WO2019134990A1 - Kraftstoffhochdruckpumpe für ein kraftstoffeinspritzsystem - Google Patents

Kraftstoffhochdruckpumpe für ein kraftstoffeinspritzsystem Download PDF

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WO2019134990A1
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fuel
fuel pump
pressure fuel
pump
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Walter Janker
Markus Zankl
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Cpt Group Gmbh
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    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0054—Check valves

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure fuel pump for loading a fuel in a Kraftstoffein- injection system with high pressure.
  • Such high-pressure fuel pumps are used in Kraftlichin injection systems to compress a fuel and thus to apply a high pressure.
  • the fuel under high pressure is then injected by means of a fuel injection device in combustion chambers of an internal combustion engine.
  • the pressure in gasoline internal combustion engines is in a range of 150 bar to 400 bar and in the selbrennkraftmaschinen in a range of 1500 bar to 3000 bar. The more the fuel is compressed, the lower are the resulting during the combustion process
  • these high-pressure fuel pumps are designed as piston pumps Kol, wherein the fuel is compressed by a Penk penkolben in a pressure chamber by a translational movement of the pump piston. Due to the uneven promotion of such piston pumps arise on a low pressure side of the high-pressure fuel pump fluctuations in Vo lumenstrom, which are associated with pressure fluctuations in the overall system. These so-called pulsations are in particular in one
  • low-pressure dampers are therefore used, for example in high-pressure gasoline fuel pumps, on the low-pressure side, which operate as hydraulic accumulators which compensate for the fluctuations in the volume flow and thus reduce the pulsations that arise.
  • these low-pressure dampers usually have deformable dampers, for example a gas-filled capsule. If the pressure rises on the low-pressure side, the capsule deforms, creating space for the superfluous fuel in the volumetric flow. If the pressure drops again at a later time, the capsule returns to its original shape and the stored fuel is thus released again.
  • a metal capsule is usually used because with plastic capsules or rubber membranes due to the permeability, the gas escapes with time and thus no more damping is given.
  • Such low-pressure damper are made for example
  • High-pressure fuel pump disclosed with a low-pressure damper, which is mounted on a head portion of the high-pressure fuel pump.
  • a defined space in or on the high-pressure fuel pump is required for the gas-filled metal capsule.
  • the space must have a defined min least size and is usually cylindrical, since it depends on the production process of the metal capsule.
  • the installation space which is required for the known damping systems, significantly reduces the free space for the orientation of connections to the high-pressure fuel pump. Therefore, this required installation space of previous damper concepts resulted overall in increasing the high-pressure fuel pump.
  • the object of the invention is therefore to propose a high-pressure fuel pump improved with regard to the damping of pulsations in the low-pressure range.
  • a high pressure fuel pump for pressurizing a fuel in a high pressure fuel injection system includes a housing having an axial housing bore defined at a first end portion by a seal assembly and a pump piston guided in the housing bore and extending through the seal assembly.
  • the log processing arrangement comprises a fixed in the housing bore sealing shell, a sealing ring which is axially movably in contact with the pump piston on its inner circumference and is axially movably held by the sealing shell at its outer periphery, and a return element, which is located on the sealing shell and the Sealing ring is supported to apply an axial spring force on the sealing ring.
  • the sealing ring characterized in that the sealing ring is acted upon axially with a spring force of the resilient return element, the sealing ring simultaneously acts as a damper, because it can compensate for the axial adjustment due to its axial mobility a pulsating volume.
  • the function of the already used sealing arrangement in the high-pressure fuel pump is extended by the seal assembly seals not only the axially moving pump piston, but in addition, characterized in that the seal itself can move axially in its seat on the sealing shell and thereby on its outer periphery dynamically seals, an attenuation function is inte griert. Because of the axial movement possibility of the sealing ring, it can compensate for a volume and thus have a damping effect.
  • the spring force of the restoring element counteracts a pulsation direction on the sealing ring as a counterforce.
  • the sealing ring which seals the pump piston from combined, designed as a rod seal and piston seal.
  • the space for the sealing ring is preferably designed so that an axial movement on its outer periphery is possible.
  • the sealing ring is received in a shell portion of the seal assembly, wherein a piston support member for limiting the shell portion is provided opposite to the return element.
  • a piston support member for limiting the shell portion is provided opposite to the return element.
