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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Hochdruckeinspritzsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 14.
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Stand der Technik
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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.
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Als Hochdruckpumpen werden unter anderem Kolbenpumpen eingesetzt. In einem Gehäuse ist eine Antriebswelle gelagert. Radial dazu sind Kolben in einem Zylinder angeordnet. Der Kolben führt eine oszillierende Translationsbewegung aus, so dass das Volumen eines Arbeitsraumes dadurch verändert wird. Durch ein Einlassventil wird der Kraftstoff in den Arbeitsraum eingeleitet und durch ein Auslassventil wird der Kraftstoff aus dem Arbeitsraum ausgeleitet. Das Einlassventil umfasst einen Ventilkolbenträger bzw. eine Ventilplatte an der ein Ventilkolben als Saugventilkolben beweglich gelagert ist. Dabei ist ein Verschlussteil als Verschlussschraube mit einem Gewinde als Verbindungsmittel mit einem Gehäuse bzw. Zylinderkopf der Hochdruckpumpe verbunden. Der Ventilkolbenträger ist zwischen der Verschlussschraube und dem Gehäuse formschlüssig befestigt. Aufgrund des Gewindes, insbesondere bei der Montage beim Einschrauben der Verschlussschraube, können kleine Partikel des Gewindes, z. B. ein Abrieb von Kanten, in einen Einlasskanal bzw. Ringraum an dem Ventilkolbenträger gelangen und dadurch die Bewegung des Ventilkolbens behindern oder klemmen. Dies führt zu einem Ausfall des Einlassventils und damit auch der Hochdruckpumpe, so dass kein Kraftstoff unter Hochdruck zu dem Verbrennungsmotor geleitet werden kann, d. h. der Verbrennungsmotor nicht gestartet werden kann oder im Betrieb ausfällt.
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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.
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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 hin und her bewegt werden. Zwischen den Kolben und der Antriebswelle sind Stößel angeordnet.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Erfindungsgemäße Hochdruckpumpe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zum Fördern eines Fluides, insbesondere Kraftstoff, z. B. Diesel, umfassend eine Antriebswelle mit wenigstens einem Nocken, wenigstens einen Kolben, wenigstens einen Zylinder zur Lagerung des wenigstens einen Kolbens, ein Gehäuse, einen Arbeitsraum, ein Einlassventil und einen Einlasskanal zum Einleiten des Fluides in den Arbeitsraum und ein Auslassventil und einen Auslasskanal zum Ausleiten des Fluides aus dem Arbeitsraum, wobei das Einund/oder Auslassventil einen Ventilkolbenträger mit einem zwischen einer Öffnungs- und Schließstellung beweglichen Ventilkolben sowie ein Verschlussteil umfasst und der Ventilkolbenträger zwischen dem Verschlussteil und der übrigen Hochdruckpumpe fixiert ist und das Verschlussteil mittels eines Verbindungsmittels an der übrigen Hochdruckpumpe befestigt ist, wobei die Hochdruckpumpe wenigstens ein elastisches Dichtelement umfasst und mit dem wenigstens einen elastischen Dichtelement das Verbindungsmittel bezüglich des Ein- und/oder Auslasskanales abgedichtet ist. In vorteilhafter Weise können damit kleine Partikel von dem Verbindungsmittel nicht zu dem Ein- und/oder Auslasskanal gelangen, sodass dadurch ein sicherer Betrieb des Ein- und/oder Auslassventils gewährleistet ist, weil die Bewegung des Ventilkolbens aufgrund der Abdichtung mittels des wenigstens einen elastischen Dichtelements nicht von kleinen Partikeln blockiert werden kann.
