| Dokumentenidentifikation |
DE102004004705A1 18.08.2005 |
| Titel |
Hochdruckpumpe, insbesondere für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine |
| Anmelder |
Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE |
| Erfinder |
Merz, Armin, 71384 Weinstadt, DE; Meier, Gerhard, 73614 Schorndorf, DE |
| DE-Anmeldedatum |
30.01.2004 |
| DE-Aktenzeichen |
102004004705 |
| Offenlegungstag |
18.08.2005 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
18.08.2005 |
| IPC-Hauptklasse |
F04B 1/04
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| Zusammenfassung |
Die Hochdruckpumpe weist ein Gehäuse (10, 14, 22) auf, in dem wenigstens ein Pumpenelement (18) angeordnet ist, das einen durch eine Antriebswelle (12) in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben (20) aufweist, wobei der Pumpenkolben (20) in einer Zylinderbohrung (28) eines Gehäuseteils (22) verschiebbar geführt ist und in dieser einen Pumpenarbeitsraum (30) begrenzt. Der Pumpenkolben (20) stützt sich über ein Stützelement (40) an der Antriebswelle (12) ab, wobei der Pumpenkolben (20) und das Stützelement (40) durch eine vorgespannte Rückstellfeder (60) zur Antriebswelle (12) hin beaufschlagt sind. Das Stützelement (40) ist in einer in dem Gehäuseteil (22), in dem die Zylinderbohrung (28) ausgebildet ist, ausgebildeten Aufnahme (46) in Richtung der Längsachse (21) des Pumpenkolbens (20) verschiebbar und um die Längsachse (21) unverdrehbar geführt.
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| Beschreibung[de] |
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Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckpumpe, insbesondere für
eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des
Anspruchs 1.
Eine solche Hochdruckpumpe ist durch die DE
199 07 311 A1 bekannt. Diese Hochdruckpumpe weist ein Gehäuse und mehrere
im Gehäuse angeordnete Pumpenelemente auf. Die Pumpenelemente weisen jeweils einen
durch eine Antriebswelle der Hochdruckpumpe in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben
auf. Der Pumpenkolben ist in einer Zylinderbohrung eines Gehäuseteils der Hochdruckpumpe
dicht geführt und begrenzt in der Zylinderbohrung einen Pumpenarbeitsraum. Der Pumpenkolben
stützt sich über ein Stützelement in Form eines Stößels an der Antriebswelle ab.
Der Pumpenkolben wird durch eine vorgespannte Rückstellfeder zum Stößel hin beaufschlagt
und der Stößel wird durch die Rückstellfeder zur Antriebswelle hin beaufschlagt.
Im Stößel ist eine Rolle drehbar gelagert, über die der Stößel an einem Nocken der
Antriebswelle anliegt. Der Stößel ist in einer Bohrung eines anderen Gehäuseteils
der Hochdruckpumpe, als dem Gehäuseteil, in dem die Zylinderbohrung ausgebildet
ist, verschiebbar geführt, wobei die Bohrung und der Stößel einen wesentlich größeren
Durchmesser aufweisen als die Zylinderbohrung. Nachteilig bei dieser bekannten Hochdruckpumpe
ist, dass die Zylinderbohrung, in der der Pumpenkolben geführt ist, und die Bohrung,
in der der Stößel geführt ist, in verschiedenen Gehäuseteilen angeordnet sind, so
dass zur Sicherstellung einer exakten Ausrichtung der Zylinderbohrung und der Bohrung
für den Stößel aufwendige Zentriermaßnahmen der beiden Gehäuseteile zueinander erforderlich
sind. Außerdem weist der Stößel wegen des großen Durchmessers ein hohes Gewicht
auf, was wiederum eine Rückstellfeder mit hoher Steifigkeit und entsprechend hohem
Gewicht erfordert, um ein Abspringen des Stößels von der Antriebswelle bei hohen
Drehzahlen zu vermeiden, wodurch die Hochdruckpumpe insgesamt ein hohes Gewicht
aufweist.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Hochdruckpumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Zylinderbohrung für den Pumpenkolben und
die Aufnahme für das Stützelement am selben Gehäuseteil angeordnet sind und daher
keine aufwendigen Zentriermaßnahmen bei der Montage der Hochdruckpumpe erforderlich
sind. Außerdem kann das Stützelement kompakt ausgebildet werden, wodurch dessen
Gewicht gering ist und die Rückstellfeder mit entsprechend geringer Steifigkeit
ausgebildet werden kann, wodurch das Gewicht der Hochdruckpumpe gering gehalten
werden kann.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe angegeben. Die gemäß Anspruch
3 ausgebildete Aufnahme ist einfach herstellbar.
