DE102014201849A1 - Pump for conveying a fluid - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Pumpe zur Förderung eines Fluids, aufweisend einen Pumpenzylinderkopf (2) mit einem Pumpenzylinder (3) und einen in einer Zylinderführung (4) in dem Pumpenzylinder (3) translatorisch auf und ab bewegbaren Pumpenstößel (5), wobei der Pumpenstößel (5) gegenüber dem Pumpenzylinder (3) unter Bildung eines inneren Dichtungsraums (18) und eines äußeren Dichtungsraums (19) mittels einer mit dem Pumpenzylinder (3) und dem Pumpenstößel (4) zusammenwirkenden Dichtung (16) abgedichtet ist, und wobei der der Zylinderführung (4) zugewandte Dichtungsraum (18) über eine Verbindung mit einem Niederdruckbereich des Fluids verbunden ist. Erfindungsgemäß wird eine Pumpe zur Förderung eines Fluids bereitgestellt, die hinsichtlich ihrer Funktion, insbesondere bei dem Auftreten von Druckpulsationen durch Leckagefluid, verbessert ist. Erreicht wird dies dadurch, dass die Verbindung mehrere um die Zylinderführung (4) in dem Pumpenzylinder (3) angeordnete Kanäle (20) aufweist, die in eine Ringnut (21) einmünden, die im Bereich des Übergangs des Pumpenzylinderkopfs (2) zum Pumpenzylinder (3) angeordnet ist. Die Ringnut ist strömungsverlustfrei mit dem Niederdrucksystem der Pumpe verbunden.The invention relates to a pump for conveying a fluid, comprising a pump cylinder head (2) with a pump cylinder (3) and a pump slide (5) translatable up and down in a cylinder guide (4) in the pump cylinder (3). 5) is sealed to the pump cylinder (3) to form an inner seal space (18) and an outer seal space (19) by means of a seal (16) cooperating with the pump cylinder (3) and the pump plunger (4), and wherein the cylinder guide (4) facing seal space (18) is connected via a connection with a low pressure region of the fluid. According to the invention, a pump for delivering a fluid is provided, which is improved in terms of its function, in particular in the occurrence of pressure pulsations by leakage fluid. This is achieved in that the connection has a plurality of channels (20) arranged around the cylinder guide (4) in the pump cylinder (3) and opening into an annular groove (21) which, in the region of the transition of the pump cylinder head (2) to the pump cylinder (2). 3) is arranged. The annular groove is connected without loss of flow to the low-pressure system of the pump.
Description
Die Erfindung betrifft eine Pumpe zur Förderung eines Fluids, aufweisend einen mit einem Pumpenzylinderkopf verbundenen Pumpenzylinder und einen in einer Zylinderführung in dem Pumpenzylinder translatorisch auf und ab bewegbaren Pumpenstößel, wobei der Pumpenstößel gegenüber dem Pumpenzylinder unter Bildung eines inneren Dichtungsraums und eines äußeren Dichtungsraums mittels einer mit dem Pumpenzylinder und dem Pumpenstößel zusammenwirkenden Dichtung abgedichtet ist, und wobei der der Zylinderführung zugewandte Dichtungsraum über eine Verbindung mit einem Niederdruckbereich des Fluids verbunden ist.The invention relates to a pump for conveying a fluid, comprising a connected to a pump cylinder head pump cylinder and a cylinder guide in the pump cylinder translationally movable up and down pump plunger, the pump plunger relative to the pump cylinder to form an inner seal chamber and an outer seal chamber by means of a the gas cylinder and the pump plunger cooperating seal is sealed, and wherein the cylinder guide facing seal chamber is connected via a connection with a low pressure region of the fluid.
