DE102009006630B4 - Hochdruckpumpe - Google Patents

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Abstract

Hochdruckpumpe (10) insbesondere für ein Common-Rail-System eines Kraftfahrzeugs, mit einem in einem Zylinder (14) geführten Kolben (12) zum Pumpen von Kraftstoff, einer ersten elektromagnetischen Antriebsspule (38) zum Beschleunigen des Kolbens (12) in die Verdichtungsrichtung (36) und einer zweiten elektromagnetischen Antriebsspule (42) zum Beschleunigen des Kolbens (12) in die Ansaugrichtung (40), dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebsspule (38) und die zweite Antriebsspule (42) über eine Schalteinrichtung (44) derart miteinander gekoppelt sind, dass während des Betriebs immer ein Spalt zwischen der stirnseitigen Niederdruckseite (62) des Kolbens (12) und der übrigen Hochdruckpumpe (10) sowie ein Spalt zwischen der stirnseitigen Hochdruckseite (64) des Kolbens (12) und der übrigen Hochdruckpumpe (10) verbleibt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe, mit deren Hilfe beispielsweise für ein Common-Rail-System ein erforderliches Druckniveau von über 1.000 bar, insbesondere über 2.000 bar bereitgestellt werden kann.
  • Aus DE 602 12 743 T2 ist eine Kraftstoffpumpe für einen Zweitakt-Verbrennungsmotor bekannt, bei der ein Kolben innerhalb eines Zylinders geführt ist, um Öl, insbesondere Kraftstoff, zu pumpen. Der Kolben wird mit Hilfe einer elektromagnetischen Spule in eine Verdichtungsrichtung bewegt, um den Kraftstoff zu pumpen. Nach der Verdichtung wird die Spule abgeschaltet, so dass der Kolben mit Hilfe einer Feder in eine Ansaugrichtung gedrückt wird, um Kraftstoff anzusaugen. Nachteilig bei einer derartigen Kraftstoffpumpe ist, dass sie nur bei einer vergleichsweise niedrigen Pumpfrequenz betrieben werden kann. Dadurch ist eine derartige Kraftstoffpumpe für ein Common-Rail-System nicht geeignet, da die Kraftstoffpumpe vergleichsweise groß dimensioniert werden müsste, um die für ein Common-Rail-System erforderliche Pumpleistung bereitstellen zu können.
  • Aus DE 699 33 901 T2 ist eine Hochdruckpumpe bekannt, die für ein Common-Rail-System geeignet ist. Die Hochdruckpumpe weist ein in einem Zylinder geführten Kolben auf, der mit Hilfe eines Exzenters in eine Verdichtungsrichtung bewegt werden kann, um Kraftstoff in das Common-Rail-System zu pumpen. Nach der Verdichtung wird der Kolben mit Hilfe einer Feder in eine Ansaugrichtung gedrückt, um Kraftstoff anzusaugen. Nachteilig bei einer derartigen Hochdruckpumpe ist, dass der Kolben für die erforderliche Hubbewegung im ständigen Kontakt mit dem Excenter sein muss, wobei zwischen dem Kolben und dem Excenter eine Relativbewegung in Umfangsrichtung des Excenters auftritt, die zu einem erhöhten Verschleiß führt. Ferner weist eine derartige Hochdruckpumpe einen vergleichsweise hohen Bauraumbedarf auf.
  • US 2005/0063841 A1 beschreibt eine Pumpe, bei der ein Kolben in einem Gehäuse zwischen einem Auslass und einem Einlass bewegt wird, wobei die Bewegung durch zwei Spulen induziert wird, die magnetische Kräfte auf den Kolben in entgegengesetzter Richtung ausüben.
  • GB 2109873 A offenbart eine Pumpe mit einem Kolben, der durch zwei Spulen in entgegengesetzten Richtungen angetrieben wird, um so ein Fluid in eine Verdichtungskammer anzusaugen und darin zu verdichten.
