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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Kolbenpumpe nach dem nebengeordneten Patentanspruch.
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Vom Markt her bekannt sind Fluidsysteme, bei deren Betrieb Druckpulsationen entstehen, beispielsweise durch die Arbeitsweise einer mit dem Fluidsystem zusammenwirkenden Fluidpumpe. Derartige Druckpulsationen sind insbesondere in Kraftstoffsystemen für Brennkraftmaschinen unerwünscht. Zur Dämpfung werden bisher aus zwei Halbschalen hergestellte Metalldämpfer verwendet. Die Halbschalen begrenzen ein gasdicht abgeschlossenes Volumen, in dem beispielsweise Stickstoff eingeschlossen ist. Durch eine Druckkraft kann das eingeschlossene Volumen verringert werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch eine Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, sowie durch eine Kolbenpumpe nach dem nebengeordneten Anspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.
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Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass eine Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen in einem Fluidsystem besonders kostengünstig hergestellt werden kann, wobei insbesondere die Stückkosten im Vergleich zu vorbekannten Dämpfungseinrichtungen gering sein können. Außerdem kann die Geometrie der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung konstruktiv einfach für eine jeweilige Anwendung angepasst werden. Somit kann eine einfache, schnelle und kostengünstige Formgebung für die Dämpfungseinrichtung erreicht werden. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung auch für ein vergleichsweise aggressives Fluid, wie beispielsweise Kraftstoff, verwendet werden.
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Die Erfindung betrifft eine Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen von Druckpulsationen in einem Fluidsystem, wobei das Volumen der Dämpfungseinrichtung mittels einer Druckkraft verändert werden kann. Erfindungsgemäß weist die Dämpfungseinrichtung ein elastisches Festkörperelement aus einem Polymermaterial auf, welches fluiddicht in einem elastischen und vorzugsweise ebenfalls aus einem Polymermaterial hergestellten Gehäuse aufgenommen ist, welches dem Fluid aussetzbar ist. Dadurch kann das elastische Festkörperelement vorteilhaft auf die Aufgabe der Dämpfung optimiert sein, und das Gehäuse kann auf die Aufgabe optimiert sein, das elastische Festkörperelement vor dem Fluid zu schützen. Dies ist insbesondere mittels Polymermaterialen in einer Vielzahl von Ausführungsformen möglich. Das elastische Festkörperelement ersetzt also das bisher bekannte eingeschlossene Gasvolumen, was die Herstellung der Dämpfungseinrichtung erheblich vereinfacht. Dabei kann das elastische Festkörperelement und/oder das Gehäuse auch mehrere Teil-Elemente umfassen, die in einer Vielzahl möglicher Geometrien zueinander angeordnet sein können, wie weiter unten noch erläutert werden wird.
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In einer Ausgestaltung der Dämpfungseinrichtung ist vorgesehen, dass das Festkörperelement und/oder das Gehäuse separat insbesondere durch Spritzgießen hergestellt und anschließend miteinander montiert sind. Durch das separate Spritzgießen und die nachfolgende gemeinsame Montage können auch sehr unterschiedliche Teile und somit sehr unterschiedliche Eigenschaften in der Dämpfungseinrichtung miteinander verbunden werden.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse aus einem thermoplastischen Material und das elastische Festkörperelement aus einem Elastomer hergestellt sind. Diese Werkstoffkombination ist für die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung besonders geeignet. Außerdem ist das nachfolgend beschriebene Verfahren zur Herstellung der Dämpfungseinrichtung mit einem thermoplastischen Gehäuse besonders einfach durchführbar.