DE102008002142A1

DE102008002142A1 - Einspritzpumpe

Info

Publication number: DE102008002142A1
Application number: DE200810002142
Authority: DE
Inventors: Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-06-02
Filing date: 2008-06-02
Publication date: 2009-12-03

Abstract

Eine Einspritzpumpe für Dieselkraftstoff, umfassend einen Zylinderkopf (1) mit einer Zylinderbohrung, in der ein Kolben (2) aufgenommen ist, der mit dem einen Ende einen Pumpenraum (3) begrenzt und mit dem anderen Ende die Zylinderbohrung überragt und durch einen radialen Vorsprung einer um eine Achse (5) rotierenden Antriebswelle (6) in Richtung des Pumpenraums (3) hin- und herverschiebbar ist. Der Vorsprung bildet einen Bestandteil einer Tasse (4), die parallel zur Achse (5) in einer Richtung geöffnet ist, wobei das die Zylinderbohrung überragende Ende des Kolbens (2) den Rand (4.1) der Tasse (4) mit einem parallel zur Achse 5 C-förmig in Richtung des Randes (4.1) der Tasse (4) geöffneten Bügel (7) umgreift und radial innen- und außenseitig durch parallel zur Achse (5) rotierbare Rollen querverschiebbar auf dem Rand (4.1) abgestützt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einer Einspritzpumpe, insbesondere von einer Einspritzpumpe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Stand der Technik
Eine solche Einspritzpumpe ist aus der DE 19515191A1 bekannt. Der Kolben ist dabei auf der ihm zugewandten Außenseite eines ihm zugewandten Exzenters abgestützt und durch die Kraft einer auf ihm lastenden Druckfeder nachgiebig daran angepresst. Bei rotierendem Exzenter folgt er daher den radialen Relativbewegungen des Exzenters, was dazu genutzt wird, Kraftstoff in den Pumpenraum einzusaugen, darin zu verdichten und über ein Hochdruckventil in einen Hochdrucksammler zur überführen, an die Injektoren einer Verbrennungskraftmaschine angeschlossen sind, die die Einspritzung des hochverdichteten Kraftstoffs in die Brennräume bewirken.
Voraussetzung für eine korrekte Funktion der Einspritzpumpe sind die Druckfedern, die eine Anlageberühung zwischen dem Kolben und der ihm zugewandten Außenseite des Exzenters bewirken und in diesem Zusammenhang vor allem das Ansaugen von Kraftstoff in den Pumpenraum. Die Druckfedern sind sehr voluminös und benötigen daher sehr viel Raum. Außerdem ist die Herstellung und Montage der Druckfedern, die für eine ordnungsgemäße Funktion vorgespannt sein müssen, unfallträchtig und sehr aufwändig. Es besteht daher der Wunsch, auf den Einbau derartiger Federn verzichten zu können.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Einspritzpumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat den Vorteil, dass keine vorgespannten Druckfedern mehr für die korrekte Funktion benötigt werden. Dadurch ergibt sich eine Platzersparnis, ein verminderter Montageaufwand und der Wegfall einer Störungsquelle. Auch ist der bisher für die andauernde Verformung der Federn benötigte Energieaufwand nicht mehr erforderlich.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einspritzpumpe angegeben.
Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 2 wird eine Möglichkeit erhalten, einem einzigen Exzenter mehrere Einspritzpumpen in Umfangsrichtung verteilt zuzuordnen, ohne dass die bisher benötigten Federn für deren Verwendung nötig sind.
Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ergibt sich eine statisch stabilere Zuordnung der Achse des Kolbens zu der im Arbeitstakt besonders belasteten, exzentrischen Innenfläche der Tasse. Zusätzlich kann der Kolben durch den Bügel parallel zu seiner Bewegungsrichtung geführt und dadurch seine eigene Führung von Querkräften entlastet sein, die aus der Kraftübertragung des Exzenters resultieren.
Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 4 eröffnet die Möglichkeit, den Kolben drehrichtungstunabhängig durch die Antriebswelle zu führen und von Querkräften zu entlasten. Für eine neutrale Verwendbarkeit der Einspritzpumpe unter den verschiedensten Anwendungsbedingungen ist das von großem Vorteil.
Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 5 wird verhindert, dass von der Antriebselle achsparalelle Querkräfte auf den Kolben übertragen werden können. Dies ist für die Dauerhaltbarkeit von großem Vorteil.
Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 6 wird eine besonders kostengünstig herstellbare Tasse gezeigt, die den vorliegenden Anforderungen genügt.
Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 7 wird eine weitere vorteilhaft herstellbare Tasse gezeigt, die es ermöglicht, je Umdrehung der Antriebswelle zwei Pumpenhübe zu erzielen und auf diese Weise die Förderleistung der Einspritzpumpe zu verdoppeln.
Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 8 wird eine Bauform gezeigt, die sich durch eine besonders gute Leichtgängigkeit und einen besonders geringen Verschleiß auszeichnet.
Zeichnung
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Sie werden in der nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Einspritzpumpe in längsgeschnittener Darstellung, bei der der Kolben auf der ihm abgewandten Edite des Randes abgestützt ist.
2 die Einspritzpumpe nach 1 quergeschnittener Darstellung
