can be moved up and down along a piston longitudinal axis 38 by means of a drive 36 designed as a cam disk, which is schematically represented by an arrow with the reference numeral 40.
  • a drive 36 designed as a cam disk, which is schematically represented by an arrow with the reference numeral 40.
  • an outlet valve 44 is arranged, which can open to a high-pressure accumulator 46 ("rail").
  • a pressure relief valve 50 which opens when a limiting pressure in the high pressure accumulator 46 is exceeded, the high-pressure accumulator 46 and the
  • Piston space 26 fluidly connected.
  • the fuel high pressure pump 22 is shown in a sectional view in FIG. In the illustration of Figure 2 in the upper part of
  • the pressure damper device 29 is arranged.
  • the pressure damper device 29 comprises a cover element 54, which is connected to the pump housing 52 in a connection region 56, in the present case via a KEEP weld seam (capacitor discharge press-in weld).
  • the connecting portion 56 runs around the pump housing 52 in a circumferential direction.
  • FIGS. 3 and 4 the pressure damper device 29 is shown enlarged in detail or a partial region of the pressure damper device 29.
  • Pump housing 52 and the cover member 54 surround an interior 58 of the pressure damper device 29.
  • interior 58 of the pressure damper device 29 In the interior 58 of the
  • Pressure damper device 29 is a diaphragm damper 60, which comprises a first and in the figures upper diaphragm 62 and a second and in the figures lower diaphragm 64, is arranged.
  • the upper membrane 62 and the lower membrane 64 enclose a damping volume 66 filled with gas and is compressible, since the two membranes 62 and 64 each represent flexible walls for the damping volume 66.
  • the diaphragm damper 60 is supported by a support element 68 on the pump housing 52 and arranged in an axial or in the figures vertical direction 38 spaced therefrom.
  • the support member 68 is in a
  • Supporting region 72 in contact with the pump housing 52.
  • Support region 74 in turn is the diaphragm damper 60 on the
  • the spring element 76 bears against the cover element 54 in a contact region 80.
  • Spring element 76 of the diaphragm damper 60 is supported on the cover member 54 and arranged in the axial direction 38 spaced therefrom. In the region of the abutment region 80, the course of the spring element 76 corresponds to the course of the cover element 54. The spring element 76 is thus shaped locally in accordance with the curvature of the cover element 54. In the region of the support region 78 of the spring element 76 on the diaphragm damper 60, the spring element 76 is designed skid-shaped and touches in its runner outside the
  • the abutment region 80 of the spring element 76 and cover element 54 is initially arranged, followed by the support region 72 of the support element 68 and the pump housing 52.
  • the support region 78 of the spring element 76 and the diaphragm damper 60 and the support portion 74 of the support member 68 and diaphragm damper 60 are arranged, followed by
  • Pump housing 52 is connected via a circumferential KEEP weld.
  • the circumferential KEEP weld represents a cohesive connection 81.
  • the support member 68 has openings 82 acting as throughflow openings and the spring element 76 has further openings 84, each of which
  • the support member 68 lies with a plane extending in the axial direction 38 first portion 86 and to the surface Connecting portion 56 spaced from the lid member 54 at.
  • the section 86 forms a centering as far as it is centered by the support member 68 in the cover member 54.
  • Supporting element 68 and pump housing 52 the support element 68 is flat over a second portion 88 (which forms a projecting end portion) on the pump housing 52 at.
  • the second portion 88 extends in the radial direction and extends radially inwardly.
  • the support member 68 has a plurality of extending in the axial direction 38 positioning 90, through which the diaphragm damper 60 and the
  • Spring element 76 are positioned in the radial direction and centered to the axis 38. These positioning portions 90 are formed by portions of the support member 68 which are arcuately cut from the material of the support member 68 and bent upwards. This upwardly bent position is exemplarily visible in the positioning section 90 shown on the right in FIGS. 3 and 4. By cutting out the positioning portions 90 and the bending thereof are in the material of the support member 68th
  • Recesses 92 formed. Overall, seen in the circumferential direction, five such positioning 90 are evenly distributed to the support member 68 available. The positioning portions 90 are therefore arranged offset by 72 ° to each other.
  • the cross-section of the support element 68 as a whole in the present case is approximately U-shaped or V-shaped. It has a first leg 94 and a second leg 96. The first
  • leg 94 forms a radially inner wall portion
  • the second leg 96 has a radially outer wall portion.
