DE102009026610A1 - Hochdruckpumpe - Google Patents

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DE102009026610A1
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    • F02M63/02Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails

Abstract

Hochdruckpumpe (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (38), zum Fördern eines Fluides, insbesondere Kraftstoff, z. B. Diesel, umfassend eine Antriebswelle (2) mit wenigstens einem Nocken (3), wobei von der Antriebswelle (2) eine Rotationsbewegung um eine Rotationsachse (4) ausführbar ist, wenigstens einen Kolben (6) mit einer zentrischen Längsachse (5), wenigstens einen Zylinder (8) zur Lagerung des wenigstens einen Kolbens (6), wobei sich der wenigstens eine Kolben (6) mittelbar oder unmittelbar auf dem wenigstens einen Nocken (4) an einer Berührungsstelle (7) abstützt, so dass von dem wenigstens einen Kolben (6) eine Translationsbewegung in Richtung der zentrischen Längsachse (5) des Kolbens (6) aufgrund einer Rotationsbewegung der Antriebswelle (2) ausführbar ist, einen von dem Zylinder (8) und dem Kolben (6) eingeschlossenen Arbeitsraum (15) mit variablen Volumen zum Fördern des Fluides, wobei eine Parallelachse (12) parallel zu der zentrischen Längsachse (5) ausgerichtet ist und die Parallelachse (12) die Rotationsachse (4) schneidet sowie die Parallelachse (12) die Oberfläche der Antriebswelle (2) mit dem wenigstens einen Nocken (3) in einem A-Schnittpunkt (16) schneidet und die Berührungsstelle (7) einen Abstand (18) in Rotationsrichtung der Antriebswelle (2) zu dem A-Schnittpunkt (16) aufweist, um die auf den wenigstens einen Kolben (6) wirkenden Querkräfte zu verringern.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Hochdruckeinspritzsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 12 und einen Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 14.
  • Stand der Technik
  • In Hochdruckeinspritzsystemen für Verbrennungsmotoren, insbesondere in Common-Rail-Einspritzsystemen von Diesel- oder Benzinmotoren, sorgt eine Hochdruckpumpe dauernd für die Aufrechterhaltung des Druckes in dem Hochdruckspeicher des Common-Rail-Einspritzsystems. Die Hochdruckpumpe kann beispielsweise durch eine Nockenwelle des Verbrennungsmotors mittels einer Antriebswelle angetrieben werden. Für die Förderung des Kraftstoffs zur Hochdruckpumpe werden Vorförderpumpen, z. B. eine Zahnrad- oder Drehschieberpumpe, verwendet, die der Hochdruckpumpe vorgeschaltet sind. Die Vorförderpumpe fördert den Kraftstoff von einem Kraftstofftank durch eine Kraftstoffleitung zu der Hochdruckpumpe.
  • Als Hochdruckpumpen werden unter anderem Radialkolbenpumpen eingesetzt. In einem Gehäuse ist zentral eine Antriebswelle gelagert. Radial dazu sind jeweils um 120° versetzt Pumpenelemente angeordnet. Auf der Antriebswelle ist ein Exzenter als Polygonring aufgesetzt, der die Pumpenelemente zu einer oszillierenden Translationsbewegung zwingt. Auf dem Polygonring liegt eine Kolbenfußplatte auf, welche an einem Kolbenfuß des Pumpenelementes bzw. Pumpenkolbens befestigt ist. Die Hochdruckpumpen sind damit konstruktiv aufwendig, bestehen aus vielen Einzelteilen und sind damit in der Herstellung aufwendig und teuer.
  • Die DE 10 2006 045 933 A1 zeigt eine Hochdruckpumpe zur Kraftstoffhochdruckförderung. Die Hochdruckpumpe weist eine Antriebswelle mit Nocken auf. Zylindrische Rollen sind von Rollenschuhen gelagert und liegen auf den Nocken auf. Die Rollenschuhe sind mittels einer Stößelbaugruppe in einer Bohrung eines Teils des Gehäuses gelagert. Die Pumpenelemente sind an der Stößelbaugruppe befestigt. Eine Schraubenfeder drückt die Stößelbaugruppe auf die Nocken.
