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Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe zum Beaufschlagen eines Kraftstoffs in einem Kraftstoffeinspritzsystem mit Hochdruck.
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Kraftstoffhochdruckpumpen werden in Kraftstoffeinspritzsystemen, mit denen Kraftstoff in Brennräume einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird, dazu verwendet, den Kraftstoff mit einem hohen Druck zu beaufschlagen, wobei der Druck beispielsweise bei Benzin-Brennkraftmaschinen in einem Bereich von 150 bar - 400 bar und bei Diesel-Brennkraftmaschinen in einem Bereich von 1500 bar - 2500 bar liegt. Je höher der Druck, der in dem jeweiligen Kraftstoff erzeugt werden kann, desto geringer sind Emissionen, die während der Verbrennung des Kraftstoffes in der Brennkammer entstehen, was insbesondere vor dem Hintergrund vorteilhaft ist, dass eine Verringerung von Emissionen immer stärker gewünscht wird.
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Um die hohen Drücke in dem jeweiligen Kraftstoff erzielen zu können, ist die Kraftstoffhochdruckpumpe typischerweise als Kolbenpumpe ausgeführt, wobei ein Pumpenkolben eine translatorische Bewegung ausführt und dabei den Kraftstoff periodisch verdichtet und entspannt. Durch die somit ungleichmäßige Förderung einer solchen Kolbenpumpe entstehen Schwankungen im Volumenstrom in einem Niederdruckbereich der Kraftstoffhochdruckpumpe, welche mit Druckschwankungen im gesamten Kraftstoffeinspritzsystem verbunden sind. Durch diese Schwankungen kann es in der Kraftstoffhochdruckpumpe zu Befüllungsverlusten kommen, womit eine korrekte Dosierung der in dem Brennraum erforderlichen Kraftstoffmenge nicht gewährleistet werden kann. Die entstehenden Druckpulsationen regen außerdem Pumpenkomponenten und beispielsweise Zulaufleitungen zu der Kraftstoffhochdruckpumpe zu Schwingungen an, welche unerwünschte Geräusche oder im schlimmsten Fall auch Schäden an unterschiedlichen Bauteilen verursachen können.
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Daher wird gewöhnlich im Niederdruckbereich der Kraftstoffhochdruckpumpe eine Dämpferanordnung vorgesehen, die als hydraulischer Speicher arbeitet und welche die Schwankungen im Volumenstrom ausgleicht und somit die entstehenden Druckpulsationen reduziert. Zu diesem Zweck werden beispielsweise verformbare Elemente verbaut, die ein Gasvolumen von Kraftstoff trennen. Steigt nun der Druck in den Niederdruckbereich der Kraftstoffhochdruckpumpe an, verformen sich diese Elemente, wobei beispielsweise das Gasvolumen komprimiert wird und Platz für die überflüssige Flüssigkeit des Kraftstoffes geschaffen wird. Fällt der Druck zu einem späteren Zeitpunkt wieder ab, dehnt sich das Gas wieder aus und die gespeicherte Flüssigkeit des Kraftstoffes wird somit wieder freigegeben.
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Bislang war es bekannt, solche Dämpferanordnungen an einem Endbereich des Pumpengehäuses der Kraftstoffhochdruckpumpe anzubringen. Dazu ist es jedoch notwendig, ein Pumpengehäuse bereitzustellen, das an dem Endbereich, beispielsweise an einem Kopfbereich, einen ausreichenden Bauraum für eine solche Dämpferanordnung zur Verfügung stellt. Diese Notwendigkeit schränkt die Flexibilität bei der Bereitstellung des Pumpengehäuses, beispielsweise bei der Verwendung von Edelstahlstangen mit kleinen Durchmessern, in unerwünschter Weise ein.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine in dieser Hinsicht verbesserte Kraftstoffhochdruckpumpe bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe mit der Merkmalskombination des Anspruches 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Eine Kraftstoffhochdruckpumpe zum Beaufschlagen eines Kraftstoffes in einem Kraftstoffeinspritzsystem mit Hochdruck weist ein Pumpengehäuse mit einer zwischen einem ersten Endbereich des Pumpengehäuses und einem zweiten Endbereich des Pumpengehäuses angeordneten Gehäusebohrung, in der ein sich im Betrieb translatorisch entlang einer Bewegungsachse bewegender Pumpenkolben geführt ist, und mit einem sich parallel zu der Gehäusebohrung zwischen dem ersten Endbereich und dem zweiten Endbereich erstreckenden Außenwandbereich auf. Weiter umfasst die Kraftstoffhochdruckpumpe eine Dämpferanordnung mit einem Dämpfergehäuse, das gemeinsam mit dem Außenwandbereich des Pumpengehäuses ein Dämpfungsgesamtvolumen begrenzt. Das Dämpfergehäuse weist eine Gehäusetiefe, die sich tangential zu dem Außenwandbereich entlang einer Tiefenachse erstreckt, und weiter eine Gehäuselänge auf, die sich radial zu der Bewegungsachse von dem Außenwandbereich weg entlang einer Längsachse erstreckt. Die Gehäuselänge ist dabei größer als die Gehäusetiefe.