  • the first leg 94 extends at an angle 98 to the axial direction 38 ', wherein the angle 98 in the present embodiment is 40 °.
  • Leg 96 extends at an angle 100 to the axial direction 38.
  • Supporting portion 74 of the support member 68, the first leg 94 and the second leg 96 contact each other.
  • the angles 98 and 100 of the two legs 94, 96 are equal in magnitude, so both are 40 °, the legs in different directions from the axis 38 'continue.
  • the second leg 96 merges into the first section 86, which lies flat against the cover element 54.
  • the angled course of the second leg 96 gives it a certain flexibility in the radial direction, so that the support element 68 can be clamped over the first section 86 in the cover element 54.
  • the fuel is in
  • the pressure damper device 29 is preassembled
  • Diaphragm damper 60 from the cover member 54. About the first portions 86, the support member 68 is braced in the cover member 54 in the radial direction, creating a captive for the diaphragm damper 60 and the
  • the pressure damper device 29 can then be placed on the pump housing 52, wherein the cover member 54 is slightly widened, since its inner diameter is slightly smaller than an outer diameter of the
  • the cohesive connection 81 in the connection region 56 in which the cover element 54 rests against the pump housing 52 is created, for example, by KEEP welding (capacitor discharge press-in welding). In this case, current flows through the cover element 54 and the
  • Pump housing 52 is arranged.
  • the radial distance D is chosen so large that in the above-mentioned production of cohesive
  • Influence of the cohesive connection 81 is located.
  • the area of influence of the integral connection 81 is the area in which the formation of the integral connection 81 influences or would influence other components than merely the cover element 54 and the pump housing 52, if they are arranged in this area.
  • the sphere of influence of the cohesive connection 81 is thus, for example, the region in which it
  • the radial distance D between the support region 72 and the connection region 56 is preferably at least 0.8 mm, more preferably at least 1.2 mm, in particular 1.8 mm, in particular 2 mm, in particular 2.4 mm, and / or at least 0.5 times, preferably that 0.75 times, in particular 1 times, in particular 1.5 times, a wall thickness of the cover element 54 in the region of the connection area 56.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe (22) mit einem Pumpengehäuse (52) und einer Druckdämpfervorrichtung (29), die umfasst: ein Deckelelement (54), das mit dem Pumpengehäuse (52) in einem Verbindungsbereich (56) über eine stoffschlüssige Verbindung, vorzugsweise eine Schweissnaht, verbunden ist, einen Membrandämpfer (60), der zwischen Deckelelement (54) und Pumpengehäuse (52) angeordnet ist, und ein Abstützelement (68), durch welches der Membrandämpfer (60) am Pumpengehäuse (52) abgestützt ist, wobei das Abstützelement (68) mindestens einen Abstützbereich (72) aufweist, mit dem sich das Abstützelement (68) an dem Pumpengehäuse (52) abstützt, wobei der Abstützbereich (72) beabstandet zu einem Einflussbereich der stoffschlüssigen Verbindung () angeordnet ist.

Description

Beschreibung Titel
Kraftstoffhochdruckpumpe Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Vom Markt her bekannt sind Kraftstoffsysteme für Brennkraftmaschinen, bei denen Kraftstoff aus einem Kraftstofftank mittels einer Vorforderpumpe und einer mechanisch angetriebenen Kraftstoffh och d ruckpumpe unter hohem Druck in einen Hochdruckspeicher ("Rail") gefördert wird. An oder in einem
Pumpengehäuse einer solchen Kraftstoffh och d ruckpumpe ist üblicherweise eine Druckdämpfervorrichtung angeordnet. Eine derartige Druckdämpfervorrichtung umfasst meist ein Deckelelement und einen zwischen Deckelelement und Pumpengehäuse angeordneten Membrandämpfer, der üblicherweise als gasgefüllte Membrandose ausgeführt ist und über ein Abstützelement am Pumpengehäuse abgestützt ist. Die Druckdämpfervorrichtung ist dabei fluidisch mit einem Niederdruckbereich verbunden. Sie dient dabei zum Dämpfen von Druckpulsationen in dem Niederdruckbereich des Kraftstoffsystems, die beispielsweise durch Öffnungs- und Schließvorgänge von Ventilen, bspw. eines Einlassventils, in der Kraftstoffhochdruckpumpe hervorgerufen werden.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftstoffhochdruckpumpe bereitzustellen, bei der das Befestigen des Deckelelements an dem
Pumpengehäuse vereinfacht ist und zuverlässig möglich ist. Diese Aufgabe wird durch eine Kraftstoffhochdruckpumpe nach Anspruch 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäße Kraftstoffh och d ruckpumpe ist gewährleistet, dass während des Befestigens des Deckelelements am Pumpengehäuse, was üblicherweise durch einen Schweißvorgang geschieht, keine Gefahr einer Beschädigung des Abstützelements besteht. Bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckpumpe ist es daher möglich, das Deckelelement mittels eines KEEP-Schweißvorgangs (KEEP = Kondensator-Entladungs-Einpressschweißen) unlösbar und fluiddicht an dem Pumpengehäuse zu befestigen. Außerdem kann das Abstützelement kürzer als bisher ausgeführt werden, wodurch die axiale Abmessung der Kraftstoffh och d ruckpumpe reduziert wird.
