DE102008000955A1

DE102008000955A1 - Hochdruckkraftstoffpumpe mit konstantem Kolbenspiel

Info

Publication number: DE102008000955A1
Application number: DE200810000955
Authority: DE
Inventors: Jochen Aleker
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2009-10-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckkraftstoffpumpe zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Pumpenkolben (3), welcher in einem zugehörigen Pumpenzylinderkopf (2) verschiebbar geführt ist und mit einem zugehörigen Nocken einer Pumpennockenwelle in Kontakt steht, wobei eine rotatorische Bewegung der Pumpennockenwelle in eine translatorische Bewegung des mindestens einen Pumpenkolbens (3) umwandelbar ist und hierdurch unter Niederdruck stehender Kraftstoff in einem dem mindestens einem Pumpenkolben (3) zugeordneten, oberhalb von diesem liegenden Druckraum (1) auf Hochdruck verdichtbar ist, wobei ferner der mindestens eine Pumpenkolben (3) auf seiner dem Druckraum zugewandten Seite über absatzartige Durchmesserverringerungen (4) verfügt, auf welchen eine in radialer Richtung zwischen Pumpenzylinderkopf (2) und Pumpenkolben (3) liegende Hülse (5) aufgesetzt ist, wobei zwischen den Innendurchmesser der Hülse (5) und einem oberen Absatz der Durchmesserverringerungen (4) ein definierter Spalt (6) darstellbar ist, um bei Betrieb einer Aufweitung des Kolbenspiels zu verhindern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckkraftstoffpumpe zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Pumpenkolben, welcher in einem zugehörigen Pumpenzylinderkopf verschiebbar geführt ist und mit einem zugehörigen Nocken einer Pumpennockenwelle in Kontakt steht, wobei eine rotatorische Bewegung der Pumpennockenwelle in eine translatorische Bewegung des mindestens einen Pumpenkolbens umwandelbar ist und hierdurch unter Niederdruck stehender Kraftstoff in einem dem mindestens einem Pumpenkolben zugeordneten, oberhalb von diesem liegenden Druckraum auf Hochdruck verdichtbar ist.
Stand der Technik
Aus der DE 102 00 792 A1 ist bereits eine Hochdruckkraftstoffpumpe bekannt, bei welcher drei Pumpenkolben sternförmig um einen gemeinsamen Nocken einer Pumpennockenwelle angeordnet sind. Die Pumpenkolben sind hierbei jeweils axial verschiebbar in Pumpenzylinderköpfen geführt, wobei oberhalb jedes Pumpenkolbens zur Verdichtung von Kraftstoff ein Hochdruckraum angeordnet ist.
Durch die Rotation der Pumpennockenwelle werden die Pumpenkolben jeweils über den Nocken auf- und abwärts bewegt, wodurch unter Niederdruck stehender Kraftstoff in die Druckräume gesaugt wird und bei einer Aufwärtsbewegung des Kolbens auf Hochdruck verdichtet wird.
Nachteilhaft am bekannten Stand der Technik ist, dass bei der Verdichtungsbewegung des jeweiligen Kolbens durch den steigenden Druck des Kraftstoffs eine Aufweitung des Pumpenzylinderkopfes sowie eine Komprimierung des jeweiligen Pumpenkolbens verursacht wird. Dies führt zu einer Vergrößerung des Kolbenspiels in der Führung durch den Pumpenzylinderkopf und verursacht somit eine Kraftstoffleckage.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochdruckkraftstoffpumpe zu schaffen, bei welcher eine Vergrößerung des Kolbenspiels bei der Kraftstoffhochdruckerzeugung wirksam verhindert wird. Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung an.
Die Erfindung umfasst die technische Lehre, dass der Pumpenkolben auf seiner dem Druckraum zugewandten Seite über absatzartige Durchmesserverringerungen verfügt, auf welchen eine Hülse in radialer Richtung zwischen dem Pumpenzylinderkopf und dem Pumpenkolben aufgesetzt ist. Hierbei wird zwischen dem Innendurchmesser der Hülse und einem oberen Absatz der Durchmesserverringerung des Pumpenkolbens eine definierter Spalt gebildet. Bei einer Verdichtung des Kraftstoffs wirkt der sich aufbauende Druck auch in diesem Spalt auf den Innendurchmesser der Hülse und führt zu deren Aufweitung. Da diese Aufweitung der Verformung des Zylinderkopfs entspricht, wird eine Vergrößerung des Kolbenspiels wirksam verhindert und somit ein Abfall des Wirkungsgrades der Pumpe unterbunden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Innenkontur der Hülse gestuft ausgeführt. Dadurch ist es möglich, gezielt bestimmte Bereiche der Hülse stärker oder schwächer verformen zu lassen und somit eine optimalere Anpassung an die Verformung des Zylinderkopfes zu erreichen.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Hülse auf den mindestens einen Pumpenkolben aufgepresst oder aufgeschweißt. Dies hat den Vorteil, dass eine sichere Verbindung gewährleistet wird, während gleichzeitig der Fertigungsaufwand niedrig gehalten wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Hülse formschlüssig an dem mindestens einen Pumpenkolben befestigt. Durch die Verwendung einer derartigen Verbindung ist es möglich, die Hülse im Bedarfsfall auszutauschen.
In Weiterbildung der Erfindung besteht die Hülse aus einem hochelastischem Stahl. Durch diese Maßnahme wird eine ausreichende Festigkeit der Hülse gewährleistet, während gleichzeitig die nötige elastische Aufweitung erreicht werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegt die Größe des definierten Spalts im Bereich von 0,03 bis 0,08 mm. Durch diese Maßnahme wird das Totvolumen im Hochdruckraum nur minimal erhöht, aber gleichzeitig die Aufweitung der Hülse zur Verhinderung einer Vergrößerung des Kolbenspiels gewährleistet.
In Weiterbildung der Erfindung findet die erfindungsgemäße Hochdruckkraftstoffpumpe als Steckpumpe im Motorgehäuse Verwendung. Die Verwendung als Steckpumpe hat den Vorteil, dass aufgrund der Verhinderung einer Vergrößerung des Kolbenspiels keine Hochdruckleckage auftritt und somit keine Verunreinigungen des Motoröls durch Kraftstoff auftreten.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand einer Figur näher dargestellt.
Ausführungsformen der Erfindung
Die einzige Figur zeigt eine Detailansicht im Bereich eines Druckraums 1 der erfindungsgemäßen Hochdruckkraftstoffpumpe. Bei dieser ist ein Pumpenkolben 3 in einem Pumpenzylinderkopf 2 verschiebbar geführt, wobei bei einer Bewegung des Pumpenkolbens 3 in Richtung Druckraum 1 Kraftstoff auf Hochdruck verdichtet wird. Der Pumpenkolben 3 verfügt auf der dem Druckraum 1 zugewandten Seite über absatzartige Durchmesserverringerungen 4. Zwischen dem Pumpenzylinderkopf 2 und dem Pumpenkolben 3 ist zudem eine Hülse 5 in einer Art und Weise angeordnet, so dass sich zwischen Pumpenkolben 3 und Hülse 5 ein Spalt 6 ausbildet. Die Hülse 5 steht zudem mit dem Pumpenkolben 3 über eine Pressverbindung 7 in Kontakt.
Bei Betrieb der Hochdruckkraftstoffpumpe führt der im Druckraum 1 entstehende Druck bei einer Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens 3 zu einer Aufweitung des Pumpenzylinderkopfes 2 und einer Komprimierung des Pumpenkolbens 3. Im Normalfall würde dies bedeuten, dass sich das Spiel zwischen Pumpenkolben 3 und Pumpenzylinderkopf 2 vergrößert und damit vermehrt Leckage auftritt. Dadurch, dass der Druck auch auf den Innendurchmesser der Hülse 5 wirkt und auch bei dieser zu einer Aufweitung im gleichen Maße wie bei Pumpenzylinderkopf 2 führt, wird eine Aufweitung des Betriebsspiels verhindert und eine Leckage unterbunden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10200792 A1 [0002]

