DE102008002378A1 - Piston pump, particularly high pressure pump for fuel injection unit of internal combustion engine, has adjustably guided pump piston, which limits pump workspace in cylinder bore - Google Patents

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Abstract

The piston pump (10) has an adjustably guided pump piston (22), which limits a pump workspace (30) in a cylinder bore (24). The castor (27) has a glide layer at its two front sides or the two inner sides (44) of a bucket tappet (26). The glide layer is a firm suspension of a fixed lubricant of very small particle size, such as molybdenum disulfide, graphite or polytetrafluoroethylene, in an inorganic or organic bonding agent.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kolbenpumpe nach der Gattung des Anspruchs 1.The The invention is based on a piston pump according to the preamble of the claim 1.

Eine solche Kolbenpumpe ist durch die DE 103 37 847 A1 bekannt. Diese bekannte Hochdruckpumpe ist für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine vorgesehen und als Radialkolbenpumpe mit einer drehbar gelagerten Antriebswelle ausgeführt. Im Hochdruckpumpengehäuse sind mehrere Pumpkolben verschiebbar geführt ist, die durch die Antriebswelle angetrieben werden. Dazu weist die Antriebswelle für jeden Pumpkolben einen Nocken auf, an dem sich der Pumpkolben mit einem Kolbenfuß über einen Taschenstößel und eine im Taschenstößel angeordnete Laufrolle abstützt. Die Antriebswelle befindet sich in einem Entlastungsbereich (Kraftstoffleckagebereich) einer der Hochdruckpumpe vorgeschalteten Niederdruckpumpe, so dass die Antriebswelle, die Nocken sowie die Laufrolle kraftstoffgeschmiert werden.Such a piston pump is through the DE 103 37 847 A1 known. This known high-pressure pump is provided for a fuel injection device of an internal combustion engine and designed as a radial piston pump with a rotatably mounted drive shaft. In the high pressure pump housing several pump pistons are guided displaceably, which are driven by the drive shaft. For this purpose, the drive shaft for each pump piston on a cam on which the pump piston is supported with a piston foot on a pestle and arranged in the pocket plunger roller. The drive shaft is located in a discharge area (fuel leakage area) of a high-pressure pump upstream low-pressure pump, so that the drive shaft, the cams and the roller are fuel lubricated.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Erfindungsgemäß weisen die beiden stirnseitigen Kuppen der Laufrolle und/oder die beiden Innenseiten des Tassenstößels eine Gleitschicht auf, die eine feste Suspension eines Festschmierstoffes sehr kleiner Teilchengröße, wie z. B. MoS2, Graphit oder PTFE, in einem anorganischen oder organischen Bindemittel ist. Solche Gleitschichten sind als Gleitlack bzw. Anti-Friction-Coatings allgemein bekannt und hinsichtlich ihrer Eigenschaften und ihrer Applikation auf Metalloberflächen in dem Buch, Molykote, Ausgabe 1991, das von Molykote, einem Unternehmensbereich der Dow-Corning GmbH, München , herausgegeben worden ist, ausführlich beschrieben. Aus dem Buch geht auch hervor, wie die Oberfläche des Werkstücks zu behandeln ist, auf das die Gleitschicht aufgebracht werden soll. Ebenso wird darauf hingewiesen, dass die Dicke der Gleitschicht üblicherweise im Bereich von 5 bis 20 Mikrometer liegt und dass vor dem Aufbringen der Gleitschicht die Oberfläche des Werkstücks noch mit einer Phosphatschicht versehen werden kann.According to the invention, the two end-side peaks of the roller and / or the two inner sides of the tappet on a sliding layer containing a solid suspension of a solid lubricant very small particle size, such as. MoS2, graphite or PTFE, in an inorganic or organic binder. Such overlays are generally known as anti-friction coatings and their properties and their application to metal surfaces in the book, Molykote, 1991 edition, by Molykote, a division of Dow-Corning GmbH, Munich , has been published, described in detail. The book also explains how to treat the surface of the workpiece to which the overlay is to be applied. It should also be noted that the thickness of the sliding layer is usually in the range of 5 to 20 micrometers and that prior to the application of the sliding layer, the surface of the workpiece can still be provided with a phosphate layer.