  • In EP 1 367 255 B1 ist eine elektromagnetische Schwingkolbenpumpe offenbart, die eine Ausgleichsfeder aufweist, welche als Anschlag für einen Anker dient.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Hochdruckpumpe zu schaffen, die bei einem verringerten Bauraum einen geringeren Verschleiß ermöglicht.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Hochdruckpumpe, die insbesondere für ein Common-Rail-System eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, weist einen in einem Zylinder geführten Kolben zum Pumpen von Kraftstoff auf. Erfindungsgemäß weist die Hochdruckpumpe eine erste elektromagnetische Antriebsspule zum Beschleunigen des Kolbens in eine Verdichterrichtung und eine zweite elektromagnetische Antriebsspule zum Beschleunigen des Kolbens in eine Ansaugrichtung auf.
  • Aufgrund der ersten Antriebsspule und der zweiten Antriebsspule ist es möglich, den Kolben der Hochdruckpumpe allein basierend auf elektromagnetischen Kräften zu betätigen. Ein Exzenterantrieb ist nicht erforderlich, so dass ein geringerer Bauraum erforderlich ist und aufgrund einer Reduktion von Reibungsflächen der Verschleiß der Hochdruckpumpe verringert ist. Ferner kann mit Hilfe der ersten Antriebsspule und der zweiten Antriebsspule eine besonders hohe Hubfrequenz für den Kolben erreicht werden, so dass bei einem besonders geringen Bauraum eine vergleichsweise hohe Förderleistung erreicht werden kann. Insbesondere kann eine Feder zum Bewegen des Kolbens in eine der Hubrichtungen eingespart werden. Die Hubfrequenz der Hochdruckpumpe ist dadurch nicht mehr durch die Trägheit dieser Feder begrenzt. Ferner kann ein Defekt der Hochdruckpumpe durch ein Versagen der Feder, beispielsweise aufgrund eines Dauerschwingbruchs, vermieden werden. Darüber hinaus können durch die Feder auf den Kolben aufgebrachte Querkräfte, die zu einer erhöhten Reibung zwischen dem Kolben und dem Zylinder führen könnten, vermieden werden. Dadurch, dass mehr als eine Antriebsspule vorgesehen ist, ist es möglich, durch ein aufeinander abgestimmtes Bestromen der jeweiligen Antriebsspulen das Beschleunigungsverhalten und Abbremsverhalten des Kolbens zu verbessern. Beispielsweise ist es möglich, die erste Antriebsspule, die zweite Antriebsspule oder weitere Antriebsspulen gleichzeitig einzuschalten, wenn sich der Kolben in einem seiner Totpunkte befindet, um auf den Kolben eine maximale Beschleunigung auszuüben. Sobald der Kolben die Mitte einer der Spulen erreicht, kann diese Antriebsspule ausgeschaltet werden, um ein ungewolltes Abbremsen des Kolbens zu vermeiden. Darüber hinaus kann der Kolben durch die Antriebsspulen abgebremst werden, indem Antriebsspulen, die in Bewegungsrichtung hinter dem Kolben liegen, eingeschaltet werden, um eine negative Beschleunigung auf den Kolben aufzubringen. Dadurch ist es möglich, dass der Kolben mit einer deutlich geringeren Kraft an seiner Stirnseite anschlägt. Insbesondere ist es möglich, ein Anschlagen des Kolbens sogar zu vermeiden, wodurch sich der Verschleiß weiter reduziert. Die Antriebsspulen können vergleichsweise einfach bereitgestellt werden, indem ein elektrischer Leiter um den Zylinder herumgewickelt wird. Für die Wicklung ist nur ein geringer Bauraum erforderlich. Der Kolben weist insbesondere ferromagnetisches Material auf oder ist aus einem ferromagnetischen Material hergestellt, um möglichst hohe Beschleunigungskräfte und/oder Abbremskräfte zu ermöglichen. Aufgrund des kompakten Aufbaus und des geringen Verschleißes ist die Hochdruckpumpe besonders dafür geeignet, für ein Common-Rail-System verwendet zu werden. Die Hochdruckpumpe kann auch für eine Direkteinspritzung verwendet werden, wobei insbesondere bei mehreren Injektoren zur Kraftstoffeinspritzung in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine jeweils eine Hochdruckpumpe mit einem Injektor verbunden ist, um Kraftstoff über den jeweiligen Injektor ohne gemeinsames Verteilerrohr direkt einzuspritzen.