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Grundlegende Idee ist es daher, die Dämpferanordnung seitlich an dem Pumpengehäuse der Kraftstoffhochdruckpumpe vorzusehen, im Gegensatz zu bisher bekannten Kraftstoffhochdruckpumpen, bei denen die Dämpferanordnungen an einem oberen Ende des Pumpengehäuses montiert sind. Dadurch kann das Pumpengehäuse aus einem starren Material mit möglichst kleinem Durchmesser gefertigt werden. Damit kann die Kraftstoffhochdruckpumpe wettbewerbsfähig bleiben und auch Vorteile bezüglich des für die Kraftstoffhochdruckpumpe im Einsatz erforderlichen Bauraums erlangen, denn die Kernkomponente der Kraftstoffhochdruckpumpe, nämlich das Pumpengehäuse, kann im Durchmesser insgesamt verkleinert werden. Da ab einem bestimmten Durchmesser des Stangenmaterials für das Pumpengehäuse der Bauraum für die bislang am oberen Ende der Kraftstoffhochdruckpumpe montierte Dämpferanordnung nicht mehr ausreicht, wird die Dämpferanordnung seitlich am Pumpengehäuse montiert. Um eine ausreichende Dämpfungswirkung zu erreichen, muss die Dämpferanordnung aber ein vorbestimmtes Volumen bereitstellen. Um dies zu ermöglichen, erstreckt sich die Dämpferanordnung von dem Pumpengehäuse weg in die Umgebung hinein. Dadurch ergibt sich eine Gehäuselänge entlang der Längsachse, die sich radial zu der Bewegungsachse von dem Außenwandbereich des Pumpengehäuses erstreckt, die deutlich größer ist als die Gehäusetiefe, welche sich entlang einer Tiefenachse tangential zu dem Außenwandbereich erstreckt.
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Die Dämpferanordnung ist demgemäß radial längs an dem Pumpengehäuse montiert, wobei die Längsachse des Dämpfergehäuses sich zumindest nahezu rechtwinklig zur Pumpenachse, d. h. der Bewegungsachse des Pumpenkolbens, erstreckt. Die seitliche Anordnung der Dämpferanordnung an dem Pumpengehäuse hat den weiteren Vorteil, dass sie eine größere Flexibilität bzw. Variabilität bezüglich der Orientierung eines elektrischen Anschlusssteckers ermöglicht. Bei bekannten Kraftstoffhochdruckpumpen kann beispielsweise ein elektrischer Stecker nur seitlich orientiert werden. Die Neigung nach unten ist in den meisten Fällen nicht möglich, da sich hier meistens viele Störkonturen befinden. Dadurch ergibt sich normalerweise ein Winkelbereich für die Orientierung von nur etwa 180°. Bei der vorgeschlagenen Kraftstoffhochdruckpumpe und der seitlichen Anordnung der Dämpferanordnung ist es jedoch möglich, elektrische Bauteile wie beispielsweise eine Spule und zugehörige elektrische Stecker in einem Winkelbereich von 360° an dem Pumpengehäuse zu orientieren.
