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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Kolben-Kraftstoffpumpe nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Eine
Kolben-Kraftstoffpumpe der eingangs genannten Art ist beispielsweise
aus der
DE 103 22 604
A1 bekannt. Diese umfasst ein Gehäuse, bei dem
es sich beispielsweise auch um den Motorblock der Brennkraftmaschine
handeln kann. In dem Gehäuse ist eine Antriebswelle gelagert,
und das Gehäuse weist mehrere Öffnungen auf, in
welche baugleiche Fördermodule eingesteckt werden können. Die
Fördermodule bilden die Zylinder der Kolbenpumpe; sie umfassen
also eine Zylinderbuchse, einen Kolben, etc. Um den Kolben eines
Fördermoduls in die für die Förderung
notwendige Hin- und Herbewegung versetzen zu können, verfügt
die Antriebswelle über einen Nockenabschnitt. Auf diesem
rollt ein Rollenstößel, an dem sich der Kolben
abstützt. Eine Führungshülse des Rollenstößels
ist im Gehäuse, also in der Öffnung des Motorblocks
geführt. Der Rollenstößel ist ein vom
Fördermodul separates Teil, ebenso wie die Führungshülse.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kolben-Kraftstoffpumpe zu
schaffen, welche preiswert gefertigt und montiert werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Kolben-Kraftstoffpumpe mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben. Darüber
hinaus finden sich für die Erfindung wichtige Merkmale
in der nachfolgenden Beschreibung und in der Zeichnung. Dabei können
diese Merkmale für die Erfindung sowohl in Alleinstellung
als auch in unterschiedlichen Kombinationen wichtig sein, ohne dass
hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.
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Anders
als beim Stand der Technik gehört bei der erfindungsgemäßen
Kolben-Kraftstoffpumpe der Stößel einschließlich
der Führungshülse des Stößels
zum Fördermodul. Dies wird dadurch erreicht, dass die Führungshülse
des Stößels am Modulgehäuse unverlierbar
gehalten ist. Dabei versteht sich, dass die unverlierbare Halterung
die Beweglichkeit der Führungshülse relativ zum
Modulgehäuse nicht einschränken darf. Durch die
unverlierbare Halterung der Führungshülse des
Stößels und hierdurch auch des Stößels
selbst am Modulgehäuse entfällt die vom Fördermodul
separate Lagerung dieser Teile. Bereits hierdurch werden Kosteneinsparungen
erzielt. Darüber hinaus müssen Stößel
und Führungshülse nicht mehr separat eingebaut
werden, sondern werden zusammen mit dem Fördermodul in
die Aufnahmeöffnung im Gehäuse, beispielsweise
im Motorblock der Brennkraftmaschine eingesteckt. Hierdurch wird
die Montage vereinfacht, das Fehlerrisiko bei der Montage wird reduziert,
und es wird Zeit gespart.
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Eine
zur Führungshülse koaxiale Anschlaghülse,
die am Modulgehäuse befestigt ist, und mittels Anschlägen
mit der Führungshülse des Stößels
zusammenarbeitet, ist eine technisch einfach realisierbare Ausführungsmöglichkeit
der Erfindung und daher preiswert.
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Besonders
einfach können die beiden Anschläge dabei als
sich radial erstreckende Bünde ausgeführt werden,
oder es kann ein bundartiger Anschlag mit einer sich radial erstreckenden
Nase zusammenwirken. Beides ist beispielsweise durch klassische
Umformtechniken preiswert realisierbar. Dabei sei an dieser Stelle
darauf hingewiesen, dass im normalen Betrieb der Kolben-Kraftstoffpumpe
die Verliersicherung außer Betrieb ist, zwischen den Anschlägen
also in jeder Betriebssituation ein Zwischenraum verbleibt, um die
freie Beweglichkeit der Führungshülse und damit
auch des Stößels zu gewährleisten.
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Um
eine solche freie Beweglichkeit im normalen Betrieb der Kolben-Kraftstoffpumpe
gewährleisten zu können, ist es vorteilhaft, wenn
zwischen Anschlaghülse und Führungshülse
ein radiales Spiel vorhanden ist, so dass sich diese beiden Hülsen
im normalen Betrieb der Kolben-Kraftstoffpumpe überhaupt
nicht berühren. Hierdurch wird der Wirkungsgrad der Kolben-Kraftstoffpumpe
hoch gehalten und unnötiger Verschleiß vermieden.
