WO2020020419A1

WO2020020419A1 - Pumpe für ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: WO2020020419A1
Application number: PCT/DE2019/200082
Authority: WO
Inventors: Stefan Kulzer
Original assignee: Continental Automotive Gmbh
Priority date: 2018-07-23
Filing date: 2019-07-18
Publication date: 2020-01-30
Also published as: DE102018212221A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpe (1), insbesondere eine Kraftstoffhochdruckpumpe, für ein Kraftfahrzeug, aufweisend: - ein Pumpengehäuse (2), - einen Gehäusedeckel (3), wobei das Pumpengehäuse (2) und der Gehäusedeckel (3) einen Dämpferraum (4) einschließen, - eine Dämpferkapsel (5), die in dem Dämpferraum (4) angeordnet ist; - einen Fluideinlass (10), über den Fluid in den Dämpferraum (4) strömen kann, - einen Fluidauslass (11), über den Fluid aus dem Dämpferraum (4) einem Einlassventil der Pumpe (1) zuströmen kann, und - eine Haltevorrichtung (15) für die Dämpferkapsel (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (15) zumindest teilweise derart als Filterelement ausgebildet ist, dass das Fluid in einem betriebsgemäßen Zustand der Pumpe (1) von dem Fluideinlass (10) über das Filterelement zu dem Fluidauslass (11) strömt.

Description

Beschreibung

Pumpe für ein Kraftfahrzeug

Es wird eine Pumpe für ein Kraftfahrzeug angegeben, insbesondere eine Kraftstoffhochdruckpumpe .

Derartige Pumpen sind aus dem Stand der Technik vielfach bekannt und werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine mit hohem Druck einspritzen zu können. Derartige Pumpen sind eingerichtet, den Kraftstoff mit einem Druck zu beaufschlagen, der bei Benzinbrennkraftmaschinen beispielsweise in einem Bereich von 150 bar bis 600 bar und bei Dieselbrennkraftmaschinen bis zu 3000 bar oder mehr betragen kann. Im Betrieb der Pumpe können Druckpulsationen im Kraftstoffzufuhrsystem auftreten. Um diese Druckpulsationen zu dämpfen, ist im Niederdruckbereich der Pumpe typischerweise ein Niederdruckdämpfer vorgesehen. Solche Niederdruckdämpfer sind beispielsweise in Form von Dämpfer kapseln ausgeführt.

Eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein Konzept für eine derartige Pumpe mit Niederdruckdämpfer an zugeben, welches einen verlässlichen Betrieb der Pumpe er möglicht und zugleich zu geringen Herstellungskosten beiträgt.

Es wird eine Pumpe, insbesondere eine Kraftstoffhochdruckpumpe, für ein Kraftfahrzeug offenbart. Die Pumpe weist ein Pumpen gehäuse auf. Die Pumpe weist einen Gehäusedeckel auf, wobei das Pumpengehäuse und der Gehäusedeckel einen Dämpferraum ein schließen. In dem Dämpferraum ist eine Dämpferkapsel angeordnet. Die Pumpe weist einen Fluideinlass auf, über den Fluid in den Dämpferraum strömen kann. Die Pumpe weist einen Fluidauslass auf, über den Fluid aus dem Dämpferraum einem Einlassventil der Pumpe Zuströmen kann. Die Pumpe weist eine Haltevorrichtung für die Dämpferkapsel auf. Die Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung zumindest teilweise derart als Filterelement ausgebildet ist, dass das Fluid in einem betriebsgemäßen Zustand der Pumpe von dem Fluideinlass über das Filterelement zu dem Fluidauslass strömt.

