DE102008042052A1 - Ölgeschmierte Kolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung in einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Ölgeschmierte Kolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung in einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine ölgeschmierte Kolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung in einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, umfassend wenigstens einen Pumpenkolben (6), der in einer in einem Pumpengehäuse (18) vorgesehenen Kolbenbohrung (8) in axialer Richtigung bewegbar gelagert ist und über eine in einem Nockenraum (42) des Pumpengehäuses (18) angeordnete Nockenwelle (26) angetrieben wird, wobei zwischen der Nockenwelle (26) und dem Pumpenkolben (6) ein im Pumpengehäuse (18) geführter Stößelkörper (20) angeordnet ist, der über eine im Pumpengehäuse (18) sich abstützende Stößelfeder (32) mit einer in Richtung der Nockenwelle (26) wirkenden Druckkraft beaufschlagt wird, und wobei die Stößelfeder (32) von einem elastischen Kunststoff (38) umhüllt ist, der die Kolbenbohrung (8) und den Pumpenkolben (6) gegenüber dem Nockenraum (42) und der Führung des Stößelkörpers (20) im Pumpengehäuse (18) abdichtet.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine ölgeschmierte Kolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung in einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine umfassend einen über eine Nockenwelle angetriebenen Pumpenkolben gemäß des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer durch einen elastischen Kunststoff umhüllten Stößelfeder für eine ölgeschmierte Kolbenpumpe.
  • Bei Brennkraftmaschinen mit Speichereinspritzsystemen, die auch unter dem Namen Common-Rail-System bekannt sind, sind die Druckzeugung und die Einspritzung des Kraftstoffes voneinander entkoppelt. Der Kraftstoff wird hierbei durch eine Vorförderpumpe mit einem Druck von ungefähr 0,3 bis 0,7 MPa bzw. 3 bis 7 bar vom Kraftstoffbehälter stetig zu einer Hochdruckpumpe gefördert, die den Kraftstoff unter einem hohen Druck von bis zu 200 MPa bzw. 2000 bar in ein als Hochdruckspeicher dienendes Rohrleitungssystem, dem so genannten „Rail”, fördert. In Abhängigkeit der Steuersignale einer Steuereinheit wird der Kraftstoff vom Hochdruckspeicher aus über Injektoren in die Brennräume der Zylinder eingespritzt. Die Aufgabe des Hochdruckspeichers liegt hierbei im Speichern des mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoffes.
  • Das Speichereinspritzsystem setzt sich somit aus einem Niederdruckteil und einem Hochdruckteil zusammen, wobei das Niederdruckteil der Versorgung des Hochdruckteils mit Kraftstoff dient. Das Niederdruckteil umfasst hierzu einen Kraftstoffbehälter, einen Vorfilter, eventuell eine Kraftstoffheizung, einen Kraftstofffilter, eine Vorförderpumpe und Kraftstoff-Niederdruckleitungen, wohingegen sich das Hochdruckteil aus der Hochdruckpumpe, Kraftstoff-Hochdruckleitungen, dem Hochdruckspeicher mit Druckregelventil, Raildrucksensoren und Durchflussbegrenzer sowie den Injektoren zusammen setzt.
  • Die Hochdruckpumpe, die als Schnittstelle zwischen dem Niederdruckteil und dem Hochdruckteil des Einspritzsystems dient, hat hierbei die Aufgabe, dem Hochdruckteil in allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine eine ausreichende Menge an verdichtetem Kraftstoff bereitzustellen.
  • Bei Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge ist es bekannt, Kolbenpumpen für die Druckerzeugung zu verwenden, die beispielsweise als nach außen fördernde nockengetriebene Radialkolbenpumpen oder Reihenpumpen ausgeführt sind. Die als Nockenwelle ausgeführte Antriebswelle der Hochdruckpumpe ist hierbei über eine Kupplung, ein Zahnrad, eine Kette oder einen Zahnriemen antriebsmäßig mit der Brennkraftmaschine verbunden, wobei die auf der Antriebswelle angeordneten Nocken über einen Stößelkörper auf einen Pumpenkolben einwirken, der in axialer Richtung bewegbar im Pumpengehäuse der Hochdruckpumpe gelagert ist.