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Zu
dem erfindungsgemäßen Fördermodul kann
auch die Stößelfeder gehören, die zwischen Modulgehäuse
und stößelseitigem Ende des Kolbens oder dem Stößel
angeordnet ist. Im einfachsten Fall ist sie, solange das Fördermodul
nicht in das Gehäuse eingesteckt ist, spannungsfrei. Vorteilhaft
ist es jedoch, wenn sie bereits im nicht eingebauten Zustand des Fördermoduls
unter Spannung steht, wodurch im Falle einer Anschlaghülse
die beiden Anschläge im nicht-eingebauten Zustand ständig
aneinander anliegen. Hierdurch wird die Handhabung des Fördermoduls
sowohl bei der Lagerung als auch bei der Montage in das Gehäuse
vereinfacht. Darüber hinaus wird bei eingebautem Fördermodul
im Betrieb der Kolben-Kraftstoffpumpe sichergestellt, dass der Stößel
zu jedem Zeitpunkt in Richtung Antriebswelle beaufschlagt ist.
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Die
Stößelfeder kann radial innerhalb der Führungshülse
angeordnet sein, so dass sie bei Lagerung und Einbau des Fördermoduls
nach außen hin geschützt ist und auch Personen,
die das Fördermodul bei Lagerung und Montage handhaben
müssen, vor Verletzungen durch die Stößelfeder
geschützt sind.
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Besonders
vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Konzept bei
einem Stößel, der als Rollenstößel ausgebildet
ist.
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Zur
Halterung der Führungshülse am Stößel bzw.
am Kolben kann ein einfach herzustellender sich radial einwärts
erstreckender Mitnehmer, insbesondere ein Bund dienen, der in einen
Raum zwischen einem stößelseitigen Ende des Kolbens
und dem Stößel selbst eingreift.
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Nachfolgend
wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme
auf die beiliegende Zeichnung beispielhaft erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine
schematische perspektivische Darstellung eines Motorblocks einer
Brennkraftmaschine und eines Fördermoduls einer Kolben-Kraftstoffpumpe;
und
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2 einen
teilweisen Schnitt durch die Kolben-Kraftstoffpumpe von 1.
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Ein
Motorblock einer Brennkraftmaschine trägt in 1 insgesamt
das Bezugszeichen 10. Er umfasst eine Aufnahmeöffnung 12 für
ein Fördermodul 14 einer Kolben-Kraftstoffpumpe 16.
Aufbau und Funktion des Fördermoduls 14 werden
weiter unten im Detail unter Bezugnahme auf 2 erläutert
werden.
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Die
Kolben-Kraftstoffpumpe 16 gehört zu einem Kraftstoffsystem 18 einer
Brennkraftmaschine mit Benzin-Direkteinspritzung (BDE). Zu dem Kraftstoffsystem 18 gehört
ein Kraftstoffbehälter 20, aus dem die Kolben-Kraftstoffpumpe 16 den
Kraftstoff in ein Common-Rail 22 fördert. An dieses
sind mehrere Injektoren 24 angeschlossen, von denen aus
Gründen der Übersichtlichkeit in 1 nur
einer mit einem Bezugszeichen versehen ist. Jedem Injektor 24 ist ein
Brennraum 26 zugeordnet, in den der entsprechende Injektor 24 den
Kraftstoff direkt einspritzt.
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Wie
aus 2 hervorgeht, umfasst das Fördermodul 14 ein
Modulgehäuse 28, in dem ein Förderraum 30 ausgebildet
ist. Dieser wird zum Teil von einem Kolben 32 begrenzt,
der im Modulgehäuse 28 gleitend und fluiddicht
geführt ist. In einer nicht dargestellten Ausführungsform
gehört zu dem Modulgehäuse eine Kolbenbuchse,
in der der Kolben geführt ist.
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Über
ein Einlassventil 34 ist der Förderraum 30 mit
einem Einlassanschluss 36 verbindbar. Der Einlassanschluss 36 führt
zu dem in 1 gezeigten Kraftstoffbehälter 20,
gegebenenfalls noch unter Zwischenschaltung einer Vorförderpumpe.