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Vorteilhaft hat das Dämpfergehäuse eine Befestigungsflanschausbildung, mit Hilfe derer das Dämpfergehäuse an dem Pumpengehäuse befestigt werden kann. Beispielsweise kann so das Dämpfergehäuse an dem Außenwandbereich des Pumpengehäuses verschweißt sein.
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Auch für die Schweißnaht bei der Befestigung des Dämpfergehäuses an dem Pumpengehäuse ergeben sich Vorteile, wenn das Dämpfergehäuse seitlich an dem Pumpengehäuse angeordnet ist. Bislang sind Dämpferanordnungen bekannt, die beispielsweise als Dämpferdeckel ausgebildet sind, welche direkt mit dem Pumpengehäuse verbunden sind, in den meisten Fällen mittels Schweißen. Während des Betriebes der Kraftstoffhochdruckpumpe erfährt ein solcher Dämpferdeckel eine Kraft aufgrund des im Inneren der Kraftstoffhochdruckpumpe herrschenden Drucks, insbesondere bei Druckspitzen. Die Fläche, welche diesem Druck ausgesetzt ist, ist in der Regel der Durchmesser des Anbindungsquerschnittes zwischen einem solchen Dämpferdeckel und dem Pumpengehäuse. Durch das nun seitlich längsseitige Anbringen der Dämpferanordnung können die Länge einer solchen Schweißnaht und auch die hydraulisch wirksame Fläche deutlich reduziert werden. Dadurch ergibt sich eine deutlich geringere hydraulische Belastung und somit insgesamt eine größere Robustheit der Kraftstoffhochdruckpumpe. Auch hat die geringere Länge der Schweißnaht den Vorteil, dass dadurch die Taktzeit bei der Montage der Kraftstoffhochdruckpumpe verringert werden kann und damit Montagekosten eingespart werden können. Zusätzlich verringert sich die Gefahr von Schweißfehlern bzw. Lunkern, was das Risiko für eine Leckage im Betrieb der Kraftstoffhochdruckpumpe ebenfalls herabsenkt.
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In vorteilhafter Ausgestaltung ist die Gehäuselänge wenigstens doppelt so groß wie die Gehäusetiefe des Dämpfergehäuses. Dadurch kann eine sehr schmal ausgestaltete Dämpferanordnung bereitgestellt werden, die sehr flexibel an dem Außenwandbereich des Pumpengehäuses befestigt werden kann.
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Vorzugsweise ist die sich von dem Außenwandbereich weg erstreckende Gehäuselänge des Dämpfergehäuses wenigstens genauso groß wie ein Durchmesser d des Pumpengehäuses senkrecht zu der Bewegungsachse. D. h. der Durchmesser d des Pumpengehäuses im Verhältnis zu der Dämpferanordnung ist sehr klein und nimmt nur wenig Bauraum im eingebauten Zustand in Anspruch.
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Vorteilhaft ist das Pumpengehäuse dabei aus einem Stangenmaterial mit einem Durchmesser d < 4 cm ausgebildet.
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Der erforderliche Durchmesser d für das Stangenmaterial für die Herstellung des Pumpengehäuses beeinflusst in hohem Maße den Herstellungspreis des Pumpengehäuses. Durch das Anbringen der Dämpferanordnung seitlich längs an dem Pumpengehäuse kann der erforderliche Durchmesser d des Stangenmaterials deutlich reduziert werden, was in verringerten Herstellungskosten für das Pumpengehäuse resultiert.
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Vorzugsweise weist das Pumpengehäuse in dem Außenwandbereich eine Ausnehmung auf, wobei das Dämpfergehäuse so an dem Außenwandbereich angeordnet ist, dass es die Ausnehmung bündig verschließt. Dabei definieren ein durch die Ausnehmung definiertes Ausnehmungsvolumen und ein durch das Dämpfergehäuse definiertes Dämpfergehäusevolumen gemeinsam das Dämpfungsgesamtvolumen.
