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Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Flanschbauteil für eine solche Hochdruckpumpe.
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Stand der Technik
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Eine gattungsbildende Hochdruckpumpe geht beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2008 001 960 A1 hervor. Sie weist ein Pumpengehäuse zur Aufnahme wenigstens eines Pumpenelementes auf, welches einen durch eine Antriebswelle zu einer Hubbewegung antreibbaren Pumpenkolben umfasst. Der Pumpenkolben ist hierzu mittelbar über einen Stößel und eine Rolle an einem Nocken der Antriebswelle abgestützt. Die Antriebswelle ist im Pumpengehäuse über wenigstens eine als Gleitlager ausgebildete Lagerstelle drehbar gelagert, wobei die Lagerstelle durch eine Ausnehmung im Pumpengehäuse gebildet ist. Das Pumpengehäuse umfasst ein Hauptgehäuse sowie einen Flansch aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, wobei eine als Gleitlager ausgebildete Lagerstelle sowohl im Hauptgehäuse als auch im Flansch ausgebildet sein kann. Um die Fertigungskosten gering zu halten, wird vorgeschlagen, die Antriebswelle direkt im Pumpengehäuse ohne Zwischenschaltung einer in die Ausnehmung eingesetzten zusätzlichen Lagerbuchse zu lagern. Ferner soll die Oberfläche zumindest im Bereich des Gleitlagers durch Umwandlung in eine Schicht aus Aluminiumoxidkeramik gehärtet sein.
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Ausgehend von einer Hochdruckpumpe der vorstehend genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die Fertigung einer solchen Pumpe zu vereinfachen. Die Fertigungskosten sollen zudem unabhängig von der Verwendung einer zusätzlichen Lagerbuchse zur Ausbildung eines Gleitlagers zur drehbaren Lagerung der Antriebswelle reduziert werden.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Hochdruckpumpe werden in den Unteransprüchen angegeben. Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Flanschbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 7.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorgeschlagene Hochdruckpumpe umfasst wenigstens ein Pumpenelement mit einem in einer Bohrung eines Gehäuseteils hubbeweglich geführten Pumpenkolben, der zumindest mittelbar über einen Stößel und eine Rolle an einem Nocken oder Exzenter einer Antriebswelle abgestützt ist, die in wenigstens einem weiteren Gehäuseteil der Hochdruckpumpe drehbar gelagert ist. Erfindungsgemäß ist das zur drehbaren Lagerung der Antriebswelle vorgesehene weitere Gehäuseteil als ein aus einem Strangpressprofil aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestelltes Flanschbauteil ausgeführt. Bei einem herkömmlichen aus dem Stand der Technik bekannten Flanschbauteil für eine Hochdruckpumpe handelt es sich in der Regel um ein Schmiedeteil oder Druckgussteil, das einer aufwendigen Nachbearbeitung unterzogen werden muss, um die Maßhaltigkeit des Bauteils zu gewährleisten. Aufgrund der häufig sehr komplexen Form eines solchen Flanschbauteils ist eine Nachbearbeitung jedoch oft schwierig und erhöht somit die Fertigungskosten. Demgegenüber ermöglicht das Strangpressen die Herstellung eines Profils mit komplexer Außenkontur, von dem einzelne Flanschbauteile oder Flanschbauteilrohlinge abgeschnitten werden. Somit können in einem Arbeitsschritt eine Vielzahl von Flanschbauteilen oder Flanschbauteilrohlingen gefertigt werden, was die Fertigungskosten senkt. Da das mittels Strangpressen hergestellte Flanschbauteil oder der entsprechend hergestellte Flanschbauteilrohling zudem bereits ein komplexe Außenkontur besitzt, wird auch der Aufwand hinsichtlich der Nachbearbeitung reduziert. Schließlich ist mittels Strangpressen auch die Fertigung von Sonderprofilen möglich, um Flanschbauteile oder Flanschbauteilrohlinge mit kundespezifischer Flanschkontur zu liefern. Ein aufwendiger Werkzeugwechsel ist nicht erforderlich, da im Vergleich zum Gießverfahren nicht erst eine neue Gussform erstellt werden muss. Es muss lediglich eine weitere profilgebende Matrize vorgehalten werden.