  • Die Hochdruck-Kolbenpumpen können entweder kraftstoffgeschmiert oder ölgeschmiert sein, wobei bei den ölgeschmierten Hochdruck-Kolbenpumpen vorzugsweise Motoröl zur Schmierung verwendet wird. Obwohl ölgeschmierte Hochdruck-Kolbenpumpen eine große Robustheit bieten, besteht bei diesen Kolbenpumpen die Gefahr, dass sich das für die Schmierung verwendete Öl mit dem Kraftstoff vermischt. Dies hat zur Folge, dass das für die Schmierung verwendete Öl verdünnt wird. Andererseits kann es jedoch auch vorkommen, dass das zur Schmierung verwendete Öl in den Kraftstoff gelangt, was die Kraftstoffqualität verschlechtert und zu unzulässigen Verbrennungsrückständen nach dem Einspritzen des Kraftstoff-Öl-Gemisches in den Brennraum der Brennkraftmaschine führt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ölgeschmierte nockengetriebene Kolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung bereitzustellen, bei welcher der Kraftstoff und das zur Schmierung der Hochdruck-Kolbenpumpe verwendete Öl absolut voneinander getrennt sind.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Zur Druckerhöhung von Kraftstoff in einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine umfasst die erfindungsgemäße ölgeschmierte Kolbenpumpe ein Pumpengehäuse mit wenigstens einem darin angeordneten Pumpenkolben und einer Kolbenbohrung, in welcher der Pumpenkolben in axialer Richtung bewegbar gelagert ist. Die Kolbenbohrung und der Pumpenkolben begrenzen hierbei einen Arbeitsraum des Pumpenkolbens, in dem der Krafstoff mit Hochdruck beaufschlagt bzw. verdichtet wird. In einem Nockenraum des Pumpengehäuses ist eine Nockenwelle angeordnet, die über einen Stößelkörper antriebsmäßig mit dem Pumpenkolben verbunden ist. Der Stößelkörper, der zwischen der Nockenwelle und dem Pumpenkolben angeordnet ist, ist hierbei im Pumpengehäuse geführt und wie der Pumpenkolben in axialer Richtung bewegbar. Über eine im Pumpengehäuse sich abstützende Stößelfeder wird der Stößelkörper mit einer Druckkraft beaufschlagt, die in Richtung der Nockenwelle gerichtet ist und den Stößelkörper zuverlässig auf einen jeweiligen Nocken der Nockenwelle andrückt. Die Stößelfeder, die in nockengetriebenen Kolbenpumpen als gewundene Torsionsfeder bzw. Schraubenfeder ausgeführt ist, umschließt dabei zum zumindest abschnittsweise die Kolbenbohrung und den Pumpenkolben.
  • Um ein Vermischen des zur Schmierung der Hochdruck-Kolbenpumpe verwendeten Öls mit dem von der Hochdruck-Kolbenpumpe geförderten Kraftstoff zu verhindern, ist es gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Stößelfeder von einem elastischen Kunststoff umhüllt ist, der die Kolbenbohrung und den Pumpenkolben gegenüber dem Nockenraum und der Führung des Stößelkörpers im Pumpengehäuse flüssigkeitsdicht abdichtet.
