DE102010030498A1

DE102010030498A1 - Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe

Info

Publication number: DE102010030498A1
Application number: DE102010030498A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Maier; Markus Schetter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-06-24
Filing date: 2010-06-24
Publication date: 2011-12-29
Also published as: WO2011160908A1; CN102959227B; EP2585707B1; JP5529346B2; JP2013533417A; KR20130086542A; US9074474B2; US20130104730A1; CN102959227A; EP2585707A1

Abstract

Die Pumpe umfasst wenigstens ein Pumpenelement, das einen zumindest mittelbar durch eine Antriebswelle in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben aufweist. Zwischen der Antriebswelle und dem Pumpenkolben ist ein Stößel mit einem Stößelkörper angeordnet, der in einer Aufnahme in Richtung der Hubbewegung des Pumpenkolbens verschiebbar geführt ist und der sich über ein Stützelement an der Antriebswelle abstützt. In die Aufnahme wird über eine Zuleitung Schmierstoff zugeführt und aus der Aufnahme wird über eine Ableitung Schmierstoff in den Stößelkörper zum Stützelement geleitet. Zwischen dem Stößelkörper und der Aufnahme ist ein Ringspaltfilter vorgesehen, der zwischen der Zuleitung von Schmierstoff in die Aufnahme und der Ableitung von Schmierstoff in den Stößelkörper angeordnet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe, nach der Gattung des Anspruchs 1.
Eine solche Pumpe in Form einer Kraftstoffhochdruckpumpe ist durch die DE 101 15 168 C1 bekannt. Diese Pumpe umfasstwenigstens ein Pumpenelement, das einen zumindest mittelbar durch eine Antriebswelle in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben aufweist. Zwischen der Antriebswelle und dem Pumpenkolben ist ein Stößel mit einem Stößelkörper angeordnet, der in einer Aufnahme in Richtung der Hubbewegung des Pumpenkolbens verschiebbar geführt ist und der sich über ein Stützelement in Form einer Rolle an der Antriebswelle abstützt. In die Aufnahme für den Stößelkörper wird über eine Zuleitung Schmierstoff zugeführt und aus der Aufnahme wird über eine Ableitung Schmierstoff in den Stößelkörper zum Stützelement geleitet, um eine Schmierung zwischen Stützelement und Stößelkörper sicherzustellen. Bei Verschleiß des Stößelkörpers und/oder der Aufnahme oder anderer Bauteile der Pumpe oder Brennkraftmaschine können Partikel im Schmierstoff enthalten sein, die dann auch zwischen das Stützelement und den Stößelkörper gelangen können und dort erhöhten Verschleiß verursachen können. Bei kleinem Durchflussquerschnitt der Ableitung im Stößelkörper besteht zudem die Gefahr, dass diese durch Partikel verstopft werden kann, so dass keine ausreichende Schmierung des Stützelements mehr sichergestellt ist.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Pumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass der mögliche Eintritt von Partikeln zwischen das Stützelement und den Stößelkörper durch den Ringspaltfilter verhindert oder zumindest verringert ist und somit der Verschleiß der Pumpe verringert ist.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Pumpe angegeben. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 2 und 3 ist der Ringspaltfilter auf einfache Weise gebildet. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 4 ist sichergestellt, dass durch den Ringspaltfilter der Zufluss von Schmierstoff in den Stößelkörper zwischen das Stützelement und den Stößelkörper nicht behindert wird.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine Pumpe in einem Längsschnitt, 2 einen in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Pumpe in vergrößerter Darstellung und 3 einen weiter vergrößerten Ausschnitt III von 2.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In den 1 bis 3 ist eine Pumpe dargestellt, die insbesondere eine Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine ist. Die Pumpe weist wenigstens ein Pumpenelement 10 auf, das wiederum einen Pumpenkolben 12 aufweist, der zumindest mittelbar durch eine Antriebswelle 14 in einer Hubbewegung in zumindest annähernd radialer Richtung bezüglich der Drehachse 15 der Antriebswelle 14 angetrieben wird. Die Antriebswelle 14 kann Teil der Pumpe sein oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Pumpe keine eigene Antriebswelle aufweist und die Antriebswelle 14 Teil der Brennkraftmaschine ist. Die Antriebswelle 14 kann dabei beispielsweise eine Welle der Brennkraftmaschine sein durch die auch die Gaswechselventile der Brennkraftmaschine betätigt werden. Die Antriebswelle 14 kann für den Antrieb des Pumpenkolbens 12 einen Nocken 16 oder Exzenter aufweisen.