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Dämpfungseinrichtung ist das Gehäuse als Schicht mit dem Festkörperelement fest verbunden, und insbesondere auf dieses aufvulkanisiert. Beispielsweise kann die Dämpfungseinrichtung damit wie folgt hergestellt werden: In einem ersten Schritt werden zwei halbschalenartige Gehäuseteile vorgeformt oder zumindest als plattenartige Elemente vorgefertigt. In einem zweiten Schritt wird das elastische Festkörperelement hergestellt. In einem dritten Schritt wird das elastische Festkörperelement zwischen den beiden halbschalenartigen Gehäuseteilen bzw. zwischen den plattenartigen Elementen angeordnet. In einem vierten Schritt erfolgt eine äußere Druckbeaufschlagung bei gleichzeitiger Temperaturerhöhung derart, dass die halbschalenartigen Gehäuseteile bzw. die plattenartigen Elemente in einem Bereich eines Randabschnitts miteinander und in einem übrigen Bereich mindestens punktweise mit dem elastischen Festkörperelement verbunden werden (Vulkanisation). Dadurch kann die Dämpfungseinrichtung dauerhaft und besonders einfach hergestellt werden. Im Extremfall kann das Gehäuse auch auf das Festkörperelement als Materialschicht aufgespritzt werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Dämpfungseinrichtung sind sowohl das elastische Festkörperelement als auch das Gehäuse aus einem Elastomer hergestellt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse einen Fluorkautschuk (FKM, Fluorkarbon-Kautschuk) umfasst, und dass das Festkörperelement einen Flüssigsilikonkautschuk (engl. LSR, "liquid silicone rubber") oder einen polymeren Schaum umfasst. Dadurch werden weitere für die Dämpfungseinrichtung besonders geeignete Materialpaarungen vorgeschlagen, die eine hohe Elastizität und eine starke Verformbarkeit und somit gute Dämpfungseigenschaften auch bei starken Druckpulsationen aufweisen.
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Die konstruktiven Möglichkeiten zur Ausführung der Dämpfungseinrichtung werden erweitert, wenn die Dämpfungseinrichtung mindestens zwei Festkörperelemente umfasst, welche jeweils ein voneinander verschiedenes Material aufweisen. Die zwei elastischen Festkörperelemente können in einer Vielzahl von möglichen – auch zueinander verschiedenen – Geometrien ausgeführt sein, wodurch die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung besonders gut an eine jeweilige Anwendung oder an eine gewünschte Dämpfungscharakteristik angepasst werden kann. Beispielsweise können ein erstes und ein zweites elastisches Festkörperelement in einer Kraftrichtung nebeneinander oder übereinander oder miteinander verschachtelt angeordnet sein, oder das zweite elastische Festkörperelement kann von dem ersten elastischen Festkörperelement allseitig umschlossen sein. Ähnlich der zuletzt genannten Ausführungsform ist es auch denkbar, das erste elastische Festkörperelement als Hohlkörper auszuführen, welcher ein Gas, beispielsweise Stickstoff oder Luft, als elastisches Medium umschließt.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Dämpfungseinrichtung weist das elastische Festkörperelement einen Schichtaufbau auf. Beispielsweise umfasst eine jeweilige Schicht eine abschnittsweise gelochte Platte aus einem polymeren Material, wobei bei unmittelbar aufeinander angeordneten Platten die abschnittsweise Lochung vorzugsweise versetzt ausgeführt ist, wodurch eine Mehrzahl von Hohlräumen gebildet ist. Dadurch kann die Dämpfungseinrichtung besonders einfach und zugleich variabel hergestellt werden, wodurch die Dämpfungseigenschaft verbessert und Kosten gesenkt werden können.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Dämpfungseinrichtung im Wesentlichen ringförmig ausgeführt ist, wobei ein radialer Querschnitt viereckig oder elliptisch ist. Beispielsweise ist der radiale Querschnitt quadratisch oder kreisförmig. Durch die erfindungsgemäße Ringform kann die Dämpfungseinrichtung besonders platzsparend angeordnet sein, beispielsweise in einem radial äußeren Bereich um einen Zylinder einer Kolbenpumpe.
