DE102014206966A1 - High-pressure fuel pump for a fuel injection system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, umfassend ein Gehäuseteil (1) und einen Pumpenkolben (2), der über eine im Gehäuseteil (1) ausgebildete Zylinderbohrung (3) hubbeweglich geführt ist, ferner umfassend eine als Well- oder Faltenbalg ausgeführte Dichtung (4) zur Medientrennung, die einerseits am Gehäuseteil (1) und andererseits unmittelbar oder mittelbar am Pumpenkolben (2) befestigt ist, wobei die Dichtung (4) einen Ringraum (5) umschließt, Erfindungsgemäß besitzt der Pumpenkolben (2) einen Abschnitt mit vergrößertem Außendurchmesser zur Führung und/oder Abstützung der Dichtung (4).The invention relates to a high-pressure fuel pump for a fuel injection system for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, comprising a housing part (1) and a pump piston (2), which is guided in a liftable manner via a cylinder bore (3) formed in the housing part (1) a designed as a corrugated or bellows seal (4) for media separation, on the one hand on the housing part (1) and on the other hand directly or indirectly on the pump piston (2) is fixed, wherein the seal (4) enclosing an annular space (5), according to the invention possesses Pump piston (2) has a section with enlarged outer diameter for guiding and / or supporting the seal (4).
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a high-pressure fuel pump for a fuel injection system for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine having the features of the preamble of
Stand der TechnikState of the art
Eine vorzugsweise als Steckpumpe ausgeführte Kraftstoffhochdruckpumpe zur Einspeisung von hochdruckbeaufschlagtem Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine geht beispielhaft aus der Offenlegungsschrift
Faltenbalg-Dichtungen der vorstehend genannten Art können aus Kunststoff oder Metall gefertigt sein. Ihre Lebensdauer hängt insbesondere von deren Belastung im Betrieb der Hochdruckpumpe ab. Beispielsweise kann ein Druckanstieg innerhalb eines Ringraums, der von der Dichtung umschlossen wird, zu einer Belastung führen, die ein Ausknicken oder Ausbeulen der Dichtung zur Folge hat. Dadurch kann die Lebensdauer der Dichtung erheblich reduziert werden. Um den Ringraum zu entlasten, kann im Gehäuseteil wenigstens eine Entlastungsbohrung vorgesehen werden, welche den Ringraum mit einem Niederdruckbereich der Kraftstoffhochdruckpumpe verbindet. Eine solche Entlastungsbohrung verringert jedoch die Festigkeit des Gehäuseteils und erhöht zudem den Fertigungsaufwand.Bellows seals of the aforementioned type may be made of plastic or metal. Their lifetime depends in particular on their load during operation of the high-pressure pump. For example, an increase in pressure within an annulus enclosed by the seal can result in a stress that results in buckling or buckling of the seal. This can significantly reduce the life of the seal. To relieve the annulus, at least one relief bore can be provided in the housing part, which connects the annulus with a low pressure region of the high-pressure fuel pump. However, such a relief bore reduces the strength of the housing part and also increases the manufacturing cost.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit einer als Well- oder Faltenbalg ausgeführten Dichtung zur Medientrennung derart weiterzubilden, dass die Lebensdauer der Dichtung erhöht und demzufolge eine dauerhaft sichere Medientrennung gewährleistet ist. Ferner soll die Kraftstoffhochdruckpumpe einfach und kostengünstig herstellbar sein.The invention is therefore the object of developing a high-pressure fuel pump with a designed as a corrugated or bellows seal for media separation such that the life of the seal increases and consequently a permanently secure media separation is ensured. Furthermore, the high-pressure fuel pump should be simple and inexpensive to produce.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a high-pressure fuel pump with the features of