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Durch Vorsehen des Ausnehmungsvolumens ist es möglich, auch die Dämpferanordnung entlang der Längsachse kürzer auszugestalten, da bereits ein Teil des Pumpengehäuses zu der Dämpfung des Gesamtvolumens beitragen kann. Dadurch kann vorteilhaft Bauraum der gesamten Kraftstoffhochdruckpumpe eingespart werden. Vorteilhaft gehen von der Ausnehmung diverse Bohrungen nach innen in das Pumpengehäuse ab. Die Ausnehmung erfüllt daher in diesem Fall mehrere Funktionen, einerseits die Bereitstellung eines weiteren Teils des Dämpfergesamtvolumens, aber auch weiter eine Verbindung zu weiteren Teilen der Kraftstoffhochdruckpumpe.
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Vorzugsweise beträgt das Ausnehmungsvolumen maximal 1/3 des Dämpfungsgesamtvolumens. Dadurch ist der Hauptteil des Dämpfungsgesamtvolumens in dem Dämpfergehäuse angeordnet, und das Pumpengehäuse kann aus einem besonders dünnen Stangenmaterial, d. h. mit einem sehr geringen Durchmesser d, gefertigt werden.
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Wenn ein Teil der Dämpferanordnung seitlich in das Pumpengehäuse einragt, kann vorteilhaft Bauraum für die gesamte Kraftstoffhochdruckpumpe verringert werden. Dies kann beispielsweise dazu benutzt werden, Verbindungsbohrungen, beispielsweise zwischen der Dämpferanordnung und einem Einlassventil, oder zu einem Antriebsbereich des Pumpenkolbens, relativ kurz zu halten. Dadurch ergeben sich eine bessere Dämpfung von Druckpeaks und auch kürzere Bearbeitungszeiten dieser Verbindungsbohrungen bei der Herstellung des Pumpengehäuses, was wiederum in geringeren Herstellungskosten für das Pumpengehäuse insgesamt resultiert. Weiter ist es auch möglich, die Querschnitte zum Teil sehr groß auszugestalten, wodurch beispielsweise die Verbindungsbohrungen große Bohrungsdurchmesser haben oder als Langlöcher ausgestaltet werden können. Auch dies trägt zu verbesserten Dämpfungseigenschaften der Dämpferanordnung bei.
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Vorzugsweise sind Wände der Ausnehmung und Wände des Dämpfergehäuses fluchtend zueinander angeordnet, so dass die Ausnehmung durch Anbringen des Dämpfergehäuses an dem Pumpengehäuse bündig verschlossen werden kann.
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In dem Dämpfergehäuse ist eine Dämpferkapsel angeordnet, die eine sich tangential zu dem Außenwandbereich erstreckende Kapselhöhe und eine sich radial zu der Bewegungsachse erstreckende Kapsellänge aufweist, wobei die Kapsellänge größer ist als die Kapselhöhe. Dadurch erstreckt sich auch die Dämpferkapsel vorteilhaft seitlich von dem Außenwandbereich des Pumpengehäuses weg.
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Die Dämpferkapsel ist aus zwei miteinander verschweißten Membranen aufgebaut, die ein Gasvolumen zwischen sich einschließen. Im Betrieb sind die Membranen verformbar, da das Gasvolumen komprimierbar ist.
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Die Dämpferkapsel ist im Wesentlichen rund und vorzugsweise rotationssymmetrisch um eine Kapselhöhenachse gebildet. Die Kapsellänge entspricht demgemäß einer Querschnittslänge eines Querschnitts der Dämpferkapsel entlang der Kapsellängsachse senkrecht zu der Bewegungsachse. Die Dämpferkapsel ist vorzugsweise derart in dem Dämpfergehäuse angeordnet, dass die Kapsellängsachse der Dämpferkapsel entlang der Kapsellänge senkrecht zu der Bewegungsachse verläuft.
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Vorzugsweise ist die Dämpferkapsel derart in dem Dämpfergehäuse angeordnet, dass sich die Dämpferkapsel in das Ausnehmungsvolumen hinein erstreckt. So kann der von der Kraftstoffhochdruckpumpe insgesamt benötigte Bauraum möglichst klein gehalten werden.
