DE102011081852A1

DE102011081852A1 - Kraftstoffhochdruckpumpe

Info

Publication number: DE102011081852A1
Application number: DE102011081852A
Authority: DE
Inventors: Francesco Lucarelli; Frank Scholz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2013-02-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem umfassend eine Antriebswelle (1), welche in einer Lagerbohrung (2) eines Gehäuseteils (3) drehbar gelagert ist, wobei in der Lagerbohrung (2) wenigstens ein an der Antriebswelle (1) anliegender Wellendichtring (4) zur Verhinderung einer Kraftstoff- und/oder Ölleckage angeordnet ist.
Erfindungsgemäß ist außenliegend in Bezug auf den Wellendichtring (4) ein scheibenförmiger Spritzschutz (5) auf der Antriebswelle (1) angeordnet, welcher mehrere Durchbrechungen (6) als Durchströmöffnungen für einen Schmierstoff, vorzugsweise Öl, besitzt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Hochdruckpumpen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Sie finden als Komponente eines Kraftstoffeinspritzsystems regelmäßig Einsatz in Kraftfahrzeugen, um Kraftstoff auf Hochdruck zu fördern. Der auf Hochdruck geförderte Kraftstoff wird dann einem Hochdruckspeicher zugeführt und über hieran angeschlossene Einspritzventile in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt.
Eine gattungsgemäße Hochdruckpumpe umfasst eine Antriebswelle, welche in einer Lagerbohrung eines Gehäuseteils drehbar gelagert ist. In der Lagerbohrung ist ferner wenigstens ein an der Antriebswelle anliegender Wellendichtring zur Verhinderung einer Kraftstoff- und/oder Ölleckage angeordnet. In der Regel sind wenigstens zwei an der Antriebswelle anliegende Wellendichtringe vorgesehen, von denen ein erster eine Kraftstoffleckage und ein zweiter eine Ölleckage über die Lagerbohrung verhindern sollen. Der erste Dichtring ist demnach derart angeordnet, dass der die Lagerbohrung gegenüber einem mit Kraftstoff gefüllten Pumpeninnenraum abdichtet, während der zweite Dichtring motorseitig, das heißt weiter außen liegend in Bezug auf den Pumpeninnenraum, angeordnet ist. Eine hinter die Dichtringe gelangende Leckagemenge wird über eine im Gehäuseteil der Hochdruckpumpe ausgebildete Leckagebohrung abgeführt.
Dabei kann, in Abhängigkeit vom jeweiligen Beölungskonzept, die Hochdruckpumpe derart unter Ölschmierung an einen Motor angebaut sein, dass der motorseitige Wellendichtring direkt angespritzt wird. Dadurch steigt der Druck vor dem Wellendichtring an, wodurch die Funktionalität des Wellendichtrings gefährdet sein kann. Die Folge ist eine unerwünschte Ölleckage.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hochdruckpumpe der eingangs genannten Art bereit zu stellen, bei welcher die vorstehend genannten Nachteile nicht oder zumindest deutlich vermindert auftreten. Zugleich soll eine Verbesserung der Schmierung der Kontaktstelle zwischen Antriebswelle und Wellendichtring bewirkt werden.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist bei der vorgeschlagenen Kraftstoffhochdruckpumpe außenliegend in Bezug auf den Wellendichtring ein scheibenförmiger Spritzschutz auf der Antriebswelle angeordnet, welcher mehrere Durchbrechungen als Durchströmöffnungen für einen Schmierstoff, vorzugsweise Öl, besitzt. Durch den scheibenförmigen Spritzschutz wird eine direkte Anspritzung des Wellendichtrings und damit ein Druckanstieg vor dem Wellendichtring verhindert, so dass es nicht zu einer unerwünschten Ölleckage