Die erfindungsgemäße Gleitlackschicht bzw. -schichten zwischen Laufrollenkuppen und Tassenstößel unterstützen somit das Einlaufen zwischen Laufrolle und Tassenstößel.The Inventive Gleitlackschicht or layers support between roller and cup tappets thus entering between the roller and bucket tappets.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further Advantages and advantageous embodiments of the subject invention are the description, the drawing and the claims removable.

Zeichnungendrawings

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gegenstands ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:One Embodiment of the invention Item is shown in the drawings and in the following Description explained in more detail. Show it:

1 eine Pumpenanordnung mit der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe in einem Längsschnitt; und 1 a pump assembly with the high-pressure pump according to the invention in a longitudinal section; and

2 eine Detailansicht einer in 1 gezeigten Laufrolle der Hochdruckpumpe. 2 a detailed view of an in 1 shown roller of the high-pressure pump.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

In 1 ist eine Pumpenanordnung mit einer Hochdruckpumpe 10 und mit einer dieser vorgeschalteten Niederdruckpumpe 12 für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine beispielsweise eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Durch die Hochdruckpumpe 10 wird dabei Kraftstoff unter Hochdruck von bis zu 2000 bar gefördert, beispielsweise in einen Speicher 11, aus dem Kraftstoff zur Einspritzung an der Brennkraftmaschine entnommen wird. Durch die Niederdruckpumpe 12 wird Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 13 zur Saugseite der Hochdruckpumpe 10 gefördert.In 1 is a pump assembly with a high pressure pump 10 and with one of these upstream low-pressure pump 12 for a fuel injection device of an internal combustion engine, for example of a motor vehicle. By the high pressure pump 10 while fuel under high pressure of up to 2000 bar promoted, for example, in a memory 11 , is taken from the fuel for injection to the internal combustion engine. Through the low pressure pump 12 becomes fuel from a fuel tank 13 to the suction side of the high-pressure pump 10 promoted.

Die Hochdruckpumpe 10 ist als Radialkolbenpumpe oder als Reihenpumpe ausgebildet und weist ein Gehäuse 14 auf, in dem eine Antriebswelle 16 um eine Achse 17 drehbar gelagert ist. Im Hochdruckpumpengehäuse 14 ist wenigstens ein bzw. sind vorzugsweise mehrere Pumpenelemente 18 angeordnet, die durch die Antriebswelle 16 angetrieben werden. Die Antriebswelle 16 weist entsprechend der Anzahl der Pumpenelemente 18 Nocken 20 auf. Die Pumpenelemente 18 weisen jeweils einen Pumpenkolben 22 auf, der in einer zumindest annähernd radial zur Drehachse 17 der Antriebswelle 16 verlaufenden Zylinderbohrung 24 verschiebbar dicht geführt ist. Der Pumpenkolben 22 jedes Pumpenelements 18 stützt sich mit seinem Kolbenfuß 23 über einen Tassenstößel 26 und eine im Tassenstößel 26 angeordnete zylinderförmige Laufrolle 27 am Nocken 20 ab. Der Kolbenfuß 23 und über diesen der Tassenstößel 26 und die Laufrolle 27 können dabei durch eine Feder 28, die sich einerseits am Hochdruckpumpengehäuse 14 und andererseits über einen Federteller 29 am Kolbenfuß 23 abstützt, in Anlage am Nocken 20 gehalten werden.The high pressure pump 10 is designed as a radial piston pump or as a series pump and has a housing 14 on, in which a drive shaft 16 around an axis 17 is rotatably mounted. In the high-pressure pump housing 14 is at least one or are preferably a plurality of pump elements 18 arranged by the drive shaft 16 are driven. The drive shaft 16 has according to the number of pump elements 18 cam 20 on. The pump elements 18 each have a pump piston 22 on, in an at least approximately radially to the axis of rotation 17 the drive shaft 16 extending cylinder bore 24 slidably guided tight. The pump piston 22 each pump element 18 rests with his butt 23 over a bucket tappet 26 and one in the bucket tappet 26 arranged cylindrical roller 27 on the cam 20 from. The piston foot 23 and over this the tappet 26 and the roller 27 can do this by a spring 28 , on the one hand on the high-pressure pump housing 14 and on the other hand via a spring plate 29 on the piston foot 23 supports, in contact with the cam 20 being held.

