DE10322595A1 - High-pressure piston pump for internal combustion engine, comprises a metal housing to which tubular parts, e.g. a cylinder bushing, inlet nozzle and outlet nozzle are fixed - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft zunächst eine Kolbenpumpe, insbesondere Hochdruck-Kraftstoffpumpe, mit einem metallischen Gehäuse, an dem mindestens eine rohrförmige Komponente, beispielsweise eine Zylinderbuchse, ein Einlassstutzen, ein Auslassstutzen, und so weiter, befestigt ist.The The invention relates initially a piston pump, in particular high-pressure fuel pump, with a metallic housing, on which at least one tubular Component, for example a cylinder liner, an inlet connector, an outlet port, and so on, is attached.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Kolbenpumpe, insbesondere Hochdruck-Kraftstoffpumpe, bei dem eine rohrförmige Komponente aus Edelstahl, beispielsweise eine Zylinderbuchse, ein Einlassstutzen, ein Auslassstutzen, und so weiter, an einem Pumpengehäuse befestigt wird.The The invention also relates to a method for producing a piston pump, especially high pressure fuel pump, in which a tubular component made of stainless steel, for example a cylinder liner, an inlet connector, an outlet port, and so on, is attached to a pump housing.
Eine
Kolbenpumpe und ein Verfahren der eingangs genannten Art sind aus
der
Ein Nachteil der bekannten Kolbenpumpe ist darin zu sehen, dass die Herstellung von Schraubverbindungen kostenaufwendig ist, und dass sich die Abdichtung solcher Schraubverbindungen über die Lebensdauer der Kolbenpumpe verschlechtern kann. Schließlich hat eine Verschraubung einen gewissen Platzbedarf, der die Gesamtabmessungen der Kolbenpumpe erhöht. Der für eine solche Pumpe notwendige Einbauraum steht jedoch oft nur schwerlich zur Verfügung.On The disadvantage of the known piston pump is that the Manufacturing screw connections is costly, and that the sealing of such screw connections over the life of the piston pump can worsen. Finally a screw connection has a certain space requirement, which is the overall dimensions the piston pump increases. The one for Such a pump installation space is often difficult Available.
Die vorliegende Erfindung hat daher die Aufgabe, eine Kolbenpumpe und ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die Kolbenpumpe preiswert hergestellt werden kann, eine lange Lebensdauer aufweist, und möglichst klein baut.The The present invention therefore has the task of a piston pump and to further develop a method of the type mentioned in the introduction such that the piston pump can be manufactured inexpensively, long life and, if possible builds small.
Diese Aufgabe wird bei einer Kolbenpumpe bzw. einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die rohrförmige Komponente mit dem Gehäuse unlösbar verbunden ist beziehungsweise verbunden wird.This The task is with a piston pump or a method of the beginning mentioned type solved by that the tubular Component with the housing unsolvable is connected or is connected.
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Mit derartigen unlösbaren Verbindungen, beispielsweise Schweißverbindungen oder Verstemmverbindungen, wird die Dichtheit der Verbindung über die gesamte Lebensdauer der Kolbenpumpe gewährleistet. Dies ist vor allem wichtig im Hinblick auf zukünftige gesetzliche Grenzwerte, welche bezüglich der Verdunstungsemission von Kraftstoff zu erwarten sind. Auch die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe ist hoch, da aufgrund der unlösbaren Verbindung das Problem des Losdrehens der Klemmschraube im Betrieb durch Schüttelbelastungen nicht mehr auftreten kann. Ferner baut die erfindungsgemäße Kolbenpumpe vergleichsweise klein, da O-Ringe zur Abdichtung, sowie Stützringe und Gewinde, welche bei Verschraubungen erforderlich sind, nicht mehr benötigt werden. Ferner können die Herstellkosten bei der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe gesenkt werden, da Bauteile und Material eingespart werden, und da an die Toleranzen der verwendeten Bauteile beziehungsweise Komponenten geringere Anforderungen gestellt werden können.With such insoluble Connections, for example welded connections or caulking connections, the tightness of the connection over the entire service life the piston pump guaranteed. This is especially important with regard to future legal limit values, which regarding evaporative emissions of fuel are expected. Also the Lifetime of the piston pump according to the invention is high because of the unsolvable Connection the problem of loosening the clamping screw in operation due to shaking loads can no longer occur. The piston pump according to the invention also builds comparatively small, since O-rings for sealing, as well as support rings and threads, which are required for screw connections, are not needed more become. Can also the manufacturing costs for the piston pump according to the invention are reduced, because components and material are saved, and because of the tolerances the parts or components used have lower requirements can be put.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.advantageous Developments of the invention are specified in the subclaims.
