DE102017209293A1 - High-pressure fuel pump, as well as fuel filter device - Google Patents
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Abstract
Eine Kraftstoff-Filtereinrichtung (50) umfasst einen ringförmigen Basisabschnitt (52) und einen sich von diesem aus erstreckenden insgesamt mindestens in etwa zylindrischen Filterabschnitt (54), wobei der Filterabschnitt (54) eine Mehrzahl von sich in einer Längsrichtung (62) vom Basisabschnitt (52) aus erstreckenden Stegabschnitte (56), jeweils zwischen zwei benachbarten Stegabschnitten (56) einen Siebabschnitt (58), und einen vom Basisabschnitt (52) in Längsrichtung (62) gesehen entfernt angeordneten Endabschnitt (60) aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass ein zum Basisabschnitt (52) benachbarter erster Randbereich (66) des Siebabschnitts (56) und/oder ein zum Endabschnitt (60) benachbarter zweiter Randbereich (68) des Siebabschnitts (58) von einem Zentrum (70) des Siebabschnitts (58) aus gesehen zu diesem Zentrum (70) hin konkav gekrümmt sind/ist. A fuel filter device (50) comprises an annular base section (52) and a generally at least approximately cylindrical filter section (54) extending therefrom, the filter section (54) having a plurality extending in a longitudinal direction (62) from the base section (54). 52) of extending web portions (56), in each case between two adjacent web portions (56) has a screen portion (58), and a remote from the base portion (52) in the longitudinal direction (62) disposed end portion (60). It is proposed that a first edge region (66) of the screen section (56) adjacent to the base section (52) and / or a second edge section (68) of the screen section (58) adjacent to the end section (60) extend from a center (70) of the screen section (58) are concavely curved towards this center (70).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft Kraftstoff-Hochdruckpumpen sowie Kraftstoff-Filtereinrichtungen nach den Oberbegriffen der nebengeordneten Ansprüche.The invention relates to high-pressure fuel pumps and fuel filter devices according to the preambles of the independent claims.
Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch Kraftstoff-Hochdruckpumpen sowie Kraftstoff-Filtereinrichtungen mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich darüber hinaus in der nachfolgenden Beschreibung sowie in der Zeichnung. Die dort offenbarten Merkmale können dabei sowohl in Alleinstellung als auch in ganz unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.The problem underlying the invention is solved by high-pressure fuel pumps and fuel filter devices with the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention are specified in subclaims. For the invention important features can also be found in the following description and in the drawing. The features disclosed therein can be important for the invention both alone and in completely different combinations, without being explicitly referred to again.
Eine erfindungsgemäße Kraftstoff-Hochdruckpumpe umfasst ein Pumpengehäuse, einen Einlass, eine Kraftstoff-Filtereinrichtung, einen Förderabschnitt und einen Auslass. Die Kraftstoff-Filtereinrichtung weist einen ringförmigen Basisabschnitt und einen sich von dieser aus erstreckenden insgesamt mindestens in etwa zylindrischen Filterabschnitt auf. Der Filterabschnitt wiederum weist eine Mehrzahl von Stegabschnitten auf, die sich in Längsrichtung vom Basisabschnitt aus erstrecken. Jeweils zwischen zwei benachbarten Stegabschnitten ist ein Siebabschnitt angeordnet. Zu der Kraftstoff-Filtereinrichtung gehört ferner ein vom Basisabschnitt in Längsrichtung gesehen entfernt angeordneter kappenartiger Endabschnitt. Ein zum Basisabschnitt benachbarter erster Randbereich des Siebabschnitts und/oder ein zum Endabschnitt benachbarter zweiter Randbereich des Siebabschnitt sind/ist von einem in der Ebene einer Mantelfläche des zylindrischen Filterabschnitts liegenden Zentrum des Siebabschnitts aus gesehen zu diesem Zentrum hin konkav gekrümmt.A fuel high-pressure pump according to the invention comprises a pump housing, an inlet, a fuel filter device, a delivery section and an outlet. The fuel filter device has an annular base portion and a total of at least approximately cylindrical filter portion extending therefrom. The filter section in turn has a plurality of web sections which extend in the longitudinal direction from the base section. In each case between two adjacent web sections a screen section is arranged. The fuel filter device further includes a cap-like end portion arranged remotely from the base portion in the longitudinal direction. A first edge region of the sieve section adjacent to the base section and / or a second edge region of the screen section adjacent to the end section are / is concavely curved toward this center as viewed from a center of the screen section lying in the plane of a lateral surface of the cylindrical filter section.