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Vorteilhaft ist in dem Dämpfergehäuse wenigstens eine Abstandshülse zum Beabstanden der Dämpferkapsel von einer Dämpfergehäusewand angeordnet, wobei die Abstandshülse sich in das Ausnehmungsvolumen hinein erstreckt. Eine solche Abstandshülse ist vorteilhaft dazu vorgesehen, die Dämpferkapsel von der Dämpfergehäusewand fern zu halten, um so eine Umspülung der Dämpferkapsel mit Kraftstoff zu ermöglichen. Häufig hat eine solche Abstandshülse noch eine weitere Funktion, nämlich eine Vorspannung auf Schweißnähte auszuüben, die zum Verbinden zweier Membranen, die die Dämpferkapsel bilden, vorgesehen sind.
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Beispielsweise kann wenigstens eine Abstandshülse in dem Dämpfergehäuse angeordnet sein, es ist jedoch auch möglich, beidseitig der Dämpferkapsel jeweils eine Abstandshülse anzuordnen.
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In einer möglichen Ausgestaltung können auch mehrere Dämpferkapseln und mehrere Abstandshülsen in dem Dämpfergehäuse angeordnet sein.
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Die Abstandshülse weist vorteilhaft radiale Ausnehmungen auf, damit Kraftstoff durch die Abstandshülse hindurch strömen kann.
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In vorteilhafter Ausgestaltung sind die Dämpferkapsel und/oder die Abstandshülse ausschließlich in dem Dämpfergehäuse befestigt. Die Befestigung erfolgt vorzugsweise durch einen Kraftschluss. Beispielsweise können die Abstandshülsen federnd ausgebildet sein, so dass sie die Dämpferkapsel in Position in dem Dämpfergehäuse halten können.
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Dadurch ist es möglich, die Dämpferanordnung zunächst in einer Vormontage außerhalb des Pumpengehäuses der Kraftstoffhochdruckpumpe bereitzustellen, indem die wenigstens eine Dämpferkapsel bzw. die wenigstens eine Abstandshülse in dem Dämpfergehäuse befestigt werden. Erst danach wird dann die gesamte Dämpferanordnung als Modul beispielsweise mittels Schweißen an dem Pumpengehäuse der Kraftstoffhochdruckpumpe befestigt. Somit kann die Dämpferanordnung als sog. „Cartridge-Dämpfer“ außerhalb einer Hauptmontagelinie oder ggf. sogar bei einem Zulieferer vormontiert werden. Dadurch können sich Vorteile bei der Fertigung der Kraftstoffhochdruckpumpe insgesamt durch beispielsweise eine verringerte Taktzeit in der Montage ergeben.
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Vorzugsweise ist dazu eine Seite des Dämpfergehäuses offen ausgebildet, zumindest in der Länge des Durchmessers der Dämpferkapsel bzw. der Abstandshülse. In diese Öffnung kann bei der Vormontage der Dämpferanordnung ein Paket aus Dämpferkapseln und Abstandshülsen seitlich eingeschoben werden.
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Vorteilhaft bildet das Dämpfergehäuse wenigstens eine Anschlussgeometrie zum Befestigen eines Fluidanschlusses aus. Die Anschlussgeometrie erstreckt sich dabei vorzugsweise parallel zu der Längsachse des Dämpfergehäuses.
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Der Fluidanschluss, der an dieser Anschlussgeometrie befestigt werden kann, kann beispielsweise einen Zulauf aus einem Niederdruckbereich der Kraftstoffhochdruckpumpe sein. Es ist jedoch auch möglich, hier einen Anschluss bzw. einen Ausgang für ein sog. MPI-System anzubringen. In dem Fluidanschluss bzw. in der Anschlussgeometrie kann beispielsweise auch ein Filter ausgebildet sein. Der Fluidanschluss und die Anschlussgeometrie können beispielsweise so ausgebildet sein, dass der Fluidanschluss durch einfaches Aufklicken an der Anschlussgeometrie befestigt werden kann. Alternativ wäre jedoch auch denkbar, den Fluidanschluss an die Anschlussgeometrie anzuschweißen.