Dabei ist mit einem Einflussbereich einer stoffschlüssigen Verbindung der Bereich gemeint, in der diese weitere Bauteile als lediglich das Deckelelement und das Pumpengehäuse beeinflusst, in dem es beispielsweise zu Material Veränderungen, Verformung oder Aufschmelzen aufgrund der Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung kommt.
Durch die in einer ersten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kraftstoff- Hochdruckpumpe angegebenen Maße wird einerseits gewährleistet, dass der Abstützbereich bei der Herstellung des Verbindungsbereichs nicht beeinflusst wird, und andererseits wird ein ausreichend großer Innendurchmesser des Abstützbereichs gewährleistet, wodurch eine gute Abstützung des
Membrandämpfer gewährleistet ist.
Der Membrandämpfer kann über ein Federelement am Deckelelement abgestützt und einer vertikalen Richtung zu diesem beabstandet angeordnet sein.
Insbesondere ermöglicht die Verwendung des eben genannten Federelements das Zusammenfügen von Deckelelement, Membrandämpfer, Abstützelement und Federelement als sogenannte vormontierte Baugruppe ("Vorbaugruppe"). Diese kann dann als eigenes Bauteil auf das Pumpengehäuse aufgesetzt und mit diesem verbunden werden.
Vorteilhaft ist auch, wenn ein Auflagebereich des Abstützelements, also jener Bereich des Abstützelements, auf dem der Membrandämpfer aufliegt, in radialer Richtung gesehen zwischen dem Abstützbereich des Abstützelements und dem Verbindungsbereich von Deckelelement und Pumpengehäuse angeordnet ist. Die Kräfte, die über den Membrandämpfer auf das Abstützelement wirken, werden also an einer nach radial innen verlagerten Stelle auf das
Pumpengehäuse übertragen. Hierdurch ist ein sicherer Abstand zwischen dem Abstützbereich von Abstützelement und Pumpengehäuse gegenüber dem Verbindungsbereich von Deckelelement und Pumpengehäuse, an welchem üblicherweise eine Schweißnaht vorzusehen ist, gewährleistet.
Vorteilhaft ist auch, wenn der Querschnitt des Abstützelements insgesamt in etwa U- oder V-förmig ist mit einem radial inneren und einem radial äußeren Schenkel, die jeweils einen Wandabschnitt des Abstützbereichs bilden.
Vorzugsweise ist in beiden Wandabschnitten mindestens eine
Durchströmöffnung vorhanden. Vor allem im Auflagebereich des
Abstützelements zum Membrandämpfer hin weisen die Schenkel je einen Winkel zwischen 30° und 50°, vorzugsweise zwischen 34° und 46°, insbesondere zwischen 37° und 43° zur einer axialen Richtung auf, wobei die jeweiligen Winkel der Schenkel vorzugsweise den gleichen Betrag haben. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der radial äußere Schenkel beispielsweise mit seinem vom
Membrandämpfer abgewandten Ende in Umfangsrichtung an dem
Deckelelement anliegt und so das Abstützelement in radialer Richtung in dem Deckelelement zentriert und verspannt. Der radial innere Schenkel stützt vorzugsweise in axialer Richtung ab und der radial äußere Schenkel ist in radialer Richtung an dem Deckelelement abgestützt. Hierdurch sind der
Membrandämpfer, ein eventuell vorhandenes Federelement und das
Abstützelement im Deckelelement der Druckdämpfervorrichtung fixiert. Der zweite, radial äußere Schenkel stellt dabei ein ausreichendes Maß an radialer Verspannung bereit. Über den ersten, radial inneren Schenkel ist ausreichende axiale Abstützung gewährleistet, während das Federelement ggf. ausreichende Federwirkung bereitstellt für eine zuverlässige Fixierung des Abstützelements im Deckelelement.