  • a leakage discharge device is advantageously arranged in the shell section in order to derive a fuel leak occurring during operation of the high-pressure fuel pump in the sealing shell from the sealing shell.
  • an optionally functional fuel leakage at the new dynamic sealing point on the outer circumference of the seal ring can be derived in the same known way, for example in an engine compartment, as the fuel leakage of the existing dynamic sealing point between the inner circumference of the seal ring and the pump piston.
  • the seal assembly is disposed in a low pressure region of the housing bore, wherein the low-pressure region is in fluid communication with a fuel inlet, the fuel from outside to the high fuel pressure pump, wherein in the fuel inlet a return check valve is arranged to a back flow of fuel from the To prevent high-pressure fuel pump in the fuel inlet.
  • the housing bore forms at a second end region of a pressure chamber in which the fuel is pressurized by the pump piston with high pressure, wherein a fuel inlet bore to the pressure chamber coaxial with the hous sebohrung is formed at the second end portion.
  • the fuel inlet bore coaxial be mounted above the middle of the housing, bringing with it a better manufacturability of the housing bore, as this is then formed upwards continuously in the housing.
  • the honing tool can dip into the area of the fuel inlet bore.
  • the assembly and the design of the overall high-pressure fuel pump is simplified, since the Pum penkolben could now be joined from above via the fuel inlet bore, wherein the fuel inlet bore is arranged on a main axis of rotation or rotationally symmetrical to the housing.
  • the possibility rota tion symmetric to install housing components which brings advantages in terms of voltage distribution of example, welded parts.
  • At least partially disposed in the fuel inlet bore is an inlet valve having a radially extending male terminal, the housing is designed such that the plug connection can be rotated freely by 360 °.
  • the connector can be rotated freely and there are more degrees of freedom for the orientation of the connector at the customer.
  • FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of a high-pressure fuel pump with a low-pressure damper, which is attached to a head end of the high-pressure fuel pump according to the prior art.
  • Fig. 2 is a partial view of a longitudinal section of a
  • Fig. 3 is a longitudinal sectional view of a high-pressure fuel pump according to FIG. 2, wherein at the head region of the high-pressure fuel pump, an inlet valve is arranged.
  • Fig. 1 shows a longitudinal sectional view of a high-pressure fuel pump 10 from the prior art. At this
  • High-pressure fuel pump 10 is in a housing 12, an axial housing bore 14 is introduced, in which a pump piston 16 with Help a guide sleeve is guided.
  • the housing bore 14 is delimited at a first end region 20 by a sealing arrangement 22, through which the pump piston 16 extends. Since the housing bore 14, the housing 12 is not completely penetrated, the housing bore 14 at a second end region 24 is limited by the housing 12 itself.
  • the sealing arrangement 22 is formed by a combination of a sealing shell 26, which is pressed into the housing bore 14, with a sealing ring 28 which is arranged pressed into a shell portion 30 of the sealing shell 26.
  • the pump piston 16 passes through the sealing ring 28 and is thus in axially movable contact with an inner periphery 32 of the sealing ring 28.
  • the sealing ring 28 is firmly seated in the shell portion 30 and thus is not axially movable on its outer periphery 34.
  • a low-pressure damper 38 is attached to the housing 12.
  • the Never derdruckdämpfer 38 has a damper capsule 40 and is fluidly connected to a fuel inlet 42 via which fuel 44 is supplied from outside the high-pressure fuel pump 10 to a pressure chamber 46.
  • a fuel inlet 42 which is designed as a fuel inlet bore 48
  • an inlet valve 50 is arranged, which is designed as an active valve and is contacted via a plug connection 52.
  • the prior art high-pressure fuel pump 10 shown in FIG. 1 requires a relatively large amount of installation space, in particular due to the low-pressure damper 38 at the head end 36, and additionally has the disadvantage that the plug connection 52 on the inlet valve 50 only at predetermined angles to the inlet valve 50 can be attached. Therefore, an improved high-pressure fuel pump 10 will be described below with reference to FIGS. 2 and 3, in which the low-pressure damper 38 is omitted and replaced by an alternative arrangement.
  • the sealing ring 28 is not fixed in the shell portion 30 is in Fig. 2, but is is in this case a partial view of a longitudinal section of a high-pressure fuel pump 10 of the invention held on its outer circumference 34 axially movable by the sealing shell 26, in particular the shell portion 30.