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Folglich ist die Fertigung von Flanschbauteilen oder Flanschbauteilrohlingen im Strangpressverfahren weniger zeitintensiv als bei Einsatz eines Schmiede- oder Gießverfahrens. Somit werden auch die Fertigungskosten bei der Fertigung mittels Strangpressen reduziert. Der Einsatz eines Dorns ermöglicht zudem die Fertigung eines Strangpressprofils mit einer zusätzlichen Innenkontur, so dass die zur Nachbearbeitung erforderliche Zeit weiter verringert werden kann.
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Bevorzugt erstreckt sich das mittels Strangpressen hergestellte Profil des als Flanschbauteil ausgeführten weiteren Gehäuseteils parallel zur Längsachse der Antriebswelle. Das heißt, dass der Einbau des Gehäuseteils bevorzugt in der Weise erfolgt, dass die mittels Strangpressen hergestellten Konturen parallel zur Längsachse der Antriebswelle ausgerichtet sind. Der Schnittabstand der vom Strangpressprofil abgeschnittenen Stücke entspricht demnach im Wesentlichen der fertigen Flanschbauteiltiefe in axialer Richtung. Der Flanschbauteilrohling und/oder das fertige Flanschbauteil weisen demnach in axialer Richtung im Wesentlichen parallel verlaufende Außenkanten auf, sofern Kanten überhaupt ausgebildet werden.
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Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass sich das mittels Strangpressen hergestellte Profil des als Flanschbauteil ausgeführten weiteren Gehäuseteils senkrecht zur Längsachse der Antriebswelle erstreckt. Dann erfolgt der Einbau des Gehäuseteils in der Weise, dass die mittels Strangpressen hergestellten Konturen senkrecht zur Längsachse der Antriebswelle ausgerichtet sind. Der Schnittabstand der vom Strangpressprofil abgeschnittenen Stücke entspricht demnach im Wesentlichen der fertigen Flanschbauteilbreite in radialer Richtung. Der Flanschbauteilrohling und/oder das fertige Flanschbauteil weisen demnach in radialer Richtung im Wesentlichen parallel verlaufende Außenkanten auf, sofern Kanten überhaupt ausgebildet werden.
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Weiterhin bevorzugt ist in dem als Flanschbauteil ausgeführten weiteren Gehäuseteil eine in Bezug auf die Längssachse der Antriebswelle parallel verlaufende Lagerbohrung ausgebildet. Diese ist in Abhängigkeit von der Einbaulage des aus einem Strangpressprofil hergestellten Flanschbauteils entweder beim Strangpressen oder im Rahmen einer Nachbearbeitung gefertigt worden. Das heißt, dass bei einer Ausrichtung der Längsachse der Lagerbohrung in Strangpressrichtung die Lagerbohrung als Innenkontur ausgebildet worden sein kann. Zur Ausbildung von Innenkonturen finden beim Strangpressen verschieden geformte Dome Einsatz, deren Form die jeweilige Innenkontur vorgibt. Verläuft die Längsachse der Lagerbohrung jedoch nicht in Strangpressrichtung, ist die Lagerbohrung nachträglich, beispielsweise mittels Schneiden und/oder Bohren, eingebracht worden.
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Vorzugsweise ist ferner in dem als Flanschbauteil ausgeführten weiteren Gehäuseteil wenigstens eine in Bezug auf die Längssachse der Antriebswelle parallel verlaufende Bohrung zur Aufnahme einer Befestigungsschraube und/oder als Entlüftungsbohrung ausgebildet. Hinsichtlich dieser wenigstens einen weiteren Bohrung gilt das zuvor in Bezug auf die Lagerbohrung Gesagte. Das heißt, dass in Abhängigkeit von der Orientierung des aus einem Strangpressprofil hergestellten Flanschbauteils auch diese weitere Bohrung als Innenkontur beim Strangpressen oder nachträglich im Rahmen einer Nachbearbeitung ausgebildet worden sein kann.