Die erste erfindungsgemäße Kraftstoff-Hochdruckpumpe weist gegenüber dem Stand der Technik eine erhöhte Lebensdauer und Zuverlässigkeit auf, sowie eine über die Lebensdauer gesehen verbesserte Pumpleistung. Dies wird erreicht, indem die Stegabschnitte in den axialen Randbereichen der Siebabschnitte verstärkt ausgeführt werden, indem sie in Umfangsrichtung gesehen breiter ausgeführt sind. Dies wird wiederum dadurch bewirkt, dass der erste axiale Randbereich bzw. der zweite axiale Randbereich eines Siebabschnitts vom Zentrum des Siebabschnitts aus gesehen konkav gekrümmt ist. Insgesamt werden auf diese Weise in der Draufsicht abgerundete Randbereiche eines Siebabschnitts realisiert. Es versteht sich dabei, dass die konkave Krümmung, die hier gemeint ist, nicht jene ohnehin vorhandene in Umfangsrichtung verlaufende Krümmung um eine Längsachse der Kraftstoff-Filtereinrichtung ist. Vielmehr liegt die hier gemeinte konkave Krümmung quasi in der Ebene einer zylindrischen Mantelfläche der Kraftstoff-Filtereinrichtung und verläuft sozusagen in axialer Richtung.The first high-pressure fuel pump according to the invention has an increased service life and reliability compared to the prior art, as well as improved pump performance over the service life. This is achieved by the web portions are made reinforced in the axial edge regions of the screen sections by being made wider in the circumferential direction. This is in turn caused by the fact that the first axial edge region or the second axial edge region of a sieve section is concavely curved as seen from the center of the sieve section. Overall, rounded edge regions of a sieve section are realized in this way in plan view. It is understood that the concave curvature, which is meant here, is not that already existing in the circumferential direction extending curvature about a longitudinal axis of the fuel filter device. Rather, the concave curvature meant here is quasi in the plane of a cylindrical jacket surface of the fuel filter device and runs, as it were, in the axial direction.
Die erste erfindungsgemäße Kraftstoff-Hochdruckpumpe sowie die entsprechende Kraftstoff-Filtereinrichtung basieren auf der Erkenntnis, dass bei einer Durchströmung der Kraftstoff-Filtereinrichtung von außen nach innen, wie sie bei zahlreichen Kraftstoff-Hochdruckpumpen vorliegt, die Gefahr besteht, dass ein Siebabschnitt, der von einer Längsachse der Kraftstoff-Filtereinrichtung aus gesehen eigentlich nach außen gekrümmt ist, nach innen klappt.Dies gilt insbesondere dann, wenn sich auf dem Siebabschnitt Schmutzpartikel angelagert haben. Auch hierdurch kommt es zu einer erheblichen Biegebelastung der Stegabschnitte vor allem in jenen Bereichen, die zum Basisabschnitt bzw. zum Endabschnitt benachbart sind, wodurch die Gefahr eines Bruchs eines Stegabschnitts in diesen Bereichen erhöht wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn es durch Lastwechsel zu einem Hin- und Her-Klappen eines Siebabschnitts kommt. Dies sind jedoch genau jene Bereiche, die aufgrund der erfindungsgemäßen Auslegung nunmehr breiter und somit verstärkt sind, wodurch eine Bruchgefahr in diesen Bereichen wiederum reduziert wird.The first fuel high-pressure pump according to the invention and the corresponding fuel filter device are based on the recognition that when flowing through the fuel filter device from the outside inwards, as it is present in many high-pressure fuel pumps, there is a risk that a strainer section of a Seen longitudinal axis of the fuel filter device is actually outwardly curved, folds inwardly. This is especially true if have deposited on the wire section dirt particles. This also leads to a considerable bending load of the web portions, especially in those areas which are adjacent to the base portion or the end portion, whereby the risk of breakage of a web portion is increased in these areas. This is especially true when it comes to a back and forth flaps of a wire section due to load changes. However, these are precisely those areas that are now wider and thus reinforced due to the inventive design, whereby a risk of breakage in these areas is again reduced.