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Zumeist besteht die Dämpferanordnung demgemäß aus einem Dämpfergehäuse, einer Dämpferkapsel und einer Abstandshülse, die beispielsweise für eine Vorspannung der Dämpferkapsel sorgt. Optional kann die Dämpferanordnung auch weitere Komponenten beinhalten, wie beispielsweise weitere Dämpferkapseln, weitere Abstandshülsen, einen Zulaufanschluss, einen Zulauffilter, einen Niederdruckanschluss für ein MPI-System, eine Dichtung, usw.
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In einer möglichen Ausgestaltung ist das Dämpfergehäuse als einstückiges Tiefziehteil ausgebildet. Dabei kann das Dämpfergehäuse beispielsweise gleichzeitig den Aufnahmeraum für die Dämpferkapsel und die Anschlussgeometrie für diverse Fluidanschlüsse ausbilden.
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Alternativ ist es jedoch auch denkbar, das Dämpfergehäuse mit einem Deckel auszubilden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer Kraftstoffhochdruckpumpe mit einem Pumpengehäuse, an dem eine Dämpferanordnung befestigt ist;
- 2 eine Querschnittdarstellung der Kraftstoffhochdruckpumpe aus 1 durch das Pumpengehäuse und die Dämpferanordnung;
- 3 eine vergrößerte Querschnittdarstellung entsprechend 2 im Bereich der Dämpferanordnung;
- 4 eine vergrößerte Querschnittdarstellung entsprechend 2 und 3 von nur der Dämpferanordnung;
- 5 eine perspektivische Darstellung einer Abstandshülse, die in der Dämpferanordnung gemäß 3 und 4 angeordnet ist;
- 6 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Dämpfergehäuses für die Dämpferanordnung aus 3 bzw. 4;
- 7 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines Dämpfergehäuses für die Dämpferanordnung aus 3 bzw. 4; und
- 8 eine Querschnittdarstellung durch das Dämpfergehäuse aus 7 mit daran befestigtem Fluidanschluss.
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Kraftstoffhochdruckpumpe 10, mit der ein Kraftstoff wie beispielsweise Benzin oder Diesel mit Hochdruck beaufschlagt werden kann. Die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 weist ein Pumpengehäuse 12 zum Aufnehmen von Elementen der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 auf. Das Pumpengehäuse 12 hat einen ersten Endbereich 14 und einen zweiten Endbereich 16. In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist an dem Pumpengehäuse 12 der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 ein Flansch 18 angeordnet, mit dem das Pumpengehäuse 12 an einem Motorblock einer Brennkraftmaschine befestigt werden kann.
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Innerhalb des Pumpengehäuses 12 ist eine Gehäusebohrung 20 angeordnet, in der sich im Betrieb ein Pumpenkolben 22 translatorisch entlang einer Bewegungsachse 24 zwischen dem ersten Endbereich 14 und dem zweiten Endbereich 16 bewegt. Die Gehäusebohrung 20 bildet in dem ersten Endbereich 14 einen Druckraum 26 aus, in dem der Kraftstoff durch die Bewegung des Pumpenkolbens 22 verdichtet wird. Gegenüberliegend zu dem ersten Endbereich 14 ist das Pumpengehäuse 12 an dem zweiten Endbereich 16 an einer Antriebsanordnung 28 angeordnet, die den Pumpenkolben 22 in seiner translatorischen Bewegung im Betrieb antreibt. Die Antriebsanordnung 28 kann beispielsweise mit einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine gekoppelt sein, auf der der Pumpenkolben 22 beispielsweise über eine Feder 30 gehalten wird.
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Der Flansch 18 ist an einem Außenwandbereich 32 des Pumpengehäuses 12 angeordnet, welcher sich zwischen dem ersten Endbereich 14 und dem zweiten Endbereich 16 parallel zu der Bewegungsachse 24 erstreckt.
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Zusätzlich ist an dem Außenwandbereich 32 eine Dämpferanordnung 34 angeordnet.
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In 1 ist lediglich ein Dämpfergehäuse 36 der Dämpferanordnung 34 zu sehen, wobei 2 eine Querschnittdarstellung des Pumpengehäuses 12 mit der Dämpferanordnung 34 zeigt, wobei eine Innenansicht der Dämpferanordnung 34 freigelegt dargestellt ist.
