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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe, insbesondere eine Radial-
oder Reihenkolbenpumpe für Brennstoffeinspritzanlagen zum
Fördern von Brennstoff. Speziell betrifft die Erfindung
das Gebiet der Brennstoffpumpen für Brennstoffeinspritzanlagen von
luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen.
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Aus
der
DE 10 2005
046 670 A1 ist eine Hochdruckpumpe für eine Brennstoffeinspritzeinrichtung
einer Brennkraftmaschine bekannt. Bei der bekannten Hochdruckpumpe
ist ein Pumpengehäuse vorgesehen, in dem ein Pumpenelement
angeordnet ist. Das Pumpenelement weist einen durch eine Antriebswelle
in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben auf. Der Pumpenkolben
ist in einer Zylinderbohrung eines Teils des Pumpengehäuses verschiebbar
geführt und begrenzt in dieser einen Pumpenarbeitsraum.
Der Pumpenkolben stützt sich über einen hohlzylinderförmigen
Stößel an der Antriebswelle ab, wobei der Stößel
in einer Bohrung eines Teils des Pumpengehäuses in Richtung
einer Längsachse des Pumpenkolbens verschiebbar geführt
ist. Außerdem weist der Stößel eine in
seinem Außenmantel in Richtung seiner Längsachse
verlaufende Nut auf, in die radial zur Längsachse des Stößels
eine in einem Teil des Pumpengehäuses in tangentialer Richtung
zum Stößel fixierte Kugel zur Verdrehsicherung
des Stößels eingreift.
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Die
aus der
DE 10
2005 046 670 A1 bekannte Hochdruckpumpe hat den Nachteil,
dass die Verdrehsicherung aufwändig zu realisieren ist.
Speziell sind konstruktive Änderungen am Pumpengehäuse und
zusätzliche Bauteile für die Einrichtung zur Verdrehsicherung
erforderlich.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Hochdruckpumpe mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine Verdrehsicherung mit
reduziertem Aufwand erzielt werden kann. Speziell sind keine oder nur
geringe konstruktive Änderungen erforderlich, um die Verdrehsicherung
zu realisieren.
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Durch
die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen
Hochdruckpumpe möglich.
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Vorteilhaft
ist es, dass das erste Ende des Verdrehsicherungsstiftes mit dem
Rollenschuh verbunden ist. Dabei ist es insbesondere von Vorteil, dass
das erste Ende des Verdrehsicherungsstiftes in eine Bohrung des
Rollenschuhes eingepresst ist. Dadurch kann der gerade Verdrehsicherungsstift
fest mit dem Rollenschuh verbunden werden. Der Verdrehsicherungsstift
bewegt sich dann bei einer beim Abrollen der auf dem Nocken laufenden
Rolle erfolgenden Hubbewegung mit dem Rollenschuh.
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Dabei
ist es ferner von Vorteil, dass der Zylinderkopf einen Ansatz aufweist,
dass der Ansatz eine Zylinderbohrung aufweist, in der ein mittels
des Rollenschuhs betätigbarer Kolben der Pumpenbaugruppe
geführt ist, dass der Ansatz eine Ausnehmung aufweist und
dass das zweite Ende des Verdrehsicherungsstiftes in die Ausnehmung
des Ansatzes des Zylinderkopfes eingreift und in der Ausnehmung
bewegbar ist. Bei der Hubbewegung bewegt sich der Verdrehsicherungsstift
in der Ausnehmung des Ansatzes, wobei ein gewisses Spiel gewährleistet
werden kann, um gewisse, begrenzte Verdrehungen der Rolle beim Abrollen
auf dem Nocken zu ermöglichen. Übermäßige
Verdrehungen der von dem Rollenschuh aufgenommenen Rolle werden
dabei durch die Zusammenwirkung des Rollenschuhes mit dem Ansatz über
den Verdrehsicherungsstift verhindert. Die Ausnehmung in dem Ansatz
kann dabei als Führungsnut ausgestaltet sein, in der der
Verdrehsicherungsstift geführt ist.