Stand der TechnikState of the art
Eine derartige Pumpe zur Förderung eines Fluids ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe zur Förderung eines Fluids bereitzustellen, die hinsichtlich ihrer Funktion, insbesondere bei dem Auftreten von Druckpulsationen durch Leckagefluid, verbessert ist.The invention has for its object to provide a pump for conveying a fluid, which is improved in terms of their function, especially in the occurrence of pressure pulsations by leakage fluid.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Verbindung mehrere um die Zylinderführung angeordnete Kanäle aufweist. Durch diese Kanäle kann in den inneren Dichtungsraum gelangendes Leckagefluid abgeführt werden und bei der Auf- und Abbewegung des Pumpenstößels auftretende Druckpulsationen werden wirkungsvoll abgebaut. Mehrere Kanäle gegenüber nur einem einzigen entsprechend größer dimensionierten Kanal haben den Vorteil, dass diese problemlos beispielsweise in dem Pumpenzylinder untergebracht werden können und nicht zu einer örtlichen Schwächung oder Belastung des Pumpenzylinders führen.This object is achieved in that the connection has a plurality of channels arranged around the cylinder guide. Through these channels can be discharged dissipating fluid in the inner sealing space and occurring during the up and down movement of the pump plunger pressure pulsations are effectively reduced. Several channels compared to only a single correspondingly larger-sized channel have the advantage that they can be easily accommodated, for example, in the pump cylinder and do not lead to a local weakening or stress on the pump cylinder.
In Weiterbildung der Erfindung sind die Kanäle ringförmig um die Zylinderführung in den Pumpenzylinder eingelassen. Diese Ausgestaltung gewährleistet eine symmetrische Anordnung der Kanäle, die hinsichtlich der Fertigung und insbesondere hinsichtlich der durch die Kanäle verursachten Einwirkungen auf den Pumpenzylinder vorteilhaft ist.In a further development of the invention, the channels are embedded in a ring around the cylinder guide in the pump cylinder. This embodiment ensures a symmetrical arrangement of the channels, which is advantageous in terms of manufacturing and in particular with regard to the effects caused by the channels on the pump cylinder.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Kanäle als Bohrungen ausgebildet. Solche Bohrungen können bei der Fertigung des Pumpenzylinders einfach gefertigt werden. Dabei können alle Bohrungen gegebenenfalls zusammen mit der Zylinderführung mittels eines geeigneten Mehrfachbohrwerkzeugs in einem Arbeitsgang gefertigt werden.In a further embodiment of the invention, the channels are formed as bores. Such holes can be easily made in the manufacture of the pump cylinder. In this case, all holes can optionally be made together with the cylinder guide by means of a suitable Mehrfachbohrwerkzeugs in one operation.
In Weiterbildung der Erfindung weisen die Kanäle einen Durchmesser von 1 mm bis 5 mm, bevorzugt 2 bis 4 mm, ganz bevorzugt 3 mm auf. Hierbei erfolgt die Auswahl des jeweiligen Durchmessers in Abhängigkeit von der Größe der Pumpe und der Anzahl der Bohrungen. So ergibt sich beispielsweise bei einer in weiterer Ausgestaltung vorgesehenen Anzahl von sechs Kanälen, die um die Zylinderführung für den Pumpenstößel angeordnet sind, bei einem Kanaldurchmesser von 3 mm eine Querschnittsfläche von 42,4 qmm. Diese Querschnittsfläche reicht aus, um die in dem inneren Dichtungsraum auftretenden Druckpulsationen und den herrschenden Innendruck auf ein Minimum zu begrenzen.In a further development of the invention, the channels have a diameter of 1 mm to 5 mm, preferably 2 to 4 mm, most preferably 3 mm. Here, the selection of the respective diameter in dependence on the size of the pump and the number of holes. Thus, for example, given a further embodiment of a number of six channels, which are arranged around the cylinder guide for the pump tappet, results in a channel diameter of 3 mm, a cross-sectional area of 42.4 sq mm. This cross-sectional area is sufficient to minimize the pressure pulsations and the prevailing internal pressure occurring in the inner seal space.
In Weiterbildung der Erfindung münden die Kanäle in eine Ringnut in dem Pumpenzylinderkopf ein. Diese Ringnut ist im Bereich eines Übergangs vom Pumpenzylinderkopf zum Pumpenzylinder angeordnet und kann beispielsweise mittels einer Scheibenfräse als nach außen offene Ringnut problemlos gefertigt werden. In a further development of the invention, the channels open into an annular groove in the pump cylinder head. This annular groove is arranged in the region of a transition from the pump cylinder head to the pump cylinder and can be easily manufactured for example by means of a disc milling machine as an outwardly open annular groove.