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Weiterhin betrifft die Erfindung eine Kolbenpumpe, insbesondere für ein Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine, mit einem Niederdruckbereich und mit einem Hochdruckbereich, wobei der Niederdruckbereich eine wie oben in den verschiedenen Ausgestaltungen beschriebene Dämpfungseinrichtung umfasst. Dadurch kann die Kolbenpumpe besonders kostengünstig hergestellt sein.
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Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein vereinfachtes Schema eines Kraftstoffsystems für eine Brennkraftmaschine mit einer Kolbenpumpe und einer Dämpfungseinrichtung;
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2 einen Längsschnitt durch die Kolbenpumpe des Kraftstoffsystems von 1;
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3 einen Schnitt durch eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung für die Kolbenpumpe von 2;
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4 eine n Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung;
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5 einen Schnitt durch eine perspektivische Darstellung eines Gehäuses für eine dritte Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung;
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6 einen Schnitt durch die dritte Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung;
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7 einen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung;
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8 einen Schnitt durch eine fünfte Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung;
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9 einen Schnitt durch eine perspektivische Darstellung einer sechsten Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung;
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10 einen Schnitt durch eine siebte Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung;
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11 einen Schnitt durch eine achte Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung;
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12 einen Schnitt durch eine neunte Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung;
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13 einen Schnitt durch eine zehnte Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung; und
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14 einen Schnitt durch eine elfte Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung.
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Es werden für funktionsäquivalente Elemente und Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt ein Kraftstoffsystem 10 für eine weiter nicht dargestellte Brennkraftmaschine in einer stark vereinfachten Darstellung. Aus einem Kraftstofftank 12 wird Kraftstoff über eine Saugleitung 14, mittels einer Vorförderpumpe 16, über eine Niederdruckleitung 18, und über ein von einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 20 betätigbares Mengensteuerventil 22 einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe – nachfolgend als Kolbenpumpe 24 bezeichnet – zugeführt. Stromabwärts ist die Kolbenpumpe 24 über eine Hochdruckleitung 26 an einen Hochdruckspeicher 28 ("Common Rail") angeschlossen.
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Weiterhin sind ein Kolben 23, ein Arbeitsraum 25 und ein Zylinder 27 der Kolbenpumpe 24, sowie eine an einem axialen Endabschnitt 29 des Kolbens 23 angreifende Nockenscheibe 32 in der 1 schematisch dargestellt. Sonstige Elemente, wie beispielsweise Ventile der Kolbenpumpe 24, sind in der 1 nicht gezeichnet. Die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 20 wird durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 30 angesteuert.
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Es versteht sich, dass das Mengensteuerventil 22 auch als Baueinheit mit der Kolbenpumpe 24 ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann das Mengensteuerventil 22 ein zwangsweise öffenbares Einlassventil der Kolbenpumpe 24 sein.
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Beim Betrieb des Kraftstoffsystems 10 fördert die Vorförderpumpe 16 Kraftstoff vom Kraftstofftank 12 in die Niederdruckleitung 18. Dabei steuert das Mengensteuerventil 22 die dem Arbeitsraum 25 der Kolbenpumpe 24 zugeführte Kraftstoffmenge. Das Mengensteuerventil 22 kann in Abhängigkeit von einem jeweiligen Bedarf an Kraftstoff geschlossen und geöffnet werden. Der Kraftstoff ist beispielsweise Benzin oder Dieselkraftstoff.
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In 2 umfasst die Kolbenpumpe 24 ein im Wesentlichen rotationsymmetrisches Gehäuse 34, welches mittels eines – nicht dargestellten – Flansches an einen Motorblock der Brennkraftmaschine anschraubbar ist. In einem in der Zeichnung oberen Bereich umfasst die Kolbenpumpe 24 einen Deckel 36, welcher an dem Gehäuse 34 integriert angeordnet ist. An dem Deckel 36 ist ein Einlassstutzen 38 zum Anschluss der Kolbenpumpe 24 an die Niederdruckleitung 18 angeordnet.
