DE102008040351A1

DE102008040351A1 - Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE102008040351A1
Application number: DE200810040351
Authority: DE
Inventors: Oliver Gaertner; Jens Grieb
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2010-01-14

Abstract

Es wird eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere Common Rail System oder System zur Benzindirekteinspritzung, vorgeschlagen, mit einem Hauptgehäuse (11), in dem wenigstens eine Antriebswelle (14) gelagert ist, mit wenigstens einem Hochdruckgehäuse (12a) aus Metall, vorzugsweise Stahl, in dem ein Hochdruckarbeitsraum (18) ausgebildet ist, der von einem Pumpenkolben (16) begrenzt ist und von dem eine Hochdruckleitung (19) abzweigt, wobei das Hochdruckgehäuse (12a) mit einem Fortsatz (12b) eine Aufnahmeöffnung (15) im Hauptgehäuse (11) greift, wobei das Hauptgehäuse (11) aus Kunststoff besteht.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei heutigen Common Rail Systemen finden Hochdruckpumpen Verwendung, die für einen Kraftstoffdruck von bis zu 2500 bar und mehr ausgelegt sind. Die Hochdruckpumpen sollen möglichst kostengünstig gefertigt werden können und durch ein niedriges Gewicht dazu beitragen, den CO₂-Verbrauch weiter zu senken. Insbesondere bei Rennsportanwendungen sind auch aus Gründen der Fahrdynamik besonders leichte Systemkomponenten gefragt.
Aus der DE 699 29 916 T2 ist eine Hochdruckpumpe bekannt, die ein Hauptgehäuse aus Aluminium und – je nach Anzahl der Pumpenkolben – ein oder mehrere Hochdruckgehäuse aus Stahl aufweist. In den Hochdruckgehäusen sind jeweils ein von einem Pumpenkolben begrenzter Pumpenarbeitsraum und ein vom Pumpenarbeitsraum abzweigender Hochdruckleitungsabschnitt untergebracht. Nachteilig an der bekannten Pumpe ist, dass sie relativ schwer und auch teuer in der Herstellung ist. Die Herstellungskosten für das Hauptgehäuse sind aufgrund der Materialbeschaffungskosten von Aluminium entsprechend hoch. Weiterhin muss das Hauptgehäuse aufgrund seiner recht komplizierten Gestaltung mit einer hohen Zahl an Raumwinkelbohrungen aufwändig spanend bearbeitet werden.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hochdruckpumpe derart weiterzubilden, dass sie gegenüber heutigen Pumpen bei ausreichender Druckbeständigkeit leichter ist (CO₂-Ersparnis) und möglichst auch einfacher gefertigt werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Antriebswelle gehäuseseitig in einem Lager gelagert ist, das einen metallischen Außenring hat, der in eine Lageröffnung im Hauptgehäuse befestigt ist.
Wird der Pumpenkolben über einen Nockenantrieb betätigt, ist es vorteilhaft, wenn der Stößelkörper in einer Metallhülse in der Aufnahmeöffnung gelagert ist, die vorzugsweise im Hauptgehäuse befestigt ist.
Eine besonders einfache Fertigung der Hochdruckpumpe kann erreicht werden, wenn das Hauptgehäuse zusammen mit der Lageröffnung und der Aufnahmeöffnung durch ein Spritzgussverfahren hergestellt werden.
Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe,
2 zeigt einen Teilschnitt durch ein Hauptgehäuse der Hochdruckpumpe,
3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Hauptgehäuses der Hochdruckpumpe.
In der 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Hochdruckpumpe 10 mit zwei Kolben 16 gezeigt, die mittels eines Nockenantriebs 22 betrieben werden. Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf eine derartige Hochdruckpumpe beschränkt. Die Erfindung kann vielmehr generell bei Ein- oder Mehrkolbenhochdruckpumpen Verwendung finden, die auch mit anderen Antriebskonzepten wie beispielsweise Exzenterantrieb, Polygonantrieb etc. betrieben werden können.
Die Hochdruckpumpe 10 hat ein Hauptgehäuse 11, an dem insgesamt zwei Hochdruckgehäuse 12a aufweisende Zylinderköpfe 12 angeordnet sind. In dem Hauptgehäuse 11 befindet sich eine Lageröffnung 13, in der eine Antriebswelle 14 angeordnet ist. Weiterhin ist das Hauptgehäuse 11 mit insgesamt zwei Aufnahmeöffnungen 15 versehen, in die jeweis ein Fortsatz 12b des Hochdruckgehäuses 12a ragt. Der Fortsatz 12b dient jeweils der Lagerung eines Pumpenkolbens 16, der an seinem der Antriebswelle 14 abgewandten Ende einen Hochdruckarbeitsraum 18 begrenzt. Der Hochdruckarbeitsraum 18 erstreckt sich dabei nicht nur radial außen vor dem Pumpenkolben 16, sondern auch in einem Ringraum 17, der sich über ein Teilstück vom radial außen liegenden Ende des Pumpenkolbens 16 erstreckt. Vom Ringraum 17 zweigt eine Hochdruckleitung 19 ab, die im Hochdruckgehäuse 12a angeordnet ist.
Dem radial äußeren Ende des Pumpenkolbens 16 gegenüberliegend befindet sich jeweils ein Einlassventil 20, das in einem Kraftstoffzulaufkanal 21 angeordnet ist, der zum Hochdruckarbeitsraum 18 führt. Der Kraftstoffzulaufkanal 21 verläuft teilweise im Hauptgehäuse 11 und im Hochdruckgehäuse 12a.
Erfindungsgemäß ist das Hauptgehäuse 11 aus Kunststoff und das Hochdruckgehäuse 12a aus Metall, vorzugsweise aus Stahl, hergestellt. Die Lageröffnung 13 und die Aufnahmeöffnung 15 können dabei durch ein spanendes Arbeitsverfahren wie Bohren, Drehen oder Fräsen hergestellt sein. Das Hauptgehäuse 11 kann auch zusammen mit der Lageröffnung 13 und der Aufnahmeöffnung 15 durch Spritzgießen gefertigt sein.
Der Nockenantrieb 22 besteht aus zwei auf der Antriebswelle ausgebildeten Nocken 14a, 14b, die um 180° zueinander versetzt angeordnet sind. Es sind aber auch je nach Anwendungsfall andere Ausführungsformen mit weniger oder mehr Nocken möglich. Die Nocken 14a, b wirken jeweils zusammen mit Rollen 23a, b, die jeweils in einem Rollenschuh 24 drehbar gehalten sind. Der Rollenschuh 24 ist jeweils in einem hülsenförmigen Stößelkörper 25 geführt. Der Stößelkörper 25 wiederum ist in einer Metallhülse 26 aufgenommen, die in die Aufnahmeöffnung 15 eingepresst ist.
In 2 ist ein Querschnitt durch das Hauptgehäuse 11 ohne Zylinderkopf gezeigt. In den Aufnahmeöffnungen 15 ist jeweils eine Metallhülse 26 im Hauptgehäuse 11 befestigt. Die Metallhülse 26 kann dabei wahlweise eingepresst (Ausführung 26a) sein oder in die Aufnahmeöffnung 15 eingesteckt und mit dem Hauptgehäuse 11 arretiert sein (Ausführung 26b).
In 3 ist eine Ansicht des Hauptgehäuses 11 gezeigt. Man erkennt die Lageröffnung 13, in der ein Außenring 27 eines Lagers 28 befestigt ist. Das Lager 28 kann als Gleitlager ausgeführt sein, in dem die Antriebswelle 14 aufgenommen ist. Alternativ ist der Außenring 27 zusammen mit anderen Lagerkomponenten in Form eines Komplettlagers in die Lageröffnung 13 eingepresst und nimmt die Antriebswelle 14 auf.
Funktionell entspricht die erfindungsgemäße Hochdruckpumpe mit Hauptgehäuse 11 aus Kunststoff und Hochdruckgehäuse 12a aus Metall den bekannten, beispielsweise in der DE 699 29 916 T2 beschriebenen, vollständig aus Metall hergestellten Hochdruckpumpen, so dass hinsichtlich der Funktionsbeschreibung auf diese Hochdruckpumpen verwiesen wird.
Neben dem Einsatz bei Common Rail Systemen kann die erfindungsgemäße Hochdruckpumpe auch bei Systemen zur Benzindirekteinspritzung Verwendung finden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 69929916 T2 [0003, 0020]