In Weiterbildung der Erfindung wirkt die Ringnut mit einer Außenringnut zusammen, die wiederum in weiterer Ausgestaltung in die Pumpe, insbesondere in dem Pumpenzylinderkopf, und/oder ein die Pumpe aufnehmenden Gehäuse ausgebildet ist. Die Außenringnut ist seinerseits wiederum in weiterer Ausgestaltung mit einer entsprechend dimensionierten Abflussleitung in der Pumpe oder dem Gehäuse verbunden. Die Außenringnut und die Abführleitung sind so dimensioniert, dass keine Drosselung des durch die Kanäle gegebenen Strömungsquerschnitt gegeben ist. Hierbei ist insbesondere die Ringnut mit einer Tiefe so ausgeführt, dass die Kanäle mit einer Querschnittsfläche von beispielsweise 18 mm2 freigestellt werden. Weiterhin weist die Abführleitung beispielsweise einen Durchmesser von 7 mm oder knapp mehr auf, so dass sich auch hier eine Querschnittsfläche ergibt, die zumindest in etwa der Gesamtquerschnittsfläche der Kanäle entspricht.In a further development of the invention, the annular groove cooperates with an outer annular groove, which in turn is formed in a further embodiment in the pump, in particular in the pump cylinder head, and / or a housing housing the pump. The outer annular groove is in turn connected in turn in a further embodiment with a correspondingly sized drain line in the pump or the housing. The outer ring groove and the discharge line are dimensioned such that no throttling of the given through the channels flow cross-section is given. Here, in particular, the annular groove is designed with a depth so that the channels are released with a cross-sectional area of, for example, 18 mm 2 . Furthermore, the discharge line, for example, a diameter of 7 mm or just over, so that here also results in a cross-sectional area which corresponds at least approximately to the total cross-sectional area of the channels.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Außenringnut gegenüber der Pumpe und dem Gehäuse abgedichtet, um sicherzustellen, dass kein Fluid in die Umgebung austreten kann.In a further development of the invention, the outer annular groove is sealed against the pump and the housing to ensure that no fluid can escape into the environment.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Pumpe eine Kraftstoffhochdruckpumpe und das Fluid Kraftstoff. Wenn auch der Gegenstand der Erfindung bei einer beliebigen Pumpe angewendet werden kann, ist die bevorzugte Anwendung bei einer Kraftstoffhochdruckpumpe gegeben. Mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe wird ein Kraftstoffdruck von bis zu 3.000 bar erzeugt, wobei dieser Kraftstoffdruck zwangsläufig eine geringe Leckage von Kraftstoff entlang der Zylinderführung in den darunter liegenden inneren Dichtungsraum verursacht. Dieser Leckagekraftstoff übt auf die beispielsweise als Metallfaltenbalgdichtung ausgebildete Dichtung einen Druck aus, der durch die erfindungsgemäße Abführung des Leckagekraftstoffs und den Druckausgleich durch die Kanäle mit dem Niederdrucksystem die Dichtung in keiner Weise und keinem Betriebszustand überbelasten kann. In a further embodiment of the invention, the pump is a high-pressure fuel pump and the fluid fuel. Although the object of the invention can be applied to any pump, the preferred application is in a high-pressure fuel pump. With a high-pressure fuel pump, a fuel pressure of up to 3,000 bar is generated, which fuel pressure inevitably causes a small leakage of fuel along the cylinder guide into the underlying inner seal chamber. This leakage fuel exerts a pressure on the seal formed, for example, as a metal bellows seal, which can not overload the seal in any way and due to the discharge of the leakage fuel according to the invention and the pressure equalization through the channels with the low-pressure system.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.Further advantageous embodiments of the invention are described in the drawings, in which an illustrated in the figures embodiment of the invention is described in detail.
Es zeigen:Show it:
In dem Pumpenzylinderkopf
Der dem Pumpenarbeitsraum
Unterhalb des Pumpenzylinders
Die Kanäle
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kraftstoffhochdruckpumpe
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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2014
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