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Wie in 2 zu sehen ist, weist das Dämpfergehäuse 36 eine Gehäusetiefe 38 auf, die sich tangential zu dem Außenwandbereich 32 entlang einer Tiefenachse 40 erstreckt. Weiter weist das Dämpfergehäuse 36 eine Gehäuselänge 42 auf, die sich radial zu der Bewegungsachse 24 von dem Außenwandbereich 32 weg entlang einer Längsachse 44 erstreckt.
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Wie aus 2 hervorgeht, ist die Gehäuselänge 42 dabei größer als die Gehäusetiefe 38. Insbesondere ist zu sehen, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Gehäuselänge 42 etwa doppelt so groß ist wie die Gehäusetiefe 38.
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Die Dämpferanordnung 34 ist daher nicht, wie bislang bekannt, an dem ersten Endbereich 14, d. h. an einem Kopfbereich der Kraftstoffhochdruckpumpe 10, vorgesehen, sondern ist seitlich radial an dem Pumpengehäuse 12 angeordnet. Dadurch ist es möglich, ein Stangenmaterial 46 für die Herstellung des Pumpengehäuses 12 zu verwenden, das einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser d aufweist. Bislang war dies nicht möglich, da der Bauraum für die Dämpferanordnung 34 bereitgestellt werden muss. Mit der neuen Positionierung der Dämpferanordnung 34 ist dies jedoch nun möglich, so dass das Pumpengehäuse 12 insgesamt kostengünstiger gefertigt werden kann.
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In 1 ist in der beispielhaften Ausführungsform zu erkennen, dass das Pumpengehäuse 12 im Durchmesser d so schmal gestaltet werden kann, dass im Prinzip die sich von dem Außenwandbereich 32 erstreckende Gehäuselänge 42 des Dämpfergehäuses 36 genauso groß ist wie der Durchmesser d des Pumpengehäuses 12. Beispielsweise kann das Pumpengehäuse 12 aus einem Stangenmaterial 46 gebildet sein, das einen Durchmesser d < 4 cm hat.
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3 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Querschnittes entsprechend 2 in dem Bereich, in dem das Dämpfergehäuse 36 an dem Pumpengehäuse 12 befestigt ist.
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Es ist zu erkennen, dass das Pumpengehäuse 12 in dem Außenwandbereich 32 eine Ausnehmung 48 aufweist, die von dem Dämpfergehäuse 36 verschlossen wird. Die Ausnehmung 48 bildet somit ein Ausnehmungsvolumen 50, das gemeinsam mit einem durch das Dämpfergehäuse 36 gebildeten Dämpfergehäusevolumen 52 ein Dämpfungsgesamtvolumen 54 definiert. Dadurch, dass ein Teil des Dämpfungsgesamtvolumens 54 in dem Pumpengehäuse 12, nämlich in der Ausnehmung 48, angeordnet ist, kann weiter Bauraum in radialer Richtung der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 eingespart werden. Der Großteil des Dämpfungsgesamtvolumens 54 wird jedoch hauptsächlich vom Dämpfergehäusevolumen 52 gebildet, wobei das Ausnehmungsvolumen 54 maximal ein Drittel des Dämpfungsgesamtvolumens 54 beträgt.
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In dem Dämpfergehäuse 36 ist eine Dämpferkapsel 56 angeordnet, die sich ebenfalls radial von dem Pumpengehäuse 12 weg erstreckt. Daher weist die Dämpferkapsel 56 eine Kapselhöhe 58 auf, die sich tangential zu dem Außenwandbereich 32 erstreckt, und eine Kapsellänge 60, die sich radial zu der Bewegungsachse 24 erstreckt. Die Kapsellänge 60 ist dabei größer als die Kapselhöhe 58.