Der Pumpenkolben 12 ist in einer Zylinderbohrung 20 eines Gehäuseteils 22 der Pumpe dicht geführt. Mit seinem der Antriebswelle 14 abgewandten Ende begrenzt der Pumpenkolben 12 in der Zylinderbohrung 20 einen Pumpenarbeitsraum 24. Der Pumpenarbeitsraum 24 weist über ein in diesen hinein öffnendes Einlassrückschlagventil 26 eine Verbindung mit einem beispielsweise von einer Förderpumpe herführenden Zulauf 28 auf, über den der Pumpenarbeitsraum 24 beim radial nach innen zur Drehachse 15 der Antriebswelle 14 gerichteten Saughub des Pumpenkolbens 12 mit Kraftstoff befüllt wird. Der Pumpenarbeitsraum 24 weist außerdem über ein aus diesem heraus öffnendes Auslassrückschlagventil 30 eine Verbindung mit einem Ablauf 32 auf, der beispielsweise zu einem Kraftstoffhochdruckspeicher 34 führt und über den beim radial nach außen von der Drehachse 15 der Antriebswelle 14 weg gerichteten Förderhub des Pumpenkolbens 12 Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 24 verdrängt wird.
Der Pumpenkolben 12 stützt sich mittelbar über einen Stößel 40 am Nocken 16 der Antriebswelle 14 ab. Der Stößel 40 umfasst einen Stößelkörper 42, in dem ein Stützelement 44 angeordnet ist, das vorzugsweise in Form einer Rolle ausgeführt ist. Der Stößelkörper 42 weist eine zumindest im wesentlichen kreiszylinderförmige Außenkontur auf und ist in einer Aufnahme 46 in Richtung der Hubbewegung des Pumpenkolbens 12 verschiebbar geführt. Die Aufnahme 46 kann in Form einer Bohrung ausgeführt sein, die in einem Gehäuseteil der Pumpe oder in einem Gehäuseteil der Brennkraftmaschine eingebracht ist. In die Aufnahme 46 mündet eine Zuleitung 48 für Schmierstoff, die beispielsweise in Form wenigstens einer Bohrung ausgeführt ist. Über die Zuleitung 48 wird in die Aufnahme 46 zur Schmierung zwischen dem Stößelkörper 42 und der Aufnahme Schmierstoff zugeführt. Als Schmierstoff kann Kraftstoff oder Schmieröl der Brennkraftmaschine dienen.
Das Stützelement 44 kann direkt im Stößelkörper 42 drehbar gelagert sein oder in einem in den Stößelkörper 42 eingesetzten Trägerelement, beispielsweise einem Rollenschuh. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Stützelement 44 in Form einer zylindrischen Rolle ausgebildet, die über einen Bolzen 50 im Stößelkörper 42 drehbar gelagert ist. Die Drehachse 45 der Rolle 44 verläuft dabei zumindest annähernd parallel zur Drehachse 15 der Antriebswelle 14. Die Rolle 44 ist hohl ausgebildet und gegebenenfalls über eine Lagerbuchse 52 auf dem Bolzen 50 gelagert. Der Stößelkörper 42 weist in seinem der Antriebswelle 14 zugewandten Endbereich einen Bodenbereich 54 und an diesen von der Antriebswelle 14 hin anschließend einen Mantelbereich 56 auf. Der Mantelbereich 56 ist zumindest im wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet und in diesen ragt der Pumpenkolben 12 mit seinem aus der Zylinderbohrung 20 austretenden Endbereich hinein. Der Pumpenkolben 12 kann ein seinem aus der Zylinderbohrung 20 ragenden Endbereich einen im Durchmesser gegenüber der Zylinderbohrung 20 vergrößerten Kolbenfuß 58 aufweisen, der am Bodenbereich 54 des Stößelkörpers 42 anliegt. Zwischen dem Pumpenkolben 12 und dem Gehäuseteil 22 kann ein Dichtelement 59 eingespannt sein, was insbesondere dann vorgesehen ist, wenn als Schmierstoff für den Stößelkörper 42 in der Aufnahme 46 Schmieröl der Brennkraftmaschine verwendet wird. Das Dichtelement 59 dient dazu eine Vermischung von Schmieröl und Kraftstoff zu verhindern oder zumindest möglich gering zu halten.