kommt. Die als Durchströmöffnungen dienenden Durchbrechungen innerhalb des scheibenförmigen Spritzschutzes haben zudem eine drosselnde Wirkung auf den Schmierstofffluss. Zugleich können die Durchbrechungen innerhalb des scheibenförmigen Spritzschutzes eine düsenartige Wirkung besitzen. Das heißt, dass der durch die Durchbrechungen hindurch strömende Schmierstoff beim Austreten aus der Öffnung in Tröpfchen zerrissen wird und somit als feiner Schmierstoffnebel in Kontakt mit dem Wellendichtring bzw. der Antriebswelle gelangt. Auf diese Weise kann ferner eine optimale Schmierung gewährleistet werden. Vorzugsweise ist hierzu der Spritzschutz in einem axialen Abstand vor dem Wellendichtring angeordnet.
Bevorzugt sind die Durchbrechungen als Bohrungen innerhalb des scheibenförmigen Spritzschutzes ausgeführt. Weiterhin bevorzugt besitzen die Bohrungen einen kreisrunden Strömungsquerschnitt. Zum Einen lassen sich kreisrunde Bohrungen in einfacher Weise fertigen, zum Anderen begünstigt ein kreisrunder Querschnitt der Bohrung den Schmierstofffluss.
Weiterhin bevorzugt sind die Durchbrechungen in gleichem Winkelabstand zueinander angeordnet. Dadurch ist eine gleichmäßige Verteilung des Schmierstoffs auf dem Wellendichting und/oder der Antriebswelle gewährleistet.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Durchbrechungen als Schrägbohrungen ausgeführt sind. Das heißt, dass die Bohrungen gegenüber einer Längsachse A der Antriebswelle schräg verlaufen. Durch einen schrägen Verlauf der Bohrungen kann der Schmierstofffluss auf besonders sensible Bereiche gelenkt werden. Beispielsweise können alle Bohrungen schräg nach radial außen oder schräg nach radial innen verlaufen.
Vorteilhafterweise ist der Spritzschutz kraft- und/oder formschlüssig mit der Antriebswelle verbunden. Bevorzugt erfolgt die Verbindung mittels Aufpressen. Auf diese Weise lässt sich besonders einfach eine kraftschlüssige Verbindung herstellen. Alternativ oder ergänzend kann zudem in der Antriebswelle eine Umfangsnut vorgesehen sein, in welche der scheibenförmige Spritzschutz eingesetzt bzw. eingepresst ist. Auf diese Weise ist zudem ein Formschluss bewirkbar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Hochdruckpumpe im Bereich eines Wellenlagers,
2 eine schematische perspektivische Darstellung des Wellenlagers der 1 und
3 eine perspektivische Darstellung einer Durchbrechung des mit der Antriebswelle verbundenen scheibenförmigen Spritzschutzes.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Wie aus der 1 ersichtlich weist die dargestellte erfindungsgemäße Hochdruckpumpe ein Gehäuseteil 3 mit einer Lagerbohrung 2 zur drehbaren Lagerung einer Antriebswelle 1 auf. Zwischen dem Gehäuseteil 3 und der Antriebswelle 1 wird ein Ringspalt 8 ausgebildet, über welchen Kraftstoff aus einem Pumpeninnenraum (nicht dargestellt) nach außen und Öl von außen in den Pumpeninnenraum gelangen kann. Dies gilt es zu unterbinden. Demzufolge sind in der Lagerbohrung 2 des Gehäuseteils 3 zwei Wellendichtringe 4 aufgenommen, welche den Ringspalt 8 gegenüber dem Pumpeninnenraum bzw. dem Außenraum abdichten. Die Wellendichtringe 4 liegen hierzu mit ihren Dichtlippen 9 an der Antriebswelle an, welche im Betrieb der Hochdruckpumpe durch die Drehbewegung der Antriebswelle 1 dynamisch belastet werden.