  • Aus der DE 103 56 262 A1 ist eine Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen bekannt. In einem Pumpengehäuse ist eine Antriebswelle gelagert. Kolben stützen sich an der Antriebswelle ab, so dass durch Drehen der Antriebswelle die Kolben radial hin und her bewegt werden. Zwischen den Kolben und der Antriebswelle sind Stößel angeordnet. Die Radialkolbenpumpe weist einen komplexen Aufbau auf und ist damit in der Herstellung teuer.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vorteile der Erfindung
  • Erfindungsgemäße Hochdruckpumpe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zum Fördern eines Fluides, insbesondere Kraftstoff, z. B. Diesel, umfassend eine Antriebswelle mit wenigstens einem Nocken, wobei von der Antriebswelle eine Rotationsbewegung um eine Rotationsachse ausführbar ist, wenigstens einen Kolben mit einer zentrischen Längsachse, wenigstens einen Zylinder zur Lagerung des wenigstens eine Kolbens, wobei sich der wenigstens eine Kolben mittelbar oder unmittelbar auf dem wenigstens einen Nocken an einer Berührungsstelle abstützt, so dass von dem wenigstens einen Kolben eine Translationsbewegung in Richtung der zentrischen Längsachse des Kolbens aufgrund einer Rotationsbewegung der Antriebswelle ausführbar ist, vorzugsweise einen von dem Zylinder und dem Kolben eingeschlossenen Arbeitsraum mit variablen Volumen zum Fördern des Fluides, wobei eine Parallelachse parallel zu der zentrischen Längsachse ausgerichtet ist und die Parallelachse die Rotationsachse schneidet sowie die Parallelachse die Oberfläche der Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken in einem A-Schnittpunkt schneidet und die Berührungsstelle einen Abstand in Rotationsrichtung der Antriebswelle zu dem A-Schnittpunkt aufweist, um die auf den wenigstens einen Kolben wirkenden Querkräfte zu verringern.
  • Die Berührungsstelle weist einen Abstand oder einen Vorlauf zu dem A-Schnittpunkt auf. Dadurch werden an der Berührungsstelle auf den Kolben mittelbar oder unmittelbar weniger Querkräfte aufgebracht. Querkräfte sind auf den Kolben wirkende Kräfte Kräfte, welche senkrecht zu der zentrischen Längsachse des Kolbens ausgerichtet sind. Dabei können bei einem Abstand oder einem Vorlauf im Bereich von ungefähr 1 bis 4 mm bis zu zwei Drittel weniger Querkräfte auf den Kolben mittelbar oder unmittelbar aufgebracht werden, als wenn kein Abstand zwischen dem A-Schnittpunkt und der Berührungsstelle vorhanden ist. Damit kann auf einen aufwendigen Rollenstößel zur Aufnahme der hohen Querkräfte verzichtet werden, so dass die Hochdruckpumpe weniger Bauteile und auch weniger Masse aufweist. In vorteilhafter Weise ist die Hochdruckpumpe damit einfacher in der Herstellung aufgrund der geringeren Anzahl an Bauteilen und außerdem sind die bewegten Massen geringer, sodass dadurch Schwingungen verringert und der Wirkungsgrad der Hochdruckpumpe erhöht werden kann.
  • Insbesondere wird auch eine Exzenterwelle als eine Antriebswelle mit wenigstens einem Nocken betrachtet.
  • In einer weiteren Ausgestaltung weist die Hochdruckpumpe keinen Rollenstößel auf.
  • Insbesondere steht die zentrische Längsachse des Kolbens mit einer Abweichung von weniger als 30°, 10° oder 5° senkrecht auf der Rotationsachse.
  • In einer weiteren Ausgestaltung steht die zentrische Längsachse des Kolbens senkrecht auf der Rotationsachse.
  • In einer ergänzenden Ausführungsform weist die Parallelachse einen Achsenabstand zu der zentrischen Längsachse des Kolbens auf sowie die zentrische Längsachse schneidet die Oberfläche der Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken in einem B-Schnittpunkt und der B-Schnittpunkt weist einen Schnittpunktabstand in Rotationsrichtung der Antriebswelle zu dem A-Schnittpunkt auf.
  • Vorzugsweise beträgt der Abstand und/oder der Achsenabstand und/oder der Schnittpunktabstand wenigstens einen 0,1 mm, 1 mm oder 2 mm, vorzugsweise wenigstens 3 mm, 4 mm, 6 mm, 1 cm oder 2 cm, und/oder der Abstand und/oder der Achsenabstand und/oder der Schnittpunktabstand liegt im Bereich zwischen 1 mm und 3 cm, vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 1 cm, insbesondere zwischen 1 mm und 4 mm.