  • Die erste Antriebsspule und die zweite Antriebsspule sind über eine Schalteinrichtung derart miteinander gekoppelt, dass während des Betriebs immer ein Spalt zwischen einer stirnseitigen Niederdruckseite des Kolbens und der übrigen Hochdruckpumpe sowie ein Spalt zwischen einer stirnseitigen Hochdruckseite des Kolbens und der übrigen Hochdruckpumpe verbleibt. Die einem Einlass zugeordnete Niederdruckseite des Kolbens sowie die einem Auslass zugeordnete Hochdruckseite des Kolbens schlägt im Betrieb der Hochdruckpumpe nicht an einem Bauteil der Hochdruckpumpe an, so dass ein Verschleiß des Kolbens sowie der Bauteile, die der Niederdruckseite oder der Hochdruckseite gegenüberliegen, vermieden oder zumindest reduziert wird. Mit Hilfe der Schalteinrichtung werden die erste Antriebsspule und die zweite Antriebsspule nicht nur zum Beschleunigen des Kolbens in die jeweilige Hubrichtung verwendet, sondern auch zum Abbremsen des Kolbens, bevor der Kolben mit einer seiner Stirnseiten anschlagen kann. Der in den Totpunkten des Kolbens verbliebene Spalt kann möglichst gering gewählt werden, um den Bauraum der Hochdruckpumpe nicht unnötig zu erhöhen. Ein minimaler Spalt von 0,1 mm bis 1,0 mm ist bereits ausreichend, um auch bei unterschiedlichen Einbaulagen der Hochdruckpumpe ein Anschlagen des Kolbens zu vermeiden.
  • Vorzugsweise sind die erste Antriebsspule und die zweite Antriebsspule in axialer Richtung hintereinander angeordnet.
  • Ein Überlappen dieser Antriebsspulen in radialer Richtung wird dadurch vermieden, so dass sich ein schlanker und bauraumeffizienter Aufbau der Hochdruckpumpe ergibt. Ferner ist es möglich, die jeweiligen Antriebsspulen nacheinander auf den Zylinder aufzuschieben, so dass sich eine entsprechend einfache Montierbarkeit ergibt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Kolben einen von einer stirnseitigen Niederdruckseite zu einer stirnseitigen Hochdruckseite verlaufenden Förderkanal auf, wobei der Förderkanal durch ein Saugventil schließbar und/oder öffnenbar ist. Das zu fördernde Medium, insbesondere Kraftstoff, kann somit von einem Niederdruckbereich durch den Kolben hindurch zu einem Hochdruckbereich strömen, wobei das Saugventil derart ausgestaltet ist, dass das Saugventil den Förderkanal derart öffnet und schließt, dass beim Ansaugen ein Medium, insbesondere Kraftstoff, den Kolben durchströmt und beim Verdichten eine Rückströmung vermieden ist. Insbesondere ist es möglich, einen Einlass und einen Auslass der Hochdruckpumpe, bezogen auf den Zylinder, stirnseitig vorzusehen, so dass radial abstehende Anschlüsse vermieden werden. Dies führt zu einem kompakten und bauraumeffizienten Aufbau der Hochdruckpumpe. Besonders bevorzugt weist das Saugventil ein freibewegliches Schließelement, insbesondere eine Schließkugel, auf, wobei das Schließelement in Ruheposition kraftfrei zwischen einem Ventilsitz und einem Stopper angeordnet ist. Zwischen dem Ventilsitz und dem Stopper ist das Schließelement verliersicher angeordnet und kann sich in axialer Richtung zwischen dem Ventilsitz und dem Stopper bewegen. Der Ventilsitz und der Stopper können jeweils eine Durchgangsöffnung aufweisen, um ein Strömen eines Fluids von einem Niederdruckbereich zu einem Hochdruckbereich zu ermöglichen. In Ruheposition ist das Schließelement kraftfrei angeordnet, das heißt, ausgenommen von der Gewichtskraft des Schließelements, werden keine äußeren Kräfte auf das Schließelement ausgeübt. Insbesondere greift an dem Schließelement keine Feder an, um das Schließelement in eine bestimmte Position zu drücken. Zwischen dem Ventilsitz und dem Stopper ist insbesondere nur das Schließelement vorgesehen. Da zwischen dem Ventilsitz und dem Stopper ausschließlich das Schließelement angeordnet sein kann und insbesondere keine Feder vorgesehen ist, kann das Schließelement besonders schnell den Förderkanal öffnen und schließen, da die Schließgeschwindigkeit beziehungsweise die Öffnungsgeschwindigkeit nicht durch die Trägheit einer am Schließelement angreifenden Feder begrenzt ist. Das Öffnen und Schließen des Saugventils kann allein durch Trägheitskräfte beziehungsweise Fliehkräfte erfolgen, wenn der Kolben zusammen mit dem Saugventil beschleunigt beziehungsweise abgebremst wird.