  • Durch die Trennung des Kraftstoffs von dem für die Schmierung der Kolbenpumpe verwendeten Öls kann sich der von dem Pumpenkolben mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff nicht mit dem Öl vermischen und weist somit eine hohe Qualität auf. Hinzu kommt, dass Verunreinigungen, wie beispielsweise metallischer Abrieb, welche sich bei einer ölgeschmierten Kolbenpumpe im Öl ansammeln können, daran gehindert werden, sich im Spalt zwischen der Kolbenbohrung und dem Pumpenkolben festzusetzen. Hierdurch wird eine Riefenbildung auf der Mantelfläche des Pumpenkolbens und der Innenfläche der Kolbenbohrung sowie eine Vergrößerung des Reibungswiderstandes zwischen Pumpenkolben und Kolbenbohrung verhindert.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Stößelfeder durch den elastischen Kunststoff vollständig umspritzt. Die Stößelfeder weist durch das vollständige Umspritzen mit dem elastischen Kunststoff eine Zylinderform mit einer durchgehend geschlossenen Wandung aus elastischem Kunststoff auf, die sich über die Höhe der Stößelfeder erstreckt. Die Wandung aus elastischem Kunststoff weist zwischen den Windungen der Stößelfeder nur eine geringe Dicke auf, so dass der elastische Kunststoff zwischen den Windungen eine dementsprechende geringe Steifigkeit aufweist. Durch die Elastizität des Kunststoffes und durch die Reduktion der Steifigkeit der Umspritzung zwischen den Windungen der Stößelfeder ist die Hubfähigkeit der Stößelfeder gewährleistet. Somit übt die Stößelfeder trotz der Umspritzung mit einem elastischen Kunststoff eine ausreichende Rückstellkraft auf den Stößelkörper aus, um diesen an der Nockenwelle anzudrücken.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass an den jeweiligen Enden der Stößelfeder jeweils eine lochscheibenförmige Aufstandsscheibe angeordnet ist. Diejenige Aufstandsscheibe, die an dem der Nockenwelle abgewandten Ende der Stößelfeder angeordnet ist, wird hierbei durch die Stößelfeder gegen einen zugeordneten Abschnitt des Pumpengehäuses gedrückt, wohingegen die an dem gegenüberliegenden Ende der Stößelfeder angeordnete Aufstandsscheibe in Kontakt mit dem Stößelkörper ist. Die Aufstandscheiben vergrößern somit die Kontaktflächen der Stößelfeder, über welche die Federkraft auf das Pumpengehäuse und den Stößelkörper übertragen wird.
  • In gleicher Weise wie bei der Stößelfeder kann es gemäß der Erfindung vorgesehen sein, dass auch die Aufstandsscheiben von dem elastischen Kunststoff umhüllt, insbesondere umspritzt sind. Die Aufstandsscheiben, die zwischen den Aufstandsscheiben angeordnete Stößelfeder sowie die Kunststoffumspritzung sind hierbei vorzugsweise als ein einteiliges Bauelement der Kolbenpumpe ausgebildet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Stößelfedern von nockengetriebenen Kolbenpumpen nach dem Stand der Technik, die in der Regel als Schraubenfedern ausgeführt sind, auf einfache Weise durch erfindungsgemäß umspritzte Stößelfedern mit Aufstandsscheiben ausgetauscht werden können, ohne dass hierzu eine konstruktive Veränderung der Kolbenpumpen erforderlich ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Umspritzung aus elastischem Kunststoff im Bereich der Aufstandsschreiben einen umlaufenden verdickten Rand auf, der die zur Verfügung stehende Dichtfläche der umspritzten Stößelfeder mit Aufstandsscheiben in vorteilhafter Weise vergrößert.
  • Weiterhin kann es gemäß der Erfindung vorgesehen sein, dass an den der Stößelfeder abgewandten Stirnseiten der Aufstandsscheiben Dichtlippen angespritzt sind, welche zur axialen Abdichtung der umspritzten Stößelfeder und der Aufstandsscheiben dienen. Die Dichtlippen werden hierbei durch die Rückstellfederkraft der Stößelfeder gegen jeweils einen als Dichtfläche dienenden Abschnitt des Pumpengehäuses und des Stößelkörpers gedrückt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist im Pumpengehäuse und im Stößelkörper jeweils eine ringförmige Nut vorgesehen, die jeweils einer der Dichtlippen der Umspritzung aus elastischem Kunststoff zugeordnet sind. Die Dichtlippen der Umspritzung aus elastischem Kunststoff greifen hierbei in die jeweilige Nut ein, wodurch die Dichtwirkung verbessert wird.
  • Nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist im Pumpengehäuse eine Bohrung vorgesehen, die den von dem elastischen Kunststoff und der Stößelfeder begrenzten Stößelfederraum mit einem Niederdruckteil der Brennkraftmaschine hydraulisch verbindet. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, dass Kraftstoff, der vom Arbeitsraum des Pumpenkolbens durch den zwischen dem Pumpenkolben und der Kolbenbohrung vorhandenen Spalt in den Stößelfederraum gelangt ist, von dort über die im Pumpengehäuse angeordnete Bohrung in den Niederdurckteil der Brennkraftmaschine zurückgeführt werden kann, ohne dass die axiale Bewegung des Stößelkörpers und des damit verbundenen Pumpenkolbens behindert wird.
  • Bei dem Pumpengehäuse der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe kann es sich beispielsweise um ein einteiliges Monoblockgehäuse handeln, das aufgrund der einteiligen Bauweise nur eine geringe Anzahl von Dichtstellen im Hochdruckbereich aufweist und eine hohe Förderleistung ermöglicht. Gemäß der Erfindung kann es jedoch auch alternativ hierzu vorgesehen sein, dass das Pumpengehäuse aus mehreren einzelnen Bauelementen besteht, die im Baukastenprinzip zu einer erfindungsgemäßen Kolbenpumpe zusammengefügt werden. Gemäß der Erfindung umfasst das Pumpengehäuse hierbei einen Grundkörper und einen Zylindereinsatz, der in den Grundkörper eingefügt ist und die Kolbenbohrung zur beweglichen Lagerung des Pumpenkolbens aufweist. Die vom elastischen Kunststoff umhüllte Stößelfeder stützt sich dabei an dem Zylindereinsatz ab. Durch die Konzeption der Kolbenpumpe nach dem Baukastenprinzip ergibt sich die Möglichkeit, dass die erfindungsgemäße Kolbenpumpe auf Grundlage einer Basiskonstruktion an verschiedene Anforderungen anpassbar ist.
  • Neben einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe als 1-Stempel-Kolbenpumpe kann diese auch als 2-, 3- oder 4-Stempel-Radialkolbenpumpe wie auch als 2-, 3- oder 4-Stempel-Reihenkolbenpumpe ausgeführt sein. Für das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip ist die Anzahl und die Anordnung der Kolben unerheblich.
  • Zur Herstellung einer von einem elastischen Kunststoff umhüllten Stößelfeder mit an den Enden angeordneten Aufstandsscheiben ist es gemäß eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die Stößelfeder und die an den Enden der Stößelfeder angeordneten Aufstandsscheiben mit Hilfe von rückziehbaren Haltestempeln in einer Formhöhlung einer Spritzpresse fixiert werden. Die Formhöhlung entspricht dabei der Geometrie der umspritzten Stößelfeder und der Aufstandsscheiben, die diese nach der Herstellung erhalten soll. Neben den verschiebbaren Haltestempeln erstreckt sich durch die Öffnung der Aufstandsscheiben und durch die Stößelfeder ein Kernstift, der die innere Geometrie der herzustellenden umspritzten Stößelfeder und der Aufstandsscheiben bildet.
  • Nach der Fixierung der Stößelfeder und der Aufstandsscheiben wird in einem zweiten Verfahrensschritt plastifizierter elastischer Kunststoff in die Formhöhlung eingespritzt. Die plastifizierte Kunststoffmasse verteilt sich hierbei um die Aufstandsscheiben und die Windungen der Stößelfeder, wobei vor dem Aushärten der plastifizierten Kunststoffmasse die Haltestempel aus der Formhöhlung der Spritzpresse zurückgezogen werden. Nach dem Zurückziehen der Haltestempel verbleiben somit nur die Aufstandsscheiben, die Stößelfeder, der Kernstift und die aushärtende Kunststoffmasse in der Formhöhlung der Spritzpresse zurück, wobei die umspritzte Stößelfeder mit den Aufstandsscheiben nach dem Aushärten der Kunststoffmasse aus der Formhöhlung der Spritzpresse entnommen werden kann. Ein ähnliches Verfahren mit rückziehbaren Haltestempeln ist aus dem Stand der Technik bekannt und wird beispielsweise zur Herstellung von umspritzten Magnetspulen verwendet.