  • a return element 58 here in the form of a compression spring 60, which applies a spring force 62 on the sealing ring 28.
  • the sealing ring 28 can move axially with its outer circumference 34 on the shell portion 30 along, compress the restoring element 58, and so absorb the pulsations.
  • the sealing ring 28 which had previously taken over only the function of sealing the pump piston 16 as a rod seal, thus assumes together with the return element 58, the previous function of the low-pressure damper 38 and thus dampens the pulsations within the high-pressure fuel pump 10.
  • a piston support element 64 on which the pump piston 16 is supported annularly, is fixed in the blade section 30, and thus delimits the shell part. cut 30 opposite the return element 58 upwards.
  • a leakage discharge device 66 is provided. By means of this leakage discharge device 66, the occurring fuel leakage can then be discharged, for example, into an engine compartment 68.
  • the seal assembly 22 is disposed in a low pressure region 70 of the housing bore 14 and fluidly connected to the fuel inlet 42 (not shown).
  • the seal assembly 22 is disposed in a low pressure region 70 of the housing bore 14 and fluidly connected to the fuel inlet 42 (not shown).
  • the low-pressure damper 38 is no longer arranged at the head end 36 of the high-pressure fuel pump 10, it is possible to introduce the fuel inlet bore 48 coaxially with the housing bore 14 from above into the housing 12. As a result, it is also possible to arrange the inlet valve 50, as shown in FIG. 3, coaxially with the pump piston 16, resulting in a 360 ° free rotation capability of the plug connection 52. As a result, are available for the orientation of the connector terminal 52 from reaching degrees of freedom for connection to the customer.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe (10) mit einer Gehäusebohrung (14) in einem Gehäuse (12), welche durch eine Dichtungsanordnung (22) begrenzt ist, wobei die Dichtungsanordnung (22) einen axial beweglichen Dichtungsring (28) und ein Rückstellelement (58) aufweist, das auf den Dichtungsring (28) eine axiale Federkraft (62) aufbringt.

Description

Beschreibung
Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe zum Be aufschlagen eines Kraftstoffes in einem Kraftstoffein- spritzsystem mit Hochdruck.
Solche Kraftstoffhochdruckpumpen werden in Kraftstoffein spritzsystemen dazu verwendet, einen Kraftstoff zu komprimieren und somit mit einem Hochdruck zu beaufschlagen. Der unter Hochdruck stehende Kraftstoff wird dann mittels einer Kraft stoffeinspritzvorrichtung in Brennkammern einer Brennkraft maschine eingespritzt. Der Druck bei Benzinbrennkraftmaschinen liegt in einem Bereich von 150 bar bis 400 bar und bei Die selbrennkraftmaschinen in einem Bereich von 1500 bar bis 3000 bar. Je stärker der Kraftstoff komprimiert wird, desto geringer sind die während des Verbrennungsprozesses entstehenden
Emissionen. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund der immer stärker gewünschten und gesetzlich geforderten Emissionsver ringerung von Vorteil.
Für gewöhnlich sind diese Kraftstoffhochdruckpumpen als Kol benpumpen ausgebildet, wobei der Kraftstoff von einem Pum penkolben in einem Druckraum durch eine translatorische Bewegung des Pumpenkolbens verdichtet wird. Durch die ungleichmäßige Förderung solcher Kolbenpumpen entstehen auf einer Nieder druckseite der Kraftstoffhochdruckpumpe Schwankungen im Vo lumenstrom, die mit Druckschwankungen im Gesamtsystem verbunden sind. Diese sog. Pulsationen sind insbesondere in einem
Kraftstoffzulauf von außerhalb der Kraftstoffhochdruckpumpe, vor allem in einer Zulaufleitung, unerwünscht, da sie eine schädliche Belastung und auch eine Geräuschursache darstellen, wenn sich die Pulsationen in die Zulaufleitung der Kraft stoffhochdruckpumpe übertragen.