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Weiterhin umfasst die Kolbenpumpe 24 in einem mittleren Bereich der 2 einen Gehäusekern 40, welcher radial innerhalb des Gehäuses 34 angeordnet und mit diesem abschnittsweise verbunden ist. An dem Gehäusekern 40 ist in einem rechten Bereich der Zeichnung das Mengensteuerventil 22 angeordnet, und in einem in der Zeichnung linken Bereich ist ein Auslassventil 42 mit einem Auslassstutzen 44 zum Anschluss an die Hochdruckleitung 26 angeordnet. Der Kolben 23 der Kolbenpumpe 24 ist in der 2 in einer oberen Endstellung dargestellt, wodurch der Arbeitsraum 25 minimiert ist.
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In einem in der Zeichnung unteren Bereich der Kolbenpumpe 24 sind unter anderem folgende weitere Elemente angeordnet: Ein als Tiefziehteil ausgeführter Dichtungsträger 46, welcher fluiddicht mit einem unteren Abschnitt des Gehäuses 34 verbunden ist; eine als O-Ring ausgeführte Dichtung 48, welche an dem Dichtungsträger 46 angeordnet ist; eine als Tiefziehteil ausgeführte Federaufnahme 50, welche an einer in der Zeichnung unteren Stirnseite des Dichtungsträgers 46 angeordnet ist; eine Kolbendichtung 52, welche radial innerhalb der Federaufnahme 50 angeordnet ist; eine Kolbenfeder 54, welche an einem radial äußeren Abschnitt der Federaufnahme 50 angeordnet ist; und ein an einem in der Zeichnung unteren Endabschnitt der Kolbenfeder 54 angeordneter Federteller 56, an welchem die Kolbenfeder 54 abgestützt ist.
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Ein innerhalb des Gehäuses 34 angeordneter Fluidraum 58 entspricht einem mit Kraftstoff gefüllten Niederdruckbereich der Kolbenpumpe 24, welcher einerseits mit der Niederdruckleitung 18 und andererseits mit dem Mengensteuerventil 22 fluidisch gekoppelt ist. Der Fluidraum 58 umgibt den inneren Gehäusekern 40. In einem in der Zeichnung unteren Bereich des Fluidraums 58 ist eine vorliegend ringförmig ausgeführte Dämpfungseinrichtung 60 (siehe schematisch auch 1) konzentrisch zu dem Kolben 23 und dem Gehäuse 34 angeordnet. Ein radial äußerer Abschnitt der Dämpfungseinrichtung 60 ist an einem in der Zeichnung unteren radial inneren Abschnitt des Gehäuses 34 angeordnet. Ein radial äußerer Abschnitt einer in der Zeichnung unteren Stirnseite der Dämpfungseinrichtung 60 liegt ebenso an dem Dichtungsträger 46 an. Der Aufbau der Dämpfungseinrichtung 60 wird weiter unten in den 3 bis 14 mittels mehrerer Ausführungsformen noch näher erläutert werden.
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Im Betrieb der Kolbenpumpe 24 erfährt der Fluidraum 58 insbesondere wegen des periodisch bewegten Kolbens 23 und wegen der periodischen Funktion des Mengensteuerventils unerwünschte und vergleichsweise starke Druckpulsationen, die bis in die Niederdruckleitung 18 wirken. Die Dämpfungseinrichtung 60 wird dabei von allen Seiten, also auch in axialer Richtung mittels einer durch hydraulischen Druck bewirkten Druckkraft beaufschlagt, wobei das Volumen der Dämpfungseinrichtung 60 entsprechend verändert, das heißt periodisch verkleinert und vergrößert wird. Wegen der Elastizität der Dämpfungseinrichtung 60 – siehe weiter unten – werden die besagten Druckpulsationen verringert, es erfolgt also eine entsprechende Dämpfung der Druckpulsationen, wodurch der Betrieb der Kolbenpumpe 24 und des Kraftstoffsystems 10 insgesamt verbessert wird, indem die mechanischen Belastungen der Komponenten im Niederdruckbereich und entstehende Geräusche verringert werden.