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In einer ergänzenden Variante ist das wenigstens eine elastische Dichtelement als ein Dichtring ausgebildet und/oder das wenigstens eine elastische Dichtelement besteht wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus einem elastischen Kunststoff, z. B. Gummi, und/oder das wenigstens eine elastische Dichtelement ist zwischen dem Verbindungsmittel und dem Ein- und/oder Auslasskanal angeordnet. Das wenigstens eine elastische Dichtelement besteht dabei aus einem Material, welches einerseits gewährleistet, dass beim Einschrauben bzw. Einschieben des Verschlussteils bzw. der Verschlussschraube sich das wenigstens eine elastische Dichtelement an dem Außengewinde an dem Gehäuse bzw. Zylinderkopf entsprechend verformt, sodass das Einführen des Verschlussteils gewährleistet ist und andererseits in der Endstellung des Verschlussteils eine ausreichende Abdichtung mittels des wenigstens einen elastischen Dichtelements aufgrund einer elastischen Rückverformung gewährleistet ist, welches am äußeren radialen Ende an der übrigen Hochdruckpumpe, insbesondere am Gehäuse, zum Beispiel dem Zylinderkopf, aufliegt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die übrige Hochdruckpumpe das Gehäuse der Hochdruckpumpe und/oder das Verbindungsmittel ist ein Gewinde und vorzugsweise an dem Verschlussteil ist ein Außengewinde ausgebildet, welches in ein Innengewinde an dem Gehäuse eingeschraubt ist. Mittels eines Gewindes kann das Verbindungsmittel als Verschlussschraube besonders sicher und zuverlässig an der übrigen Hochdruckpumpe befestigt werden. Abweichend hiervon kann das Verbindungsmittel auch als eine Bajonettverbindung ausgebildet sein.
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In einer zusätzlichen Ausgestaltung umfasst der Ventilkolbenträger eine Lagerbohrung zur Gleitlagerung des Ventilkolbens und umfasst vorzugsweise einen Trägerkanal zum Leiten des Fluides und vorzugsweise einen Schließkanal zum Leiten des Fluids in oder aus dem Arbeitsraum, welcher mit dem Ventilkolben öffenbar und verschließbar ist. Zweckmäßig ist dabei der Trägerkanal als eine Bohrung senkrecht im Wesentlichen zu dem Schließkanal und im Wesentlichen senkrecht zu einer Bewegungsrichtung oder Längsachse des Ventilkolbens ausgebildet.
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In einer zusätzlichen Ausführungsform ist an dem Ventilkolbenträger ein elastisches Ventilelement, insbesondere eine Ventilfeder, angeordnet und das elastische Ventilelement liegt an einem ersten Ende auf dem Ventilkolbenträger und an einem zweiten Ende auf einem Federhalter auf und ist der Federhalter mit dem Ventilkolben verbunden, so dass mit dem elastischen Ventilelement auf den Ventilkolben eine Kraft, insbesondere Zugkraft, aufbringbar ist, welche der von dem Fluid in dem Arbeitsraum auf den Ventilkolben aufgebrachten Kraft entgegen wirkt und/oder zwischen den Ventilkolbenträger und der übrigen Hochdruckpumpe, insbesondere dem Gehäuse, ist ein Ringraum ausgebildet und vorzugsweise mündet der Ein- und/oder Auslasskanal und vorzugsweise der Trägerkanal in den Ringraum.
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Zweckmäßig ist von dem Ventilkolbenträger und dem Verschlussteil ein Federraum eingeschlossen, innerhalb dessen der Ventilkolben, insbesondere nur ein Teil des Ventilkolbens, und das elastische Ventilelement angeordnet ist und vorzugsweise ist mit einem Verbindungskanal der Federraum mit dem Einund/oder Auslasskanal, insbesondere dem Ringraum, fluidleitend verbunden, um Volumenveränderungen in dem Federraum aufgrund einer Bewegung des Ventilkolbens auszugleichen.
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In einer ergänzenden Ausführungsform ist das wenigstens eine elastische Dichtelement an dem Ventilkolbenträger befestigt.