Bei einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe wird vorgeschlagen, dass die rohrförmige Komponente mittels eines mit dem Gehäuse verschweißten oder verstemmten Halteelements, welches aus einem vergleichsweise weichen Metall hergestellt und radial außerhalb der Komponente angeordnet ist, am Gehäuse gehalten ist. Dies ist besonders bei einer rohrförmigen Komponente aus einem gehärteten Edelstahl von Vorteil, da hier das weiche Material des Halteelements die Herstellung der Verbindung besonders deutlich erleichtert. Die rohrförmige Komponente ist in diesem Fall also "mittelbar" mit dem Gehäuse unlösbar verbunden.at a first advantageous embodiment of the piston pump according to the invention it is proposed that the tubular component by means of a with the housing welded or caulked holding element, which consists of a comparatively made of soft metal and arranged radially outside the component is on the housing is held. This is particularly the case with a tubular component made of one hardened Stainless steel is an advantage because the soft material of the holding element making the connection particularly easy. The tubular In this case, the component is "indirectly" permanently connected to the housing.
Um Verformungen an der rohrförmigen Komponente zu vermeiden und die Schweißstelle exakt positionieren zu können, wird ferner vorgeschlagen, dass in axialer Richtung der rohrförmigen Komponente gesehen auf Höhe der Verschweißung oder Verstemmung des Halteelements mit dem Gehäuse zwischen einer radial äußeren Mantelfläche der Komponente und einer radial inneren Mantelfläche des Halteelements ein Spalt vorhanden ist.Around Deformations on the tubular Avoid components and position the welding point exactly to be able it is also proposed that in the axial direction of the tubular component seen at height the welding or caulking the holding element with the housing between a radially outer lateral surface of the component and a radially inner lateral surface of the holding element, a gap is available.
Eine gute Abdichtung wird erreicht, wenn die rohrförmige Komponente in eine Öffnung im Gehäuse fluiddicht eingepresst ist. Darüber hinaus wird die rohrförmige Komponente auf diese Weise während der Herstellung der unlösbaren Verbindung sicher fixiert. In die gleiche Richtung zielt jene Weiterbildung, bei welcher die Komponente durch das Halteelement gegen das Gehäuse verklemmt ist.A good sealing is achieved when the tubular component is in an opening in the casing is pressed in in a fluid-tight manner. About that in addition, the tubular Component this way during the Making the unsolvable Connection securely fixed. That further education aims in the same direction which clamps the component against the housing by the holding element is.
Eine Möglichkeit besteht auch darin, dass die rohrförmige Komponente in das Halteelement fluiddicht eingepresst ist. In diesem Fall muss eine Abdichtung zum einen zwischen der rohrförmigen Komponente und dem Halteelement und zum anderen zwischen dem Halteelement und dem Gehäuse hergestellt werden. Da das Halteelement aus einem vergleichsweise weichen Material sein kann, ist dies jedoch fertigungstechnisch einfach und preiswert möglich.Another possibility is that the tubular component is pressed into the holding element in a fluid-tight manner. In this case, a seal must be made on the one hand between the tubular component and the holding element and on the other hand between the holding element and the housing. Since the holding element can be made of a comparatively soft material, however, this is simple and inexpensive to manufacture.
Die Dauerhaftigkeit der Fixierung wird nochmals verbessert, wenn das Halteelement und die rohrförmige Komponente formschlüssig miteinander verbunden sind.The The durability of the fixation is further improved if that Holding element and the tubular Component positively are interconnected.
Eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe sieht vor, dass in mindestens einem der Bereiche des Halteelements und der rohrförmigen Komponente, welche gegeneinander beaufschlagt sind, mindestens ein verformbarer Materialwulst vorhanden ist. Diese Variante ermöglicht eine zusätzliche Pressung zwischen den beiden Elementen und verbessert die Ausrichtung beziehungsweise Zentrierung der Komponente vor deren eigentlichem Befestigungsvorgang, also vor dem Laserschweißen oder dem Bördeln beziehungsweise Verstemmen.A another embodiment of the piston pump according to the invention provides that in at least one of the areas of the holding element and the tubular component, which are pressed against each other, at least one deformable Bead of material is present. This variant enables an additional one Pressing between the two elements and improves alignment or centering the component before its actual Fastening process, i.e. before laser welding or flanging respectively Caulking.