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Zur Ausbildung einer Innenkontur oder eines Teils einer Innenkontur kann das als Flanschbauteil ausgeführte Gehäuseteil daher einer Nachbearbeitung unterzogen worden sein. Alternativ oder ergänzend kann das als Flanschbauteil ausgeführte Gehäuseteil auch zur Ausbildung wenigstens eines Teils einer Außenkontur einer Nachbearbeitung unterzogen worden sein. Durch eine zusätzliche Nachbearbeitung des Flanschbauteils oder Flanschbauteilrohlings, vorzugsweise mittels Schneidens, kann die Außenkontur derart verändert werden, dass auch Hinterschneidungen möglich sind.
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Das ferner zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe vorgeschlagene Flanschbauteil für eine Hochdruckpumpe ist erfindungsgemäß aus einem Strangpressprofil aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt.
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Verschiedene Ausführungsformen eines solchen erfindungsgemäßen Flanschbauteils für eine Hochdruckpumpe werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
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1 einen Längsschnitt durch eine aus dem Stand der Technik bekannte Hochdruckpumpe mit einem als Flanschbauteil ausgeführten Gehäuseteil,
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2, 3 verschiedene Strangpressprofile zur Herstellung von Flanschbauteilen,
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4 Draufsicht auf einen Flanschbauteilrohling,
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5 Strangpressprofil zur Herstellung von Flanschbauteilen,
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6 Draufsicht auf einen Flanschbauteilrohling und
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7 Schnitt durch den Flanschbauteilrohling der 6.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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Dem Längsschnitt der 1 durch eine aus dem Stand der Technik bekannte Hochdruckpumpe ist ein Pumpenelement mit einem in einer Bohrung 1 eines Zylinderkopfes als Gehäuseteil 2 hubbeweglich geführten Pumpenkolben 3 zu entnehmen, der über einen Stößel 4 und eine Rolle 5 an einem Nocken 6 einer Antriebswelle 7 abgestützt ist. Bei einer Rotation der Antriebswelle 7 läuft die Rolle außenumfangsseitig am Nocken 6 ab, wobei der Stößel 4 und der Pumpenkolben 3 mit dem Anstieg der Nockenbahn angehoben werden. Der Pumpenkolben 3, der einen Pumpenarbeitsraum 19 begrenzt, führt dabei einen Förderhub aus, bei welchem der im Pumpenarbeitsraum 19 vorhandene Kraftstoff auf Hochdruck gefördert und über ein Auslassventil 18 und eine Auslassbohrung 17 einer Speicherleitung 20 zugeführt wird. An die Speicherleitung 20 ist wenigstens ein Injektor 21 angeschlossen, mittels dessen der verdichtete Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine einspritzbar ist. In den Pumpenarbeitsraum 19 gelangt der Kraftstoff über ein Zulaufventil 16 bzw. eine Zulaufbohrung 15. Denn nach Beendigung des Förderhubes wird der Pumpenkolben 3 über die Federkraft eines Federelementes 13, das einerseits am Gehäuseteil 2, das heißt dem Zylinderkopf, und andererseits am Stößel 4 abgestützt ist, wieder in seine Ausgangslage zurückbewegt. Dabei führt der Pumpenkolben 3 einen Saughub aus, während dessen Kraftstoff aus der Zulaufbohrung 15 in den Pumpenarbeitsraum 19 angesaugt wird. Das Federelement 13 gewährleistet ferner, dass der Pumpenkolben 3 bzw. die mit dem Pumpenkolben 3 verbundene Rolle 5 stets in Anlage mit der Antriebswelle 7 gehalten wird. Um die Rolle 5 drehbar zu lagern, ist im Stößel 4 ein Stützelement 14 eingesetzt, so dass die Verbindung der Rolle 5 mit dem Pumpenkolben 3 über das Stützelement 14 und den Stößel 4 erfolgt.