Claims

Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere Common Rail System oder System zur Benzindirekteinspritzung, mit einem Hauptgehäuse (11), in dem wenigstens eine Antriebswelle (14) gelagert ist, mit wenigstens einem Hochdruckgehäuse (12a) aus Metall, vorzugsweise Stahl, in dem ein Hochdruckarbeitsraum (18) ausgebildet ist, der von einem Pumpenkolben (16) begrenzt ist und von dem eine Hochdruckleitung (19) abzweigt, wobei das Hochdruckgehäuse (12a) mit einem Fortsatz (12b) in eine Aufnahmeöffnung (15) im Hauptgehäuse (11) greift, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptgehäuse (11) aus Kunststoff besteht.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (14) gehäuseseitig in einem Lager (28) gelagert ist, das einen metallischen Außenring (27) hat, der in eine Lageröffnung (13) im Hauptgehäuse (11) eingepresst ist.
Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (16) über wenigstens einen Nockenantrieb (22) betätigt wird, der jeweils eine Rolle (23a, b), einen Rollenschuh (24), und einen Stößelkörper (25) aufweist, wobei der Stößelkörper (25) in einer Metallhülse (26) in der Aufnahmeöffnung (15) gelagert ist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhülse (26) in die Aufnahmeöffnung (15) eingepresst ist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (15) und die Lageröffnung (13) spanend durch Bohren, Drehen oder Fräsen hergestellt sind.
Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptgehäuse (11) zusammen mit der Aufnahmeöffnung (15) und der Lageröffnung (13) durch ein Spritzgussverfahren hergestellt sind.