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Vorteilhaft
ist es auch, dass das zweite Ende des Verdrehsicherungsstiftes mit
dem Zylinderkopf verbunden ist. Dabei kann das erste Ende des Verdrehsicherungsstiftes
mit dem Rollenschuh verbunden sein, wobei ein Stößelkörper
vorgesehen ist, der den Rollenschuh aufnimmt, und wobei sich der
Verdrehsicherungsstift durch eine in dem Stößelkörper ausgebildete Öffnung
erstreckt. Dabei ist es insbesondere von Vorteil, dass der Zylinderkopf
einen Ansatz aufweist, dass der Ansatz eine Zylinderbohrung aufweist,
in der ein mittels des Rollenschuhs betätigbarer Kolben
der Pumpenbaugruppe geführt ist, und dass das zweite Ende
des Verdrehsicherungsstiftes mit dem Ansatz des Zylinderkopfes verbunden
ist. Hierdurch kann der Verdrehsicherungsstift einerseits fest mit
dem Ansatz des Zylinderkopfes verbunden sein und zum anderen direkt
mit dem Rollenschuh zusammenwirken, wobei der Verdrehsicherungsstift beispielsweise
in einer Bohrung des Rollenschuhs bewegbar geführt ist.
Diese Führung kann auch ein gewisses Spiel aufweisen, um
geringe Verdrehungen des Rollenschuhs beim Laufen der Rolle auf
dem Nocken zu ermöglichen.
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Vorteilhaft
ist es auch, dass das zweite Ende des Verdrehsicherungsstiftes mit
dem Zylinderkopf verbunden ist und dass das erste Ende des Verdrehsicherungsstiftes
in einen Stößelkörper eingreift, der den
Rollenschuh aufnimmt. Hierbei kann das zweite Ende des Verdrehsicherungsstiftes
an einem Ansatz des Zylinderkopfes angeordnet und mit diesem verbunden
sein oder auch an einer anderen Stelle mit dem Zylinderkopf verbunden
sein. Durch das Eingreifen des Verdrehsicherungsstiftes in den Stößelkörper steht
das erste Ende des Verdrehsicherungsstiftes mittels des Stößelkörpers
mit dem Rollenschuh in Wirkverbindung.
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Speziell
ist es in diesem Fall von Vorteil, dass der Stößelkörper
hohlzylinderförmig ausgestaltet ist, dass der Stößelkörper
an einer kreisringförmigen Stirnfläche eine Ausnehmung
aufweist und dass das erste Ende des Verdrehsicherungsstiftes in
die Ausnehmung des Stößelkörpers an der
kreisringförmigen Stirnfläche eingreift. Dabei
kann die Verbindung des Verdrehsicherungsstiftes mit dem Zylinderkopf seitlich
von einem Ansatz des Zylinderkopfes erfolgen. Diese Ausgestaltung
hat den Vorteil, dass keine konstruktiven Änderungen des
Ansatzes des Zylinderkopfes oder des Rollenschuhs erforderlich sind, um
die Verdrehsicherung zu gewährleisten.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden
Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen
sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen
versehen sind, näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine
Hochdruckpumpe in einer schematischen, axialen Schnittdarstellung
entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung
und
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2 den
in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt einer Hochdruckpumpe
entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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1 zeigt
eine Hochdruckpumpe 1 in einer schematischen, axialen Schnittdarstellung
entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Hochdruckpumpe 1 kann insbesondere als Radial- oder
Reihenkolbenpumpe für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden,
selbstzündenden Brennkraftmaschinen dienen. Ein bevorzugter Einsatz
der Hochdruckpumpe 1 besteht für eine Brennstoffeinspritzanlage
mit einer Brennstoffverteilerleiste, einem sogenannten Common-Rail,
das Dieselbrennstoff unter hohem Druck speichert. Die erfindungsgemäße
Hochdruckpumpe 1 eignet sich jedoch auch für andere
Anwendungsfälle.
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Die
Hochdruckpumpe 1 weist ein Gehäuse 2 auf,
das aus einem Grundkörper 3, einem Zylinderkopf 4 und
einem Flansch 5 besteht. Dabei ist der Zylinderkopf 4 in
den Grundkörper 3 eingesetzt und auf geeignete
Weise mit diesem verbunden. Ferner ist der Flansch 5 in
den Grundkörper 3 eingesetzt und mit diesem verbunden.