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Die nachfolgenden 3 bis 12 zeigen verschiedene mögliche Ausführungsformen der Dämpfungseinrichtung 60 für die Kolbenpumpe 24 von 2 im Detail. Dabei ist die Dämpfungseinrichtung 60 in einem Teil der Figuren in einer ebenen axialen Schnittansicht dargestellt, und in einem anderen Teil in einer perspektivischen axialen Schnittansicht dargestellt.
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Vorliegend ist die Dämpfungseinrichtung 60 passend zu der Kolbenpumpe 24 der 2 ringförmig ausgeführt. Die Dämpfungseinrichtung 60 kann jedoch auch mit nahezu beliebig anderen Geometrien ausgeführt sein. Dies gilt insbesondere dann, falls die Dämpfungseinrichtung 60 innerhalb der Kolbenpumpe 24 anders als in der 2 dargestellt angeordnet ist, oder wenn die Dämpfungseinrichtung 60 in einem anderen Fluidbereich des Kraftstoffsystems 10 angeordnet ist. Denkbar ist es beispielsweise, die Dämpfungseinrichtung 60 in einem Bereich der Niederdruckleitung 18 oder der Vorförderpumpe 16 oder dergleichen anzuordnen.
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Wie bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen noch im Einzelnen erläutert werden wird, können die Elemente der Dämpfungseinrichtung 60 jeweils ein Polymermaterial bzw. ein thermoplastisches Material bzw. einen Elastomer oder dergleichen umfassen. Insbesondere weisen außen liegende Elemente ("Gehäuse") ein Material auf, welches in Bezug auf das zu bedämpfende Fluid chemisch beständig ist. Auch die Geometrie der Dämpfungseinrichtung 60 kann konstruktiv nahezu beliebig für eine jeweilige Anwendung bzw. eine jeweilige gewünschte Dämpfungscharakteristik angepasst sein.
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3 zeigt eine erste Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 60 für die Kolbenpumpe 24 von 2 in einer perspektivisch dargestellten axialen Schnittansicht. Vorliegend weist die insgesamt ringförmige Dämpfungseinrichtung 60 in einem Kernbereich ein ringförmiges und aus Vollmaterial hergestelltes elastisches Festkörperelement 62 auf, welches fluiddicht in einem ebenfalls elastischen Gehäuse 64 aufgenommen ist. Dabei grenzen das elastische Festkörperelement 62 und das Gehäuse 64 unmittelbar und allseitig aneinander an. Dies erfolgt derart, dass das elastische Festkörperelement 62 mittels des Gehäuses 64 von dem Fluid, vorliegend also dem Kraftstoff der Kolbenpumpe 24, getrennt ist. Somit ist allein das Gehäuse 64 dem Kraftstoff ausgesetzt.
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Das elastische Festkörperelement 62 und das Gehäuse 64 umfassen jeweils ein Polymermaterial, wodurch beide Elemente ein elastisches Verhalten aufweisen. Vorliegend umfasst das Gehäuse 64 ein thermoplastisches Material, und das elastische Festkörperelement 62 umfasst einen Elastomer, insbesondere einen Flüssigsilikonkautschuk (engl. LSR, "liquid silicone rubber"), welcher vorliegend als polymerer Schaum ausgeführt ist. Eine Wanddicke des Gehäuses 64 beträgt beispielsweise 0,5 mm (Millimeter).