Zeichnung
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1
eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine
in einem Längsschnitt, 2 einen in 1
mit II bezeichneten Ausschnitt der Hochdruckpumpe in vergrößerter Darstellung gemäß
einem ersten Ausführungsbeispiel, 3 den Ausschnitt
II in einer Ansicht in Pfeilrichtung III in 2,
4 den Ausschnitt II der Hochdruckpumpe gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel und 5 den Ausschnitt in
einer Ansicht in Pfeilrichtung V in 4.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In den 1 bis 5
ist eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine
dargestellt. Die Hochdruckpumpe weist ein mehrteiliges Gehäuse 10 auf,
in dem eine durch die Brennkraftmaschine rotierend antreibbare Antriebswelle
12 angeordnet ist. Die Antriebswelle 12 ist in einem Grundkörper
14 des Gehäuses 10 über zwei in Richtung der Drehachse
13 der Antriebswelle 12 voneinander beabstandete Lagerstellen
drehbar gelagert. Der Grundkörper 14 des Gehäuses 10 kann wiederum
mehrteilig ausgebildet sein und die Lagerstellen können in verschiedenen Teilen
des Grundkörpers 14 angeordnet sein.
In einem zwischen den beiden Lagerstellen liegenden Bereich weist
die Antriebswelle 12 wenigstens einen Nocken 16 auf, wobei der
Nocken 16 auch als Mehrfachnocken ausgebildet sein kann. Die Hochdruckpumpe
weist wenigstens ein oder mehrere im Gehäuse 10 angeordnete Pumpenelemente
18 mit jeweils einem Pumpenkolben 20 auf, der durch den Nocken
16 der Antriebswelle 12 in einer Hubbewegung in zumindest annähernd
radialer Richtung zur Drehachse 13 der Antriebsewelle 12 angetrieben
wird. Im Bereich jedes Pumpenelements 18 ist ein mit dem Grundkörper
14 verbundenes Gehäuseteil 22 vorgesehen, das als Zylinderkopf
ausgebildet ist. Das Gehäuseteil 22 weist einen an einer Außenseite des
Grundkörpers 14 anliegenden Flansch 24 und einen
durch eine Öffnung 15 im Grundkörper 14 zur Antriebswelle
12 hin durchragenden, zumindest annähernd zylinderförmigen Ansatz
26 mit gegenüber dem Flansch 24 kleinerem Durchmesser auf. Der
Pumpenkolben 20 ist in einer im Ansatz 26 ausgebildeten Zylinderbohrung
28 im Gehäuseteil 22 dicht verschiebbar geführt und begrenzt mit
seiner der Antriebswelle 12 abgewandten Stirnseite in der Zylinderbohrung
28 einen Pumpenarbeitsraum 30. Die Zylinderbohrung 28
kann sich bis in den Flansch 24 hinein erstrecken, in dem dann der Pumpenarbeitsraum
30 angeordnet ist. Der Pumpenarbeitsraum 30 weist über einen im
Gehäuse 10 verlaufenden Kraftstoffzulaufkanal 32 eine Verbindung
mit einem Kraftstoffzulauf, beispielsweise einer Förderpumpe auf. An der Mündung
des Kraftstoffzulaufkanals 32 in den Pumpenarbeitsraum 30 ist
ein in den Pumpenarbeitsraum 30 öffnendes Einlassventil 34 angeordnet.