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Zur drehbaren Lagerung der Antriebswelle 7 ist in wenigstens einem weiteren Gehäuseteil 8, 9 der Hochdruckpumpe eine Lagerstelle 12 als Gleitlager ausgebildet. Bei der Hochdruckpumpe der 1 ist eine solche Lagerstelle 12 sowohl im als Hauptgehäuse dienenden Gehäuseteil 9, als auch im Gehäuseteil 8 ausgebildet, das als ein in das Hauptgehäuse einsetzbares Flanschbauteil ausgeführt ist. Zur Aufnahme der Antriebswelle 7 weist das Flanschbauteil eine Lagerbohrung 10 auf, welche die Lagerstelle 12 bildet, da auf das Einsetzen einer zusätzlichen Lagerbuchse verzichtet wurde.
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Ein als Flanschbauteil ausgeführtes weiteres Gehäuseteil 8 bildet den Kern der vorliegenden Erfindung. Erfindungsgemäß ist das Flanschbauteil aus einem Strangpressprofil hergestellt. Beispiele derartiger Strangpressprofile sind in den 2, 3 und 5 dargestellt.
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Die Beispiele der 2 und 3 zeigen jeweils ein Strangpressprofil, aus dem Flanschbauteile herstellbar sind, bei welchen das Strangpressprofil nach Einbau des Flanschbauteils in die Hochdruckpumpe senkrecht zur Längsachse A der Antriebswelle 7 zu liegen kommt. Der Schnittabstand (gestrichelte Linie) zur Herstellung der einzelnen Flanschbauteile bestimmt demnach die maximale Breite des fertigen Flanschbauteils in radialer Richtung. Nachdem vom Strangpressprofil ein Flanschbauteil abgeschnitten wurde, wird dieses einer Nachbehandlung unterzogen, um die Lagerbohrung 10 und Bohrungen 11 zur Aufnahme von Befestigungsschrauben auszubilden (siehe 4). Ferner kann die äußere Kontur des Flanschbauteils verändert werden, indem überschüssiges Material 22, vorzugsweise durch Schneiden, entfernt wird.
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Das Strangpressprofil der 5 unterscheidet sich von denen der 2 und 3 dadurch, dass das mittels Strangpressen hergestellte Profil sich nach dem Einbau des Flanschbauteils in die Hochdruckpumpe parallel zur Längsachse A der Antriebswelle 7 erstreckt. Der Schnittabstand (gestrichelte Linie) zur Herstellung der einzelnen Flanschbauteile bestimmt demnach die maximale Tiefe des fertigen Flanschbauteils in axialer Richtung. Nachdem vom Strangpressprofil ein Flanschbauteil abgeschnitten wurde, kann dieses ebenfalls einer Nachbehandlung unterzogen werden, beispielsweise, um Hinterschneidungen in das Profil einzubringen oder die Lagerbohrung 10 zu bearbeiten, die vorzugsweise bereits beim Strangpressen durch Verwendung eines Dorns eingebracht wurde. Ferner können Bohrungen 11 zur Aufnahme von Befestigungsschrauben nachträglich ausgebildet werden (siehe 6). Aus der 7 ist das überschüssige Material 22 ersichtlich, das zur Nachbearbeitung des Flanschbauteils vorzugsweise mittels Schneiden entfernt werden kann.
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Eine erfindungsgemäße Hochdruckpumpe kann bei Bedarf eine in die Lagerbohrung 10 eingesetzte zusätzliche Lagerbuchse umfassen. Insoweit können sich weitere Unterscheidungsmerkmale zu der in der 1 dargestellten Hochdruckpumpe ergeben, auf die hier jedoch nicht näher eingegangen werden soll.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008001960 A1 [0002]