  • Vorzugsweise ist der Zylinder jeweils stirnseitig durch einen Niederdruckstutzen mit einem Zulaufkanal und einen Hochdruckstutzen mit einem Ablaufkanal verschlossen. Der Zulaufkanal und/oder der Ablaufkanal sind insbesondere im Wesentlichen koaxial zu einem Förderkanal des Kolbens angeordnet. Strömungsverwirbelungen, die zu einem erhöhten Druckverlust führen können, werden dadurch reduziert. Insbesondere sind der Niederdruckstutzen und/oder der Hochdruckstutzen mit dem Zylinder verschraubt, beispielsweise angeflanscht, so dass sich ein einfacher Aufbau für die Hochdruckpumpe ergibt.
  • Insbesondere ist ein mit einem Hochdruckbereich kommunizierendes Hochdruckventil vorgesehen. Durch das Hochdruckventil kann sichergestellt werden, dass ein Gegendruck nicht zu einer Rückströmung des bereits verdichteten Mediums führt und nur dann eine Verbindung des verdichteten Mediums mit einem Auslass hergestellt wird, wenn der Druck des verdichteten Mediums den anliegenden Gegendruck übersteigt. Das Hochdruckventil ist insbesondere in dem Ablaufkanal des Hochdruckstutzens angeordnet. Vorzugsweise ist das Hochdruckventil als Rückschlagventil ausgestaltet, um eine Rückströmung, beispielsweise aus einem Common-Rail-System in die Hochdruckpumpe zu vermeiden. Insbesondere bei einem Common-Rail-System kann sich ein Gegendruck von beispielsweise mindestens 1.000 Bar, vorzugsweise mindestens 2.000 Bar aufbauen.
  • Vorzugsweise sind die erste Antriebsspule und die zweite Antriebsspule auf den Zylinder aufgeschoben, wobei der Zylinder einen sich radial nach außen erstreckenden Anschlag zur Begrenzung einer Bewegung der ersten Antriebsspule und/oder der zweiten Antriebsspule aufweist. Die Wicklungen der jeweiligen Antriebsspule können auf einen entsprechend dimensionierten Hohlkörper aufgewickelt sein, um die jeweilige Antriebsspule als Ganzes auf den Zylinder aufschieben zu können. Die Antriebsspulen können auf der einen Seite auf den Zylinder aufgeschoben werden, bis eine der Antriebsspulen an dem Anschlag anschlägt. Dadurch ist die Position dieser Antriebsspule definiert. Die nachfolgende Antriebsspule kann wiederum an der bereits aufgeschobenen Antriebsspule anschlagen, so dass auch deren Position definiert ist. Nachdem alle Antriebsspulen auf den Zylinder aufgeschoben sind, kann beispielsweise ein Deckel auf den Zylinder aufgeschraubt werden, so dass die einzelnen Antriebsspulen ohne Spiel einander anliegen. Insbesondere wird dadurch vermieden, dass durch elektromagnetische Kräfte die Antriebsspulen einer Relativbewegung zum Zylinder ausführen. Zusätzlich oder alternativ können die erste Antriebsspule und/oder die zweite Antriebsspule aufgeschraubt, aufgeklebt und/oder aufgepresst sein, so dass der sich radial nach außen erstreckende Anschlag eingespart werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist mit dem Kolben eine Ausgleichsfeder zur Positionierung des Kolbens in einer definierten Stellung außerhalb des Betriebs der Hochdruckpumpe verbunden. Durch die Ausgleichsfeder kann sichergestellt werden, dass nach dem Ausschalten der Hochdruckpumpe der Kolben in eine definierte Position bewegt wird, so dass nach dem Einschalten