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Die
Hochdruckpumpe 1 weist eine Antriebswelle 6 mit
einer Achse 7 auf, die an Lagerstellen 8, 9 gelagert
ist. Dabei sind die Lagerstellen 8, 9 in Richtung
der Achse 7 beabstandet zueinander auf verschiedenen Seiten
eines Nockens 10 der Antriebswelle 6 angeordnet.
Der Nocken 10 der Antriebswelle 6 kann auch durch
einen Exzenter oder als Mehrfachnocken ausgestaltet sein.
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Die
Hochdruckpumpe 1 weist ferner eine Pumpenbaugruppe 11 auf,
die dem Nocken 10 der Antriebswelle 6 zugeordnet
ist. Der Nocken 10 dient zum Antreiben der Pumpenbaugruppe 11.
Die Hochdruckpumpe 1 kann weitere Pumpenbaugruppen aufweisen,
die entsprechend der Pumpenbaugruppe 11 ausgestaltet sind.
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Der
Grundkörper 3 weist eine Bohrung 12 auf,
in der die Pumpenbaugruppe 11 angeordnet ist. Der Zylinderkopf 4 weist
einen Ansatz 13 auf, der beim Einsetzen des Zylinderkopfes 4 in
den Grundkörper 3 in die Bohrung 12 eingesetzt
wird. Dadurch ragt der Ansatz 13 des Zylinderkopfes 4 im
montierten Zustand in die Bohrung 12 des Grundkörpers 3. Der
Ansatz 13 ist zumindest im Wesentlichen radialsymmetrisch
zu einer Achse 14 des Ansatzes 13 ausgestaltet,
wobei die Achse 14 senkrecht zu der Achse 7 der
Antriebswelle 6, das heißt in radialer Richtung, orientiert
ist. Der Ansatz 13 weist eine in Richtung der Achse 14 des
Ansatzes 13 verlaufende Zylinderbohrung 15 auf,
in der ein Kolben 16 in Richtung der Achse 14 verschiebbar
geführt ist. Der Kolben 16 begrenzt einen Pumpenarbeitsraum 17 der
Zylinderbohrung 15. Der Pumpenarbeitsraum 17 ist
mit einem Brennstoffkanal 18 verbunden, in dem ein Einlassventil 19 angeordnet
ist, das in Richtung zu dem Pumpenarbeitsraum 17 öffnet.
Ferner ist der Pumpenarbeitsraum 17 mit einem Brennstoffkanal 20 verbunden,
in dem ein Auslassventil 21 vorgesehen ist. Das Auslassventil 21 öffnet
von dem Pumpenarbeitsraum 17 weg, um die Förderung
von Brennstoff zu einem Common-Rail oder dergleichen zu ermöglichen.
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Die
Pumpenbaugruppe 11 weist einen Stößelkörper 25 auf.
Der Stößelkörper 25 ist zumindest im
Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgestaltet. Dabei ist
der Stößelkörper 25 in der Bohrung 12 des Grundkörpers 3 in
Richtung der Achse 14 geführt. Der Stößelkörper 25 nimmt
einen Rollenschuh 26 auf. Je nach Ausgestaltung kann der
Rollenschuh 26 dabei gegenüber dem Stößelkörper 25 fixiert
sein. Es kann auch ein gewisses Spiel des Rollenschuhs 26 in Bezug
auf den Stößelkörper 25 bestehen.
Eine Rolle 27 der Pumpenbaugruppe 11 läuft
im Betrieb an einer Außenfläche des Nockens 10 ab,
wobei der Rollenschuh 26 die Rolle 27 aufnimmt.
Dabei wird der Rollenschuh 26 über den Stößelkörper 25 von
einer Rückstellfeder 28 beaufschlagt, die im Betrieb
ein Anliegen des Rollenschuhs 26 an der Rolle 27 und ein
Anliegen der Rolle 27 an dem Nocken 10 gewährleistet.
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In
den Stößelkörper 25 ist außerdem
ein Mitnahmeelement 29 eingesetzt, das den Kolben 16 oberhalb
eines Bundes 30 umschließt und somit den Kolben 16 an
dem Bund 30 festhält und gegen den Rollenschuh 26 hält.