Zur Dämpfung der Pulsationen werden daher, beispielsweise bei Benzinkraftstoffhochdruckpumpen, auf der Niederdruckseite Niederdruckdämpfer verwendet, die als hydraulische Speicher arbeiten, welche die Schwankungen im Volumenstrom ausgleichen und somit die entstehenden Pulsationen reduzieren. Zu diesem Zweck weisen diese Niederdruckdämpfer für gewöhnlich verformbare Dämpfer auf, beispielsweise eine mit Gas befüllte Kapsel. Steigt nun auf der Niederdruckseite der Druck, verformt sich die Kapsel, wodurch Platz für den überflüssigen Kraftstoff in dem Volu menstrom geschaffen wird. Fällt der Druck zu einem späteren Zeitpunkt wieder ab, kehrt die Kapsel zu ihrer ursprünglichen Form zurück, und der gespeicherte Kraftstoff wird somit wieder frei gegeben. Es wird gewöhnlich eine Metallkapsel verwendet, weil bei Kunststoffkapseln oder Gummimembranen aufgrund der Permeabilität das Gas mit der Zeit entweicht und somit keine Dämpfung mehr gegeben ist.
Solche Niederdruckdämpfer sind beispielsweise aus
DE 10 2015 214 812 Al bekannt, die eine konventionelle
Kraftstoffhochdruckpumpe mit einem Niederdruckdämpfer offen bart, der an einem Kopfbereich der Kraftstoffhochdruckpumpe montiert ist. Hier ist für die gasgefüllte Metallkapsel ein definierter Bauraum in oder an der Kraftstoffhochdruckpumpe erforderlich. Der Bauraum muss dabei eine definierte Min destgröße haben und ist meist zylinderförmig, da er abhängig vom Herstellprozess der Metallkapsel ist. Der Bauraum, welcher für die bekannten Dämpfungssysteme erforderlich ist, reduziert deutlich den Freiraum für die Orientierung von Anschlüssen an der Kraftstoffhochdruckpumpe . Daher führte dieser notwendige Bauraum bisheriger Dämpferkonzepte insgesamt zur Vergrößerung der Kraftstoffhochdruckpumpe . Es gab auch Versuche, eine Metalldämpfungskapsel in einen Hohlraum zwischen einer Kolbenführung für den Pumpenkolben und einer Stangendichtung im Gehäuse der Kraftstoffhochdruckpumpe zu integrieren, wobei die Metalldämpfungskapsel eine komplexe Form ähnlich eines Donuts aufwies. Ein solches Konzept ist bei spielsweise in DE 10 2015 219 772 Al gezeigt. Das Konzept ist jedoch relativ teuer, da ein dafür erforderlicher Einstich an einer Unterseite des Gehäuses der Kraftstoffhochdruckpumpe aufwendig bei der Herstellung der Kraftstoffhochdruckpumpe ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine hinsichtlich der Dämpfung von Pulsationen im Niederdruckbereich verbesserte Kraftstoffhochdruckpumpe vorzuschlagen .
Diese Aufgabe wird mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe mit der Merkmalskombination des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Eine Kraftstoffhochdruckpumpe zum Beaufschlagen eines Kraft stoffes in einem Kraftstoffeinspritzsystem mit Hochdruck weist ein Gehäuse mit einer axialen Gehäusebohrung, die an einem ersten Endbereich durch eine Dichtungsanordnung begrenzt ist, und einen Pumpenkolben auf, der in der Gehäusebohrung geführt ist und sich durch die Dichtungsanordnung hindurch erstreckt. Die Dich tungsanordnung weist eine in der Gehäusebohrung befestigte Dichtungsschale, einen Dichtungsring, der an seinem Innenumfang in axial beweglichem Kontakt mit dem Pumpenkolben ist und an seinem Außenumfang axial beweglich von der Dichtungsschale gehalten ist, sowie ein Rückstellelement auf, das sich an der Dichtungsschale und dem Dichtungsring abstützt, um auf den Dichtungsring eine axiale Federkraft aufzubringen. Dadurch, dass der Dichtungsring axial mit einer Federkraft des federnden Rückstellelementes beaufschlagt wird, wirkt der Dichtungsring gleichzeitig als Dämpfer, weil er durch die axiale Verstellmöglichkeit aufgrund seiner axialen Beweglichkeit ein pulsierendes Volumen ausgleichen kann. Die Funktion der bereits jetzt verwendeten Dichtungsanordnung in der Kraftstoffhoch- druckpumpe wird erweitert, indem die Dichtungsanordnung nicht nur den axial sich bewegenden Pumpenkolben abdichtet, sondern zusätzlich, dadurch dass sich der Dichtungsring selbst in seinem Sitz an der Dichtungsschale axial bewegen kann und dabei an seinem Außenumfang dynamisch dichtet, eine Dämpfungsfunktion inte griert wird. Denn durch die axiale Bewegungsmöglichkeit des Dichtungsringes kann er ein Volumen ausgleichen und somit dämpfend wirken. Auf den Dichtungsring wirkt entgegen einer Pulsationsrichtung die Federkraft des Rückstellelements als Gegenkraft .
