DE102009001459A1

DE102009001459A1 - Einspritzpumpe für eine Verbrennungsmaschine

Info

Publication number: DE102009001459A1
Application number: DE200910001459
Authority: DE
Inventors: Johann Warga; Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2010-09-16

Abstract

Eine Einspritzpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine, umfassend eine in einem Gehäuse (1) gelagerte und um eine Achse (2) rotierende Exzenterwelle (3) mit einem Exzenter (4), einen auf dem Exzenter (4) gelagerten, relativ verdrehbaren Ring (5) sowie zumindest einen Kolben (6), der auf dem Ring (5) abgestützt und quer zu der Achse (29 in einem Zylinder (7) hin- und herverschiebbar ist. Der Ring (5) ist auf dem gesamten Außenumfang durch eine sich kontinuierliche fortsetzende Laufbahn (8) begrenzt, wobei der Kolben (6) und ein parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens (6) in dem Gehäuse (1) verschiebbarer Führungsstift (9) einander gegenüberliegend auf der Laufbahn (8) abgestützt sind und wobei der Kolben (6) und der Führungsstift (9) durch einen Bügel (10) verbunden sind, der den Ring (5) in einem Abstand umschließt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einem Einspritzpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine nach der Gattung des Anspruch 1.
Stand der Technik
Eine solches Einspritzpumpe ist aus der DE 10247142 A1 bekannt. Der Kolben ist dabei durch eine Druckfeder auf einem Ring angestützt, der verdrehbar auf dem Exzenter gelagert ist und den Kolben mit einer ebenen Fläche untergreift. Ein solcher Ring hat in Abhängigkeit von der Anzahl der dadurch abgestützten Kolben zumeist mehrere in Umfangsrichtung verteilte, ebene Flächen und wird daher als Polygonring bezeichnet. Reibungsbedingt ergibt sich bei drehender Exzenterwelle stets eine gewisse Verkantung eines solchen Polygonrings in Bezug auf den mindestens einen durch die ebene Umfangsfläche abgestützten Kolben, die in Abhängigkeit von der Anzahl der durch den Polygonring abgestützten Kolben zunimmt. Die Einspritzgenauigkeit ist wenig befriedigend.
Während der bestimmungsgemäßen Verwendung müssen die Druckfedern bei einem jeden Arbeitshub eines Kolbens elastisch pulsierend zusammengepresst werden, was einen erheblichen Energieaufwand erfordert. Außerdem wird bemängelt, dass die bekannte Einsspritzpumpe für höhere Drehzahlen der Exzenterwelle nicht geeignet und die Herstellung und Montage des Polygonringes sehr aufwendig ist.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat den Vorteil, dass sich der für den Betrieb der Einspritzpumpe erforderliche Energieaufwand vermindert, dass sich die Einspritzpumpe kostengünstiger herstellen lässt und eine verbesserte Hochdrehzahlfestigkeit aufweist.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 2 wird die Einspritzgenauigkeit deutlich verbessert.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 3 hat den Vorteil, dass der Ring bei geringem Gewicht sehr steif gestaltet werden kann. Dem Auftreten von unerwünschten Resonanzschwingungen lässt sich dadurch leichter begegnen.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 4 hat den Vorteil, dass sich der Bügel in Bezug auf die Lage des Gehäuses nicht verdrehen kann. Die Einspritzpumpe kann dadurch unabhängig von der räumlichen Lage des Gehäuses mit gleicher Effektivität und Wirksamkeit eingesetzt werden.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 5 hat den Vorteil, dass sich der Ring in n Bezug auf die Position des zumindest einen Kolbens bei einem jeden Arbeitshub in Umfangsichtung verschiebt. Die Verschleißbeanspruchung verteilt sich dadurch gleichmäßig auf dem ganzen Umfang der Laufbahn, was die Dauerhaltbarkeit der Einspritzpumpe verbessert.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 6 hat den Vorteil, dass sich die Förderleistung der Einspritzpumpe ohne nennenswerten Mehraufwand bei der Herstellung verdoppelt.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 die Einspritzpumpe in quergeschnittener Darstellung
2 die Einspritzpumpe nach 1 in längsgeschnittener Darstellung
Beschreibung des Ausführungsbeispiels:
In beiden Figuren bezeichnen übereinstimmende Bezugszeichen übereinstimmende Gegenstände.
1 zeigt eine in quergeschnittener Darstellung wiedergegebene Einspritzpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für eine mit Dieseltreibstoff betriebene Verbrennungskraftmaschine. Die Einspritzpumpe umfasst eine in einem Gehäuse 1 gelagerte und um eine Achse 2 rotierende Exzenterwelle 3 mit einem Exzenter 4, einen auf dem Exzenter 4 gelagerten, relativ verdrehbaren, rotationsymmetrischer Ring 5 sowie einen Kolben 6, der auf dem Ring 5 abgestützt und quer zu der Achse 2 in dem Zylinder 7 hin- und herverschiebbar ist. Der Zylinder 7 ist am oberen Ende durch einen Pumpenraum gegrenzt, der sich durch die Hin- und Herverschiebung des Kolbens 6 abwechselnd verkleinert und vergrößert. Der Pumpenraum ist durch ein nicht dargestelltes Saugventil