Der Pumpenarbeitsraum 30 weist ausserdem über einen im Gehäuse
10 verlaufenden Kraftstoffablaufkanal 36 eine Verbindung mit einem
Auslass auf, der beispielsweise mit einem Hochdruckspeicher 110 verbunden
ist. Mit dem Hochdruckspeicher 110 sind ein oder vorzugsweise mehrere an
den Zylindern der Brennkraftmaschine angeordnete Injektoren 120 verbunden,
durch die Kraftstoff in die Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. An
der Mündung des Kraftstoffablaufkanals 36 in den Pumpenarbeitsraum
30 ist ein aus dem Pumpenarbeitsraum 30 öffnendes Auslassventil
38 angeordnet.
Zwischen dem Pumpenkolben 20 und dem Nocken 16 der
Antriebswelle 12 ist ein Stützelement 40 angeordnet. Das Stützelement
40 weist auf seiner dem Nocken 16 zugewandten Seite eine konkave
Vertiefung 42 auf, in der eine zylinderförmige Rolle 44 drehbar
gelagert ist. Die Drehachse 45 der Rolle 44 ist dabei zumindest
annähernd parallel zur Drehachse 13 der Antriebswelle 12 und die
Rolle 44 rollt auf dem Nocken 16 der Antriebswelle 12
ab. Das Stützelement 40 ist in einer Aufnahme 46 des Gehäuseteils
22 in Richtung der Hubbewegung des Pumpenkolbens 20, das ist entlang
dessen Längsachse 21, verschiebbar geführt.
In den 2 und 3
ist die Hochdruckpumpe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Aufnahme
46 für das Stützelement 40 ist dabei als ein im Ansatz
26 des Gehäuseteils 22 ausgebildeter, sich an die Zylinderbohrung
28 anschließender Schlitz ausgebildet, der bis zu dem der Antriebswelle
12 zugewandten Stirnende des Ansatzes 26 reicht. Der Schlitz
46 ist durch zwei zumindest annähernd parallel zueinander verlaufende Wände
48 des Ansatzes 26 begrenzt. Das Stützelement 40 ist
im Querschnitt zumindest annähernd rechteckförmig ausgebildet und ist zwischen den
beiden Wänden 48 mit geringem Spiel angeordnet. Die dem Stützelement
40 zugewandten Flächen der Wände 46 und/oder die den Wänden
46 zugewandten Flächen 41 des Stützelements 40 sind vorzugsweise
derart bearbeitet, dass diese eben sind und eine geringe Oberflächenrauhigkeit aufweisen,
beispielsweise sind diese Flächen geschliffen. Zwischen den parallelen Wänden
48 ist das Stützelement 40 in Richtung der Längsachse
21 des Pumpenkolbens 20 verschiebbar, jedoch um die Längsachse
21 unverdrehbar geführt.
Der Pumpenkolben 20 ist mit dem Stützelement 40
in Richtung von dessen Längsachse 21 gekoppelt. Das Stützelement
40 kann dabei beispielsweise auf seiner dem Pumpenkolben 20 zugewandten
Seite eine Bohrung 50 aufweisen, in die das Ende des Pumpenkolbens
20 hineinragt. Die Bohrung 50 weist an ihrem Umfang eine Ringnut
52 auf, in die ein radial elastischer Federring 54 eingelegt ist.
Der Pumpenkolben 20 weist in seinem Endbereich ebenfalls eine Ringnut
56 auf, in die beim Einschieben des Pumpenkolbens 20 in die Bohrung
50 der Federring 54 einrastet, wodurch die Kopplung des Pumpenkolbens
20 mit dem Stützelement 40 erreicht wird.