Die Antriebswelle 1 der in der 1 dargestellten erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe weist außenseitig in Bezug auf den äußeren Wellendichtring 4 einen scheibenförmigen Spritzschutz 5 mit Durchbrechungen 6 auf, die als Durchströmöffnungen für das Öl dienen und entlang einer ersten und einer zweiten Kreislinie in gleichem Winkelabstand zueinander angeordnet sind. Die beiden Kreislinien sind vorliegend konzentrisch zueinander. Die entlang der Kreislinien angeordneten Durchbrechungen 6 sind zudem als Schrägbohrungen, das heißt geneigt gegenüber der Längsachse A der Antriebswelle 1, ausgeführt. Der Ölfluss wird auf diese Weise nach radial außen, das heißt in Richtung des Wellendichtrings 4 geführt. Dies erweist sich insofern als vorteilhaft, als der scheibenförmige Spritzschutz 5 vorliegend auf einem konusförmigen Abschnitt der Antriebswelle, das heißt auf einem kleineren Durchmesser angeordnet ist und über die schräg nach radial außen verlaufenden Bohrungen bzw. Durchbrechungen 6 eine optimale Benetzung des Wellendichtrings 4 mit Schmierstoff bzw. Öl sichergestellt ist. Des Weiteren ist im Bereich des konusförmigen Abschnitts eine Umfangsnut 7 ausgebildet, in welcher der scheibenförmige Spritzschutz 5 derart eingesetzt bzw. eingepresst ist, dass eine kraft- und formschlüssige Verbindung mit der Antriebswelle bewirkt wird. Dadurch ist sichergestellt, dass der Spritzschutz 5 nicht von der Antriebswelle 1 abrutscht.
Der 2 ist eine stark vereinfachte perspektivische Darstellung der Anordnung der 1 zu entnehmen. Die Pfeile verdeutlichen, dass nur ein Teil des auf den scheibenförmigen Spritzschutz 5 auftreffenden Schmierstoffs über die Durchbrechungen 6 hinter den Spritzschutz 5 gelangt. Ein unerwünschter Druckanstieg vor dem Wellendichtring 4 kann somit verhindert werden. Der Schmiermitteldurchfluss kann beispielsweise durch Auslegung der Parameter Anzahl, Durchmesser und gegenüber der Längsachse A angewinkelter Verlauf der Durchbrechungen 6 gesteuert werden. Ferner kann bei entsprechender Auslegung der Durchbrechungen 6 eine Düsenwirkung erzielt werden, welche dazu führt, dass ein feiner Schmierstoffnebel gebildet wird, der eine gleichmäßige Verteilung des Schmierstoffs sicherstellt. Eine einfache Durchbrechung 6 in Form einer Bohrung mit kreisrundem Strömungsquerschnitt ist in der 3 dargestellt.

Claims

Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem umfassend eine Antriebswelle (1), welche in einer Lagerbohrung (2) eines Gehäuseteils (3) drehbar gelagert ist, wobei in der Lagerbohrung (2) wenigstens ein an der Antriebswelle (1) anliegender Wellendichtring (4) zur Verhinderung einer Kraftstoff- und/oder Ölleckage angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass außenliegend in Bezug auf den Wellendichtring (4) ein scheibenförmiger Spritzschutz (5) auf der Antriebswelle (1) angeordnet ist, welcher mehrere Durchbrechungen (6) als Durchströmöffnungen für einen Schmierstoff, vorzugsweise Öl, besitzt.
Kraftstoffhochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen (6) als Bohrungen ausgeführt sind und vorzugsweise einen kreisrunden Strömungsquerschnitt besitzen.
Kraftstoffhochdruckpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen (6) in gleichem Winkelabstand zueinander angeordnet sind.
Kraftstoffhochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen (6) als Schrägbohrungen ausgeführt sind.
Kraftstoffhochdruckpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spritzschutz (5) kraft- und/oder formschlüssig, vorzugsweise mittels Aufpressen, mit der Antriebswelle (1) verbunden ist.