Vorteilhaft ist der Dichtungsring, der den Pumpenkolben ab dichtet, kombiniert als Stangendichtung und Kolbendichtung ausgelegt. Der Bauraum für den Dichtungsring ist vorzugsweise so ausgelegt, dass eine axiale Bewegung an seinem Außenumfang möglich ist.
Durch die doppelte Funktion der Dichtungsanordnung können Bauteile wie Dämpferkapseln, Distanzringe und Dämpfergehäuse eingespart werden und somit insgesamt der Bauraum der Kraft stoffhochdruckpumpe an einem zweiten Endbereich, der dem ersten Endbereich mit der Dichtungsanordnung axial gegenüberliegt, verringert werden. Die Realisierung des Niederdruckdämpfers im Inneren des Gehäuses hat somit einen kleineren Bauraum der gesamten Kraftstoffhochdruckpumpe zur Folge. Zusätzlich ergibt sich der Vorteil, dass bei einer Innenanordnung des Nieder druckdämpfers eine geringere Geräuschentwicklung zu erwarten ist, da normalerweise dünnwandig ausgebildete Dämpfergehäuse oder Dämpferdeckel, die Schwingungen übertragen entfallen. Weiter entfallen potentiell externe Leckagestellen eines an die Kraftstoffhochdruckpumpe normalerweise angebauten Nieder druckdämpfers, weil das Dämpfungselement in Form der Dich tungsanordnung im Inneren der Kraftstoffhochdruckpumpe inte griert ist.
Vorzugsweise ist der Dichtungsring in einem Schalenabschnitt der Dichtungsanordnung aufgenommen, wobei ein Kolbenstützelement zum Begrenzen des Schalenabschnitts gegenüberliegend zu dem Rückstellelement vorgesehen ist. Dadurch wird vorzugsweise verhindert, dass der Dichtungsring von dem Rückstellelement zu weit in die Gehäusebohrung gedrückt wird und somit an seinem Außenumfang den Kontakt mit der Dichtungsschale verliert.
Vorteilhaft ist in dem Schalenabschnitt eine Leckageableit- einrichtung angeordnet, um eine im Betrieb der Kraftstoff hochdruckpumpe in der Dichtungsschale auftretende Kraftstoff leckage aus der Dichtungsschale abzuleiten. Dadurch kann eine gegebenenfalls funktionsbedingte Kraftstoffleckage an der neuen dynamischen Dichtstelle am Außenumfang des Dichtungsrings auf dem gleichen bekannten Weg beispielsweise in einen Motorraum abgeleitet werden, wie die Kraftstoffleckage der bereits vorhandenen dynamischen Dichtstelle zwischen dem Innenumfang des Dichtungsrings und dem Pumpenkolben.
Vorteilhaft ist die Dichtungsanordnung in einem Niederdruck bereich der Gehäusebohrung angeordnet, wobei der Nieder druckbereich in Fluidverbindung mit einem Kraftstoffzulauf steht, der Kraftstoff von außerhalb zu der Kraftstoffhoch druckpumpe zuführt, wobei in dem Kraftstoffzulauf ein Rück schlagventil angeordnet ist, um ein Zurückfließen von Kraftstoff aus der Kraftstoffhochdruckpumpe in den Kraftstoffzulauf zu verhindern. Dadurch können die Pulsationen, die beim Betrieb des Pumpenkolbens entstehen, von dem Kraftstoffzulauf und einer zugehörigen Zulaufleitung abgehalten werden und gezielt auf den Dichtungsring als Dämpfungselement aufgebracht werden. In der Zulaufleitung treten dann keine rückströmenden Pulsationen auf.
Vorzugsweise bildet die Gehäusebohrung an einem zweiten End bereich einen Druckraum aus, in dem der Kraftstoff von dem Pumpenkolben mit Hochdruck beaufschlagt wird, wobei eine Kraftstoffzulaufbohrung zum Druckraum koaxial zu der Gehäu sebohrung an dem zweiten Endbereich ausgebildet ist.