  • In einer Variante weist die Antriebswelle drei Nocken auf.
  • Zweckmäßig stützt sich der Kolben mittelbar mittels einer Laufrolle und eines Rollenschuhes auf der Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken ab, wobei die Laufrolle an der Berührungsstelle an dem wenigstens einen Nocken aufliegt.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der wenigstens eine Zylinder in zwei verschiedenen Positionen relativ zu einem Gehäuse befestigbar, so dass auch bei zwei verschiedenen Rotationsrichtungen der Antriebswelle die Berührungsstelle einen Abstand in Rotationsrichtung der Antriebswelle zu dem A-Schnittpunkt aufweist. Hochdruckpumpen werden im Allgemeinen von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors zum Einsatz in einem Hochdruckeinspritzsystem für den Verbrennungsmotor eingesetzt. Dabei weisen verschiedene Verbrennungsmotoren mit der Hochdruckpumpe unterschiedliche Drehrichtungen der Kurbelwelle auf, so dass auch die Antriebswelle der Hochdruckpumpe unterschiedliche Rotationsrichtungen aufweisen kann, weil ein entsprechendes Getriebe zur Änderung der Rotationsrichtung der Antriebswelle der Hochdruckpumpe aufwendig und teuer ist. Die Berührungsstelle weist einen Abstand in Rotationsrichtung der Antriebswelle zu dem A-Schnittpunkt auf auch bei unterschiedlichen Rotationsrichtungen der Antriebswelle der Hochdruckpumpe, weil der Zylinder in zwei verschiedenen Positionen relativ zu dem Gehäuse befestigt werden kann, je nach Rotationsrichtung.
  • Insbesondere ist der wenigstens eine Zylinder mittels eines Zentrierringes an dem Gehäuse befestigt und/oder das Gehäuse ist mit zwei Nuten zur Aufnahme des Zentrierringes in zwei verschiedenen Positionen an dem Gehäuse versehen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung weist die Hochdruckpumpe wenigstens ein Ansaugventil und wenigstens ein Auslassventil auf.
  • In einer ergänzenden Variante besteht der wenigstens eine Kolben und/oder der wenigstens eine Zylinder und/oder das Gehäuse und/oder die Antriebswelle mit wenigstens dem wenigstens einem Nocken wenigstens teilweise aus Metall, z. B. Stahl und/oder Aluminium.
  • Erfindungsgemäßes Hochdruckeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Hochdruckpumpe, ein Hochdruck-Rail, eine Vorförderpumpe zum Fördern eines Kraftstoffes von einem Kraftstofftank zu der Hochdruckpumpe, wobei die Hochdruckpumpe als eine in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Hochdruckpumpe ausgebildet ist.
  • In einer weiteren Variante weist das Hochdruckeinspritzsystem eine Zumesseinheit auf, welche die von der Vorförderpumpe zu der Hochdruckpumpe geförderte Menge an Kraftstoff pro Zeiteinheit steuert oder regelt.
  • Der von der Hochdruckpumpe erzeugbare Druck in dem Hochdruck-Rail liegt beispielsweise im Bereich von 1000 bis 3000 bar, z. B. für einen Dieselmotor, oder beispielsweise im Bereich zwischen 40 und 400 bar, z. B. für einen Benzinmotor.
  • Ein erfindungsgemäßer Verbrennungsmotor mit einem Hochdruckeinspritzsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfasst ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Hochdruckeinspritzsystem und/oder eine in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Hochdruckpumpe.
  • Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Hochdruckpumpe und/oder ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Hochdruckeinspritzsystem und/oder einen in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Verbrennungsmotor.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
  • 1 einen Querschnitt einer Hochdruckpumpe in einer ersten Stellung zweier Kolben,
  • 2 einen Querschnitt der Hochdruckpumpe gemäß 1 in einer zweiten Stellung der Kolben,
  • 3 eine stark schematisierte Ansicht eines Hochdruckeinspritzsystems und
  • 4 eine Ansicht eines Kraftfahrzeuges.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In 1 und 2 ist ein Querschnitt einer Hochdruckpumpe 1 für ein Hochdruckeinspritzsystem 36 dargestellt. Die Hochdruckpumpe 1 dient dazu, Kraftstoff in ein Hochdruck-Rail 30 unter Hochdruck, z. B. im Bereich von 1000 bis 3000 bar, zu fördern (3).