der Hochdruckpumpe die Antriebsspulen ohne wesentliche Anlaufverzögerung den Kolben betätigen können, um insbesondere Kraftstoff zu pumpen. Da die Funktion der Ausgleichsfeder lediglich darin besteht, bei ausgeschalteter Hochdruckpumpe eine definierte Position des Kolbens herbeizuführen, kann die Feder entsprechend weich ausgestaltet werden, so dass die Federkraft der Feder während des Betriebs des Kolbens keinen wesentlichen Einfluss hat. Da die Bewegung des Kolbens durch die Antriebsspulen erreicht wird, ist es nicht erforderlich, dass die Ausgleichsfeder eine hohe Federkraft auf den Kolben ausübt, um den Kolben in eine bestimmte Hubrichtung zu beschleunigen. Die mit Hilfe der Antriebsspulen erreichbare Hubfrequenz für den Kolben wird durch die Ausgleichsfeder nicht wesentlich beeinträchtigt.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Common-Rail-System zur Einspritzung von Kraftstoff bei einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem Verteilerrohr und einer mit dem Verteilerrohr verbundenen Hochdruckpumpe, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Aufgrund des durch die erste Antriebsspule und die zweite Antriebsspule beschleunigten Kolbens der Hochdruckpumpe ergibt sich für das Common-Rail-System ein geringerer Bauraum bei einem reduzierten Verschleiß. Besonders bevorzugt ist die Hochdruckpumpe direkt an das Verteilerrohr angeschlossen. Die Hochdruckpumpe kann beispielsweise direkt an dem Verteilerrohr angeflanscht werden. Hierdurch kann der Bauraum weiter reduziert werden. Ferner kann eine zusätzliche Verbindungsleitung zwischen der Hochdruckpumpe und dem Verteilerrohr eingespart werden, wodurch sich die Bauteileanzahl reduziert und der Montageaufwand verringert wird.
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert. Dabei zeigen:
  • 1: eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe,
  • 2: eine schematische geschnittene Detailansicht eines Kolbens der Hochdruckpumpe aus 1 und
  • 3: eine schematische geschnittene Detailansicht eines Hochdruckventils der Hochdruckpumpe aus 1.
  • Die in 1 dargestellte Hochdruckpumpe 10 weist einen Kolben 12 auf, der in einem Zylinder 14 geführt ist. Der Kolben 12 weist einen Förderkanal 16 auf, um Kraftstoff von einem Niederdruckbereich 18 zu einem Hochdruckbereich 20 durch den Kolben 12 hindurch zu pumpen. Der Zylinder 14 ist an einer dem Niederdruckbereich 18 zugeordneten Stirnseite durch einen Niederdruckstutzen 22 verschlossen, wobei der Niederdruckstutzen 22 einen Zulaufkanal 24 aufweist. Zwischen dem Niederdruckstutzen 22 und dem Zylinder 14 ist ein O-Ring 26 vorgesehen, um den Niederdruckstutzen 22 gegenüber dem Zylinder 14 abzudichten. Entsprechend ist eine dem Hochdruckbereich 20 zugeordnete Stirnseite des Zylinders 14 durch einen Hochdruckstutzen 28 verschlossen, der einen Ablaufkanal 30 aufweist. In dem Ablaufkanal 30 ist ferner ein Hochdruckventil 32 vorgesehen, um eine Rückströmung von bereits verdichtetem Kraftstoff zu vermeiden. Der Hochdruckstutzen 28 ist zum Zylinder 14 über eine Dichtscheibe 34 abgedichtet. Der Niederdruckstutzen 22 und der Hochdruckstutzen 28 können jeweils an dem Zylinder 14 angeflanscht sein.