Da der normalerweise an diesem zweiten Endbereich vorgesehene Niederdruckdämpfer entfällt, stehen nun mehr Freiheitsgrade für Anschlussschnittstellen der Kraftstoffhochdruckpumpe zur Verfügung. Somit kann nun vorteilhaft die Kraftstoffzulauf bohrung koaxial oben mittig an dem Gehäuse angebracht werden, womit eine bessere Herstellbarkeit der Gehäusebohrung ein hergeht, da diese dann nach oben durchgehend in dem Gehäuse ausgebildet ist. Es ergeben sich Vorteile beim Honen, da das Honwerkzeug in den Bereich der Kraftstoffzulaufbohrung ein- tauchen kann. Auch die Montage und das Design der Ge- samt-Kraftstoffhochdruckpumpe ist vereinfacht, da der Pum penkolben nun auch von oben über die Kraftstoffzulaufbohrung gefügt werden könnte, wobei die Kraftstoffzulaufbohrung auf einer Hauptrotationsachse bzw. rotationssymmetrisch zum Gehäuse angeordnet ist. Insgesamt ergibt sich die Möglichkeit, rota tionssymmetrisch zum Gehäuse Bauteile anzubringen, was Vorteile hinsichtlich Spannungsverteilung von beispielsweise ange schweißten Teilen bringt.
Vorzugsweise ist in der Kraftstoffzulaufbohrung zumindest teilweise ein Einlassventil angeordnet, das einen sich radial erstreckenden Steckeranschluss aufweist, wobei das Gehäuse derart ausgebildet ist, dass der Steckeranschluss um 360° frei rotiert werden kann.
Entsprechend weist das Gehäuse im Bereich des zweiten Endbe reiches der Gehäusebohrung ein flaches Kopfende auf, in dem die Kraftstoffzulaufbohrung eingebracht ist, und wo das Einlass ventil eingesteckt ist. Somit kann der Steckeranschluss frei rotiert werden und es ergeben sich mehr Freiheitsgrade für die Orientierung des Steckeranschlusses beim Kunden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung einer Kraftstoffhoch- druckpumpe mit einem Niederdruckdämpfer, der an einem Kopfende der Kraftstoffhochdruckpumpe gemäß dem Stand der Technik angebracht ist;
Fig. 2 eine Teildarstellung eines Längsschnittes einer
Kraftstoffhochdruckpumpe entsprechend Fig. 1, wobei jedoch kein Niederdruckdämpfer gemäß dem Stand der Technik verwendet wird, sondern eine Dichtungsan ordnung an einem Pumpenkolben die Dämpfungsfunktion übernimmt; und
Fig. 3 eine Längsschnittdarstellung einer Kraftstoffhoch druckpumpe entsprechend Fig. 2, wobei an dem Kopf- bereich der Kraftstoffhochdruckpumpe ein Einlass ventil angeordnet ist.
Fig. 1 zeigt eine Längsschnittdarstellung einer Kraftstoff hochdruckpumpe 10 aus dem Stand der Technik. Bei dieser
Kraftstoffhochdruckpumpe 10 ist in einem Gehäuse 12 eine axiale Gehäusebohrung 14 eingebracht, in der ein Pumpenkolben 16 mit Hilfe einer Führungshülse geführt ist. Die Gehäusebohrung 14 ist an einem ersten Endbereich 20 durch eine Dichtungsanordnung 22 begrenzt, durch die sich der Pumpenkolben 16 hindurch erstreckt. Da die Gehäusebohrung 14 das Gehäuse 12 nicht vollständig durchdringt, ist die Gehäusebohrung 14 an einem zweiten End bereich 24 durch das Gehäuse 12 selbst begrenzt.
Die Dichtungsanordnung 22 ist gebildet durch Kombination einer Dichtungsschale 26, welche in die Gehäusebohrung 14 eingepresst ist, mit einem Dichtungsring 28, der in einem Schalenabschnitt 30 der Dichtungsschale 26 eingepresst angeordnet ist. Der Pumpenkolben 16 führt durch den Dichtungsring 28 hindurch und ist so in axial beweglichem Kontakt mit einem Innenumfang 32 des Dichtungsrings 28. Der Dichtungsring 28 sitzt fest in dem Schalenabschnitt 30 und ist somit an seinem Außenumfang 34 nicht axial beweglich.