  • Eine Antriebswelle 2 mit drei Nocken 3 ist innerhalb eines Gehäuses 11 gelagert und wird von einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) eines Verbrennungsmotors 39 angetrieben (3). Die Antriebswelle 2 führt dabei eine Rotationsbewegung um eine Rotationsachse 4 der Antriebswelle 2 aus. An dem Gehäuse 11 ist an zwei Seiten ein Zylinder 8 mit einem Zylinderkopf 9 ausgebildet. Der Zylinder 8 und der Zylinderkopf 9 sind dabei einteilig ausgeführt. Innerhalb des Zylinders 8 ist ein Kolben 6 gelagert. Zwischen dem Kolben 6 und dem Zylinder 8 bildet sich damit eine Kolbenführung 10 aus. Der Kolben 6 weist eine zentrische Längsachse 5 auf, und aufgrund der Führung des Kolbens 6 in dem Zylinder 8 kann der Kolben eine Translationsbewegung in Richtung einer zentrischen Längsachse 5 ausführen. Innerhalb des Zylinderkopfes 9 und dem Zylinder 8 bildet sich ein Arbeitsraum 15 für das zu fördernde Fluid, nämlich Kraftstoff, aus. Das Volumen des Arbeitsraumes 15 ist dabei variabel, weil der Kolben 6 den Arbeitsraum 15 ebenfalls begrenzt und aufgrund der oszillierenden Translationsbewegung des Kolbens 6 dadurch der Arbeitsraum 15 in seinem Volumen verändert wird. Am zu dem Arbeitsraum 15 abgewandeten Ende des Kolbens 6 ist ein Rollenschuh 25 mit einer Laufrolle 24 vorhanden. Die Laufrolle 24 steht dabei in Kontakt bzw. in Berührung mit den Nocken 3 der Antriebswelle 2 an einer Berührungsstelle 7. Das Gehäuse 11 schließt einen Innenraum 23 ein, in dem die Antriebswelle 2 mit den drei Nocken 3 angeordnet ist.
  • Zwischen dem Zylinder 8 und dem Ende des Kolbens 6 an dem Rollenschuh 25 ist konzentrisch um den Kolben 6 eine als Feder 14 ausgebildetes elastisches Element 13 angeordnet. Die Feder 14 bringt dabei auf den Kolben 6 eine Druckkraft auf, so dass aufgrund der Einspannung der Feder 14 zwischen dem Zylinder 8 und dem Kolben 6 die Laufrolle 24 auf die Oberfläche der Nocken 3 aufgedrückt wird und dadurch ständig ein Kontakt zwischen der Laufrolle 24 und den Nocken 3 besteht. Eine Parallelachse 12 schneidet die Rotationsachse 4 und ist parallel zu der zentrischen Längsachse 5 des Kolbens 6 ausgerichtet. Die Parallelachse 12 schneidet die Oberfläche der Nocken 3 bzw. der Antriebswelle 2 in einem A-Schnittpunkt 16. Die zentrische Längsachse 5 schneidet die Oberfläche der Nocken 3 bzw. der Antriebswelle 2 an einem B-Schnittpunkt 17. Der Abstand zwischen der Parallelachse 12 und der zentrischen Längsachse 5 ist ein Achsenabstand 19. Der Abstand zwischen dem A-Schnittpunkt 16 und der Berührungsstelle 7 ist ein Abstand 18. Ein Schnittabstand 22 ist der Abstand zwischen dem A-Schnittpunkt 16 und dem B-Schnittpunkt 17.
  • Der Abstand 18 und der Schnittpunktabstand 22 liegt im Bereich von ungefähr 1 bis 4 mm. In der Darstellung in 1 und 2 befindet sich der obere Kolben 6 an dem oberen Totpunkt. Aufgrund des Abstandes 18 bzw. des Schnittpunktabstandes 22 werden an der Berührungsstelle 7 in die Laufrolle 24 und damit auch in den Kolben 6 geringere Querkräfte eingeleitet, weil die auf die Laufrolle 24 von den Nocken 3 eingeleiteten Kräfte radial auf die Laufrolle 24 einwirken und sich die radiale Angriffsrichtung der Kräfte aufgrund des Abstandes 18 bzw. des Schnittpunktabstandes 22 verändert gegenüber einer Ausrichtung der zentrischen Längsachse 5 die keinen Achsabstand 19 zu der Parallelachse 12 aufweist bzw. der A-Schnittpunkt 16 einen Abstand zu der Berührungsstelle 7 aufweist. In der Darstellung in 1 fallen die Berührungsstelle 7 und der B-Schnittpunkt 17 im Wesentlichen zusammen, weil eine Tangente an die Oberfläche des Nockens 3 im Bereich der Berührungsstelle 7 im Wesentlichen senkrecht auf der zentrischen Längsachse 5 des Kolbens 6 steht.