Bei der beschriebenen Pumpe ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Haltevorrichtung, die auch als Rückhaltevorrichtung bezeichnet werden kann, zumindest teilweise als Filterelement ausgebildet ist und als ein Filter für das in dem Dämpferraum eingeströmte Fluid dient. Bevorzugt ist die Haltevorrichtung derart zumindest teilweise als Filterelement ausgebildet und angeordnet, dass in den Dämpferraum eingeströmtes Fluid nur nach Durchströmen des Filterelements, d.h. nur gefiltert, den Dämpferraum über dem Fluidauslass verlassen kann. Dies ermöglicht es, auf ein zu der Haltevorrichtung separates Filterelement zu verzichten. Ins besondere ist es nicht nötig, in einem Zulauf, das heißt im Bereich des Fluideinlasses, der Pumpe ein solches separates Filterelement vorzusehen. Es ist folglich nicht mehr nötig, ein solches separates Filterelement aus Bauraumgründen in dem Zulauf, insbesondere in einer Zulauftülle, form- und/oder kraftschlüssig zu platzieren. Exakte und kostenintensive Maßnahmen, etwa ein Pressverband, an den Teilen im Zulauf, sind somit nicht mehr nötig. Anders ausgedrückt können kostenin tensive Bearbeitungen insbesondere an der Zulauftülle ebenso wie das Filterelement im Zulauf entfallen. Solche separaten Fil terelemente sind zudem oftmals als Maschenfilter ausgeführt, welche aufgrund des Zusetzens des Filters über die Lebenszeit deutlich mehr Bauraum benötigen, als eigentlich für die Fil terfunktion erforderlich wäre. Dennoch sind die für den Betrieb der Pumpe notwendige Filterfunktion gewährleistet und ein verlässlicher Betrieb der Pumpe ermöglicht. Weiterhin kann dadurch erheblich an Bauraum eingespart werden, weil etwa der Zulauf kompakter gestaltet werden kann. Allgemein ausgedrückt ist durch die erfindungsgemäße Haltevorrichtung vorgesehen, die Funktionen der Haltevorrichtung und des Filterelements in einem Element bzw. einer Baugruppe zu vereinen bzw. zu kombinieren, um Gesamtkosten zu verringern und den Bauraum der Pumpe zu op timieren . Die Haltevorrichtung ist ausgebildet, die Dämpferkapsel in dem Dämpferraum zwischen Gehäusedeckel und Pumpengehäuse an einer vorbestimmten Position zu halten. Die Haltevorrichtung ist beispielsweise so ausgebildet, dass die Dämpferkapsel in einem betriebsfertigen Zustand der Pumpe vorgespannt im Dämpferraum gehalten ist. Beispielsweise ist die Haltevorrichtung hierzu federnd oder elastisch ausgebildet. Ist die Dämpferkapsel beispielsweise zwei- oder mehrteilig ausgebildet, so ist die Haltevorrichtung zusätzlich derart ausgebildet und im Dämp ferraum angeordnet, dass diese einen Beitrag dazu leistet, die Dämpferkapsel zusammenzuhalten. Die Dämpferkapsel ist insbe sondere als eine geschlossene Kapsel ausgebildet, durch die kein Fluid treten kann. Die Haltevorrichtung ist daher entsprechend ausgebildet und angeordnet, dass Fluid um die Kapsel herum dem Fluideinlass Zuströmen kann und dabei durch das Filterelement strömt. Der Gehäusedeckel und das Pumpengehäuse sind insbe sondere fluiddicht mechanisch miteinander gekoppelt.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Filterelement geflechtartig ausgebildet. Mit anderen Worten weist das Filterelement ein oder mehrere Maschen auf, um die Filterfunktion für das Fluid auszuüben .