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In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist das wenigstens eine elastische Dichtelement mittels eines Presssitzes an dem Ventilkolbenträger befestigt und/oder das wenigstens eine elastische Dichtelement liegt an einem inneren radialen Ende auf dem Ventilkolbenträger auf und liegt an einem äußeren radialen Ende auf dem Gehäuse auf. Zweckmäßig ist das wenigstens eine elastische Dichtelement an den Ventilkolbenträger mittels Spritzgießen bzw. Umspritzen befestigt, sodass eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem wenigstens einen Dichtelement und dem Ventilkolbenträger besteht.
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In einer ergänzenden Ausführungsform ist an dem wenigstens einen Dichtelement der Verbindungskanal als eine Aussparung, insbesondere an dem inneren radialen Ende, ausgebildet. Der Verbindungskanal kann dadurch einfach an dem wenigstens einen Dichtelement mittels einer Aussparung bzw. mehrerer Aussparungen umlaufend an dem wenigstens einen Dichtelement, insbesondere Dichtring, ausgebildet sein, sodass der Verbindungskanal an dem wenigstens einen Dichtelement besonders einfach, zum Beispiel beim Spritzgießen, bei der Herstellung des wenigstens einen Dichtelements zur Verfügung bzw. hergestellt werden kann.
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In einer ergänzenden Ausgestaltung umfasst das wenigstens eine Dichtelement zusätzlich einen Ringabschnitt mit wenigstens einer Öffnung für den Trägerkanal und ist vorzugsweise an der Öffnung ein Sieb ausgebildet. Ein Sieb an der Öffnung hat den Vorteil, dass dadurch zusätzlich evtl. vorhandene Partikel von dem Ventilkolben ferngehalten werden können, insbesondere, sofern diese kleinen Partikel nicht von dem Verbindungsmittel bzw. dem Gewinde stammen, sondern aus anderen Bereichen der Hochdruckpumpe oder aus der Vorförderpumpe. Bei geringen Temperaturen kann jedoch das Sieb zum Beispiel bei Dieselkraftstoff zu einem Versulzen bzw. Verschließen des Siebes führen.
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In einer ergänzenden Ausführungsform ist das wenigstens eine Dichtelement an dem Verschlussteil befestigt.
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Zweckmäßig ist zwischen dem Verschlussteil und der übrigen Hochdruckpumpe, insbesondere dem Gehäuse, ein Verschlussdichtring angeordnet und/oder das Verschlussteil ist als eine Verschlussschraube ausgebildet. Mittels des Verschlussdichtrings ist das Verschlussteil bezüglich der übrigen Hochdruckpumpe abgedichtet.
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In einer weiteren Ausführungsform stützt der wenigstens eine Kolben mittelbar mittels wenigstens einer Laufrolle mit einer Rollen-Rollfläche auf einer Wellen-Rollfläche der Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken ab, so dass von dem wenigstens einen Kolben eine Translationsbewegung aufgrund einer Rotationsbewegung der Antriebswelle ausführbar ist.
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Insbesondere ist das Gleitlager mittels Kraftstoff, z. B. Benzin oder Diesel, geschmiert.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist eine Kontaktfläche zwischen der Rollen-Rollfläche und der Wellen-Rollfläche mittels Kraftstoff geschmiert.
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In einer weiteren Variante wird eine Exzenterwelle als eine Antriebswelle mit wenigstens einem Nocken betrachtet.
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Erfindungsgemäßes Hochdruckeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Hochdruckpumpe, ein Hochdruck-Rail, vorzugsweise eine Vorförderpumpe zum Fördern eines Kraftstoffes von einem Kraftstofftank zu der Hochdruckpumpe, wobei die Hochdruckpumpe als eine in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Hochdruckpumpe ausgebildet ist.
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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.