Durch den jeweiligen Pumpenkolben 22 wird ein Pumpenarbeitsraum 30 begrenzt, der durch ein in den Pumpenarbeitsraum 30 öffnendes Einlassventil 32 mit einer Kraftstoffzuführung 33 verbindbar ist, in die durch die Niederdruckpumpe 12 Kraftstoff gefördert wird. Der Pumpenarbeitsraum 30 ist außerdem durch ein zum Speicher 11 hin öffnendes Auslassventil 34 mit dem Speicher 11 verbindbar. Bei der Rotation der Antriebswelle 16 wird der Pumpenkolben 22 durch den Nocken 20 der Antriebswelle 16 über die auf diesem abrollende Laufrolle 27 und den Tassenstößel 26 in einer Hubbewegung angetrieben. Wenn der Pumpenkolben 22 sich radial nach innen bewegt, so führt dieser einen Saughub aus, wobei das Einlassventil 32 geöffnet ist, so dass Kraftstoff in den Pumpenarbeitsraum 30 einströmt, während das Auslassventil 34 geschlossen ist. Wenn der Pumpenkolben 22 sich radial nach außen bewegt, so führt dieser einen Förderhub aus, wobei das Einlassventil 32 geschlossen ist und der vom Pumpenkolben 22 verdichtete Kraftstoff durch das geöffnete Auslassventil 34 unter hohem Druck in den Speicher 11 gelangt.Through the respective pump piston 22 becomes a pump work space 30 bounded by one in the pump workspace 30 opening inlet valve 32 with a fuel supply 33 is connectable in the through the low pressure pump 12 Fuel is being pumped. The pump workroom 30 is also through to the store 11 opening exhaust valve 34 with the memory 11 connectable. During rotation of the drive shaft 16 becomes the pump piston 22 through the cam 20 the drive shaft 16 above on this rolling roller 27 and the bucket tappet 26 driven in a lifting movement. When the pump piston 22 moves radially inward, so it performs a suction stroke, wherein the inlet valve 32 is open, allowing fuel into the pump work space 30 flows in while the exhaust valve 34 closed is. When the pump piston 22 moves radially outward, it performs a delivery stroke, wherein the inlet valve 32 is closed and the pump piston 22 compressed fuel through the open exhaust valve 34 under high pressure in the store 11 arrives.

Die Antriebswelle 16 ist im Gehäuse 14 drehbar gelagert und weist hierzu an ihren beiden axialen Endbereichen jeweils einen Lagerstummel 36 auf, wobei in 1 nur ein Lagerstummel 36 dargestellt ist. Die Lagerstummel 36 sind vorzugsweise in ihrem Durchmesser gegenüber dem übrigen Durchmesser der Antriebswelle 16 vergrößert. Ein Lagerstummel 36 ist hohl ausgebildet und in diesem ist die Niederdruckpumpe 12 integriert, die wie in der DE 103 37 847 A1 aufgebaut ist. Die Saugleitung 38 der Niederdruckpumpe 12 ist mit dem Kraftstoffvorratsbehälter 13 verbunden, aus dem Kraftstoff angesaugt wird, während die Druckleitung 33 der Niederdruckpumpe 12 mit der Saugseite der Hochdruckpumpe 10 verbunden ist.The drive shaft 16 is in the case 14 rotatably mounted and has for this purpose at its two axial end portions each have a bearing stub 36 on, in 1 just a stock stub 36 is shown. The stock stub 36 are preferably in their diameter relative to the remaining diameter of the drive shaft 16 increased. A stock stub 36 is hollow and in this is the low pressure pump 12 integrated, like in the DE 103 37 847 A1 is constructed. The suction line 38 the low pressure pump 12 is with the fuel tank 13 connected, is sucked from the fuel while the pressure line 33 the low pressure pump 12 with the suction side of the high-pressure pump 10 connected is.