mit einem Kraftstofftank verbunden und durch ein nicht dargestelltes Hochdruckventil mit einem Hochdrucksammler, wobei beide Ventile als Rückschlagventile ausgebildet und der Pumpenraum nur in Richtung des ebenfalls nicht dargestellten Hochdrucksammlers von Kraftstoff durchströmbar ist. Um eine hinreichend feine Zerstäubung des Kraftstoffes in den Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine zu gewährleisten, wird der Kraftstoff in der Einspritzpumpe auf einen hohen Druck von bis zu 2.000 bar verdichtet. Die Einspritzpumpe ist entsprechend hoch belastet. Ihre Exzenterwelle 3 ist während der bestimmungsgemäßen Verwendung durch ein Getriebe direkt oder indirekt mit der Kurbelwelle der Verbberennungskraftmaschine verbunden und wird durch diese angetrieben und in eine Rotationsbewegung versetzt.
Auf dem Exzenter 4 der Exzenterwelle 3 ist ein rotationssymmetrischer Ring 5 gelagert, der auf dem gesamten Außenumfang durch eine sich kontinuierlich fortsetzende Laufbahn 8 begrenzt ist. Der Kolben 6 und ein parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens 6 in dem Gehäuse 1 verschiebbarer Führungsstift 9 sind einander gegenüberliegend auf der Laufbahn 8 abgestützt, wobei der Kolben 6 und der Führungsstift 9 durch einen starren Bügel 10 verbunden sind, der den Ring 5 in einem radialen Abstand umschließt. Der Bügel 10 ist mit dem Kolben 6 und dem Führungsstift unverdrehbar, starr verbunden. De Führungsstift 9 ist von quadratischem Profil und unverdrehbar in einer quadratischen Führung des Gehäuses 1 aufgenommen. Hierdurch ist sichergestellt, dass sich der Bügel 10 in Bezug auf den Kolben 6 und den Führungsstift 9 nicht zu verkanten vermag und dass sich der Kolben 6 und der Führungsstift 9 bei drehender Exenterwelle 3 in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Exzenters 4 synchron zueinander hin- und herverschieben und die Laufbahn 8 des Ringes 5 in völlig gleichbleibender Weise mit Ihrem Fuß berühren.
Der Bügel 10 ist bei der Bauform nach 1 U-förmig in Richtung der Exzenterwelle 3 geöffnet und in auf den Kolbenfuß des Kolbens 6 sowie den Fuß des Führungsstiftes 9 aufgeschoben und unverrückbar daran festgelegt. Er bewirkt im Saughub die Rückwärtsbewegung des Kolbens 6 in dem Zylinder 7 nach unten und erübrigt die Verwendung von Schraubenfedern für diesen Zweck. Demgemäss kann der Bügel 10 auch ringförmig gestaltet sein und den Ring 5 sowie die Exzenterwelle 3 in Umfangsrichtung ganz in einem radialen Abstand umschließen. Eine solche Bauform ist bei geringem Gewicht in sich vergleichsweise steifer, was es erleichtert, unerwünschte Resonanzschwingungen zu vermeiden, die sich durch die unvermeidbare Elastizität bei bügelartigen Gebilden stets ergeben können.
Bei der gezeigten Bauform ist nur der Führungsstift 9 unverdrehbar in dem Gehäuse 1 gelagert und unverdrehbar mit dem Bügel 10 verbunden. Die dabei zur Anwendung gelangende Verdrehsicherung besteht aus einer quadratischen Profilierung des Führungsstiftes 9 und der ihn aufnehmenden Führung des Gehäuses 1. Andere Bauformen von Verdrehsicherungen sind dem Fachmann bekannt. Sie können alternativ oder ergänzend auch bei dem Kolben 6 zur Anwendung gelangen und verhindern, dass sich der Bügel 10 z. B. schwerkraftbedingt in dem Gehäuse 1 zu verdrehen vermag. Für eine lageunabhängige Verwendung der Einspritzpumpe ist das von großem Vorteil. Der Kolben 7 und der Führungsstift 9 sind entgegen der Drehrichtung der Exzenterwelle 3 in Bezug auf die Lage der Achse 2 der Exzenterwelle 3 versetzt in dem Gehäuse 1 und dem Zylinderkopf aufgenommen. Bei drehender Exzenterwelle 3 resultiert daraus eine stetig fortschreitende Relativverdrehung des Rings 5 in Bezug auf den dadurch abgestützten Kolben 6 und Führungsstift 9, was dazu beiträgt, den Verschleiß der Laufbahn 8 zu vergleichmäßigen und eine lange Lebensdauer der Einspritzpumpe zu erzielen.
Bei einer nicht gezeigten Bauform ist der Führungsstift 9 als Sekundärkolben ausgebildet und in einem dem Zylinder 7 entsprechend gestalteten Sekundärzylinder des Gehäuses 1 oder eines Sekundärzylinderkopfes geführt und ein- und ausgangsseitig mit dem Zylinder 7 kurzgeschlossen. Das Fördervolumen der Einspritzpumpe wird hierdurch verdoppelt, ohne das sich die Herstellkosten entsprechend erhöhen. Bei einer solchen Bauform sollte ebenfalls eine Verdrehsicherung zwischen zumindest einem Kolben 6, dem ihn aufnehmenden Zylinder 7 und dem Bügel 10 zur Anwendung gelangen.
2 zeigt die Einspritzpumpe nach 1 in längsgeschnittener Darstellung. Die Exzenterwelle 3 durchdringt das Gehäuse 1 an einer Stirnseite mit einem vorstehenden Wellenzapfen, der während der bestimmungsgemäßen Verwendung in eine Rotationsbewegung versetzt wird, beispielsweise durch einen Riementrieb, einen Kettentrieb oder ein Zahnradgetriebe, dass mit der Kurbelwelle der nicht gezeigten Verbrennungskraftmaschine in Verbindung steht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10247142 A1 [0002]