An einem Kopfende 36 der Kraftstoffhochdruckpumpe 10, an dem sich der zweite Endbereich 24 der Gehäusebohrung 14 befindet, ist ein Niederdruckdämpfer 38 an dem Gehäuse 12 befestigt. Der Nie derdruckdämpfer 38 weist eine Dämpferkapsel 40 auf und ist fluidisch mit einem Kraftstoffzulauf 42, über den von außerhalb der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 Kraftstoff 44 zu einem Druckraum 46 zugeführt wird, verbunden. In dem Kraftstoffzulauf 42, der als Kraftstoffzulaufbohrung 48 ausgebildet ist, ist ein Einlass ventil 50 angeordnet, das als aktives Ventil ausgebildet ist und über einen Steckeranschluss 52 kontaktiert wird.
Die in Fig. 1 gezeigte Kraftstoffhochdruckpumpe 10 aus dem Stand der Technik benötigt relativ viel Bauraum, insbesondere aufgrund des Niederdruckdämpfers 38 an dem Kopfende 36, und hat zusätzlich den Nachteil, dass der Steckeranschluss 52 an dem Einlassventil 50 nur in vorbestimmten Winkeln an dem Einlassventil 50 befestigt werden kann. Daher wird im Folgenden mit Bezug auf Fig. 2 und Fig. 3 eine verbesserte Kraftstoffhochdruckpumpe 10 beschrieben, bei der der Niederdruckdämpfer 38 wegfällt und durch eine alternative Anordnung ersetzt wird.
Fig. 2 zeigt hierzu eine Teildarstellung eines Längsschnittes einer erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckpumpe 10 im Bereich der Dichtungsschale 26. Im Gegensatz zu der Kraftstoffhoch druckpumpe 10 aus dem Stand der Technik ist in Fig. 2 der Dichtungsring 28 nicht fest in dem Schalenabschnitt 30 ange ordnet, sondern ist an seinem Außenumfang 34 axial beweglich von der Dichtungsschale 26, insbesondere dem Schalenabschnitt 30, gehalten . Zusätzlich ist zwischen einem unteren Endbereich 54 des Schalenabschnittes 30 und einer unteren Stirnseite 56 des Dichtungsrings 28 ein Rückstellelement 58, hier in Form einer Druckfeder 60, angeordnet, das eine Federkraft 62 auf den Dichtungsring 28 aufbringt.
Entstehen nun durch die Bewegung des Pumpenkolbens 16 in der Gehäusebohrung 14 Pulsationen, kann sich der Dichtungsring 28 axial mit seinem Außenumfang 34 an dem Schalenabschnitt 30 entlang bewegen, das Rückstellelement 58 komprimieren, und so die Pulsationen abfedern.
Der Dichtungsring 28, der zuvor lediglich die Funktion der Abdichtung des Pumpenkolbens 16 als Stangendichtung übernommen hatte, übernimmt somit gemeinsam mit dem Rückstellelement 58 die bisherige Funktion des Niederdruckdämpfers 38 und dämpft somit die Pulsationen innerhalb der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 ab.
Um zu verhindern, dass der Dichtungsring 28 aus dem Schalen abschnitt 30 herausrutscht, ist ein Kolbenstützelement 64, an dem sich der Pumpenkolben 16 ringförmig abstützt, in dem Scha lenabschnitt 30 befestigt, und begrenzt somit den Schalenab- schnitt 30 gegenüberliegend des Rückstellelementes 58 nach oben hin .
Durch die axiale Beweglichkeit des Dichtungsringes 28 kann es im Betrieb der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 zu einer Kraftstoff leckage in dem Schalenabschnitt 30, in dem sich das Rück stellelement 58 befindet, kommen. Um diese Kraftstoffleckage aus dem Schalenabschnitt 30 ableiten zu können, ist eine Lecka- geableiteinrichtung 66 vorgesehen. Über diese Leckageableit- einrichtung 66 kann die auftretende Kraftstoffleckage dann beispielsweise in einen Motorraum 68 abgeleitet werden.
Die Dichtungsanordnung 22 ist in einem Niederdruckbereich 70 der Gehäusebohrung 14 angeordnet und fluidisch mit dem Kraft stoffzulauf 42 verbunden (nicht gezeigt) . Um die Druckpulsa tionen von dem Kraftstoffzulauf 42 bzw. einer nicht gezeigten Zulaufleitung außerhalb der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 ab zuhalten und gezielt auf den Dichtungsring 28 aufzubringen, ist es vorteilhaft, wenn in dem Kraftstoffzulauf 42 ein Rück schlagventil angeordnet ist, das ein Zurückfließen von
Kraftstoff 44 aus der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 in den Kraftstoffzulauf 42 verhindert.