Die Antriebswelle 16 der Hochdruckpumpe 10 wird mechanisch, beispielsweise über einen Riemen oder ein Getriebe, durch die Brennkraftmaschine angetrieben. Wenn die Antriebswelle 16 rotiert, so wird durch die Niederdruckpumpe 12 Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 13 angesaugt und zur Saugseite der Pumpenelemente 18 der Hochdruckpumpe 10 gefördert. Durch die Pumpenelemente 18 der Hochdruckpumpe 10 wird dann Kraftstoff unter Hochdruck über die Hochdruckleitung 39 in den Speicher 11 gefördert.The drive shaft 16 the high pressure pump 10 is mechanically, for example via a belt or a transmission, driven by the internal combustion engine. When the drive shaft 16 rotates, so is by the low-pressure pump 12 Fuel from the fuel tank 13 sucked and to the suction side of the pump elements 18 the high pressure pump 10 promoted. Through the pump elements 18 the high pressure pump 10 will then fuel under high pressure via the high pressure line 39 in the store 11 promoted.

Wie in 2 gezeigt, weist die Laufrolle 27 des Pumpkolbens 22 an ihren beiden als nach außen gewölbte Kuppen ausgebildeten Stirnseiten 40 eine Gleitlackbeschichtung 42 auf, um das Einlaufen zwischen den Laufrollenkuppen 40 und dem Tassenstößel 26 zu unterstützen. Zusätzlich oder alternativ zur Gleitlackbeschichtung 42 der Laufrollenkuppen 40 können auch die beiden Innenseiten 44 des Tassenstößels 26, zwischen denen die Laufrolle 27 drehbar gelagert ist, eine Gleitlackbeschichtung 46 aufweisen, wobei die Handhabung der Laufrolle 27 während der Beschichtung einfacher erscheint als eine entsprechende Handhabung des Tassenstößels 26.As in 2 shown points the caster 27 the pump piston 22 at their two as domed outwardly domed end faces trained 40 a bonded coating 42 on to the running in between the roller crests 40 and the bucket tappet 26 to support. Additionally or alternatively to the bonded coating 42 the roller crests 40 can also use the two insides 44 the tappet 26 between which the roller 27 is rotatably mounted, a bonded coating 46 have, wherein the handling of the roller 27 during the coating seems easier than a corresponding handling of the tappet 26 ,