Gemäß einer Ausführungsform ist das Filterelement durch ein Drahtgeflecht gebildet. Insbesondere handelt es sich um ein gestricktes, metallisches Drahtgeflecht. Das Drahtgeflecht ist derart ausgebildet, dass dieses strukturell auch die Funktion des Haltens der Dämpferkapsel erfüllen kann. Beispielsweise sind Maschendichte und Packungsdichte des Drahtgeflechts entspre chend ausgeführt und gewählt. Dadurch kann das Drahtgeflecht auch als (Tiefen-) Filterelement wirken. Insbesondere die Ausführung als Drahtgeflecht ermöglicht es, eine ausreichende mechanische Stabilität für das Filterelement zur Erfüllung der strukturellen Eigenschaften bereitzustellen.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Haltevorrichtung vollständig als Filterelement ausgebildet. Insbesondere ist die Halte vorrichtung einstückig als Filterelement ausgebildet oder durch einstückige Filterelementen gebildet. Beispielsweise ist die Haltevorrichtung vollständig als Drahtgeflecht-Filterelement ausgebildet. Dies trägt insbesondere dazu bei, dass das in dem Dämpferraum eingeströmte Fluid ausschließlich über die als Filterelement ausgebildete Haltevorrichtung dem Fluidauslass Zuströmen kann. Bei der beschriebenen Ausführungsform der Haltevorrichtung kann das Fluid somit in allen Richtungen um die Dämpferkapsel herum zu dem Fluidauslass strömen, wobei si chergestellt ist, dass das Fluid stets durch das Filterelement strömt und damit gefiltert den Fluidauslass erreicht.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Dämpferkapsel zwei Membrane auf, die in einem Randbereich miteinander verbunden sind, und wobei die Haltervorrichtung die Dämpferkapsel in dem Randbereich gegenüber dem Gehäusedeckel und dem Pumpengehäuse hält. Beispielsweise sind die beiden Membrane miteinander abdichtend verschweißt, sodass die Haltevorrichtung neben ihrer Haltefunktion auch eine Schweißnahtentlastung für die Dämp ferkapsel bildet. Insbesondere eine vollständig aus Drahtge flecht gebildete Haltevorrichtung ermöglicht die eingangs beschriebene Funktionskombination, wobei ausreichende mecha nische Eigenschaften garantiert sind, um die strukturellen Anforderungen an ein Halteelement zu erfüllen.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Haltevorrichtung durch zwei Halterungen gebildet, wobei die erste Halterung in Kontakt (etwa unmittelbar) mit einem Randbereich der Dämpferkapsel und in Kontakt (etwa unmittelbar) mit dem Pumpengehäuse ist, und wobei die zweite Halterung in Kontakt (etwa unmittelbar) mit dem Randbereich der Dämpferkapsel und in Kontakt (etwa unmittelbar) mit dem Gehäusedeckel ist. Zumindest eine der beiden Halterungen ist teilweise als Filterelement ausgebildet, sodass die eingangs genannten Vorteile und Funktionen ermöglicht sind.

Gemäß einer Ausführungsform sind die erste und/oder die zweite Halterung ringförmig, insbesondere als Torus, ausgebildet. Beispielsweise sind die beiden Halterungen als ringförmige Drahtgeflechthalterungen ausgebildet, die jeweils die eingangs genannten Halte- und Filterfunktionen ermöglichen.

Gemäß einer Ausführungsform sind der Fluideinlass im Gehäu sedeckel und der Fluidauslass in dem Pumpengehäuse angeordnet oder ausgebildet. Eine derartige Pumpe ermöglicht besonders gut die eingangs genannten Vorteile und Funktionen. Dies trifft insbesondere im Vergleich zu Pumpen zu, bei denen ein separates Filterelement im Zulauf verwendet wird, welches als Maschen filter ausgeführt ist.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Fluideinlass in einem Mittenbereich des Gehäusedeckels ausgebildet.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Fluideinlass derart im Gehäusedeckel ausgebildet, dass das Fluid im Wesentlichen entlang einer Wirkachse eines Pumpenkolbens der Pumpe in dem Dämpferraum einströmt. Beispielsweise ist der Fluideinlass in dem Gehäusedeckel ausgebildet und Teil eines Fluidanschlusses (etwa Tülle) , der sich im Wesentlichen entlang der Wirkachse des Kolbens erstreckt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden, in Verbindung mit den Figuren erläuterten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Gleiche, gleichartige und gleich wirkende Elemente können figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Teilschnittansicht einer Pumpe, und

Figur 2 eine schematische Teilschnittansicht einer Pumpe gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Figur 1 zeigt eine schematische Teilschnittansicht einer Pumpe 1, insbesondere einer Hochdruckpumpe, für ein Kraftfahrzeug . Die Pumpe 1 ist insbesondere ausgebildet, Drücke von 350 bar oder mehr bereitzustellen. Die Pumpe 1 ist ausgebildet, Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (allgemein aus einem Niederdruckbereich) mit einem Druck zu beaufschlagen, um diesen nachfolgend in ein oder mehrere Brennräume einer Brennkraftmaschine einzuspritzen.