3 eine Einspritzpumpe in längsgeschnittener Darstellung, bei der der Kolben auf der ihm zugewandten Seite durch Rollen abgestützt ist.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die in 1 gezeigte Einspritzpumpe für Dieselkraftstoff ist für die Versorgung einer Verbrennungskraftmaschine bestimmt. Sie kann in einem Kraftfahrzeug zur Anwendung gelangen. Der Kraftstoff wird der Einspritzpumpe dabei durch eine nicht dargestellte Kraftstoffpumpe mit einem Vordruck von etwa 3 bar zugeführt und über ein Saugventil in den Pumpenraum einspeist, während sich der Kolben nach unten bewegt. Im nachfolgenden Arbeitstakt schließt das Ansaugventil und der Kraftstoff wird unter hohem Druck von bis zu 2000 bar über ein Hochdruckventil aus dem Pumpenraum ausgepresst und in einen Hochdrucksammler eingespeist. An diesen sind Injektoren angeschlossen, die die Einspritzung des Kraftstoffes in die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine bewirken.
Die Einspritzpumpe umfasst zu diesem Zweck einen mit einem Gehäuse 11 verbundenen Zylinderkopf 1 mit einer Zylinderbohrung, in der ein Kolben 2 aufgenommen ist, der mit dem einen Ende einen Pumpenraum 3 begrenzt und mit dem anderen Ende die Zylinderbohrung in Längsrichtung überragt und durch einen radialen Vorsprung einer um eine Achse 5 rotierenden Antriebswelle 6 in Richtung des Pumpenraums 3 hin- und herverschiebbar ist.
Der Vorsprung bildet erfindungsgemäß einen Bestandteil einer Tasse 4, die parallel zur Achse 5 in einer Richtung geöffnet ist, wobei das die Zylinderbohrung überragende Ende des Kolbens 2 den Rand 4.1 der Tasse 4 mit einem parallel zu Achse 5 C-förmig in Richtung des Randes 4.1 der Tasse 4 geöffneten Bügel 7 umgreift und radial Innen- und außenseitig durch parallel zur Achse 5 rotierbare Rollen 8 oder Gleitkörper querverschiebbar auf dem Rand 4.1 abgestützt ist.
Die Tasse 4.1 kann durch ein Tiefziehteil aus Blech gebildet und unverdrehbar an der Antriebswelle 6 festgelegt sein. Ihre Herstellung ist dadurch kostengünstig möglich.
Das Ende des Kolbens 2 umgreift den Rand 4.1 der Tasse 4 bevorzugt radial innen- und außenseitig mit Rollen 8. Beim Rotieren des Randes zusammen mit der Antriebswelle 6 werden dadurch keine nennenswerten Querkräfte von dem Rand 4.1 auf den die Führung des Kolbens 2 übertragen und es genügen geringe Antriebskräfte, um dem Kolben 2 in der ihn aufnehmenden Zylinderbohrung hin- und her zu verschieben..
1 zeigt eine Bauform, bei der ein mit dem Kolben 2 nach Art einer Schubstange verbundener Bügel 7 den Rand 4.1 auf der von dem Kolben 2 abgewandten Seite der Tasse radial außen- und innenseitig hintergreift. Dadurch besteht die Möglichkeit, den Kolben 2 zusätzlich durch einen Wellenzapfen 6.1 abzustützen und zusätzlich in Längsrichtung zu führen, der die Antriebswelle 6 konzentrisch zur Achse 5 verlängert. Die Führung des Kolbens 2 in der ihn aufnehmenden Zylinderbohrung lässt sich dadurch entlasten.
Die Antriebswelle 6 ist bei der Bauform nach 1 und 2 mit einem Wellenzapfen 6.1 versehen, der die Tasse 4 in Achsrichtung durchgreift und der in einem zweiten Wellenlager 9 gelagert ist, wobei der Bügel 7 den Wellenzapfen 6.1 mit einem Langloch 10 parallel zur Achse des Kolbens 2 verschiebbar umschließt. Die Bauform ist besonders robust und schwingungsresistent.
Der Rand 4.1 hat eine axiale Erstreckung, die der gedachten Verlängerung der Achse des Kolbens 2 mittig zugeordnet ist. Hierdurch wird vermieden, dass parallel zur Achse 5 der Antriebswelle 6 Kräfte auf die Führung des Kolbens 2 in der ihn aufnehmden Zylinderbohrung übertragen werden. Der Verschleiß wird dadurch vermindert.
3 zeigt eine Bauform, bei der ein Bügel 7 den Rand 4.1 auf der dem Kolben 2 zugewandten Seite der Tasse 4 radial außen und innenseitig umgreift. Dadurch besteht eine Möglichkeit, einer einzelnen Tasse 4.1 in Umfangsrichtung mehrere Zylinderköpfe mit darin verschiebbar aufgenommenen Kolben zu verteilen, die durch die Tasse 4.1 bei rotierender Antriebswelle 6 aufeinanderfolgend in den Ansaugtakt und den Arbeitstakt gelangen. Die Pumpenleistung kann auf die Weise vervielfacht werden.
Durch die Gestaltung des Randes 4.1 in Umfangsrichtung wird die Pumpenleistung bestimmt. Es beispielsweise möglich, den Rand so zu gestalten, dass sich je Umdrehung der Antriebswelle 2 nur ein oder auch mehrere Arbeitshübe des darauf abgestützten Kolbens 2 ergeben.
Der Rand 4.1 kann die Achse 5 in zumindest einem ersten Teilbereich in gleichbleibendem Abstand umschließen, wobei die so gebildeten Enden des Randes 4.1 in Umfangsrichtung fortschreitend durch eine Zwischenzone verbunden sind, in der sich der Abstand elliptisch zu- und abnehmend verändert. Durch die Vermeidung von plötzlichen Richtungswechseln werden die auf den oder die Kolben 2 ausgeübten Kräfte dabei harmonisch ineinanderübergehend verändert und unnötiger Verschleiß vermieden.
Der Rand 4.1 kann, in der Vorderansicht betrachtet, auch insgesamt elliptisch ausgebildet sein. Die Durchmesserveränderungen der verschiedenen Umfangsstellen sollen auch dabei im Interesse der Verschleißverminderung harmonisch ineinander übergehend gestaltet sein.
Grundsätzlich kann der Kolben 2 radial innen- und außenseitig durch Gleitschuhe auf dem Rand 4.1 abgestützt sein. Bevorzugt gelangt eine Bauform zur Anwendung, beider das Ende des Kolbens 2 oder der Kolben 2 den Rand 4.1 der Tasse 4 mit einem parallel zur Achse 5 C-förmig in Richtung des Randes 4.1 geöffneten Bügel 7 umgreifen, die radial Innen- und außenseitig durch parallel zur Achse rotierbare Rollen auf dem Rand 4.1 abgestützt ist. Die Bauform lässt sich mit besonders geringen Antriebskräften betreiben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19515191 A1 [0002]