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die für ein Kraftstoffeinspritzsystem zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine vorgeschlagene Kraftstoffhochdruckpumpe umfasst ein Gehäuseteil und einen Pumpenkolben, der über eine im Gehäuseteil ausgebildete Zylinderbohrung hubbeweglich geführt ist. Ferner umfasst die Kraftstoffhochdruckpumpe eine als Well- oder Faltenbalg ausgeführte Dichtung zur Medientrennung, die einerseits am Gehäuseteil und andererseits unmittelbar oder mittelbar am Pumpenkolben befestigt ist, wobei die Dichtung einen Ringraum umschließt. Erfindungsgemäß besitzt der Pumpenkolben einen Abschnitt mit vergrößertem Außendurchmesser zur Führung und/oder Abstützung der Dichtung. Die als Well- oder Faltenbalg ausgeführte Dichtung wird somit radial innen geführt. Die Führung bewirkt zugleich eine Abstützung, die wiederum die Gefahr des Ausknickens und/oder Ausbeulens der Dichtung reduziert. Dadurch wird die Lebensdauer der Dichtung erhöht. Ferner kann der der Führung dienende Abschnitt in einfacher Weise realisiert werden, indem beispielsweise der Pumpenkolben gestuft ausgeführt ist und im Bereich der Führung einen vergrößerten Außendurchmesser besitzt. Ferner kann der Pumpenkolben zur Realisierung des Führungsabschnitts mehrteilig ausgeführt sein.The proposed for a fuel injection system for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine high-pressure fuel pump comprises a housing part and a pump piston which is guided in a liftable manner via a cylinder bore formed in the housing part. Further, the high-pressure fuel pump comprises a corrugated or bellows designed seal for media separation, which is attached on the one hand on the housing part and on the other hand directly or indirectly on the pump piston, wherein the seal encloses an annular space. According to the invention, the pump piston has a section with an enlarged outer diameter for guiding and / or supporting the seal. The designed as a corrugated or bellows seal is thus guided radially inward. The guide also causes a support, which in turn reduces the risk of buckling and / or buckling of the seal. This increases the life of the seal. Furthermore, the portion serving the guide can be realized in a simple manner, for example by the pump piston is stepped and executed in the region of the guide has an enlarged outer diameter. Furthermore, the pump piston can be designed in several parts to realize the guide section.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Pumpenkolben mehrteilig ausgeführt und besitzt ein hülsenförmiges Teil zur Vergrößerung seines Außendurchmessers. Das hülsenförmige Teil ist vorzugsweise auf ein weiteres Teil, das den eigentlichen Pumpenkolben bildet, aufgesetzt. Die mehrteilige Ausführung des Pumpenkolbens vereinfacht die Herstellung, da das zur Aufnahme des hülsenförmigen Teils vorgesehene Teil mit gleichbleibendem Außendurchmesser ausgeführt werden kann. Die axiale Erstreckung des hülsenförmigen Teils ist vorzugsweise geringer als die des weiteren Teils zur Aufnahme des hülsenförmigen Teils, so dass das weitere Teil an zumindest einem Ende über das hülsenförmige Teil vorsteht.According to a preferred embodiment of the invention, the pump piston is designed in several parts and has a sleeve-shaped part to increase its outer diameter. The sleeve-shaped part is preferably mounted on another part, which forms the actual pump piston. The multi-part design of the pump piston simplifies the production, since the intended for receiving the sleeve-shaped part part can be performed with constant outside diameter. The axial extent of the sleeve-shaped part is preferably less than that of the further part for receiving the sleeve-shaped part, so that the further part projects beyond the sleeve-shaped part at at least one end.
Der Einfachheit halber wird das „weitere Teil“ des Pumpenkolbens, welches das hülsenförmige Teil aufnimmt, nachfolgend als Pumpenkolben bezeichnet.For simplicity, the "further part" of the pump piston, which receives the sleeve-shaped part, hereinafter referred to as the pump piston.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das hülsenförmige Teil auf den Pumpenkolben aufgepresst oder aufgeklebt ist. Eine Press- oder Klebeverbindung ist in einfacher und kostengünstiger Weise herstellbar.In a further development of the invention it is proposed that the sleeve-shaped part is pressed or glued to the pump piston. A press or adhesive connection can be produced in a simple and cost-effective manner.