Claims

Einspritzpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine, umfassend eine in einem Gehäuse (1) gelagerte und um eine Achse (2) rotierende Exzenterwelle (3) mit einem Exzenter (4), einen auf dem Exzenter (4) gelagerten, relativ verdrehbaren Ring (5) sowie zumindest einen Kolben (6), der auf dem Ring (5) abgestützt und quer zu der Achse (2) in einem Zylinder (7) hin- und herverschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (5) auf dem gesamten Außenumfang durch eine sich kontinuierlich fortsetzende Laufbahn (8) begrenzt ist, dass der Kolben (6) und ein parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens (6) in dem Gehäuse (1) verschiebbarer Führungsstift (9) einander gegenüberliegend auf der Laufbahn (8) abgestützt sind und dass der Kolben (6) und der Führungsstift (9) durch einen starren Bügel (10) verbunden sind, der den Ring (5) in einem Abstand umschließt.
Einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (10) unverkantbar an dem Kolben (6) und dem Führungsstift (9) festgelegt ist.
Einspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (10) ringförmig gestaltet ist und den Ring (5) in Umfangsrichtung ganz in einem Abstand umschließt.
Einspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) und/oder der Führungsstift (9) unverdrehbar in dem Gehäuse (1) und/oder einem damit unverdrehbar verbundenen Zylinderkopf (11) gelagert und unverdrehbar mit dem Bügel (10) verbunden ist (sind).
Einspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) und/oder der Führungsstift (9) entgegen der Drehrichtung der Exzenterwelle (3) in Bezug auf die Lage der Achse (2) der Exzenterwelle (3) versetzt in dem Gehäuse (1) und/oder Zylinderkopf aufgenommen sind.
Einspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsstift (9) als Sekundärkolben ausgebildet und in einem dem Zylinder (7) entsprechend gestalteten Sekundärzylinder des Gehäuses (1) oder eines Sekundärzylinderkopfes geführt ist und ein- und ausgangsseitig mit dem Zylinder (7) kurzgeschlossen ist.