  • Durch die Verwendung von rückziehbaren Haltestempeln ergibt sich der Vorteil, dass sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine umspritzte Stößelfeder mit Aufstandsscheiben herstellen lässt, deren Ummantelung aus elastischem Kunststoff eine gleichmäßige Außenoberfläche ohne Einkerbungen, Ausnehmungen oder sonstigen Fehlstellen aufweist, durch die nach dem Einbau in die erfindungsgemäße Kolbenpumpe Öl bzw. Kraftstoff hindurchtreten kann. Bei dem verwendeten Kunststoff handelt es sich vorzugsweise um einen thermoplastischen Kunststoff, der nach dem Aushärten der plastifizierten Kunststoffmasse elastische Materialeigenschaften aufweist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine schematische Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäße ölgeschmierte nockengetriebene Kolbenpumpe, deren Pumpenkolben von einer Nockenwelle angetrieben wird,
  • 2 einen vergrößerte Längsschnittansicht einer Ausführungsform der in 1 dargestellten Kolbenpumpe, sowie
  • 3 eine Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Stößelfeder mit an den Enden angeordneten lochscheibenförmigen Aufstandsscheiben, die vollständig von einem elastischen Kunststoff umspritzt sind.
  • Ausführungsformen
  • Der Darstellung in 1 ist in schematischer Weise ein Längsschnitt durch eine ölgeschmierte nockengetriebene Kolbenpumpe 1 zu entnehmen. Über eine Niederdruckleitung 2 wird der Kolbenpumpe 1 hierbei Kraftstoff aus einem Niederdruckteil der Brennkraftmaschine zugeführt, der nach der Beaufschlagung mit Hochdruck über eine Hochdruckleitung 4 in den Hochdruckteil der Brennkraftmaschine weitergeleitet wird. Zur Druckerzeugung umfasst die Kolbenpumpe 1 einen Pumpenkolben 6, der in einer Kolbenbohrung 8 in axialer Richtung des Pfeiles 10 hin und her bewegbar ist. Der Pumpenkolben 6 und die Kolbenbohrung 8, die in einem Zylindereinsatz 12 angeordnet ist, begrenzen hierbei den Arbeitsraum 14 des Pumpenkolbens 6, in dem der zugeführte Kraftstoff verdichtet wird. Der Zylindereinsatz 12 ist Bestandteil eines Pumpengehäuses 18, das zudem noch einen Grundkörper 16 aufweist, in den der Zylindereinsatz 12 eingefügt ist. An dem dem Arbeitsraum 14 abgewandten Ende des Pumpenkolbens 6 ist dieser mit einem Stößelkörper 20 verbunden, der im Grundkörper 16 des Pumpengehäuses 18 in axialer Richtung bewegbar geführt ist und einen Rollenschuh 22 sowie eine Laufrolle 24 aufweist. Die Laufrolle 24 des Stößelkörpers 20 rollt hierbei auf der Oberfläche einer Nockenwelle 26 ab, die im Betrieb der Kolbenpumpe 1 um eine Achse 28 rotiert.