Da der Niederdruckdämpfer 38 nun nicht mehr an dem Kopfende 36 der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 angeordnet ist, ist es möglich, die Kraftstoffzulaufbohrung 48 koaxial mit der Gehäusebohrung 14 von oben in das Gehäuse 12 einzubringen. Dadurch ist es auch möglich, das Einlassventil 50, wie in Fig. 3 gezeigt, koaxial mit dem Pumpenkolben 16 anzuordnen, wodurch sich eine 360° freie Rotationsfähigkeit des Steckeranschlusses 52 ergibt. Dadurch stehen für die Orientierung des Steckeranschlusses 52 aus reichend Freiheitsgrade für den Anschluss beim Kunden zur Verfügung .

Claims

Patentansprüche
1. Kraftstoffhochdruckpumpe (10) zum Beaufschlagen eines Kraftstoffes (44) in einem Kraftstoffeinspritzsystem mit Hochdruck, aufweisend:
ein Gehäuse (12) mit einer axialen Gehäusebohrung (14), die an einem ersten Endbereich (20) durch eine Dichtungsanordnung (22) begrenzt ist; und
einen Pumpenkolben (16), der in der Gehäusebohrung (14) geführt ist und sich durch die Dichtungsanordnung (22) hindurch erstreckt ;
wobei die Dichtungsanordnung (22) aufweist:
eine in der Gehäusebohrung (14) befestigte Dichtungsschale
(26) ;
einen Dichtungsring (28), der an seinem Innenumfang (32) in axial beweglichem Kontakt mit dem Pumpenkolben (16) ist und an seinem Außenumfang (34) axial beweglich von der Dichtungsschale (26) gehalten ist; und
ein Rückstellelement (58), das sich an der Dichtungsschale (26) und dem Dichtungsring (28) abstützt, um auf den Dich tungsring (28) eine axiale Federkraft (62) aufzubringen.
2. Kraftstoffhochdruckpumpe (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (28) in einem Schalenabschnitt (30) der Dichtungsschale (26) aufgenommen ist, wobei ein Kolbenstützelement (64) zum Begrenzen des Schalen abschnitts (30) gegenüberliegend zu dem Rückstellelement (58) vorgesehen ist.
3. Kraftstoffhochdruckpumpe (10) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schalenabschnitt (30) eine Leckageableiteinrichtung (66) angeordnet ist, um eine im Betrieb der Kraftstoffhochdruckpumpe (10) in der Dichtungsschale (26) auftretende Kraftstoffleckage aus der Dichtungsschale (26) abzuleiten .
4. Kraftstoffhochdruckpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnung (22) in einem Niederdruckbereich (70) der Gehäusebohrung (14) angeordnet ist, wobei der Niederdruckbereich (70) in Fluidverbindung mit einem Kraftstoffzulauf (42) steht, der Kraftstoff (44) von außerhalb zu der Kraftstoffhochdruckpumpe (10) zuführt, wobei in dem Kraftstoffzulauf (42) ein Rückschlagventil angeordnet ist, um ein Zurückfließen von Kraftstoff (44) aus der Kraftstoff hochdruckpumpe (10) in den Kraftstoffzulauf (42) zu verhindern.
5. Kraftstoffhochdruckpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusebohrung (14) an einem zweiten Endbereich (24) einen Druckraum (46) ausbildet, in dem der Kraftstoff (44) von dem Pumpenkolben (16) mit Hochdruck beaufschlagt wird, wobei eine Kraftstoffzulaufbohrung (48) zum Druckraum (46) koaxial zu der Gehäusebohrung (14) an dem zweiten Endbereich (24) ausgebildet ist.
6. Kraftstoffhochdruckpumpe (10) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet , dass in der Kraftstoffzulaufbohrung (48) zumindest teilweise ein Einlassventil (50) angeordnet ist, das einen sich radial erstreckenden Steckeranschluss (52) aufweist, wobei das Gehäuse (12) derart ausgebildet ist, dass der Ste ckeranschluss (52) um 360° frei rotiert werden kann.
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