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Als Folge des hydraulischen Drucks in der Kolbenpumpe 24, siehe die 2, wirken auf die Flächen des Gehäuses 64 entsprechende Druckkräfte ein. Das elastische Gehäuse 64 kann diese im Wesentlichen gleichmäßig verteilten Druckkräfte auf das elastische Festkörperelement 62 übertragen. Dies wird in der Zeichnung durch vier Pfeile (ohne Bezugszeichen) symbolisiert. Bei einer Druckspitze erhöhen sich die Druckkräfte, wodurch das Volumen des Festkörperelement 62 gegen die elastische Rückstellkraft verringert wird. Lässt der Druck wieder nach, erhöht sich das Volumen des Festkörperelements 62 aufgrund der elastischen Rückstellkraft wieder bis in den in 3 dargestellten Ruhe- bzw. Ausgangszustand. Durch die dargestellte Anordnung erfolgt eine für die Funktion der Dämpfungseinrichtung 60 vorteilhafte Aufgabenteilung. Erstens kann das elastische Festkörperelement 62 im Wesentlichen auf die Aufgabe der hydraulischen Dämpfung optimiert sein. Zweitens kann das Gehäuse 64 im Wesentlichen auf die Aufgabe optimiert sein, das elastische Festkörperelement 62 von dem vergleichsweise aggressiven Kraftstoff zu trennen.
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Die nachfolgenden Ausführungsformen der Dämpfungseinrichtungen 60 der 4 bis 14 verwenden im Wesentlichen ein vergleichbares Prinzip wie die Dämpfungseinrichtung 60 von 3. Daher werden bevorzugt nur die jeweiligen Unterschiede beschrieben.
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Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 60 ist das Gehäuse 64 mehrteilig ausgeführt und umfasst eine innere und eine äußere radial umlaufende Gehäusewand 64a und 64b, sowie an Stirnseiten des Gehäuses 64 jeweils eine in der Zeichnung obere und untere Membrane 64c ("Deckel").
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Ebenfalls ist das elastische Festkörperelement 62 mehrteilig ausgeführt, und umfasst einen ringförmigen Kernabschnitt 62a sowie jeweils einen innen und außen radial umlaufenden Randabschnitt 62b und 62c. Die Randabschnitte 62b und 62c sind mit dem Kernabschnitt 62a wellenförmig verzahnt angeordnet.
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Vorliegend weisen die Membranen 64c beispielhaft eine Materialstärke von 0,5 mm auf und die radial umlaufenden Gehäusewände 64a und 64b weisen beispielhaft jeweils eine Materialstärke von 1 mm auf. Entsprechend dem mehrteilig ausgeführten Gehäuse 64 und dem mehrteilig ausgeführten elastischen Festkörperelement 62 weist die Dämpfungseinrichtung 60 von 4 erweiterte konstruktive Gestaltungsmöglichkeiten auf. Ebenfalls können die jeweiligen polymeren Materiale chemisch verschieden gewählt sein, wodurch sich weiter verbesserte und auf die spezifischen Anforderungen des jeweiligen Anwendungsfalls angepasste Eigenschaften der Dämpfungseinrichtung 60 ergeben können.
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In der Ausführungsform von 4 weisen die Teile des Gehäuses 64 ein thermoplastisches Material auf, und die Teile des elastischen Festkörperelements 62 weisen einen "kompakten" (also nicht geschäumten) Flüssigsilikonkautschuk (LSR) auf.
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5 zeigt das Gehäuse 64 in einer weiteren mehrteiligen Ausführungsform. Dabei weisen die obere und die untere Membran 64c jeweils eine "Wellenstruktur" auf, das heißt, vorliegend jeweils eine radial innere und radial äußere umlaufende Sicke. Die Sicken (ohne Bezugszeichen) sind in der 5 durch Pfeile gekennzeichnet. Beispielsweise beträgt die Materialstärke der thermoplastischen Membranen 64c jeweils 0,4 mm und die Materialstärke der radial umlaufenden Gehäusewände 64a und 64b jeweils 1 mm.
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6 zeigt das Gehäuse 64 der 5 zusammen mit dem elastischen Festkörperelement 62, welches ähnlich zu der Ausführungsform von 4 zweiteilig ausgeführt ist (Kernabschnitt 62a und Randabschnitte 62b und 62c). Mittels der an den Membranen 64c vorhandenen Sicken (Pfeile, ohne Bezugszeichen), weisen die Membranen 64c eine zusätzlich zu den Werkstoffeigenschaften erhöhte Elastizität auf.