Zwischen dem Stößelkörper 42 und einer ortsfesten Abstützung, beispielsweise dem Gehäuseteil 22 der Pumpe oder einem Gehäuseteil der Brennkraftmaschine, ist eine vorgespannte Feder 60 angeordnet, durch die der Stößelkörper 42 zur Antriebswelle 14 hin gedrückt wird. Die Feder 60 ist beispielsweise als Schraubendruckfeder ausgebildet und ragt in den Mantelbereich 56 des Stößelkörpers 42 hinein. Die Feder 60 umgibt den Pumpenkolben 12 etwa koaxial und liegt über einen Federteller 62 am radial äußeren Rand des Bodenbereichs 54 des Stößelkörpers 42 an. Der Federteller 62 ist scheibenförmig ausgebildet und weist in seinem zentralen Bereich eine Öffnung 64 auf, deren Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser des in der Zylinderbohrung 20 angeordneten Schafts des Pumpenkolbens 12 und kleiner ist als der Durchmesser des Kolbenfußes 58 des Pumpenkolbens 12. Der Federteller 62 stützt sich in seinem zentralen Bereich somit am Kolbenfuß 58 des Pumpenkolbens 12 ab und hält diesen in Anlage am Bodenbereich 54 des Stößelkörpers 42. Durch die Feder 60 werden somit der Stößelkörper 42 und der Pumpenkolben 12 zur Antriebswelle 12 hin gedrückt. Für den Stößelkörper 42 kann eine Verdrehsicherung vorgesehen sein, durch die verhindert wird, dass sich der Stößelkörper 42 in der Aufnahme um seine Längsachse verdrehen kann. Eine solche Verdrehsicherung kann beispielsweise in bekannter Weise durch einen in der Aufnahme 46 angeordneten Stift gebildet sein, der in eine Ausnehmung im Außenmantel des Stößelkörpers eingreift.
Der Stößelkörper 42 weist ein seinem Bodenbereich 54 auf dessen der Antriebswelle 12 zugewandter Seite eine Ausnehmung 66 für die Rolle 44 auf und der Bolzen 50, auf dem die Rolle 44 gelagert ist, ist in Bohrungen 68 in den die Ausnehmung seitlich begrenzenden Wandungen des Bodenbereichs 54 des Stößelkörpers 42 gelagert. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Bolzen 50 entfällt und die Rolle 44 direkt über ihren Außenmantel in der als Halbschale ausgebildeten Ausnehmung 66 gelagert ist.
Der Stößelkörper 42 weist in seinem Außenmantel eine Ringnut 70 auf, die sich in axialer Richtung beispielsweise ausgehend vom Bodenbereich 54 bis in den Mantelbereich 56 des Stößelkörpers 42 erstreckt. Die Ringnut 70 ist in axialer Richtung so angeordnet, dass diese ständig, also über die gesamte Hubbewegung des Stößelkörpers 42 und damit des Pumpenkolbens 12 mit der Mündung der Zuleitung 48 des Schmierstoffs in die Aufnahme 46 in Überdeckung ist. Von der Ringnut 70 führt durch den Stößelkörper 42 eine Ableitung 72 für Schmierstoff in die Ausnehmung 66 ab. Die Ableitung 72 kann durch wenigstens eine Bohrung gebildet sein, wobei auch mehrere, insbesondere zwei einander diametral gegenüberliegende Bohrungen vorgesehen sein können, die jeweils im Bereich der axialen Enden der Rolle 44 in die Ausnehmung 66 münden. Über die Ableitung 72 wird somit der Lagerung der Rolle 44 im Stößelkörper 42 Schmierstoff zugeführt.
Beiderseits der Ringnut 70 weist der Stößelkörper 42 Führungsabschnitte 71 auf, über die der Stößelkörper 42 in der Aufnahme 46 mit geringem radialem Spiel geführt ist und die einen Durchmesser D1 aufweisen, der Durchmesser des Stößelkörpers 42 im Bereich der Ringnut 70 ist mit D2 bezeichnet.
Erfindungsgemäß ist in der Ringnut 70 ein radialer Steg 74 oder Kragen angeordnet, der einen größeren Durchmesser D3 als die Ringnut 70 aufweist, wobei der Durchmesser D3 jedoch nur wenig kleiner ist als der Durchmesser D1. Der Steg 74 bildet zusammen mit der diesen umgebenden Aufnahme 46 einen Ringspaltfilter 76 für den über die Ableitung 72 in den Stößelkörper 42 zur Schmierung der Rolle 44 strömenden Schmierstoff. Der Steg 74 ist in axialer Richtung des Stößelkörpers 42 betrachtet nahe der Mündung der Ableitung 72 am Stößelkörper 42 in der Ringnut 70 angeordnet. Über die gesamte Hubbewegung des Stößelkörpers 42 befindet sich der Teil der Ringnut 70 in Überdeckung mit der Zuleitung 48, der nicht mit der Ableitung 72 verbunden ist und der mit der Ableitung 72 verbundene Teil der Ringnut 70 kommt nicht in Überdeckung mit der Zuleitung 48.
Die Differenz zwischen dem Durchmesser D1 der Führungsabschnitte 71 des Stößelkörpers 42 und dem Durchmesser D3 des Stegs 74 ist so bestimmt, dass einerseits ein ausreichend großer Durchflussquerschnitt für den Schmierstoff vorhanden ist und andererseits in ausreichendem Maß Partikel aus dem Schmierstoff zurückgehalten werden, so dass diese nicht in die Ableitung 72 und in den Stößelkörper 42 gelangen können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10115168 C1 [0002]