Die Pumpe 1 weist ein Pumpengehäuse 2 und einen Gehäusedeckel 3 auf. Gehäusedeckel 3 und Pumpengehäuse 2 sind fluiddicht me chanisch verbunden und schließen einen Dämpferraum 4 ein. In dem Dämpferraum 4 ist eine Dämpferkapsel 5 angeordnet. Die Dämp ferkapsel 5 ist durch zwei metallische Membranen 6 gebildet, die in einem Randbereich 7 miteinander verbunden, insbesondere stoffschlüssig durch Schweißen verbunden, sind. Die Dämpfer kapsel 5 ist im Inneren mit einem Druck beaufschlagt. Die Dämpferkapsel 5 ist eingerichtet die eingangs erwähnte

Druckpulsationen zu dämpfen. Hierzu ist die Dämpferkapsel 5 durch eine Haltevorrichtung 8, die durch zwei ringförmige, federnde Halteelemente gebildet ist, an einer vorbestimmten Position in dem Dämpferraum 4 gehalten. Die Haltevorrichtung 8 fungiert insbesondere auch als Abstandshalteelement , so dass die

Dämpferkapsel 5 in Abstand zu Gehäusedeckel 3 und Pumpengehäuse 2 angeordnet ist. Die Pumpe 1 weist einen Zulauf 9 in Form eines Anschlussstutzens, etwa einer Tülle, auf, der in einen im Gehäusedeckel 3 angeordneten Fluideinlass 10 mündet. Die Pumpe 1 weist zudem einen Fluidauslass 11 aus dem Dämpferraum 4 auf, der in einen Ablaufkanal 12 mündet.

In einem betriebsgemäßen Zustand strömt über den Zulauf 9 und den Fluideinlass 10 Fluid, etwa Kraftstoff, aus dem Niederdruck bereich in den Dämpferraum 4 ein. Das Fluid strömt durch die Haltevorrichtung 8 (siehe Öffnungen) und um die Dämpferkapsel 5 herum zum Fluidauslass 11 und über den Ablaufkanal 12 zu einem Einlassventil 13. In Strömungsrichtung hinter dem Einlassventil 13 folgt ein Kolben, über welchen das Fluid in einem Kolbenraum mit Druck beaufschlagt wird und über ein Auslassventil 14 einem Hochdruckbereich, beispielsweise einem Common Rail, zugeführt wird. Die Strömungsrichtung vom Zulauf 9 zum Fluidauslass 11 ist über die beiden Pfeile zusätzlich angedeutet. Figur 2 zeigt einen Bereich einer Hochdruckpumpe 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Unterschied zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform weist die Pumpe 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine verbesserte Haltevor richtung 15 auf. Die Haltevorrichtung 15 ist durch zwei Hal terungen 16 und 17 gebildet. Die beiden Halterungen 16 und 17 sind vollständig als Drahtgeflecht ausgebildet. Insbesondere handelt es sich um gestricktes Drahtgeflecht. Die beiden Halterungen 16, 17 sind ringförmig als Torus ausgebildet. Die beiden Halterungen 16, 17 sind derart ausgebildet, dass diese strukturell sowohl die Funktion des Haltens beziehungsweise Abstandhaltens für die Dämpferkapsel 5 erfüllen, aber zugleich auch als Filterelement für das Fluid wirken. Eine Maschenweite und Packungsdichte des Drahtgeflechts ist derart gewählt, dass die mechanischen, strukturellen Anforderungen an das Drahtgeflecht zur Erfüllung der Halte- und Rückhaltefunktionen erfüllt sind. Gleichzeitig sind die Maschenweite und Packungsdichte so gewählt, dass dieses als Filterelement, insbesondere als Tiefenfilterelement, wirkt. Die Haltevorrichtung 15 ist somit derart ausgebildet und an geordnet, dass Fluid von dem Fluideinlass 10 nur gefiltert zum Fluidauslass 11 strömen kann, insbesondere im betriebsgemäßen Zustand und Betrieb der Pumpe 1. Das Fluid ist gezwungen die Dämpferkapsel 5, aufgrund deren geschlossener Bauform, zu umströmen und muss dabei durch die als Filterlement ausgeführte Haltevorrichtung 15 hindurch. Dadurch kann das bei der Pumpe 1 gemäß Figur 1 im Zulauf 9 befindliche Filterelement 18 voll ständig ersetzt werden.