Vorteilhafterweise ist das hülsenförmige Teil über eine Stirnfläche an einem Absatz des Pumpenkolbens abgestützt. Der Absatz verhindert ein Abrutschen des hülsenförmigen Teils vom Pumpenkolben und dient demnach der Lagefixierung in axialer Richtung. Zudem bildet der Absatz eine Art Anschlag aus, der die genaue axiale Lage bei der Montage des mehrteilig ausgeführten Pumpenkolbens vorgibt. Zur Ausbildung des Absatzes ist vorzugsweise das der Zylinderbohrung abgewandte Ende des Pumpenkolbens mit einem Ringbund versehen, der gegenüber dem Pumpenkolben einen vergrößerten Außendurchmesser besitzt. Advantageously, the sleeve-shaped part is supported via an end face on a shoulder of the pump piston. The paragraph prevents slipping of the sleeve-shaped part of the pump piston and thus serves to fix the position in the axial direction. In addition, the paragraph forms a kind of stop, which specifies the exact axial position during assembly of the multi-part pump piston executed. To form the shoulder, the end of the pump piston facing away from the cylinder bore is preferably provided with an annular collar which has an enlarged outer diameter relative to the pump piston.
Das hülsenförmige Teil ist bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Edelstahl, gefertigt. Dadurch steigt die Robustheit bzw. Verschleißfestigkeit des hülsenförmigen Teils, das im Betrieb der Hochdruckpumpe einer dynamischen Belastung durch die als Well- oder Faltenbalg ausgeführte Dichtung ausgesetzt ist. Denn im Saugbetrieb der Hochdruckpumpe wird der Well- oder Faltenbalg gestreckt und im Förderbetrieb gestaucht, wobei die radial innen zu liegen kommenden Wellenberge oder Falten in Reibkontakt mit der Außenumfangsfläche des hülsenförmigen Teils gelangen. Alternativ oder ergänzend kann das hülsenförmige Teil eine verschleißresistente Beschichtung besitzen, die vorzugsweise außenumfangseitig auf dem hülsenförmigen Teil aufgebracht ist.The sleeve-shaped part is preferably made of metal, in particular stainless steel. As a result, the robustness or wear resistance of the sleeve-shaped part, which is exposed during operation of the high-pressure pump of a dynamic load through the designed as a corrugated or bellows seal increases. Because in the suction operation of the high-pressure pump, the corrugated or bellows is stretched and compressed in the conveying operation, wherein the radially inwardly coming wave crests or folds come into frictional contact with the outer peripheral surface of the sleeve-shaped part. Alternatively or additionally, the sleeve-shaped part may have a wear-resistant coating, which is preferably applied to the sleeve-shaped part on the outer peripheral side.
Bevorzugt ist die als Well- oder Faltenbalg ausgeführte Dichtung aus Kunststoff oder Metall gefertigt. Beide Werkstoffe erlauben in einfacher Weise eine flüssigkeitsdichte Anbindung der Dichtung an das Gehäuseteil bzw. an den Pumpenkolben.Preferably, the seal designed as a corrugated or bellows is made of plastic or metal. Both materials allow in a simple manner a liquid-tight connection of the seal to the housing part or to the pump piston.
Weiterhin bevorzugt ist die als Well- oder Faltenbalg ausgeführte Dichtung über eine Schweiß- oder Klebeverbindung mit dem Gehäuseteil und/oder dem Pumpenkolben verbunden. Eine Schweiß- oder Klebeverbindung stellt eine flüssigkeitsdichte Verbindung dar, so dass die gewünschte Trennung der Medien Kraftstoff und Öl sichergestellt ist.Further preferably, the seal designed as a corrugated or bellows is connected via a welded or adhesive connection to the housing part and / or the pump piston. A welded or glued joint provides a liquid-tight connection so that the desired separation of the fuel and oil media is ensured.