Eine besonders bevorzugte Variante der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Gehäuse zugewandten Stirnfläche des Halteelements etwas über eine dem Gehäuse zugewandte Stirnfläche der rohrförmigen Komponente übersteht, und dass die überstehende Stirnfläche des Halteelements mit dem Gehäuse verschweißt ist. Dies gestattet beispielsweise die Anwendung des Widerstandsschweißverfahrens, welches preisgünstig ist und die Herstellung von Schweißnähten an solchen Stellen ermöglicht, die an sich unzugänglich sind.A this is a particularly preferred variant of the piston pump according to the invention characterized in that an end face of the housing facing the housing Holding something over one the housing facing end face protrudes from the tubular component, and that the protruding face of the Holding element with the housing welded is. This allows, for example, the use of resistance welding, which is inexpensive and enables the production of weld seams in such places, which in itself is inaccessible are.
Ferner wird vorgeschlagen, dass ein Absatz der rohrförmigen Komponente am Halteelement anliegt, und dass unmittelbar neben dem Absatz in der äußeren Mantelfläche der Komponente ein Freistich vorhanden ist. Durch einen solchen Freistich ist die Auflagefläche der rohrförmigen Komponente am Halteelement maximal, und durch den Absatz kann die Komponente vom Halteelement in axialer Richtung sicher gehalten werden.Further it is proposed that a paragraph of the tubular component on the holding element abuts, and that immediately next to the paragraph in the outer surface of the Component has an undercut. Through such an undercut is the contact surface the tubular Maximum component on the holding element, and through the paragraph, the component are held securely in the axial direction by the holding element.
Bei einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die rohrförmige Komponente in jenem axialen Bereich, in dem sie befestigt ist, einen größeren Innendurchmesser aufweist als außerhalb dieses Bereichs. Handelt es sich bei der Komponente beispielsweise um eine Zylinderbuchse, in der ein Kolben gleitend aufgenommen werden soll, wird hierdurch erreicht, dass die eigentliche Führungsfläche des Kolbens von gegebenenfalls auftretenden Verformungen, welche beispielsweise von der Beaufschlagung durch das Halteelement, von der Verschweißung oder der Verstemmung, etc., herrühren, nicht beeinträchtigt wird. Die freie und leichtgängige Beweglichkeit des Kolbens liegt also auch ohne nachträgliche Bearbeitung der in der rohrförmigen Komponente vorhandenen Bohrung vor.at A further embodiment provides that the tubular component in the axial area in which it is attached, a larger inner diameter has as outside this area. For example, if the component is around a cylinder liner in which a piston is slidably received is achieved by the fact that the actual guide surface of the Piston of any deformations that may occur, for example from the loading by the holding element, from the welding or the caulking, etc., are not impaired becomes. The free and smooth mobility the piston is also in the without the need for subsequent processing tubular component existing hole.
Eine weitere Möglichkeit, eine gute Schweißverbindung beispielsweise mittels Widerstandsschweißens direkt zwischen der Komponente und dem Gehäuse herzustellen, besteht darin, dass die rohrförmige Komponente an einer dem Gehäuse zugewandten Stirnfläche einen umlaufenden, sich von der Stirnfläche axial erstreckenden Kragen aufweist, welcher an einer zum Kragen wenigstens in etwa orthogonalen Fläche am Gehäuse anliegt und mit dieser verschweißt ist.A another way a good welded joint for example by means of resistance welding directly between the component and the housing To produce, is that the tubular component at one of the casing facing end face a circumferential collar extending axially from the end face which is at least approximately orthogonal to the collar area on the housing is applied and welded to it.