Wie aus den Figuren ersichtlich ist, ist der Fluideinlass 10 in dem Gehäusedeckel 3, insbesondere in einem Mittenbereich 19, ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel ist der Fluideinlass 10 als Teil des Zulaufs 9 ausgebildet. Der Zulauf 9 erstreckt sich im Wesentlichen koaxial zu einer Wirkachse eines Kolbens der Pumpe 1. Dadurch werden die Vorteile und Funktionen wie zuvor erwähnt besonders bewirkt.

Claims

Patentansprüche

1. Pumpe (1), insbesondere eine Kraftstoffhochdruckpumpe, für ein Kraftfahrzeug, aufweisend:

- ein Pumpengehäuse (2),

- einen Gehäusedeckel (3), wobei das Pumpengehäuse (2) und der Gehäusedeckel (3) einen Dämpferraum (4) einschließen,

- eine Dämpferkapsel (5), die in dem Dämpferraum (4) angeordnet ist ;

- einen Fluideinlass (10), über den Fluid in den Dämpferraum (4) strömen kann,

- einen Fluidauslass (11) , über den Fluid aus dem Dämpferraum (4) einem Einlassventil der Pumpe (1) Zuströmen kann, und

- eine Haltevorrichtung (15) für die Dämpferkapsel (5), dadurch gekennzeichnet, dass

die Haltevorrichtung (15) zumindest teilweise derart als Filterelement ausgebildet ist, dass das Fluid in einem be triebsgemäßen Zustand der Pumpe (1) von dem Fluideinlass (10) über das Filterelement zu dem Fluidauslass (11) strömt.

2. Pumpe (1) nach Anspruch 1, wobei das Filterelement ge flechtartig ausgebildet ist.

3. Pumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Filterelement durch ein Drahtgeflecht gebildet ist.

4. Pumpe (1) nach Anspruch 3, wobei das Drahtgeflecht gestrickt ist .

5. Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Haltevorrichtung (15) vollständig als Filterelement ausgebildet ist .

6. Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dämpferkapsel (5) zwei Membrane (6) aufweist, die in einem Randbereich (7) miteinander verbunden sind, und wobei die Haltevorrichtung (15) die Dämpferkapsel (5) in dem Randbereich (7) gegenüber dem Gehäusedeckel (3) und dem Pumpengehäuse (2) hält .

7. Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Haltevorrichtung (15) durch zwei Halterungen (16, 17) gebildet ist, wobei die erste Halterung (17) in Kontakt mit einem Randbereich (7) der Dämpferkapsel (5) und in Kontakt mit dem Pumpengehäuse (2) ist, und wobei die zweite Halterung (16) in Kontakt mit dem Randbereich (7) der Dämpferkapsel (5) und in Kontakt mit dem Gehäusedeckel (3) ist.

8. Pumpe (1) nach Anspruch 7, wobei die erste Halterung (17) und/oder die zweite Halterung (16) ringförmig, insbesondere als Torus, ausgebildet sind.

9. Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fluideinlass (10) in dem Gehäusedeckel (3) und der Fluidauslass (11) in dem Pumpengehäuse (2) angeordnet sind.

10. Pumpe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der

Fluideinlass (10) in einem Mittenbereich (19) des Gehäusedeckels (3) ausgebildet ist.