Ferner ist im Modulgehäuse 28 ein Auslassventil 38 vorhanden, mit
dem der Förderraum 30 mit einem Auslassanschluss 40 verbindbar
ist. Der Auslassanschluss 40 ist mit dem in 1 gezeigten
Common-Rail 22 verbunden.
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An
seinem in 2 unteren Ende weist der Kolben 32 eine
Endscheibe 42 auf, an der sich ein Federteller 44 abstützt.
Zwischen dem Federteller 44 und dem Modulgehäuse 28 ist
eine Stößelfeder 46 verspannt. Die Endscheibe 42 des
Kolbens 32 liegt an einem Stößelkörper 48 an,
in dem eine Stößelrolle 50 aufgenommen
ist. Der Stößelkörper 48 ist
im unteren Endbereich einer Stößelhülse 52 gehalten.
Stößelkörper 48, Stößelrolle 50 und
Stößelhülse 52 bilden insgesamt
einen Rollenstößel 54, der mit einem Exzenterabschnitt 56 einer
Antriebswelle 58 der Kolben-Kraftstoffpumpe 16 zusammenarbeitet,
indem er bei sich drehender Antriebswelle 58 auf der äußeren Mantelfläche
des Exzenterabschnitts 56 abrollt. Die Antriebswelle 58 ist
Teil der Brennkraftmaschine.
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Die
Stößelhülse 52 ist als Führungshülse ausgebildet,
deren äußere Mantelfläche 60 mit
einer Innenfläche 62 der Aufnahmeöffnung
im engen Gleitsitz zusammenwirkt. Hierdurch werden Querkräfte über
die Stößelhülse 52 in das Modulgehäuse 28 eingeleitet
und vom Kolben 32 ferngehalten.
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Zur
axialen Sicherung der Stößelhülse 52 gegenüber
dem Stößelkörper 48 und dem
Kolben 32 ist an der Stößelhülse 52 ein
sich nach radial einwärts erstreckender Bund 64 vorhanden,
der in einen Raum (ohne Bezugszeichen) zwischen dem Federteller 44,
der Endscheibe 42 des Kolbens 32 und dem Stößelkörper 48 eingreift.
Die axiale Höhe des Bunds 64 entspricht dabei
im Wesentlichen der Dicke der Endscheibe 42 des Kolbens 32.
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Der
Rollenstößel 54 ist einschließlich
der Stößelhülse 52 am Modulgehäuse 28 auf
folgende Art und Weise unverlierbar gehalten: am Modulgehäuse 28 ist,
koaxial zur Stößelhülse 52 und
auch zum Kolben 32, eine Anschlaghülse 66 befestigt. Möglich
ist beispielsweise eine Befestigung mittels Schrauben, aber auch
ein Verschweißen. Die Anschlaghülse 66 erstreckt
sich in 2 nach unten in Richtung Antriebswelle 58.
Etwa auf halber Höhe des Kolbens 32 weist die
Anschlaghülse 66 an ihrem Ende einen sich nach
radial einwärts erstreckenden Bund 68 auf. Die
Innenweite des Bunds 68 ist dabei etwas größer
als der Außendurchmesser der Stößelhülse 52.
Entsprechend ergibt sich ein erstes radiales Spiel 69.
Die Stößelhülse 52 trägt
an ihrem oberen Ende einen nach radial auswärts gerichteten
Bund 70, dessen Außendurchmesser größer
ist als der Innendurchmesser des Bunds 68, jedoch kleiner
als die Innenweite der Anschlaghülse 66. Hierdurch
ergibt sich ein zweites radiales Spiel 72.
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Wie
aus 2 ersichtlich ist, bilden der Bund 68 und
der Bund 70 miteinander zusammenwirkende Anschläge,
durch welche der Weg des Kolbens 32 aufgrund der Beaufschlagung
durch die Stößelfeder 46 im nicht-eingebauten
Zustand (vergleiche 1) begrenzt wird. In diesem Zustand
ist die Stößelhülse 52 durch
die Anschlaghülse 66 unverlierbar am Modulgehäuse 28 gehalten.
Es versteht sich jedoch, dass die Anschlaghülse 66 so
lang ist, dass in Einbaulage, wenn das Fördermodul 14 also
in die Aufnahmeöffnung 12 eingesetzt ist, in jeder
Betriebslage zwischen dem Bund 68 und dem Bund 70 ein
axialer Abstand vorhanden ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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