Der radial äußere Wandabschnitt liegt am Deckelelement an und ist in axialer Richtung gesehen vorzugsweise kürzer als der radial innere Wandabschnitt. Damit bleibt auch der radial äußere Wandabschnitt von der Herstellung des Verbindungsbereichs unbeeinflusst. Von Vorteil ist auch, wenn der Abstützbereich einen in radialer Richtung verlaufenden Endabschnitt aufweist, der an dem Pumpengehäuse anliegt. Durch den eben beschriebenen Endabschnitt kann die Kraft, welche auf das
Pumpengehäuse übertragen wird, großflächig verteilt auf dieses übertragen werden und damit eine vorteilhafte Verspannung des Abstützelements bei der
Montage erreicht werden.
Von Vorteil ist auch, wenn das Abstützelement mindestens einen insbesondere in axialer Richtung verlaufenden Positionierabschnitt zur radialen Positionierung des Membrandämpfers gegenüber dem Abstützelement und/oder zur radialen
Positionierung eines Federelements aufweist, wobei das Federelement zwischen Membrandämpfer und Deckelelement verspannt ist. Der Positionierabschnitt ist vorteilhafterweise als umgebogene Lasche ausgebildet, die aus einem
Wandabschnitt des Abstützelements herausgeschnitten wird. Über den
Positionierabschnitt ist es möglich, den Membrandämpfer und/oder das
Federelement genau positioniert bezüglich des Abstützelements auf das
Abstützelement aufzusetzen bzw. zu zentrieren und alle drei Bauteile dann in das Deckelelement einzufügen. Vorgeschlagen wird ferner, dass das Abstützelement mindestens einen
Zentrierabschnitt aufweist, welcher das Abstützelement im Deckelelement zentriert. Hierdurch wird eine weitgehend koaxiale Anordnung des
Abstützelements im Deckelement gewährleistet. Von Vorteil ist auch, wenn das Deckelelement im Bereich des
Verbindungsbereichs von Deckelelement und Pumpengehäuse einen Abschnitt des Pumpengehäuses in radialer Richtung umgibt. Hierdurch wird eine zuverlässige und fluiddichte Verbindung von Deckelelement und
Pumpengehäuse ermöglicht.
Von Vorteil ist auch, wenn das Deckelelement über eine Kondensator- Entladungs-Einpress-Schweißnaht mit dem Pumpengehäuse verbunden ist. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung der erfindungsgemäßen
Kraftstoffhochdruckpumpe. Bei dem eben beschriebenen Prozess zur
Herstellung der Schweißnaht wird das Deckelelement bei gleichzeitigem
Stromfluss im Verbindungsbereich über das Pumpengehäuse gepresst. Dabei ist es von Vorteil, wenn ein Innendurchmesser des Deckelelements ein Ubermaß von 0,5 mm zum Außendurchmesser des Abschnitts des Pumpengehäuses, den er in radialer Richtung umgibt, aufweist. Durch den Stromfluss über die
Kontaktstelle zwischen Deckel und Gehäuse kommt es zur Aufschmelzung von Deckelelement und Pumpengehäuse und anschließend zu einer stoffschlüssigen Verbindung im Verbindungsbereich von Deckelelement und Pumpengehäuse. Deckelelement und Pumpengehäuse sind hierdurch in einfacher Weise zuverlässig miteinander stoffschlüssig und damit fluiddicht verbindbar.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand der Zeichnung erläutert werden, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlicher Kombination für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird. Es zeigen:
Figur 1 eine vereinfachte schematisierte Darstellung eines Kraftstoffsystems für eine Brennkraftmaschine;
Figur 2 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen
Kraftstoffhochdruckpumpe;
Figur 3 eine einzelne Darstellung einer Druckdämpfervorrichtung der
Kraftstoffhochdruckpumpe aus Figur 2; und
Figur 4 eine vergrößerte Darstellung eines Teilbereichs der
Druckdämpfervorrichtung aus Figur 3.