Zwar wird durch die erfindungsgemäße Maßnahme die für die Durchströmung zur Verfügung stehende Fläche eines Siebabschnitts reduziert. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass sich diese Reduktion nur geringfügig bzw. vernachlässigbar auf den Wirkungsgrad bzw. die Pumpleistung der Kraftstoff-Hochdruckpumpe auswirkt.Although the measure available for the flow surface of a wire section is reduced by the inventive measure. However, it has been found that this reduction has only a minor or negligible effect on the efficiency or the pumping capacity of the high-pressure fuel pump.
In einer ersten Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass der erste und/oder der zweite Randbereich elliptisch oder parabolisch oder kreisförmig gekrümmt sind. Eine elliptische oder parabolische Krümmung hat den Vorteil, dass hierdurch die Verbreiterung der Stegabschnitte in der unmittelbaren Nachbarschaft zum Basisabschnitt und/oder zum Endabschnitt besonders groß ist. Wird eine Ellipse als Basisgeometrie verwendet, kann sie aus einem Kegel- oder Zylinderschnitt erzeugt sein.In a first development, it is proposed that the first and / or the second Edge region are elliptical or parabolic or circular curved. An elliptical or parabolic curvature has the advantage that in this way the broadening of the web sections in the immediate vicinity of the base section and / or the end section is particularly large. If an ellipse is used as the base geometry, it can be generated from a conical or cylindrical section.
Ferner ist möglich, dass, in Längsrichtung gesehen, die Länge des gekrümmten ersten Randbereichs, der also zu dem Basisabschnitt benachbart ist, größer ist als die Länge des gekrümmten zweiten Randbereichs, der also zu dem Endabschnitt benachbart ist. Dem liegt die Überlegung zugrunde, dass dann, wenn der entsprechende Siebabschnitt aufgrund der Durchströmung von außen nach innen nach innen klappt, jener Bereich des Siebabschnitts, der dann den geringsten Abstand zur Längsachse der Kraftstoff-Filtereinrichtung aufweist und damit am stärksten drosselt, nicht in der Mitte zwischen dem Basisabschnitt und dem Endabschnitt liegt, sondern zum Endabschnitt hin verschoben ist, also näher zum Endabschnitt liegt als zum Basisabschnitt. Somit steht für das Abströmen des Kraftstoffs aus der Kraftstoff-Filtereinrichtung ein insgesamt größerer Querschnitt zur Verfügung, wodurch das Gesamtdruckgefälle über die Kraftstoff-Filtereinrichtung reduziert wird.Furthermore, it is possible that, seen in the longitudinal direction, the length of the curved first edge region, which is thus adjacent to the base portion, is greater than the length of the curved second edge portion, which is thus adjacent to the end portion. This is based on the consideration that when the corresponding screen section works due to the flow from outside to inside, that area of the screen section, which then has the smallest distance to the longitudinal axis of the fuel filter device and thus throttles the strongest, not in the Center is located between the base portion and the end portion, but is shifted towards the end portion, that is closer to the end portion than the base portion. Thus, an overall larger cross section is available for the outflow of the fuel from the fuel filter device, whereby the total pressure gradient is reduced via the fuel filter device.
Besonders vorteilhaft ist ferner, wenn ein seitlicher Übergangsbereich zwischen einem Stegabschnitt und dem Endabschnitt und/oder dem Basisabschnitt, von außen gesehen, konkav ist. Dort, wo bei den Kraftstoff-Filtereinrichtungen des Standes der Technik relativ scharfe Kerben vorhanden waren, werden erfindungsgemäß also kerbreduzierende Radien eingesetzt, wodurch örtliche Spannungen reduziert werden, was die Lebensdauer der Kraftstoff-Filtereinrichtung erhöht. Dies ist insbesondere wegen der erfindungsgemäß vorgesehenen konkaven Krümmung des ersten und des zweiten Randbereichs möglich.It is furthermore particularly advantageous if a lateral transition region between a web section and the end section and / or the base section, seen from the outside, is concave. Where relatively sharp notches existed in prior art fuel filter assemblies, kerf reducing radii are used in the present invention, thereby reducing local stresses, which increases the life of the fuel filter device. This is possible in particular because of the concave curvature of the first and second edge regions provided according to the invention.