Claims

Hochdruckkraftstoffpumpe zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Pumpenkolben (3), welcher in einem zugehörigen Pumpenzylinderkopf (2) verschiebbar geführt ist und mit einem zugehörigen Nocken einer Pumpennockenwelle in Kontakt steht, wobei eine rotatorische Bewegung der Pumpennockenwelle in eine translatorische Bewegung des mindestens einen Pumpenkolbens (3) umwandelbar ist und hierdurch unter Niederdruck stehender Kraftstoff in einem dem mindestens einem Pumpenkolben (3) zugeordneten, oberhalb von diesem liegenden Druckraum (1) auf Hochdruck verdichtbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Pumpenkolben (3) auf seiner dem Druckraum (1) zugewandten Seite über absatzartige Durchmesserverringerungen (4) verfügt, auf welchen eine in radialer Richtung zwischen Pumpenzylinderkopf (2) und Pumpenkolben (3) liegende Hülse (5) aufgesetzt ist, wobei zwischen dem Innendurchmesser der Hülse (5) und einem oberen Absatz der Durchmesserverringerungen (4) ein definierter Spalt (6) darstellbar ist, um bei Betrieb eine Aufweitung des Kolbenspiels zu verhindern.
Hochdruckkraftstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkontur der Hülse (5) gestuft ausgeführt ist.
Hochdruckkraftstoffpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (5) auf den mindestens einen Pumpenkolben (3) aufgepresst oder aufgeschweißt ist.
Hochdruckkraftstoffpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (5) formschlüssig an dem mindestens einen Pumpenkolben (3) befestigt ist.
Hochdruckkraftstoffpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (5) aus einem hochelastischem Stahl besteht.
Hochdruckkraftstoffpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Spalts (6) im Bereich 0,03–0,08 mm liegt.
Hochdruckkraftstoffpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Steckpumpe im Motorgehäuse Verwendung findet.