  • In 1 befindet sich der obere Kolben 6 an seinem oberen Totpunkt, so dass der Arbeitsraum 15 am oberen Kolben 6 das minimale Volumen aufweist und der untere Kolben 6 befindet sich am unteren Totpunkt, so dass der Arbeitsraum 15 am unteren Kolben 6 das maximale Volumen einnimmt. In der Darstellung in 2 sind die Stellungen der beiden Kolben 6 umgekehrt zu der Stellung in 1. Bei einer Hubbewegung des oberen Kolbens 6 von der Stellung in 1 zu der Stellung in 2 führt der obere Kolben 6 einen Saughub aus und bei einer Bewegung des unteren Kolbens 6 von der Stellung in 1 zu der Stellung in 2 wird von dem unteren Kolben 6 ein Druckhub ausgeführt. Die beiden Zylinder 8 bzw. Zylinderköpfe 9 weisen je einen Einlasskanal 27 mit einer Einlassöffnung 26 und je einen Auslasskanal 29 mit einer Auslassöffnung 28 auf. In dem Einlasskanal 27 ist ein Ansaugventil 20 und in dem Auslasskanal 29 ist ein Auslassventil 21 angeordnet. Bei dem Saughub des oberen Kolbens 6 vom oberen Totpunkt gemäß der Darstellung in 1 zu dem unteren Totpunkt gemäß der Darstellung in 2 strömt somit durch die Einlassöffnung 26 Kraftstoff in den Arbeitsraum 15 ein, der dabei sein Volumen vergrößert. Das Auslassventil 21 ist dabei geschlossen. Bei dem Druckhub des unteren Kolbens 6 von dem unteren Totpunkt gemäß der Darstellung in 1 zu dem oberen Totpunkt gemäß der Darstellung in 2 verkleinert sich das Volumen des Arbeitsraumes 15, so dass bei einem geschlossenen Ansaugventil 20 der Kraftstoff durch den Auslasskanal 29 und die Auslassöffnung 28 bei geöffnetem Auslassventil 21 unter Hochdruck aus der Hochdruckpumpe 1 ausgeleitet wird. Diese Vorgänge wiederholen sich, so dass abwechselnd von dem oberen Kolben 6 und dem unteren Kolben 6 gleichzeitig ein Saughub und ein Druckhub ausgeführt wird.
  • Die beiden Zylinder 8 weisen zwei kreisförmige Nuten 41 auf, von denen in 1 und 2 nur eine Nut 41 dargestellt ist. Innerhalb der in 1 und 2 dargestellten Nut 41 ist jeweils ein Zentrierring 40 angeordnet. Mittels des Zentrierringes 40 sind die beiden Zylinder 8 an dem Gehäuse 11 befestigt. Die Antriebswelle 2 führt eine Rotationsrichtung gemäß der Darstellung in 1 und 2 in Pfeilrichtung im Uhrzeigersinn aus. Die Berührungsstelle 7 und der B-Schnittpunkt 17 sind dabei in Rotationsrichtung der Antriebswelle 2 zu dem A-Schnittpunkt 16 vorhanden. Bei einer Änderung der Rotationsrichtung der Antriebswelle 7 von einer Rotationsrichtung im Uhrzeigersinn bzw. nach rechts zu einer Rotationsrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn bzw. nach links (nicht dargestellt) ist die relative Position der beiden Zylinder 8 zu dem Gehäuse 1 zu verändern, damit die Berührungsstelle 7 und der B-Schnittpunkt 17 weiterhin in Rotationsrichtung der Antriebswelle 2 unmittelbar nach dem A-Schnittpunkt 16 vorhanden sind. Hierzu werden die beiden Zylinder 8 mittels der zweiten nicht in 1 und 2 dargestellten Nut 41 sowie dem Zentrierring 40 in einer anderen Position relativ zu dem Gehäuse 11 befestigt, so dass auch bei einer entgegen der Darstellung in 1 und 2 entgegen ausgerichteten Rotationsrichtung der Antriebswelle 2 der B-Schnittpunkt 17 und die Berührungsstelle 7 weiterhin unmittelbar in Rotationsrichtung der Antriebswelle 2 nach dem A-Schnittpunkt 16 vorhanden sind.