Dadurch wird der Kolben 16 zusammen mit dem Stößelkörper 25 und
damit dem Rollenschuh 26 und der Rolle 27 beim
Laufen der Rolle 27 an dem Nocken 10 mitgenommen,
so dass eine periodische Hin- und Herbewegung des Kolbens 16 im
Betrieb der Hochdruckpumpe 1 erreicht ist, wie es durch
den Doppelpfeil 31 veranschaulicht ist. Bei dieser Bewegung
des Kolbens 16 erfolgt eine Förderung von Brennstoff über
den Brennstoffkanal 18 von einer Förderpumpe in
den Pumpenarbeitsraum 17, dann eine Komprimierung des Brennstoffs
im Pumpenarbeitsraum 17 und anschließend eine
Förderung des unter hohem Druck stehenden Brennstoffs aus dem
Pumpenarbeitsraum 17 über den Brennstoffkanal 20 zu
einem Common-Rail. Dieser Vorgang wiederholt sich im Betrieb der
Hochdruckpumpe 1 aufeinanderfolgend.
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1 zeigt
eine Ausgangsstellung, in der eine Achse 32 der Rolle 27 koaxial
zu der Achse 7 der Antriebswelle 6 ist. Bereits
bei der Inbetriebnahme und während des Betriebs der Hochdruckpumpe 1 kann
die Rolle 27 aus der in der 1 gezeigten Ausgangsstellung
verschwenkt sein, so dass die Achse 32 der Rolle 27 nicht
mehr koaxial zu der Achse 7 der Antriebswelle 6 ist.
Innerhalb gewisser Grenzen ist eine solche Verschwenkung ohne Einfluss
auf den Betrieb der Hochdruckpumpe 1 und ein gewisses Spiel
kann auch für einen zuverlässigen Betrieb erforderlich
sein. Allerdings besteht bei übermäßigen Verschwenkungen
aus der koaxialen Grundstellung die Gefahr, dass die Funktionsweise
der Hochdruckpumpe 1 beeinträchtigt ist oder die
Hochdruckpumpe 1 sogar ausfällt.
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Um
eine übermäßige Verdrehung der Achse 32 der
Rolle 27 aus ihrer koaxialen Grundstellung zu verhindern,
ist ein Verdrehsicherungsstift 35 vorgesehen. Der Verdrehsicherungsstift 35 ist
dabei als gerader Verdrehsicherungsstift 35 ausgestaltet.
Ein erstes Ende 36 des Verdrehsicherungsstiftes 35 steht mit
dem Rollenschuh 26 in Wirkverbindung. In diesem Ausführungsbeispiel
weist der Rollenschuh 26 eine Bohrung 38 auf,
in die der Verdrehsicherungsstift 35 mit seinem ersten
Ende 36 eingepresst ist. Dadurch ist der Verdrehsicherungsstift 35 fest
mit dem Rollenschuh 26 verbunden. An einem zweiten Ende 37 steht
der Verdrehsicherungsstift 35 mit dem Zylinderkopf 4 im
Eingriff. In diesem Ausführungsbeispiel greift das zweite
Ende 37 des Verdrehsicherungsstiftes 35 in den
Ansatz 13 des Zylinderkopfes 4 ein. Der Ansatz 13 ist
dabei schaftförmig ausgestaltet. Der Ansatz 13 weist
im Bereich seiner dem Rollenschuh 26 zugewandten Stirnseite 39 eine
Ausnehmung 40 auf, die sich teilweise entlang einer Außenseite 41 des
Ansatzes 13 erstreckt. Der Teil der Außenseite 41, über
den sich die Ausnehmung 40 in Richtung der Achse 14 erstreckt,
ist dabei relativ kurz. Die Ausnehmung 40 ist in diesem
Ausführungsbeispiel als Führungsnut ausgestaltet.
Der Verdrehsicherungsstift 35 ist in der als Führungsnut
ausgestalteten Ausnehmung 40 in Richtung der Achse 14 geführt.
Dabei ist die Ausnehmung 40 vorzugsweise so ausgestaltet,
dass ein gewisses Spiel zwischen dem Verdrehsicherungsstift 35 und
der Ausnehmung 40 gewährleistet ist. Dadurch kann
innerhalb gewisser Grenzen eine Verdrehung des Rollenschuhs 26 und somit
der Rolle 27 aus der Grundstellung ermöglicht werden.