Die zweite erfindungsgemäße Kraftstoff-Hochdruckpumpe ist zunächst grundsätzlich identisch aufgebaut wie die oben erwähnte erste erfindungsgemäße Kraftstoff-Hochdruckpumpe. Jedoch ist der Siebabschnitt der Kraftstoff-Filtereinrichtung im Normalzustand anders als bei der ersten erfindungsgemäßen Kraftstoff-Hochdruckpumpe nicht nach radial außen gekrümmt, sondern insgesamt im Wesentlichen flach eben, so dass der Filterabschnitt einen insgesamt mehreckigen Querschnitt aufweist. Ein solcher Siebabschnitt kann prinzipbedingt auch bei höchster Druckbelastung beispielsweise durch auf dem Siebabschnitt angelagerte Schmutzpartikel nicht nach innen klappen, wodurch die ansonsten bei einem nach innen Klappen hervorgerufene Verringerung des möglichen Ausströmquerschnitts und die hierdurch hervorgerufene Erhöhung des Durchströmwiderstands ausbleiben.The second fuel high pressure pump according to the invention is initially basically identical in construction as the above-mentioned first fuel high-pressure pump according to the invention. However, unlike the first high-pressure fuel pump according to the invention, the strainer section of the fuel filter device in the normal state is not curved radially outwards, but is generally flat overall, so that the filter section has an overall polygonal cross-section. As a matter of principle, such a sieve section can not fold inwards even under the highest pressure load, for example due to dirt particles deposited on the sieve section, whereby the reduction of the possible outflow cross-section caused by an inward flap and the increase in the throughflow resistance caused thereby in the absence of this occur.
Auch hier gilt, dass durch die erfindungsgemäße Maßnahme die für die Durchströmung zur Verfügung stehende Fläche eines Siebabschnitts gegenüber einem radial nach außen gewölbten Siebabschnitt reduziert ist. Wiederum hat sich jedoch herausgestellt, dass in der Praxis diese Reduktion den Wirkungsgrad bzw. die Pumpleistung der Kraftstoff-Hochdruckpumpe kaum beeinflusst.Again, it is true that the measure available for the flow through a surface of a wire section is reduced relative to a radially outwardly curved screen section by the inventive measure. Again, however, it has been found that in practice, this reduction hardly affects the efficiency or the pumping power of the high-pressure fuel pump.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
-
1 einen ersten Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kraftstoff-Hochdruckpumpe; -
2 einen zweiten Längsschnitt durch die Kraftstoff-Hochdruckpumpe von1 längs einer LinieII -II ; -
3 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Kraftstoff-Filtereinrichtung der Kraftstoff-Hochdruckpumpe der1 und2 ; -
4 einen Schnitt durch einen Endabschnitt der Kraftstoff-Filtereinrichtung von3 ; und -
5 einen Schnitt durch eine zweiten Ausführungsform einer Kraftstoff-Filtereinrichtung.
-
1 a first longitudinal section through a fuel high-pressure pump according to the invention; -
2 a second longitudinal section through the high-pressure fuel pump of1 along a lineII -II ; -
3 a perspective view of a first embodiment of a fuel filter device of the high-pressure fuel pump of1 and2 ; -
4 a section through an end portion of the fuel filter device of3 ; and -
5 a section through a second embodiment of a fuel filter device.
Eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe trägt in den
Wie aus
Vom Förderraum
Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe
Wie aus
Man erkennt aus der Darstellung in
Nun wird die Kraftstoff-Filtereinrichtung
Der erste Randbereich
Durch die gekrümmten Randbereiche
Besonders vorteilhaft sind bei der in
Der Verlauf des ersten Randbereichs
Die oben für den ersten Randbereich
Für die seitlichen Übergangsbereiche
Nun wird auf die in
Man erkennt aus
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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