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Der von der Hochdruckpumpe erzeugbare Druck in dem Hochdruck-Rail liegt beispielsweise im Bereich von 1000 bis 3000 bar z. B. für Dieselmotoren oder zwischen 40 bar und 400 bar z. B. für Benzinmotoren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
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1 einen Querschnitt einer Hochdruckpumpe,
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2 einen Schnitt A-A gemäß 1 einer Laufrolle mit Rollenschuh und einer Antriebswelle,
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3 eine stark schematisierte Ansicht eines Hochdruckeinspritzsystems,
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4 ein Querschnitt eines Einlassventils in einem ersten Ausführungsbeispiel,
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5 einen Querschnitt des Ventilkolbenträgers des Einlassventils gemäß 4 mit einem elastischen Dichtelement in einem weiteren Ausführungsbeispiel,
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6 ein Querschnitt des Einlassventils in einem zweiten Ausführungsbeispiel und
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7 ein Detail des Einlassventils gemäß 6.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In 1 und 2 ist ein Querschnitt einer Hochdruckpumpe 1 für ein Hochdruckeinspritzsystem 36 dargestellt. Die Hochdruckpumpe 1 dient dazu, Kraftstoff, z. B. Benzin oder Diesel, zu einem Verbrennungsmotor 39 unter Hochdruck zu fördern. Der von der Hochdruckpumpe 1 erzeugbare Druck liegt beispielsweise in einem Bereich zwischen 1000 und 3000 bar.
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Die Hochdruckpumpe 1 weist eine Antriebswelle 2 mit zwei Nocken 3 auf, die um eine Rotationsachse 26 eine Rotationsbewegung ausführt. Die Rotationsachse 26 liegt in der Zeichenebene von 1 und steht senkrecht auf der Zeichenebene von 2. Ein Kolben 5 ist in einem Zylinder 6 gelagert, der von einem Gehäuse 8 gebildet ist. Ein Arbeitsraum 29 wird von dem Zylinder 6, dem Gehäuse 8 und dem Kolben 5 begrenzt. In den Arbeitsraum 29 mündet ein Einlasskanal 22 mit einem Einlassventil 19 und ein Auslasskanal 24 mit einem Auslassventil 20. Durch den Einlasskanal 22 strömt der Kraftstoff in den Arbeitsraum 29 ein und durch den Auslasskanal 24 strömt der Kraftstoff unter Hochdruck aus den Arbeitsraum 29 wieder aus. Das Einlassventil 19, z. B. ein Rückschlagventil, ist dahingehend ausgebildet, dass nur Kraftstoff in den Arbeitsraum 29 einströmen kann und das Auslassventil 20, z. B. ein Rückschlagventil, ist dahingehend ausgebildet, dass nur Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 29 ausströmen kann. Das Volumen des Arbeitsraumes 29 wird aufgrund einer oszillierenden Hubbewegung des Kolbens 5 verändert. Der Kolben 5 stützt sich mittelbar auf der Antriebswelle 2 ab. Am Ende des Kolbens 5 bzw. Pumpenkolbens 5 ist ein Rollenschuh 9 mit einer Laufrolle 10 befestigt. Die Laufrolle 10 kann dabei eine Rotationsbewegung ausführen, deren Rotationsachse 25 in der Zeichenebene gemäß 1 liegt und senkrecht auf der Zeichenebene von 2 steht. Die Antriebswelle 2 mit dem wenigstens einen Nocken 3 weist eine Wellen-Rollfläche 4 und die Laufrolle 10 eine Rollen-Rollfläche 11 auf.
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Die Rollen-Lauffläche 11 der Laufrolle 10 rollt sich an einer Kontaktfläche 12 der Wellen-Rollfläche 4 der Antriebswelle 2 mit den beiden Nocken 3 ab. Der Rollenschuh 9 ist in einer von dem Gehäuse 8 gebildeten Rollenschuhlagerung als Gleitlager gelagert. Eine Feder 27 bzw. Spiralfeder 27 als elastisches Element 28, die zwischen dem Gehäuse 8 und dem Rollenschuh 9 eingespannt ist, bringt auf den Rollenschuh 9 eine Druckkraft auf, so dass die Rollen-Rollfläche 11 der Laufrolle 10 in ständigen Kontakt mit der Wellen-Rollfläche 4 der Antriebswelle 2 steht. Der Rollenschuh 9 und der Kolben 5 führen damit gemeinsam eine oszillierende Hubbewegung aus.