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Bei
einer etwas größeren Verdrehung des Rollenschuhs 26 aus
der in der 1 gezeigten Grundstellung kommt
der Verdrehsicherungsstift 35 mit der Ausnehmung 40 in
Kontakt, so dass die Verdrehung begrenzt ist. Dadurch wird ein übermäßiges Verschwenken
der Rolle 27 aus ihrer Grundstellung verhindert. Durch
ein gewisses Spiel zwischen dem Verdrehsicherungsstift 35 und
der Ausnehmung 40 kann außerdem im normalen Betrieb
ein Reibungsverlust zwischen dem Verdrehsicherungsstift 35 und der
Ausnehmung 40 verhindert werden.
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Das
scheibenförmige Mitnahmeelement 29 weist eine Öffnung 42 auf,
durch die sich der Verdrehsicherungsstift 35 erstreckt.
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Dabei
ist die Öffnung 42 so groß ausgestaltet,
dass ein Kontakt zwischen dem Verdrehsicherungsstift 35 und
dem Mitnahmeelement 29 verhindert ist. Das Mitnahmeelement 29 kann
gegebenenfalls auch mit dem Stößelkörper 25 verbunden
oder einstückig mit dem Stößelkörper 25 ausgestaltet sein.
Im letzteren Fall ist die Öffnung 42 in dem Stößelkörper 25,
nämlich in dem Mitnahmeelement 29 des Stößelkörpers 25,
ausgestaltet.
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2 zeigt
den in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt einer Hochdruckpumpe 1 entsprechend einem
zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel
ist das zweite Ende 37 des geraden Verdrehsicherungsstiftes 35 in
den Zylinderkopf 4 eingesetzt und mit dem Zylinderkopf 4 verbunden.
Dabei ist der Verdrehsicherungsstift 35 in eine Bohrung 45,
die in dem Zylinderkopf 4 ausgebildet ist, eingepresst.
Der Verdrehsicherungsstift 35 ist dabei zwischen der Bohrung 12 des
Grundkörpers 3 und einer Außenseite 41 des
Ansatzes 13 des Zylinderkopfes 4 vorgesehen. Daher
ist der Verdrehsicherungsstift 35 seitlich von dem Ansatz 13 angeordnet. Der
Verdrehsicherungsstift 35 ist zapfenförmig ausgestaltet.
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Der
hohlzylinderförmig ausgestaltete Stößelkörper 25 weist
an seiner kreisringförmigen Stirnfläche 46 eine
Ausnehmung 47 auf. Der Verdrehsicherungsstift 35 greift
in die Ausnehmung 47 des Stößelkörpers 25 ein.
Dadurch ist im Betrieb eine übermäßige
Verdrehung des Stößelkörpers 25 um
die Achse 14 in der Bohrung 12 des Grundkörpers 3 verhindert. Ferner
ist der Rollenschuh 26 so in den Stößelkörper 25 eingesetzt,
dass keine wesentliche Verdrehung des Rollenschuhs 26 in
Bezug auf den Stößelkörper 25 möglich
ist. Dadurch ist mit der Begrenzung der Drehbewegung des Stößelkörpers 25 um
die Achse 14 auch ein Verschwenken des Rollenschuhs 26 begrenzt.
Ferner ist auch die mögliche Verschwenkung der Rolle 27 aus
ihrer Grundstellung begrenzt.
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Alternativ
ist es auch möglich, dass der Verdrehsicherungsstift 35 fest
mit dem Stößelkörper 25 verbunden
ist und in der Bohrung 45 des Zylinderkopfes 4 geführt
ist. Dabei kann ein gewisses Spiel zwischen dem Verdrehsicherungsstift 35 und
der Bohrung 45 des Zylinderkopfes 4 bestehen.
Entsprechend kann auch bei dem anhand der 1 beschriebenen
ersten Ausführungsbeispiel der Verdrehsicherungsstift 35 fest
mit dem Ansatz 13 des Zylinderkopfes 4 verbunden
sein und in einer Bohrung des Rollenschuhs 26 geführt
sein.
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Bei
der Verdrehsicherung kann ein Reibschluss zwischen dem Verdrehsicherungsstift 35 und der
Ausnehmung 40 des Ansatzes 13 (1)
beziehungsweise der Ausnehmung 47 des Stößelkörpers 25 (2)
bestehen. Dabei ist es von Vorteil, dass die Reiblänge
relativ groß ist, um über die Lebensdauer einen
relativ geringen Verschleiß zu erzielen.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005046670
A1 [0002, 0003]