  • Um den Kolben 12 in eine Verdichtungsrichtung 36 zu beschleunigen, ist keine Feder, sondern eine erste elektromagnetische Antriebsspule 38 vorgesehen. Zur Beschleunigung des Kolbens 12 in eine Ansaugrichtung 40 ist keine Feder, sondern eine zweite elektromagnetische Antriebsspule 42 vorgesehen. Mit Hilfe der ersten Antriebsspule 38 und der zweiten Antriebsspule 42 kann ferner der Kolben 12 abgebremst werden, um ein Anschlagen des Kolbens 12 an den Niederdruckstutzen 22 und/oder an den Hochdruckstutzen 28 zu vermeiden. Die erste Antriebsspule 38 und die zweite Antriebsspule 42 sind über eine Schalteinrichtung 44 miteinander gekoppelt, um das Einschalten und Ausschalten der ersten Antriebsspule 38 und der zweiten Antriebsspule 42 derart aufeinander abzustimmen, dass ein optimiertes Bewegungsverhalten des Kolbens 12 erreicht wird. Der Kolben 12 kann dadurch derart bewegt werden, dass zwischen einer dem Niederdruckbereich 18 zugeordneten stirnseitigen Niederdruckseite 62 und dem Niederdruckstutzen 22 sowie zwischen einer dem Hochdruckbereich 20 zugeordneten stirnseitigen Hochdruckseite 64 und dem Hochdruckstutzen 28 auch in den jeweiligen Totpunkten des Kolbens 12 ein Spalt verbleibt, um ein stirnseitiges Anschlagen des Kolbens 12 zu vermeiden.
  • Um eine Rückströmung des geförderten Kraftstoffs von dem Hochdruckbereich 20 zum Niederdruckbereich 18 zu vermeiden, ist in dem Förderkanal 16 des Kolbens 12 ein Saugventil 46 vorgesehen. Zwischen dem Niederdruckstutzen 22 und dem Kolben 12 ist eine Ausgleichsfeder 48 vorgesehen, die nicht die Funktion hat, den Kolben 12 zu beschleunigen, sondern den Kolben 12 im ausgeschalteten Zustand der Hochdruckpumpe 10 in eine definierte Position zu bewegen.
  • Zur Montage der Antriebsspulen 38, 42 können die Antriebsspulen 38, 42 nacheinander auf den Zylinder 14 aufgeschoben werden, bis die erste Antriebsspule 38 an einem Anschlag 50 anschlägt. Mit Hilfe eines auf den Zylinder 14 aufgeschraubten Deckels 52 kann die zweite Antriebsspule 42 soweit auf den Anschlag 50 zu bewegt werden, bis die zweite Antriebsspule 42 an der ersten Antriebsspule 38 anschlägt. Die erste Antriebsspule 38 und die zweite Antriebsspule 42 sind dadurch ohne Spiel nebeneinander angeordnet und in einer definierten Lage fixiert.
  • Wie in 2 dargestellt, besteht das Saugventil 46 lediglich aus einer Schließkugel 54, die innerhalb des Förderkanals 16 zwischen einem Ventilsitz 56 und einem Stopper 58 frei beweglich angeordnet ist. Wenn der Kolben 12 in die Verdichtungsrichtung 36 beschleunigt wird, und sich im Hochdruckbereich 20 ein ansteigender Gegendruck aufbaut, wird die Schließkugel 54 auch ohne zusätzliche Feder an den Ventilsitz 56 gedrückt, wodurch der Förderkanal 16 geschlossen wird. Eine Rückströmung vom Hochdruckbereich 20 in den Niederdruckbereich 18 wird dadurch vermieden. Bei einer Beschleunigung des Kolbens 12 in die Ansaugrichtung 40 löst sich die Schließkugel 54 aufgrund ihrer eigenen Trägheit von dem Ventilsitz 56, so dass Kraftstoff von dem Niederdruckbereich 18 in den Hochdruckbereich 20 gefördert werden kann.