  • In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können an der Antriebswelle 2 mit den Nocken 3 auch insgesamt vier Kolben 6 angeordnet werden. Die beiden zusätzlichen Kolben 6 gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 können dabei in analoger Weise zu der Darstellung in 1 und 2 wie die ersten beiden Kolben 6 ausgerichtet sein oder auch in einem Winkel dazu versetzt sein, so dass die beiden zentrischen Längsachsen 5 der ersten beiden Kolben 6 in einem Winkel zu den beiden zentrischen Längsachsen 5 der beiden zweiten Kolben 6 ausgerichtet sind.
  • In 3 ist in stark schematisierter Darstellung das Hochdruckeinspritzsystem 36 für ein Kraftfahrzeug 38 abgebildet mit dem Hochdruck-Rail 30 oder einem Kraftstoffverteilerrohr 31. Von dem Hochdruck-Rail 30 wird der Kraftstoff mittels Ventilen in den Verbrennungsraum beispielsweise einer Hubkolbenverbrennungskraftmaschine eingespritzt (nicht dargestellt). Eine Vorförderpumpe 35 fördert Kraftstoff von einem Kraftstofftank 32 durch eine Kraftstoffleitung 33 zu der Hochdruckpumpe 1 gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel. Die Hochdruckpumpe 1 und die Vorförderpumpe 35 wird dabei von der Antriebswelle 2 angetrieben. Die Antriebswelle 2 ist mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 39 gekoppelt. Das Hochdruck-Rail 30 dient – wie bereits beschrieben – dazu, den Kraftstoff in den Verbrennungsraum der als Hubkolbenmaschine ausgebildeten Verbrennungsmotors 39 einzuspritzen. Der von der Vorförderpumpe 35 geförderte Kraftstoff wird durch die Kraftstoffleitung 33 zu der Hochdruckpumpe 1 geleitet. Der von der Hochdruckpumpe 1 nicht benötigte Kraftstoff wird dabei durch eine Kraftstoffrücklaufleitung 34 wieder in den Kraftstofftank 32 zurückgeleitet. Eine Zumesseinheit 37 steuert und/oder regelt die der Hochdruckpumpe zugeleitete Menge an Kraftstoff, so dass in einer weiteren Ausgestaltung auf die Kraftstoffrücklaufleitung 34 verzichtet werden kann (nicht dargestellt).
  • Die Einzelheiten der verschiedenen Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts Gegenteiliges erwähnt wird.
  • Insgesamt betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe 1 und dem erfindungsgemäßen Hochdruckeinspritzsystem 36 erhebliche Vorteile verbunden. Die Hochdruckpumpe 1 ist konstruktiv einfach ohne einen Rollenstößel aufgebaut, weil an den Kolben 6 nur geringe Querkräfte wirken. Damit ist die Hochdruckpumpe 1 in der Herstellung preiswert und weist nur geringe bewegte Massen auf.
  • 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 102006045933 A1 [0004]
    • - DE 10356262 A1 [0005]

Claims (14)

  1. Hochdruckpumpe (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (38), zum Fördern eines Fluides, insbesondere Kraftstoff umfassend – eine Antriebswelle (2) mit wenigstens einem Nocken (3), wobei von der Antriebswelle (2) eine Rotationsbewegung um eine Rotationsachse (4) ausführbar ist, – wenigstens einen Kolben (6) mit einer zentrischen Längsachse (5), – wenigstens einen Zylinder (8) zur Lagerung des wenigstens eine Kolbens (6), – wobei sich der wenigstens eine Kolben (6) mittelbar oder unmittelbar auf dem wenigstens einen Nocken (4) an einer Berührungsstelle (7) abstützt, so dass von dem wenigstens einen Kolben (6) eine Translationsbewegung in Richtung der zentrischen Längsachse (5) des Kolbens (6) aufgrund einer Rotationsbewegung der Antriebswelle (2) ausführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Parallelachse (12) parallel zu der zentrischen Längsachse (5) ausgerichtet ist und die Parallelachse (12) die Rotationsachse (4) schneidet sowie die Parallelachse (12) die Oberfläche der Antriebswelle (2) mit dem wenigstens einen Nocken (3) in einem A-Schnittpunkt (16) schneidet und die Berührungsstelle (7) einen Abstand (18) in Rotationsrichtung der Antriebswelle (2) zu dem A-Schnittpunkt (16) aufweist, um die auf den wenigstens einen Kolben (6) wirkenden Querkräfte zu verringern.