Figur 1 zeigt ein Kraftstoffsystem 10 für eine weiter nicht dargestellte
Brennkraftmaschine in einer vereinfachten schematischen Darstellung. Aus einem Kraftstofftank 12 wird im Betreib des Kraftstoffsystems 10 Kraftstoff über eine Saugleitung 14, mittels einer Vorförderpumpe 16 und einer
Niederdruckleitung 18 über einen Einlass 20 einer als Kolbenpumpe
ausgeführten Kraftstoffhochdruckpumpe 22 zugeführt. Im Einlass 20 ist ein Einlassventil 24 angeordnet, über welches ein Kolbenraum 26 mit einem
Niederdruckbereich 28, der die Vorförderpumpe16, die Saugleitung 14, und den Kraftstofftank 12 umfasst, fluidisch verbindbar ist. Druckpulsationen in dem Niederdruckbereich 28 können mittels einer Druckdämpfervorrichtung 29 gedämpft werden. Auf diese wird weiter unten noch stärker im Detail
eingegangen werden. Das Einlassventil 24 kann über eine
Betätigungseinrichtung 30 zwangsweise geöffnet werden. Die
Betätigungseinrichtung 30 und damit das Einlassventil 24 sind über eine
Steuereinheit 32 ansteuerbar.
Ein Kolben 34 der Kraftstoffhochdruckpumpe 22 kann mittels eines vorliegend als Nockenscheibe ausgeführten Antriebs 36 entlang einer Kolbenlängsachse 38 auf- und abbewegt werden, was durch einen Pfeil mit dem Bezugszeichen 40 schematisch dargestellt ist. Hydraulisch zwischen dem Kolbenraum 26 und einem Auslassstutzen 42 der Kraftstoffhochdruckpumpe 22 ist ein Auslassventil 44 angeordnet, welches zu einem Hochdruckspeicher 46 ("Rail") hin öffnen kann. Über ein Druckbegrenzungsventil 50, das bei Überschreiten eines Grenzdrucks im Hochdruckspeicher 46 öffnet, sind der Hochdruckspeicher 46 und der
Kolbenraum 26 fluidisch verbindbar.
Die Kraftstoffh och d ruckpumpe 22 ist in Figur 2 in einer Schnittdarstellung gezeigt. In der Darstellung von Figur 2 im oberen Bereich der
Kraftstoffhochdruckpumpe 22 ist die Druckdämpfervorrichtung 29 angeordnet. Die Druckdämpfervorrichtung 29 umfasst ein Deckelelement 54, das mit dem Pumpengehäuse 52 in einem Verbindungsbereich 56 verbunden ist und zwar vorliegend über eine KEEP-Schweißnaht (Kondensator-Entladungs-Einpress- Schweißnaht). Der Verbindungsbereich 56 läuft in einer Umfangsrichtung um das Pumpengehäuse 52 herum.
In den Figuren 3 und 4 ist die Druckdämpfervorrichtung 29 im Detail bzw. ein Teilbereich der Druckdämpfervorrichtung 29 vergrößert dargestellt. Das
Pumpengehäuse 52 und das Deckelelement 54 umgeben einen Innenraum 58 der Druckdämpfervorrichtung 29. In dem Innenraum 58 der
Druckdämpfervorrichtung 29 ist ein Membrandämpfer 60, der eine erste und in den Figuren obere Membran 62 und eine zweite und in den Figuren untere Membran 64 umfasst, angeordnet. Die obere Membran 62 und die untere Membran 64 umschließen ein Dämpfungsvolumen 66, das mit Gas gefüllt und kompressibel ist, da die beiden Membranen 62 und 64 jeweils flexible Wände für das Dämpfungsvolumen 66 darstellen.