Als weiterbildende Maßnahme wird vorgeschlagen, dass die als Well- oder Faltenbalg ausgeführte Dichtung zumindest an einem Ende einen hülsenförmigen Bundabschnitt zur Verbindung mit dem Gehäuseteil und/oder dem Pumpenkolben besitzt. Der hülsenförmige Bundabschnitt zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass er keine Wellen oder Falten besitzt und somit die flüssigkeitsdichte Verbindung mit dem Gehäuseteil und/oder dem Pumpenkolben erleichtert. Vorzugsweise sind an beiden Enden der als Well- oder Faltenbalg ausgeführten Dichtung hülsenförmige Bundabschnitte vorgesehen.As a further development measure, it is proposed that the seal designed as a corrugated or bellows has a sleeve-shaped collar section at least at one end for connection to the housing part and / or the pump piston. The sleeve-shaped collar portion is characterized in particular by the fact that it has no waves or wrinkles and thus facilitates the liquid-tight connection with the housing part and / or the pump piston. Preferably, sleeve-shaped collar sections are provided at both ends of the seal designed as a corrugated or bellows.
Ein hülsenförmiger Bundabschnitt der Dichtung umgibt bevorzugt einen hohlzylinderförmigen Ansatz des Gehäuseteils. Der hülsenförmige Bundabschnitt kommt dabei an einer Außenumfangsfläche des hohlzylinderförmigen Ansatzes des Gehäuseteils zu liegen und kann in einfacher Weise, beispielsweise mittels einer Schweiß- oder Klebeverbindung, am hohlzylinderförmigen Ansatz flüssigkeitsdicht befestigt werden.A sleeve-shaped collar portion of the seal preferably surrounds a hollow cylindrical projection of the housing part. The sleeve-shaped collar portion comes to lie on an outer peripheral surface of the hollow cylindrical projection of the housing part and can be attached in a simple manner, for example by means of a welding or adhesive connection, liquid-tight on the hollow cylindrical approach.
Ein weiterer hülsenförmiger Bundabschnitt am anderen Ende der Dichtung kann demgegenüber unmittelbar an einer Außenumfangsfläche des Pumpenkolbens flüssigkeitsdicht befestigt werden.In contrast, another sleeve-shaped collar section at the other end of the seal can be fastened in a liquid-tight manner directly on an outer peripheral surface of the pump piston.
Um eine optimale Führung und/oder Abstützung der Dichtung zu bewirken, liegt die Dichtung bevorzugt an der Außenumfangsfläche des Kolbenabschnitts bzw. des Kolbenteils mit vergrößertem Außendurchmesser an. Um im Bereich des Durchmesserversprungs keine ringförmige Anschlagfläche auszubilden, über welche die Bewegungsfreiheit der Dichtung eingeschränkt werden könnte, wird ferner vorgeschlagen, dass der Abschnitt des Pumpenkolbens mit vergrößertem Außendurchmesser zur Führung und/oder Abstützung der Dichtung an wenigstens einem Ende in einen konisch ausgebildeten Abschnitt übergeht. Der konisch ausgebildete Abschnitt bildet eine Art Rampe aus, über welche sich die Wellenberge der Dichtung beim Stauchen auf den Führungsabschnitt schieben können.In order to effect an optimal guidance and / or support of the seal, the seal is preferably located on the outer peripheral surface of the piston portion or of the piston part with an enlarged outer diameter. In order not to form an annular abutment surface in the region of the diameter displacement, by way of which the freedom of movement of the seal could be restricted, it is further proposed that the section of the pump piston of enlarged outside diameter for guiding and / or supporting the seal merge at at least one end into a conically formed section , The conical section forms a kind of ramp over which the peaks of the seal can push on the guide section during upsetting.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. These show:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Die in der
Der Pumpenkolben
Die Dichtung
Im Ausführungsbeispiel der
Die als Wellbalg ausgeführte Dichtung
Eine Abwandlung der Ausführungsform der
Die Ausführungsform der
Um eine Auflauframpe für den Wellbalg zu bilden, weist das hülsenförmige Teil
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- 2014-04-10 DE DE102014206966.1A patent/DE102014206966A1/en not_active Withdrawn
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