Die Dicke der Gleitlackbeschichtungen 42, 46 beträgt etwa 10 bis 20 Mikrometer und ist in der Zeichnung der Deutlichkeit halber übertrieben stark dargestellt. Die Gleitlackbeschichtungen 42, 46 sind eine feste Suspension eines Festschmierstoffes sehr kleiner Teilchengröße, dessen Teilchen sich in einem anorganischen oder organischen Bindemittel befinden. Der Festschmierstoff ist bevorzugt MoS2, Graphit oder PTFE. Die Gleitschicht wird zunächst in flüssiger Form, in der sich die Teilchen des Festschmierstoffes und das Bindemittel in einem Lösemittel befinden, durch Spritzen, Tauchen oder auch Streichen aufgebracht. Während einer anschließenden Trocknungszeit verdunstet das Lösemittel, und es bildet sich eine feste Gleitschicht, die als Gleitlack bzw. Anti-Friction-Coatings allgemein bezeichnet wird.The thickness of the bonded coatings 42 . 46 is about 10 to 20 microns and is exaggerated in the drawing for the sake of clarity. The anti-friction coatings 42 . 46 are a solid suspension of a solid lubricant of very small particle size whose particles are in an inorganic or organic binder. The solid lubricant is preferably MoS2, graphite or PTFE. The overlay is first applied in liquid form, in which the particles of the solid lubricant and the binder are in a solvent, by spraying, dipping or brushing. During a subsequent drying time, the solvent evaporates and forms a solid overlay, commonly referred to as anti-friction coatings.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 10337847 A1 [0002, 0012] DE 10337847 A1 [0002, 0012]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - Molykote, Ausgabe 1991, das von Molykote, einem Unternehmensbereich der Dow-Corning GmbH, München [0003] - Molykote, 1991 edition, by Molykote, a division of Dow-Corning GmbH, Munich [0003]

Claims (4)

Kolbenpumpe (10), insbesondere Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einem verschiebbar geführten Pumpkolben (22), der in einer Zylinderbohrung (24) einen Pumpenarbeitsraum (30) begrenzt, welcher über ein Einlassventil (32) mit einer Flüssigkeitszuführung (33) und über ein Auslassventil (24) mit einer Druckleitung (39) verbindbar ist, und mit einer Antriebswelle (16), die für jeden Pumpkolben (22) einen Nocken (20) aufweist, auf welchem sich der Pumpkolben (22) über einen Taschenstößel (26) und eine im Taschenstößel (26) zwischen dessen Innenseiten (44) drehbar gelagerte Laufrolle (27) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufrolle (27) an ihren beiden Stirnseiten (40) und/oder die beiden Innenseiten (44) des Tassenstößels (26) eine Gleitschicht (42, 46) aufweisen, die eine feste Suspension eines Festschmierstoffes sehr kleiner Teilchengröße, wie z. B. MoS2, Graphit oder PTFE, in einem anorganischen oder organischen Bindemittel ist.Piston pump ( 10 ), in particular high-pressure pump for a fuel injection device of an internal combustion engine, with at least one displaceably guided pump piston ( 22 ) located in a cylinder bore ( 24 ) a pump work space ( 30 ), which via an inlet valve ( 32 ) with a liquid supply ( 33 ) and via an outlet valve ( 24 ) with a pressure line ( 39 ) is connectable, and with a drive shaft ( 16 ), which is suitable for every pump piston ( 22 ) a cam ( 20 ), on which the pump piston ( 22 ) via a pocket ram ( 26 ) and one in the pocket ram ( 26 ) between its insides ( 44 ) rotatably mounted roller ( 27 ), characterized in that the roller ( 27 ) at its two end faces ( 40 ) and / or the two inner sides ( 44 ) of the tappet ( 26 ) a sliding layer ( 42 . 46 ) having a solid suspension of a solid lubricant of very small particle size, such as. MoS 2 , graphite or PTFE, in an inorganic or organic binder. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stirnseiten (40) der Laufrolle (27) als nach außen gewölbte Kuppen ausgebildet sind und zumindest diese Kuppen die Gleitschicht (42) aufweisen.Piston pump according to claim 1, characterized in that the two end faces ( 40 ) of the roller ( 27 ) are formed as outwardly curved domes and at least these peaks the sliding layer ( 42 ) exhibit. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschicht (42, 46) eine Dicke im Bereich von 5 bis 20 Mikrometer aufweist.Piston pump according to claim 1 or 2, characterized in that the sliding layer ( 42 . 46 ) has a thickness in the range of 5 to 20 microns. Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenpumpe (10) eine Radialkolbenpumpe ist.Piston pump according to one of the preceding claims, characterized in that the piston pump ( 10 ) is a radial piston pump.
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