Der Membrandämpfer 60 ist über ein Abstützelement 68 am Pumpengehäuse 52 abgestützt und in einer axialen bzw. in den Figuren vertikalen Richtung 38 zu diesem beabstandet angeordnet. Das Abstützelement 68 steht in einem
Abstützbereich 72 in Kontakt mit dem Pumpengehäuse 52. In einem
Auflagebereich 74 wiederum liegt der Membrandämpfer 60 auf dem
Abstützelement 68 auf. Dem Auflagebereich 74 des Abstützelements 68 an dem Membrandämpfer 60 gegenüberliegend liegt ein Federelement 76 in einem Auflagebereich 78 auf dem Membrandämpfer 60 auf. Das Federelement 76 liegt in einem Anlagebereich 80 an dem Deckelelement 54 an. Über das
Federelement 76 ist der Membrandämpfer 60 am Deckelelement 54 abgestützt und in der axialen Richtung 38 zu diesem beabstandet angeordnet. Im Bereich des Anlagebereichs 80 entspricht der Verlauf des Federelements 76 dem Verlauf des Deckelelements 54. Das Federelement 76 ist also lokal entsprechend der Krümmung des Deckelelements 54 geformt. Im Bereich des Auflagebereichs 78 des Federelements 76 am Membrandämpfer 60 ist das Federelement 76 kufenförmig ausgebildet und berührt in seiner Kufenaußenseite den
Membrandämpfer 60.
In axialer Richtung 38 gesehen und mit Blick in radialer Richtung ist zunächst der Anlagebereich 80 von Federelement 76 und Deckelelement 54 angeordnet, darauf folgt der Abstützbereich 72 von Abstützelement 68 und Pumpengehäuse 52. In der radialen Richtung darauffolgend sind der Auflagebereich 78 von Federelement 76 und Membrandämpfer 60 sowie der Auflagebereich 74 von Abstützelement 68 und Membrandämpfer 60 angeordnet, gefolgt vom
Verbindungsbereich 56, in welchem das Deckelelement 54 mit dem
Pumpengehäuse 52 über eine umlaufende KEEP-Schweißnaht verbunden ist. Die umlaufende KEEP-Schweißnaht stellt eine stoffschlüssige Verbindung 81 dar.
Das Abstützelement 68 weist als Durchströmöffnungen wirkende Öffnungen 82 und das Federelement 76 weitere Öffnungen 84 auf, die jeweils der
Durchströmung mit Kraftstoff dienen. Das Abstützelement 68 liegt mit einem in axialer Richtung 38 verlaufenden ersten Abschnitt 86 flächig und zu dem Verbindungsbereich 56 beabstandet an dem Deckelelement 54 an. Der Abschnitt 86 bildet insoweit einen Zentrierabschnitt, als durch ihn das Abstützelement 68 in dem Deckelelement 54 zentriert ist. Mit dem Abstützbereich 72 von
Abstützelement 68 und Pumpengehäuse 52 liegt das Abstützelement 68 flächig über einen zweiten Abschnitt 88 (dieser bildet einen abragenden Endabschnitt) an dem Pumpengehäuse 52 an. Der zweite Abschnitt 88 verläuft in radialer Richtung und erstreckt sich radial einwärts.
Das Abstützelement 68 weist mehrere in axialer Richtung 38 verlaufende Positionierabschnitte 90 auf, durch die der Membrandämpfer 60 und das
Federelement 76 in radialer Richtung positioniert und zur Achse 38 zentriert werden. Diese Positionierabschnitte 90 werden gebildet durch Bereiche des Abstützelements 68, die aus dem Material des Abstützelements 68 bogenförmig ausgeschnitten und nach oben gebogen sind. Diese nach oben gebogene Stellung ist bei dem in Figuren 3 und 4 rechts dargestellten Positionierabschnitt 90 exemplarisch sichtbar. Durch das Herausschneiden der Positionierabschnitte 90 und deren Hochbiegen sind im Material des Abstützelements 68
Ausnehmungen 92 gebildet. Insgesamt sind in Umfangsrichtung gesehen fünf derartige Positionierabschnitte 90 gleichmäßig verteilt an dem Abstützelement 68 vorhanden. Die Positionierabschnitte 90 sind daher jeweils um 72° zueinander versetzt angeordnet.