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7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 60 ähnlich zu der Ausführungsform von 3. Das elastische Festkörperelement 62 von 7 umfasst einen Flüssigsilikonkautschuk, welcher als LSR-Schaum ausgeführt ist. Das Gehäuse 64 umfasst vorliegend einen Fluorkautschuk (FKM, Fluorkarbon-Kautschuk) mit einer Materialstärke von 1 mm.
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8 zeigt eine weitere Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 60. Das Gehäuse 64 ist vergleichbar zu der 7 aus einem Fluorkautschuk (FKM) hergestellt, und das elastische Festkörperelement 62 ist vergleichbar zu der 4 mittels des Kernabschnitts 62a und der Randabschnitte 62b und 62c ausgeführt und aus einem kompakten Flüssigsilikonkautschuk (LSR) hergestellt.
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9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 60. Das Gehäuse 64 ist vergleichbar zu der 7 mit einem Fluorkautschuk und mit einer Materialstärke von 1 mm ausgeführt. Das elastische Festkörperelement 62 ist zweiteilig ausgeführt und aus einem kompakten Flüssigsilikonkautschuk hergestellt, wobei ein innerer Ring 62d ("Kern") von einem äußeren Ring 62e allseitig umschlossen ist. Wie in der Schnittdarstellung zu erkennen, weisen der innere Ring 62d und der äußere Ring 62e einen jeweils im Wesentlichen viereckigen radialen Querschnitt auf.
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Ähnlich zu den Ausführungsformen der 4, 6 und 8 können die jeweiligen polymeren Werkstoffe des elastischen Festkörperelements 62 chemisch verschieden sein, wodurch sich verbesserte Eigenschaften der Dämpfungseinrichtung 60 ergeben können. Ebenso ist es denkbar, den inneren Ring 62d gegebenenfalls nicht als elastischen Festkörper auszuführen, sondern als umlaufenden Hohlraum, welcher von dem äußeren Ring 62e allseitig umschlossen und beispielsweise mit Luft oder Stickoxid gefüllt ist.
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10 zeigt eine weitere Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 60. Das Gehäuse 64 ist vergleichbar zu den 7, 8 und 9 mit einem Fluorkautschuk (FKM) und mit einer Materialstärke von 1 mm ausgeführt. Das mehrteilige elastische Festkörperelement 62 (LSR, kompakt) weist einen insgesamt viereckigen radialen Querschnitt auf, welcher in etwa radialsymmetrisch mit einer 90-Grad-Periode ausgeführt ist. Dabei weist ein ringförmiges Kernelement 62f vorliegend vier elastische "Flügel" (ohne Bezugszeichen) auf, so dass es im Querschnitt einem vierblättrigen Kleeblatt ähnelt, wobei radial zwischen diesen Flügeln insgesamt vier bzw. acht elastische Füllelemente 62g angeordnet sind.
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11 zeigt eine weitere Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 60 ähnlich zu der Ausführungsform von 10. Im Unterschied zu der 10 ist der Querschnitt des mehrteiligen radialsymmetrischen elastischen Festkörperelements 62 elliptisch. Dabei weist das ringförmige Kernelement 62f ebenfalls vier elastische "Flügel" auf, wobei radial zwischen diesen Flügeln insgesamt vier elastische Füllelemente 62g angeordnet sind. Auch das Gehäuse 64 weist einen insgesamt elliptischen Querschnitt auf.
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12 zeigt eine weitere Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 60 ähnlich zu der Ausführungsform von 9. Im Unterschied zu der 9 ist der radiale Querschnitt des mehrteiligen radialsymmetrischen elastischen Festkörperelements 62 und auch des Gehäuses 64 elliptisch. Dabei ist der innere Ring 62d ebenso von dem äußeren Ring 62e allseitig umschlossen.