  • Wie in 3 dargestellt, ist das Hochdruckventil 32 als Rückschlagventil ausgestaltet. Das Hochdruckventil 32 weist ein Ventil 56 und einen Stopper 58 auf, zwischen dem ein Schließkörper, insbesondere eine Schließkugel 54, angeordnet ist, die mit Hilfe einer Schließfeder 60 an den Ventilsitz 56 gedrückt wird. Das Hochdruckventil 32 öffnet nur, wenn in dem Hochdruckbereich 20 ein genügend hoher Druck aufgebaut ist, um den Gegendruck, der bei einem Common-Rail-System im Betrieb insbesondere mindestens 1.000 bar, vorzugsweise mindestens 2.000 bar beträgt, zu überwinden.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Hochdruckpumpe
    12
    Kolben
    14
    Zylinder
    16
    Förderkanal
    18
    Niederdruckbereich
    20
    Hochdruckbereich
    22
    Niederdruckstutzen
    24
    Zulaufkanal
    26
    O-Ring
    28
    Hochdruckstutzen
    30
    Ablaufkanal
    32
    Hochdruckventil
    34
    Dichtscheibe
    36
    Verdichtungsrichtung
    38
    Erste Antriebsspule
    40
    Ansaugrichtung
    42
    Zweite Antriebsspule
    44
    Schalteinrichtung
    46
    Saugventil
    48
    Ausgleichsfeder
    50
    Anschlag
    52
    Deckel
    54
    Schließkugel
    56
    Ventilsitz
    58
    Stopper
    60
    Schließfeder
    62
    Niederdruckseite
    64
    Hochdruckseite

Claims (10)

  1. Hochdruckpumpe (10) insbesondere für ein Common-Rail-System eines Kraftfahrzeugs, mit einem in einem Zylinder (14) geführten Kolben (12) zum Pumpen von Kraftstoff, einer ersten elektromagnetischen Antriebsspule (38) zum Beschleunigen des Kolbens (12) in die Verdichtungsrichtung (36) und einer zweiten elektromagnetischen Antriebsspule (42) zum Beschleunigen des Kolbens (12) in die Ansaugrichtung (40), dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebsspule (38) und die zweite Antriebsspule (42) über eine Schalteinrichtung (44) derart miteinander gekoppelt sind, dass während des Betriebs immer ein Spalt zwischen der stirnseitigen Niederdruckseite (62) des Kolbens (12) und der übrigen Hochdruckpumpe (10) sowie ein Spalt zwischen der stirnseitigen Hochdruckseite (64) des Kolbens (12) und der übrigen Hochdruckpumpe (10) verbleibt.
  2. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebsspule (38) und die zweite Antriebsspule (42) in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind.
  3. Hochdruckpumpe einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (12) einen von der stirnseitigen Niederdruckseite (62) zu der stirnseitigen Hochdruckseite (64) verlaufenden Förderkanal (16) aufweist, wobei der Förderkanal (16) durch ein Saugventil (46) schließbar und/oder öffnenbar ist.
  4. Hochdruckpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugventil (46) ein fei bewegliches Schließelement, insbesondere eine Schließkugel (54), aufweist, wobei das Schließelement in Ruheposition kraftfrei zwischen einem Ventilsitz (56) und einem Stopper (58) angeordnet ist.
  5. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (14) jeweils stirnseitig durch einen Niederdruckstutzen (22) mit einem Zulaufkanal (24) und einen Hochdruckstutzen (28) mit einem Ablaufkanal (30) verschlossen ist.
  6. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einem Hochdruckbereich (20) kommunizierendes Hochdruckventil (32) vorgesehen ist.
  7. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebsspule (38) und die zweite Antriebsspule (42) auf den Zylinder (14) aufgeschoben sind, wobei der Zylinder (14) einen sich radial nach außen erstreckenden Anschlag (50) zur Begrenzung der Bewegung der ersten Antriebsspule (38) und/oder der zweiten Antriebsspule (42) aufweist.
  8. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Kolben (14) eine Ausgleichsfeder (48) zur Positionierung des Kolbens (12) in einer definierten Stellung außerhalb des Betriebs der Hochdruckpumpe (10) verbunden ist.
  9. Common-Rail-System zur Einspritzung von Kraftstoff bei einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem Verteilerrohr und einer mit dem Verteilerrohr verbundenen Hochdruckpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
  10. Common-Rail-System nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (10) direkt an das Verteilerrohr angeschlossen ist.
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