Wie insbesondere auch aus Figur 4 ersichtlich ist, ist der Querschnitt des Abstützelements 68 insgesamt vorliegend in etwa U- oder V-förmig. Er weist einen ersten Schenkel 94 und einen zweiten Schenkel 96 auf. Der erste
Schenkel 94 bildet einen radial inneren Wandabschnitt, der zweite Schenkel 96 einen radial äußeren Wandabschnitt. Im Bereich des Auflagebereichs 74 verläuft der erste Schenkel 94 in einem Winkel 98 zu der axialen Richtung 38', wobei der Winkel 98 bei der vorliegenden Ausführungsform 40° beträgt. Der zweite
Schenkel 96 verläuft in einem Winkel 100 zur axialen Richtung 38. Im
Auflagebereich 74 des Abstützelements 68 kontaktieren sich der erste Schenkel 94 und der zweite Schenkel 96. Im vorliegenden Fall sind die Winkel 98 und 100 der beiden Schenkel 94, 96 betragsmäßig gleich, sind also beide 40°, wobei die Schenkel in unterschiedlichen Richtungen von der Achse 38' fortlaufen. Der zweite Schenkel 96 geht in den ersten Abschnitt 86, der flächig und an dem Deckelelement 54 anliegt, über. Der abgewinkelte Verlauf des zweiten Schenkels 96 verleiht diesem eine gewisse Nachgiebigkeit in radialer Richtung, sodass das Abstützelement 68 über den erste Abschnitt 86 in dem Deckelelement 54 verspannt werden kann.
Im Betrieb der Kraftstoffhochdruckpumpe 22 wird der Kraftstoff im
Niederdruckbereich 28 zu Druckpulsationen angeregt. Diese Druckpulsationen können durch Kompression bzw. Dekompression des Membrandämpfers 60 ausgeglichen werden.
Für die Montage wird die Druckdämpfervorrichtung 29 als vormontierte
Baugruppe zusammengesetzt. Hierzu werden das Federelement 76, der Membrandämpfer 60 und das Abstützelement 68 in das Deckelelement 54 eingesetzt. Das Federelement 76 sorgt für eine Beabstandung des
Membrandämpfers 60 vom Deckelelement 54. Über die ersten Abschnitte 86 ist das Abstützelement 68 in dem Deckelelement 54 in radialer Richtung verspannt, wodurch eine Verliersicherung für den Membrandämpfer 60 und das
Federelement 76 gebildet wird. Damit ist die Druckdämpfervorrichtung 29 bereits vor der Befestigung am Pumpengehäuse 52 als Vorbaugruppe einzeln handhabbar.
Die Druckdämpfervorrichtung 29 kann dann auf das Pumpengehäuse 52 aufgesetzt werden, wobei das Deckelelement 54 dazu leicht aufgeweitet wird, da sein Innendurchmesser geringfügig kleiner ist als ein Außendurchmesser des
Abschnitts des Pumpengehäuses 52, an dem das Deckelelement 54 angebracht wird. Daran anschließend wird das Deckelelement 54 mit dem Pumpengehäuse 52 in dem Verbindungsbereich 56 über die stoffschlüssige Verbindung 81 verbunden. Die stoffschlüssige Verbindung 81 im Verbindungsbereich 56, in dem das Deckelelement 54 an dem Pumpengehäuse 52 anliegt, wird beispielsweise durch KEEP-Schweißen (Kondensator-Entladungs-Einpress-Schweißen) geschaffen. Hierbei fließt Strom über das Deckelelement 54 und das
Pumpengehäuse 52, wodurch beide lokal aufschmelzen und sich im
Verbindungsbereich 56 stoffschlüssig miteinander verbinden. Man erkennt aus Figur 2, dass der Abstützbereich 72 des Abstützelements 68 deutlich radial einwärts, nämlich in einem radialen Abstand D, von dem
Verbindungsbereich 56 zwischen dem Deckelelement 54 und dem
Pumpengehäuse 52 angeordnet ist. Der radiale Abstand D ist dabei so groß gewählt, dass bei der oben erwähnten Herstellung der stoffschlüssigen
Verbindung 81 zwischen dem Deckelelement 54 und dem Pumpengehäuse 52 der Abstützbereich 72 des Abstützelements 68 beabstandet zu einem
Einflussbereich der stoffschlüssigen Verbindung 81 liegt. Der Einflussbereich der stoffschlüssigen Verbindung 81 ist dabei der Bereich, in dem die Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung 81 weitere Bauteile als lediglich das Deckelelement 54 und das Pumpengehäuse 52 beeinflusst, bzw. beeinflussen würde, wenn sie in diesem Bereich angeordnet sind. Der Einflussbereich der stoffschlüssigen Verbindung 81 ist dabei also beispielsweise der Bereich, in dem es
beispielsweise zu Materialveränderungen, Verformung oder Aufschmelzen aufgrund der Ausbildung der stoffschlüssigen Verbindung 81 kommt.