Claims

Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe, mit wenigstens einem Pumpenelement (10), das einen zumindest mittelbar durch eine Antriebswelle (14) in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben (12) aufweist, wobei zwischen der Antriebswelle (14) und dem Pumpenkolben (12) ein Stößel (40) mit einem Stößelkörper (42) angeordnet ist, der in einer Aufnahme (46) in Richtung der Hubbewegung des Pumpenkolbens (12) verschiebbar geführt ist und der sich über ein Stützelement (44) an der Antriebswelle (14) abstützt, wobei in die Aufnahme (46) über eine Zuleitung (48) Schmierstoff zugeführt wird und aus der Aufnahme (46) über eine Ableitung (72) Schmierstoff in den Stößelkörper (42) zum Stützelement (44) geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stößelkörper (42) und der Aufnahme (46) ein Ringspaltfilter (76) vorgesehen ist, der zwischen der Zuleitung (48) von Schmierstoff in die Aufnahme (46) und der Ableitung (72) von Schmierstoff in den Stößelkörper (42) angeordnet ist.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößelkörper (42) in seinem Außenmantel eine Ringnut (70) aufweist, die ständig mit der Zuleitung (48) für Schmierstoff in die Aufnahme (46) und der Ableitung (72) von Schmierstoff in den Stößelkörper (42) verbunden ist und dass in der Ringnut (70) ein gegenüber dieser in radialer Richtung bezüglich des Stößelkörpers (42) hervorstehender umlaufender Steg (74) zur Bildung des Ringspaltfilters (76) vorgesehen ist.
Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Erstreckung (D3) des Stegs (74) in radialer Richtung bezüglich des Stößelkörpers (42) nur wenig kleiner ist als die radiale Erstreckung (D1) eines Führungsbereichs (71) des Stößelkörpers (42), über den dieser in der Aufnahme (46) geführt ist.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussquerschnitt des Ringspaltfilters (76) größer ist als der Durchflussquerschnitt der Ableitung (72) im Stößelkörper (42).