Das Stützelement 40 ragt seitlich durch den Schlitz
46 aus dem Ansatz 26 heraus und auf den aus dem Schlitz
46 ragenden Enden des Stützelements 40 liegt ein Federteller
58 auf. Der Federteller 58 kann mit dem Stützelement
40 verbunden sein, beispielsweise mittels einer Rastverbindung. Zwischen
dem Federteller 58 und dem Gehäuseteil 22 ist eine vorgespannte
Rückstellfeder 60 angeordnet, die als Schraubendruckfeder ausgebildet ist,
die den Ansatz 26 umgibt. Durch die Rückstellfeder 60 werden das
Stützelement 40 und der mit diesem gekoppelte Pumpenkolben 20
zum Nocken 16 der Antriebswelle 12 hin beaufschlagt, so dass die
Anlage der Rolle 44 am Nocken 16 auch beim zur Antriebswelle
12 hin gerichteten Saughub des Pumpenkolbens 20 und auch bei hoher
Drehzahl der Antriebswelle 12 sichergestellt ist.
Beim Saughub des Pumpenkolbens 20, bei dem sich dieser radial
nach innen bewegt, wird der Pumpenarbeitsraum 30 durch den Kraftstoffzulaufkanal
32 bei geöffnetem Einlassventil 34 mit Kraftstoff befüllt, wobei
das Auslassventil 38 geschlossen ist. Beim Förderhub des Pumpenkolbens
20, bei dem sich dieser radial nach aussen bewegt, wird durch den Pumpenkolben
20 Kraftstoff unter Hochdruck durch den Kraftstoffablaufkanal
36 bei geöffnetem Auslassventil 38 zum Hochdruckspeicher
110 gefördert, wobei das Einlassventil 34 geschlossen ist. Das
Stützelement 40 wird in der Aufnahme 46 um die Längsachse
21 des Pumpenkolbens 20 unverdrehbar geführt und nimmt eventuell
auftretende Querkräfte auf, so dass diese nicht auf den Pumpenkolben 20
wirken. Die Aufnahme 46 kann zur Zylinderbohrung 28 sehr genau
ausgerichtet werden, da diese am selben Gehäuseteil 22 ausgebildet ist
wie die Zylinderbohrung 28. Das Stützelement 40 kann kompakt
ausgebildet werden, da dieses nur die Vertiefung 42 für die Aufnahme der
Rolle 44 aufzuweisen braucht und über seine seitlichen, ebenen Flächen
41 geführt wird. Die Herstellung des Schlitzes 46 als Aufnahme
für das Stützelement 40 und des rechteckförmigen Stützelements
40 ist einfach möglich.
In den 4 und 5
ist die Hochdruckpumpe ausschnittsweise gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
dargestellt, bei dem der grundsätzliche Aufbau der Hochdruckpumpe gegenüber dem
ersten Ausführungsbeispiel unverändert ist und lediglich das Gehäuseteil
22 modifiziert ist. Das Gehäuseteil 122 weist den Flansch
124 und den von diesem abstehenden zylinderförmigen Ansatz 126
auf. Im Ansatz 126 ist von dessen der Antriebswelle 12 zugewandter
Stirnseite her eine Ringnut 170 eingebracht, durch die innerhalb des Ansatzes
126 ein innerer, zumindest annähernd zylinderförmiger Ansatz
172 gebildet wird, in dem die Zylinderbohrung 28 angeordnet ist,
in der der Pumpenkolben 20 geführt ist. Die Ringnut 170 reicht
in der Tiefe bis nahe an den Flansch 124 des Gehäuseteils 122.