  • Um den Umfang der Nockenwelle 26 sind zwei Nocken 30 angeordnet, die den Stößelkörper 20 und somit den Pumpenkolben 6 in Richtung des Arbeitsraums 14 der Kolbenpumpe 1 drücken. Für die Herstellung eines Kontakts der Laufrolle 24 mit der Oberfläche der Nockenwelle 26 ist eine Stößelfeder 32 vorgesehen, die als Schraubenfeder ausgeführt ist. Die Stößelfeder 32 ist hierbei im Wesentlichen konzentrisch zu der Kolbenbohrung 8 und dem Pumpenkolben 6 angeordnet und stützt sich mit dem einen Ende an einer zugeordneten Dichtfläche 48 am Zylindereinsatz 12 ab. Das andere Ende der Stößelfeder 32 ist dem Stößelkörper 20 zugewandt und drückt diesen in Richtung der Nockenwelle 26. Die Stößelfeder 32 übt somit eine Rückstellkraft auf den Stößelkörper 20 aus, so dass die Laufrolle 24 des Stößelkörpers 20 immer in Kontakt mit der Oberfläche der Nockenwelle 26 steht.
  • An dem einen Ende der Stößelfeder 32, welches dem Zylindereinsatz 12 zugeordnet ist, ist eine erste Aufstandsscheibe 34 vorgesehen, die von der Stößelfeder 32 in Richtung des Zylindereinsatzes 12 gedrückt wird. An dem gegenüberliegenden Ende der Stößelfeder 32 ist eine weitere Aufstandsscheibe 36 vorgesehen, die von der Stößelfeder 32 in Richtung der Nockenwelle 26 gegen den Stößelkörper 20 gedrückt wird.
  • Wie aus der Darstellung in 1 hervorgeht, sind die Aufstandsscheiben 34, 36 und die Stößelfeder 32 vollständig von einem elastischen Kunststoff 38 umspritzt. Der elastische Kunststoff 38 bildet somit eine geschlossene Wandung, die sich abschnittsweise um die Kolbenbohrung 8 des Zylindereinsatzes 12 und den Pumpenkolben 6 erstreckt. Hierdurch wird der von dem elastischen Kunststoff 38 umschlossene Innenraum der Stößelfeder 32 nach außen hin, d. h. in Richtung des Grundkörpers 16 des Pumpengehäuses 18 abgedichtet. Nachdem sich ein Leckagespalt 40 zwischen dem Pumpenkolben 6 und der Kolbenbohrung 8 aus konstruktiver Hinsicht nicht vollkommen vermeiden lässt, wird durch eine Umspritzung der Stößelfeder 32 mit einem elastischem Kunststoff 38 verhindert, dass Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 14 über den Leckagespalt 40 am Stößelkörper 20 vorbei in den Nockenraum 42 gelangt, wo der Kraftstoff sich mit dem Öl vermischen würde, welches im Nockenraum 42 und im Bereich des Stößelkörpers 20 zur Schmierung der Hochdruckpumpe vorgesehen ist. In gleicher Weise kann durch die Abdichtung auch das zur Schmierung der Hochdruckpumpe verwendete Öl nicht über den Leckagespalt 40 in den Arbeitsraum 14 gelangen, wo es sich mit dem Kraftstoff vermischen würde, der durch den Pumpenkolben 6 verdichtet wird.
  • Die von dem elastischen Kunststoff 38 umspritzte Stößelfeder 32 mit den Aufstandsscheiben 34, 36 dient somit nicht nur zum Aufbringen einer Rückstellfederkraft auf den Stößelkörper 20, sondern auch zur Trennung des im Arbeitsraum 14 des Pumpenkolbens 6 befindlichen Kraftstoffes und des zur Schmierung der Kolbenpumpe 1 verwendeten Öls.
  • Zur Verbesserung der Dichtwirkung weist die Umspritzung 38 aus elastischem Kunststoff an den der Stößelfeder 32 abgewandten Stirnseiten der Aufstandsscheiben 34, 36 jeweils eine umlaufende Dichtlippe 44, 46 auf. Die dem Zylindereinsatz 12 zugeordnete Dichtlippe 44 wirkt hierbei mit der Dichtfläche 48 am Zylindereinsatz 12 zusammen, wohingegen die an dem gegenüberliegenden Ende der Stößelfeder 32 angeordnete Dichtlippe 46 einer Dichtfläche 50 des Stößelköpers 20 zugeordnet ist.