Sehr günstig ist auch eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe, bei welcher einer der beiden miteinander zu verschweißenden Abschnitte konisch ausgebildet ist, und dass der andere Abschnitt durch eine ringförmige Kante einer Öffnung gebildet wird, welche an dem konischen Abschnitt anliegt. Hierdurch wird eine Selbstzentrierung bewirkt, was die Montage vereinfacht und die Prozesssicherheit bei der Herstellung der Schweißverbindung erhöht. Außerdem können so die Anforderungen an die Toleranzen der einzelnen Teile besonders gering gehalten werden, was die Herstellkosten senkt.Very Cheap is also an embodiment of the piston pump according to the invention, in which one of the two sections to be welded together is conical is and that the other section through an annular edge formed an opening which lies against the conical section. This will self-centering, which simplifies assembly and the process reliability in the production of the welded joint elevated. Moreover can the requirements for the tolerances of the individual parts are particularly low are kept, which lowers the manufacturing costs.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die rohrförmige Komponente eine Dichteinrichtung aufweist, welche in Einbaulage in einer Öffnung des Gehäuses aufgenommen ist, und dass die Schweißnaht, mit der die Komponente wenigstens mittelbar am Gehäuse befestigt ist, von der Öffnung zur Komponente hin gesehen hinter der Dichteinrichtung angeordnet ist. Dies verhindert, dass während des Schweißvorgangs auftretende Spritzer in das Gehäuseinnere der Kolbenpumpe gelangen. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Dichteinrichtung können auch sehr kleine Spritzer sowie eventuell auch Schmauch vom Inneren des Pumpengehäuses ferngehalten werden. Wenn eine entsprechende Abschirmeinrichtung auch außen vorgesehen wird, können auch an den außen liegenden Komponenten keine Spritzer anhaften.Further it is proposed that the tubular component be a sealing device which, in the installed position, is received in an opening in the housing is and that the weld seam, with which the component is at least indirectly attached to the housing is from the opening viewed towards the component arranged behind the sealing device is. This prevents during of the welding process Splashes appearing inside the housing the piston pump. Through an appropriate design the sealing device can also very small splashes and possibly also smoke from the inside of the pump housing be kept away. If an appropriate shielding device also outside can be provided also to the outside no splashes on the lying components.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Kolbenpumpe sieht vor, dass die rohrförmige Komponente zunächst mit einem Halteelement unlösbar verbunden und anschließend die innere Mantelfläche der Komponente feinbearbeitet wird. Eventuell durch die Verbindung der rohrförmigen Komponente mit dem Halteelement an der rohrförmigen Komponente auftretende Verformungen können so wieder eliminiert werden.An advantageous embodiment of the method according to the invention for producing a piston pump provides that the tubular component is first connected in a non-detachable manner to a holding element and then the inner lateral surface of the component is finished. Any deformations that may occur on the tubular component due to the connection of the tubular component to the holding element can thus elimate again be kidneyed.
Als Schweißverfahren werden bei der vorliegenden Erfindung insbesondere Widerstandsschweißen oder Laserschweißen vorgeschlagen. Das Widerstandsschweißen kann wiederum entweder in Form von Inverterschweißen oder in Form von Kondensator- und Entladungsschweißen erfolgen.As welding processes are in the present invention in particular resistance welding or laser welding proposed. Resistance welding can either in the form of inverter welding or in the form of capacitor and discharge welding.
Dabei wird besonders bevorzugt, wenn eine rohrförmige Komponente aus Messing mit einem Gehäuse aus Edelstahl mittels Widerstandsschweißen verschweißt wird.there is particularly preferred if a tubular component made of brass with a housing stainless steel is welded using resistance welding.
Zeichnungdrawing
Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:following become particularly preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying Drawing closer explained. The drawing shows:
Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription of the embodiments
In
Eine
erste mögliche
Ausführungsform
der in
Die
Zylinderbuchse
Dann
wird ein Haltering
Eine
Alternative hierzu ist in
Bei
der in
Nun
wird die Zylinderbuchse
Eine
weitere Variante der Verbindung der Zylinderbuchse
Eine
weitere Variante ist in
Ein
weiterer Untersched zu den vorhergehenden Ausführungsformen betrifft die axiale
Länge insgesamt
des Halterings
Eine
Variante zu der Ausführungsform
von
Die
Eine
nochmals andere Variante ist in
Wie
ferner auf der rechten Seite von
In
Eine
nochmals andere Variante ist in den
Wie
aus
An
beiden Stutzen
Eine
Variante der in
Wie
aus
Wie
aus den
Eine
Variante der Befestigung der Zylinderbuchse
Eine
abgeänderte
Form einer Zylinderbuchse
Ähnliche
Einschnürungen
sind auch an den Stutzen
Eine
weitere Variante der direkten Verbindung der aus gehärtetem Edelstahl
hergestellten Zylinderbuchse
Dadurch,
dass der Kragen
Alternativ
hierzu kann, wie aus
Um
die Herstellkosten zu reduzieren, kann der Außendurchmesser der Zylinderbuchse
Eine
entsprechende konkrete Realisierung im Zusammenhang mit der Zylinderbuchse
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R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R130 | Divisional application to |
Ref document number: 10362370 Country of ref document: DE Effective date: 20121108 |
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R082 | Change of representative | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130529 |
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R071 | Expiry of right |