Claims

Einspritzpumpe für Dieselkraftstoff, umfassend einen Zylinderkopf (1) mit einer Zylinderbohrung, in der ein Kolben (2) aufgenommen ist, der mit dem einen Ende einen Pumpenraum (3) begrenzt und mit dem anderen Ende die Zylinderbohrung überragt und durch einen radialen Vorsprung einer um eine Achse (5) rotierenden Antriebswelle (6) in Richtung des Pumpenraums (3) hin- und herverschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung einen Bestandteil einer Tasse (4) bildet, die in parallel zur Achse (5) in einer Richtung geöffnet ist, dass das die Zylinderbohrung überragende Ende des Kolbens (2) den Rand (4.1) der Tasse (4) mit einem parallel zur Achse 5 C-förmig in Richtung des Randes (4.1) der Tasse (4) geöffneten Bügel (7) umgreift und radial Innen- und außenseitig durch parallel zur Achse (5) rotierbare Rollen querverschiebbar auf dem Rand (4.1) abgestützt ist.
Einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (7) den Rand (4.1) auf der dem Kolben (2) zugewandten Seite der Tasse (4) radial außen und innenseitig umgreift.
Einspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (7) den Rand (4.1) auf der von dem Kolben (2) abgewandten Seite der Tasse (4) radial außen- und innenseitig umgreift.
Einspritzpumpe nach 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (6) mit einem Wellenzapfen (6.1) versehen ist, der die Tasse (4) in Achsrichtung durchgreift und in einem zweiten Wellenlager (9) gelagert ist und dass der Bügel (7) den Wellenzapfen (6.1) mit einem Langloch (10) parallel zur Achse des Kolbens (2) verschiebbar umschließt.
Einspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (4.1) eine axiale Erstreckung hat, die der gedachten Verlängerung der Achse des Kolbens (2) mittig zugeordnet ist.
Einspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (4.1) die Achse (5) in zumindest einem ersten Teilbereich in gleichbleibendem Abstand umschließt und dass die so gebildeten Enden des Randes (4.1) in Umfangsrichtung fortschreitend durch eine Zwischenzone verbunden sind, in der sich Abstand elliptisch zu- und abnehmend verändert.
Einspritzpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (4.1), in der Vorderansicht betrachtet, insgesamt elliptisch ausgebildet ist.
Einspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in Umfangsrichtung verteilte Enden von Kolbens (2) den Rand (4.1) der Tasse (4) mit einem parallel zur Achse (5) C-förmig in Richtung des Randes (4.1) geöffneten Bügel (7) umgreifen, die radial Innen- und außenseitig durch parallel zur Achse (5) rotierbare Rollen auf dem Rand (4.1) abgestützt ist.