Der radiale Abstand D zwischen Abstützbereich 72 und Verbindungsbereich 56 beträgt vorzugsweise wenigstens 0,8mm, weiter vorzugsweise wenigstens 1 ,2mm, insbesondere 1 ,8mm, insbesondere 2mm, insbesondere 2,4mm, und/oder wenigstens das 0,5-fache, vorzugsweise das 0,75-fache, insbesondere das 1 -fache, insbesondere das 1 ,5-fache einer Wandstärke des Deckelelements 54 im Bereich des Verbindungsbereichs 56.

Claims

Ansprüche
1 . Kraftstoffhochdruckpumpe (22) mit einem Pumpengehäuse (52) und einer Druckdämpfervorrichtung (29), die umfasst: ein Deckelelement (54), das mit dem Pumpengehäuse (52) in einem Verbindungsbereich (56) über eine stoffschlüssige Verbindung, vorzugsweise eine Schweissnaht, verbunden ist, einen Membrandämpfer (60) , der zwischen Deckelelement (54) und
Pumpengehäuse (52) angeordnet ist, und ein Abstützelement (68), durch welches der Membrandämpfer (60) am Pumpengehäuse (52) abgestützt ist, wobei das Abstützelement (68) mindestens einen Abstützbereich (72) aufweist, mit dem sich das Abstützelement (68) an dem Pumpengehäuse (52) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützbereich (72) beabstandet zu einem Einflussbereich der stoffschlüssigen Verbindung angeordnet ist.
2. Kraftstoffhochdruckpumpe (22) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein radialer Abstand (D) zwischen Abstützbereich (72) und
Verbindungsbereich (56) wenigstens 0,8mm, vorzugsweise wenigstens 1 ,2mm, insbesondere 1 ,8mm, insbesondere 2mm, insbesondere 2,4mm, und/oder wenigstens das 0,5-fache, vorzugsweise das 0,75-fache, insbesondere das 1 -fache, insbesondere das 1 ,5-fache einer Wandstärke des Deckelelements (54) im Bereich des Verbindungsbereichs (56) beträgt.
3. Kraftstoffhochdruckpumpe (22) nach einem der vorangegangenen
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auflagebereich (74) des Abstützelements (68), an dem der Membrandämpfer (60) aufliegt, in radialer Richtung gesehen zwischen dem Abstützbereich (72) des Abstützelements (68) und dem Verbindungsbereich (56) von Deckelelement (54) und
Pumpengehäuse (52) angeordnet ist.
4. Kraftstoffhochdruckpumpe (22) nach einem oder mehreren der
vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnitt des Abstützelements (68) insgesamt in etwa U- oder V-förmig ist mit einem radial inneren und einem radial äußeren Schenkel (94, 96), die Wandabschnitte des Abstützelements (68) bilden, vorzugsweise wobei in beiden Wandabschnitten (94, 96) mindestens eine Durchströmungsöffnung (82) vorhanden ist.
Kraftstoffhochdruckpumpe (22) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein radial äußerer Wandabschnitt (96) des Abstützelements (68) an dem Deckelelement (54) anliegt, wobei der radial äußere Wandabschnitt (96) in einer axialen Richtung (38) gesehen kürzer ist als ein radial innerer Wandabschnitt (94).
Kraftstoffhochdruckpumpe (22) nach einem oder mehreren der
vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das
Abstützelement (68) mindestens einen in einer axialen Richtung (38) verlaufenden Positionierabschnitt (90) zur radialen Positionierung des Membrandämpfers (60) gegenüber dem Abstützelement (68) und/oder zur radialen Positionierung eines Federelements (76) aufweist, wobei das Federelement (76) zwischen Membrandämpfer (60) und Deckelelement (54) verspannt ist.
Kraftstoffhochdruckpumpe (22) nach einem der mehreren der
vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das
Abstützelement (68) mindestens einen Zentrierabschnitt (86) aufweist, welcher das Abstützelement (68) im Deckelelement (54) zentriert.
Kraftstoffhochdruckpumpe (22) nach einem oder mehreren der
vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das
Deckelelement (54) im Bereich des Verbindungsbereichs (56) von
Deckelelement (54) und Pumpengehäuse (52) einen Abschnitt des
Pumpengehäuses (52) in radialer Richtung umgibt.
Kraftstoffhochdruckpumpe (22) nach einem oder mehreren der
vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das
Deckelelement (54) über eine Kondensator-Entladungs-Einpress- Schweißnaht mit dem Pumpengehäuse (52) verbunden ist.
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