  2. Hochdruckpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrische Längsachse (5) des Kolbens (6) mit einer Abweichung von weniger als 30°, 10° oder 5° senkrecht auf der Rotationsachse (4) steht.
  3. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrische Längsachse (5) des Kolbens (6) senkrecht auf der Rotationsachse (4) steht.
  4. Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Parallelachse (12) einen Achsenabstand (19) zu der zentrischen Längsachse (5) des Kolbens (6) aufweist sowie die zentrische Längsachse (5) die Oberfläche der Antriebswelle (2) mit dem wenigstens einen Nocken (3) in einem B-Schnittpunkt (17) schneidet und der B-Schnittpunkt (17) einen Schnittpunktabstand (22) in Rotationsrichtung der Antriebswelle (2) zu dem A Schnittpunkt (16) aufweist.
  5. Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (18) und/oder der Achsenabstand (19) und/oder der Schnittpunktabstand (22) wenigstens einen 0,1 mm, 1 mm oder 2 mm, vorzugsweise wenigstens 3 mm, 4 mm, 6 mm, 1 cm oder 2 cm, beträgt und/oder der Abstand (18) und/oder der Achsenabstand (19) und/oder der Schnittpunktabstand (22) im Bereich zwischen 1 mm und 3 cm, vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 1 cm, insbesondere zwischen 1 mm und 4 mm, liegt.
  6. Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) drei Nocken (3) aufweist.
  7. Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kolben (6) mittelbar mittels einer Laufrolle (24) und eines Rollenschuhes (25) auf der Antriebswelle (2) mit dem wenigstens einen Nocken (3) abstützt, wobei die Laufrolle (24) an der Berührungsstelle (7) an dem wenigstens einen Nocken (3) aufliegt.
  8. Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Zylinder (8) in zwei verschiedenen Positionen relativ zu einem Gehäuse (11) befestigbar ist, so dass auch bei zwei verschiedenen Rotationsrichtungen der Antriebswelle (2) die Berührungsstelle (7) einen Abstand in Rotationsrichtung der Antriebswelle (2) zu dem A-Schnittpunkt (16) aufweist.
  9. Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Zylinder (8) mittels eines Zentrierringes (40) an dem Gehäuse (11) befestigt ist und/oder das Gehäuse (11) zwei Nuten (41) zur Aufnahme des Zentrierringes (40) in zwei verschiedenen Positionen an dem Gehäuse (11) versehen ist.
  10. Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (1) wenigstens ein Ansaugventil (20) und wenigstens ein Auslassventil (21) aufweist.
  11. Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kolben (6) und/oder der wenigstens eine Zylinder (8) und/oder das Gehäuse (11) und/oder die Antriebswelle (2) mit wenigstens dem wenigstens einem Nocken (3) wenigstens teilweise aus Metall, z. B. Stahl und/oder Aluminium, besteht.
  12. Hochdruckeinspritzsystem (36) für einen Verbrennungsmotor (39), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (38), umfassend – eine Hochdruckpumpe (1), – ein Hochdruck-Rail (30), – eine Vorförderpumpe (35) zum Fördern eines Kraftstoffes von einem Kraftstofftank (32) zu der Hochdruckpumpe (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (1) als Hochdruckpumpe (1) gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
  13. Hochdruckeinspritzsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochdruckeinspritzsystem (36) eine Zumesseinheit (37) aufweist, welche die von der Vorförderpumpe (35) zu der Hochdruckpumpe (1) geförderte Menge an Kraftstoff pro Zeiteinheit steuert oder regelt.
  14. Verbrennungsmotor (39) mit einem Hochdruckeinspritzsystem (36), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (38), dadurch gekennzeichnet, dass das Hochdruckeinspritzsystem (1) gemäß Anspruch 12 oder 13 ausgebildet ist und/oder der Verbrennungsmotor (39) eine Hochdruckpumpe (1) gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 11 umfasst.
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