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13 zeigt eine weitere Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 60. Die vorliegende Darstellung zeigt beispielsweise einen radialen elliptischen Querschnitt der (ringförmig ausgeführten) Dämpfungseinrichtung 60 ähnlich zu der 12. Alternativ kann die vorliegende Darstellung jedoch auch eine insgesamt in etwa linsenförmig ausgeführte Dämpfungseinrichtung 60 zeigen.
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Das Gehäuse 64 umfasst jeweils eine in der Zeichnung obere und untere Halbschale 64d und 64e, welche, wie weiter unten beschrieben, miteinander verbunden sind bzw. verbunden werden. Die Halbschalen 64d und 64e sind beispielsweise aus unvernetzten Fluorkautschuk-Platten (FKM, Fluorkarbon-Kautschuk) mit einer Materialstärke von 1mm oder 2mm hergestellt. Das elastische Festkörperelement 62 umfasst vorliegend einen polymeren Schaum aus Flüssigsilikonkautschuk (LSR-Schaum).
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Bei der Herstellung der Dämpfungseinrichtung 60 von 13 und von nachfolgender 14 kann das elastische Festkörperelement 62 vorzugsweise von den FKM-Platten von zwei Seiten umfasst und anschließend mittels Wärmezufuhr und unter Druck sozusagen "umvulkanisiert" werden. Dadurch wird eine fluidbeständige "Außenhaut" für das elastische Festkörperelement 62 hergestellt.
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14 zeigt in einem in der Zeichnung mittleren und rechten Bereich eine weitere Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 60 in einer Schnittansicht ähnlich zu der 13. In einem in der Zeichnung linken Bereich ist in einem verkleinerten Maßstab eine gelochte elastische Scheibe 62h des elastischen Festkörperelements 62 entsprechend einer Ansicht A dargestellt.
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Vorliegend umfasst das elastische Festkörperelement 62 von 14 in einem axial mittleren Abschnitt drei gelochte elastische Scheiben 62h, welche in einem Schichtaufbau ("Elastomersandwich") übereinander geschichtet angeordnet sind. Die Scheiben 62h weisen kreisförmige Löcher 66 auf, welche in einer jeweiligen Ebene der Scheiben 62h versetzt angeordnet sind, wodurch im Wesentlichen isolierte Hohlräume gebildet sind.
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In einem in der Zeichnung oberen und unteren Abschnitt des elastischen Festkörperelements 62 sind vorliegend jeweils zwei ungelochte Deckscheiben 62k angeordnet. Ein jeweiliger individueller Durchmesser der gelochten Scheiben 62h und der ungelochten Deckscheiben 62k ist entsprechend dem vorliegenden elliptischen Querschnitt der Dämpfungseinrichtung 60 gewählt.
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Die Dämpfungseinrichtung 60 nach den 13 oder 14 kann wie folgt hergestellt werden: In einem ersten Schritt werden zwei Halbschalen 64d und 64e vorgeformt oder zumindest als plattenartige Elemente vorgefertigt. In einem zweiten Schritt wird das elastische Festkörperelement 62 in einer jeweils gewünschten Ausführungsform hergestellt. Dabei erfolgt die Herstellung der Halbschalen 64d und 64e sowie der das elastische Festkörperelement 62 bildenden Elemente vorzugsweise mittels Spritzgießen. In einem dritten Schritt wird das elastische Festkörperelement 62 zwischen den zwei Halbschalen 64d und 64e bzw. zwischen den zwei (noch) plattenartigen Elementen angeordnet. In einem vierten Schritt erfolgt mittels eines Presswerkzeugs eine äußere Druckbeaufschlagung bei gleichzeitiger Temperaturerhöhung derart, dass die Halbschalen 64d und 64e bzw. die plattenartigen Elemente in einem Bereich eines Randabschnitts miteinander und in einem übrigen Bereich mindestens punktweise mit dem elastischen Festkörperelement 62 verbunden (verschweißt) werden. Die derart montierte Dämpfungseinrichtung 60 wird dabei unter Druck vulkanisiert.