  • 2 zeigt eine Detailansicht aus einem Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kolbenpumpe 1 im Bereich einer von einem elastischen Kunststoff 38 umspritzten Stößelfeder 32. Wie bei der in 1 dargestellten Kolbenpumpe 1 ist auch bei der in 2 dargestellten Kolbenpumpe 1 ein Zylindereinsatz 12 in den Grundkörper 16 eines Pumpengehäuses 18 eingefügt, wobei ein Stößelkörper 20 gleitend in dem Grundkörper 16 des Pumpengehäuses 18 geführt ist. Die mit dem elastischen Kunststoff 38 umspritzte Stößelfeder 32 erstreckt sich hierbei von einer am Zylindereinsatz 12 vorgesehenen Dichtfläche 48 bis zu einer am Stößelkörper 20 vorgesehenen Dichtfläche 50, wobei an den Enden der Stößelfeder 32 jeweils eine Aufstandsscheibe 34, 36 angeordnet ist, die ebenfalls von dem elastischen Kunststoff 38 umspritzt ist. Zur Abdichtung des von der umspritzten Stößelfeder 32 umschlossenen Raumes weist die Umspritzung aus elastischem Kunststoff 38 an den jeweiligen Stirnseiten Dichtlippen 44, 46 auf, die in jeweils eine in den Dichtflächen 48, 50 des Zylindereinsatzes 12 und des Stößelkörpers 20 vorgesehene ringförmige Nut 52, 54 eingreifen.
  • Nach einer in 1 und 2 nicht dargestellten Ausführungsform der ölgeschmierten Kolbenpumpe ist im Zylindereinsatz 12 eine Bohrung vorgesehen, die sich von dem durch den elastischen Kunststoff 38 begrenzten Raum bis in das Niederdruckteil der Brennkraftmaschine erstreckt. Hierdurch kann der Kraftstoff, welcher aus dem Arbeitsraum 14 über den Leckagespalt 40 in dem vom elastischen Kunststoff 38 umschlossenen Raum gelangt, wieder aus diesem abgeführt werden.
  • Wie aus der Darstellung einer umspritzten Stößelfeder 32 mit Aufstandsscheiben 34, 36 in 3 hervorgeht, weist die Umspritzung aus elastischem Kunststoff 38 an den Enden der Stößelfeder 32 jeweils einen umlaufenden verdickten Rand 56, 58 auf, in dem auch die Aufstandsscheiben 34, 36 angeordnet sind. Durch die von der Stößelfeder 32 ausgeübte Federdruckkraft werden die an den Enden der Stößelfeder 32 angeordneten Aufstandsscheiben 34, 36 in Richtung der in 1 und 2 gezeigten Dichtflächen 48, 50 des Zylindereinsatzes 12 und des Stößelkörpers 20 gedrückt, wodurch die umlaufenden Ränder 56, 58 der Umspritzung aus elastischem Kunststoff 38 großflächig an den jeweilig zugeordneten Dichtflächen 48, 50 anliegen. In Kombination mit den Dichtlippen 44, 46 und den ringförmigen Nuten 52, 54 am Zylindereinsatz 12 und am Stößelkörper 20 ergibt sich eine große zur Verfügung stehende Dichtfläche und somit eine hohe Dichtwirkung.
  • Nach einer in 2 nicht dargestellten Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Dichtfläche 50 des Stößelkörpers 20 eine kreisförmige Erhebung aufweist, die den umlaufenden Rand 58 der Umspritzung aus elastischen Kunststoff 38 von außen her umschließt.
  • Damit die Federsteifigkeit der in den 1, 2 und 3 dargestellten Stößelfeder 32 nicht durch die Umspritzung mit elastischem Kunststoff 38 verändert wird, weist die Wandung aus elastischem Kunststoff 38 zwischen den Windungen der Stößelfeder 32 nur eine geringe Wandstärke auf. Eine ausreichende Hubfähigkeit der Stößelfeder 32 ist somit trotz der Umspritzung gewährleistet.