Der innere Ansatz 172 endet mit größerem Abstand von der Antriebswelle
12 als der äußere Ansatz 126 und der äußere Ansatz 126
weist in seinem über den inneren Ansatz 172 hinausragenden Endbereich zwei
einander diametral gegenüberliegende Schlitze 146 auf. Das Stützelement
140 ist im Querschnitt zumindest annähernd rechteckförmig ausgebildet,
in dem über den inneren Ansatz 172 hinausragenden Endbereich des äußeren
Ansatzes 126 angeordnet und ragt mit seinen seitlichen Enden in die Schlitze
146 hinein. Das Stützelement 140 ist in den eine Aufnahme für
dieses bildenden Schlitzen 146 des äußeren Ansatzes 126 in Richtung
der Hubbewegung des Pumpenkolbens 20 über seine in die Schlitze
146 ragenden ebenen Seitenflächen 141 verschiebbar geführt. Der
Pumpenkolben 20 kann wie beim ersten Ausführungsbeispiel mit dem Sützelement
140 gekoppelt sein. Am Stützelement 140 liegt ein Federteller
158 an, an dem sich die vorgespannte Rückstellfeder 160 abstützt,
die sich andererseits am Grund der Ringnut 170 abstützt. Der Federteller
158 kann mit dem Stützelement 140 verbunden sein, beispielsweise
mittels einer Rastverbindung. Die Rückstellfeder 160 ist in der Ringnut
170 angeordnet und umgibt den inneren Ansatz 172. Alternativ kann
sich der Federteller 158 auch am Pumpenkolben 20 abstützen, beispielsweise
über einen Sicherungsring oder an einem im Durchmesser vergrößerten Kolbenfuß des
Pumpenkolbens 20. Dabei wird der Pumpenkolben 20 durch die Rückstellfeder
160 in Anlage am Stützelement 140 gehalten und braucht nicht zusätzlich
mit dem Stützelement 140 gekoppelt zu sein.
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| Anspruch[de] |
- Hochdruckpumpe, insbesondere für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung
einer Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (10,14,22;122),
mit wenigstens einem Pumpenelement (18), das einen durch eine Antriebswelle
(12) in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben (20) aufweist,
wobei der Pumpenkolben (20) in einer Zylinderbohrung (28) eines
Gehäuseteils (22;122) verschiebbar geführt ist und in dieser einen
Pumpenarbeitsraum (30) begrenzt, wobei sich der Pumpenkolben (20)
über ein Stützelement (40;140) an der Antriebswelle (12)
abstützt und wobei der Pumpenkolben (20) und das Stützelement (40;140)
durch eine vorgespannte Rückstellfeder (60;160) zur Antriebswelle
(12) hin beaufschlagt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement
(40;140) in einer in dem Gehäuseteil (22;122),
in dem die Zylinderbohrung (28) ausgebildet ist, ausgebildeten Aufnahme
(46;146) in Richtung der Längsachse (21) des Pumpenkolbens
(20) verschiebbar und um die Längsachse (21) unverdrehbar geführt
ist.
- Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme
(46;146) im Gehäuseteil (22;122) an die Zylinderbohrung
(28) zur Antriebswelle (12) hin anschließend ausgebildet ist.
- Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Aufnahme (46;146) als wenigstens ein im Gehäuseteil (22;122)
vorgesehener Schlitz ausgebildet ist.
- Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass das Stützelement (40;140) im Querschnitt zumindest annähernd
rechteckförmig ausgebildet ist.
- Hochdruckpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuseteil (22;122) einen zur Antriebswelle (12)
hin weisenden vorzugsweise zumindest annähernd zylinderförmigen Ansatz (26;126,172)
aufweist, in dem die Zylinderbohrung (28) und die Aufnahme (46;146)
angeordnet sind.
- Hochdruckpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder
(60) als Schraubendruckfeder ausgebildet ist und den Ansatz (26)
des Gehäuseteils (22) umgibt.
- Hochdruckpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatz
(126,172) des Gehäuseteils (122) eine zur Antriebswelle
(12) hin offene Ringnut (170) aufweist, durch die der Ansatz in
einen inneren Ansatz (172) und einen diesen umgebenden äußeren Ansatz (126)
unterteilt wird und dass die als Schraubendruckfeder ausgebildete Rückstellfeder
(160) in der Ringnut (170) angeordnet ist.
- Hochdruckpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Rückstellfeder (60;160) zumindest
mittelbar am Stützelement (40;140) abstützt und dass der Pumpenkolben
(20) in Richtung seiner Längsachse (21) mit dem Stützelement (40;140)
gekoppelt ist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen
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