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Die Dämpferkapsel 56 ist im Wesentlichen aus zwei Membranen 62 gebildet, die an einem Randbereich 64 miteinander verschweißt sind und somit ein Gasvolumen 66 zwischen sich einschließen. Im Betrieb ist das Dämpfergehäuse 36 mit Kraftstoff gefüllt. Sobald im Betrieb der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 Druckspitzen auftreten, die sich in dem Kraftstoff weiter verbreiten, erhöht sich die Kraftstoffmasse in dem Dämpfergehäuse 36 und drückt die beiden Membranen 62, die verformbar sind, aufeinander zu, wobei das Gasvolumen 66 komprimiert wird. Ebben die Druckspitzen wieder ab, kann sich das Gasvolumen 66 wieder ausbreiten und die Membranen 62 können in ihre ursprüngliche Form zurückkehren. Durch dieses Gasvolumen 66 können demgemäß Druckspitzen abgefedert und das gesamte System vor Beschädigungen bewahrt werden.
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In dem Dämpfergehäuse 36 ist in der vorliegenden Ausführungsform lediglich eine Dämpferkapsel 56 vorgesehen, es ist jedoch auch möglich, mehrere Dämpferkapseln 56 in dem Dämpfergehäuse 36 anzuordnen.
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Die Dämpferkapsel 56 wird durch eine Abstandshülse 68 von einer Dämpfergehäusewand 70 auf Abstand gehalten. So kann einerseits die Dämpferkapsel 56 gut von dem Kraftstoff umströmt werden, andererseits hat die Abstandshülse 68 den zusätzlichen Effekt, dass sie in dem Randbereich 64 auf die Schweißnaht eine Vorspannung aufbringen kann und somit diese Schweißnaht stabilisiert.
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Eine beispielhafte Abstandshülse 68 ist in perspektivischer Darstellung in 5 gezeigt. Es ist zu sehen, dass die Abstandshülse 68 radiale Ausnehmungen aufweist, so dass sie gut von dem Kraftstoff durchströmt werden kann.
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Aus 3 und 4 geht weiter hervor, dass die Abstandshülse 68 und die Dämpferkapsel 56 sich in die Ausnehmung 48 in dem Pumpengehäuse 12 hinein erstrecken. Dennoch sind diese Elemente nicht in der Ausnehmung 48 befestigt, sondern lediglich in dem Dämpfergehäuse 36. Dies kann beispielsweise durch einen Kraftschluss erfolgen, der dadurch bewirkt wird, dass die Abstandshülse 68 als federndes Element gebildet ist. In der in 3 und 4 gezeigten Ausführungsform ist beidseitig der Dämpferkapsel 56 jeweils eine Abstandshülse 68 vorgesehen, die federnd ausgebildet ist, sodass die Abstandshülsen 68 durch die Federkraft die Dämpferkapsel 56 in Position in dem Dämpfergehäuse 36 halten.
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Dadurch, dass die Elemente der Dämpferanordnung 34 ausschließlich an dem Dämpfergehäuse 36 befestigt sind, und nicht an der Ausnehmung 48, ist es möglich, die Dämpferanordnung 34 als Cartridge-Dämpfer außerhalb der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 vorzumontieren und dann später am Pumpengehäuse 12 zu befestigen.
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Um eine Vormontage der Dämpferanordnung 34 außerhalb des Pumpengehäuses 12 möglichst einfach realisieren zu können, ist, wie in 6 in der perspektivischen Darstellung gezeigt, eine Seite des Dämpfergehäuses 36 offen, so dass dort ein Paket aus wenigstens einer Dämpferkapsel 56 und wenigstens einer Abstandshülse 68 eingeschoben werden kann.
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Beispielsweise kann das Dämpfergehäuse 36, wie in 6 gezeigt, als einstückiges Tiefziehteil 72 ausgebildet sein. Bei diesem Herstellungsverfahren ist es auch möglich, wie in 7 in der Draufsicht auf das Dämpfergehäuse 36 gezeigt, eine Anschlussgeometrie 74 integral vorzusehen, an der ein Fluidanschluss 76 befestigt werden kann. Die Anschlussgeometrie 74 erstreckt sich dabei vorzugsweise parallel zu der Längsachse 44 des Dämpfergehäuses 36.
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8 zeigt eine Querschnittdarstellung der Dämpferanordnung 34 mit einem daran befestigten Fluidanschluss 76.
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Bei dem Fluidanschluss 76 kann es sich beispielsweise um einen Zulauf aus einem Niederdruckbereich, aber auch um einen Ausgang für beispielsweise ein MPI-System handeln.