Claims (11)

  1. Ölgeschmierte Kolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung in einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine umfassend wenigstens einen Pumpenkolben (6), der in einer in einem Pumpengehäuse (18) vorgesehenen Kolbenbohrung (8) in axialer Richtung bewegbar gelagert ist und über eine in einem Nockenraum (42) des Pumpengehäuses (18) angeordnete Nockenwelle (26) angetrieben wird, wobei zwischen der Nockenwelle (26) und dem Pumpenkolben (6) ein im Pumpengehäuse (18) geführter Stößelkörper (20) angeordnet ist, der über eine im Pumpengehäuse (18) sich abstützende Stößelfeder (32) mit einer in Richtung der Nockenwelle (26) wirkenden Druckkraft beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Stößelfeder (32) von einem elastischen Kunststoff (38) umhüllt ist, der die Kolbenbohrung (8) und den Pumpenkolben (6) gegenüber dem Nockenraum (42) und der Führung des Stößelkörpers (20) im Pumpengehäuse (18) abdichtet.
  2. Ölgeschmierte Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stößelfeder (32) durch den elastischen Kunststoff (38) vollständig umspritzt ist, wobei die Umspritzung aus elastischem Kunststoff (38) zwischen den Windungen der Stößelfeder (32) nur eine geringe Dicke aufweist.
  3. Ölgeschmierte Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden der Stößelfeder (32) jeweils eine lochscheibenförmige Aufstandsscheibe (34, 46) angeordnet ist.
  4. Ölgeschmierte Kolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstandsscheiben (34, 36) von dem elastischen Kunststoff (38) vollständig umspritzt sind.
  5. Ölgeschmierte Kolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umspritzung aus elastischem Kunststoff (38) im Bereich der Aufstandsscheiben (34, 36) einen umlaufenden verdickten Rand (56, 58) aufweist.
  6. Ölgeschmierte Kolbenpumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den der Stößelfeder (32) abgewandten Stirnseiten der Aufstandsscheiben (34, 36) Dichtlippen (44, 46) aus elastischem Kunststoff (38) vorgesehen sind.
  7. Ölgeschmierte Kolbenpumpen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Pumpengehäuse (18) und am Stößelkörper (20) jeweils eine ringförmige Nut (52, 54) vorgesehen ist, in die die jeweilig zugeordnete Dichtlippe (44, 46) eingreift.
  8. Ölgeschmierte Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Pumpengehäuse (18) eine Bohrung vorgesehen ist, die den von dem elastischen Kunststoff (38) umschlossenen Stößelfederraum zur Rückführung von Kraftstoff mit einem Niederdruckbereich (2) der Brennkraftmaschine hydraulisch verbindet.
  9. Ölgeschmierte Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (18) wenigstens einen Zylindereinsatz (12) umfasst, in dem die Kolbenbohrung (8) zur beweglichen Lagerung des Pumpenkolbens (6) angeordnet ist, wobei sich die vom elastischen Kunststoff (38) umhüllte Stößelfeder (32) an dem Zylindereinsatz (12) abstützt.
  10. Ölgeschmierte Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenpumpe eine Radialkolbenpumpe ist.
  11. Verfahren zur Herstellung einer von einem elastischen Kunststoff (38) umspritzten Stößelfeder (32) mit an deren Enden angeordneten Aufstandsscheiben (34, 36) für eine ölgeschmierte Kolbenpumpe (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: – Fixierung der Stößelfeder (32) und der Aufstandsscheiben (34, 36) mit Hilfe von rückziehbaren Haltestempeln in einer Formhöhlung einer Spritzpresse, wobei sich durch die Öffnungen der lochscheibenförmigen Aufstandsscheiben (34, 36) und durch die Stößelfeder (32) ein Kernstift erstreckt, – Einspritzen von plastifiziertem elastischen Kunststoff (38) in die Formhöhlung, – Zurückziehen der Haltestempel vor dem Aushärten des plastifizierten elastischen Kunststoffes, sowie – Entnahme der mit elastischem Kunststoff (38) umhüllten Stößelfeder (32) aus der Formhöhlung.
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