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In 3 ist in stark schematisierter Darstellung das Hochdruckeinspritzsystem 36 für ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) abgebildet mit einem Hochdruck-Rail 30 oder einem Kraftstoffverteilerrohr 31. Von dem Hochdruck-Rail 30 wird der Kraftstoff mittels Ventilen (nicht dargestellt) in den Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors 39 eingespritzt. 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 werden 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 des 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 1 zugeleitete Menge an Kraftstoff, so dass in einer weiteren Ausgestaltung auf die Kraftstoffrücklaufleitung 34 verzichtet werden kann (nicht dargestellt).
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In 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Einlassventils 19 in einem Querschnitt dargestellt. Das Einlassventil 19 ist in einer Aussparung an dem Gehäuse 8, zum Beispiel als Zylinderkopf ausgebildet, angeordnet. Ein Ventilkolbenträger 14 bzw. eine Ventilplatte 14 weist eine Lagerbohrung 16 auf und an der Lagerbohrung 16 ist mittels einer Gleitlagerung ein Ventilkolben 15 gleitgelagert. Der Ventilkolben 15 ist ferner teilweise im unteren Bereich innerhalb eines Schließkanals 18 angeordnet und an dem Schließkanal 18 ist im Bereich des Endes des Schließkanals 18 an dem Ventilkolbenträger 14 ein Kolbenanschlag 57 angeordnet bzw. ausgebildet. In 4 ist eine Schließstellung des Einlassventils 19 dargestellt, das heißt ein unteres Ende des Ventilkolbens 15 liegt auf dem Kolbenanschlag 57 auf, sodass eine tulpenförmige Erweiterung des Ventilkolbens 15 am unteren Ende den Schließkanal 18 verschließt. Der Ventilkolbenträger 14 ist im Wesentlichen zylinder- bzw. scheibenförmig ausgebildet und weist eine Querbohrung in Richtung der Zeichenebene von 4 auf, sodass diese Querbohrung einen Trägerkanal 17 bildet. Der Schließkanal 18 mündet dabei in den Trägerkanal 17.
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Eine Ventilfeder 59 als elastisches Ventilelement 58 liegt an einem ersten Ende 55 der Ventilfeder 59 auf einem oberseitigen Ende des Ventilkolbenträgers 14 auf und ein zweites Ende 56 der Ventilfeder 59 liegt auf einem Federhalter 44 auf. Der Federhalter 44 ist dabei mit dem Ventilkolben 15 verbunden, sodass von der Ventilfeder 59 eine Zugkraft auf den Ventilkolben 15 aufgebracht wird. Dabei wirkt diese Zugkraft entgegen einer von dem Kraftstoff innerhalb des Arbeitsraums 59 auf den Ventilkolben 15 am unteren Ende aufgebrachten Kraft. Bei einem Unterdruck innerhalb des Arbeitsraums 29, das heißt bei einem Saughub des Kolbens 5, wird der Ventilkolben 15 entgegen der von der Ventilfeder 59 auf den Ventilkolben 15 aufgebrachten Kraft nach unten bewegt, sodass dadurch von dem Ventilkolben 15 der Schließkanal 18 nicht verschlossen ist. Die Ausnehmung an dem Gehäuse 8 ist dabei dahingehend ausgebildet, dass sich im radialen Endbereich des Ventilkolbenträgers 14 ein Ringraum 45 vorhanden ist und in den Ringraum 45 mündet der Einlasskanal 22. Die beiden Enden des Trägerkanals 17 münden ebenfalls in den Ringraum 45, sodass bei einem Saughub des Kolbens 5 der Kraftstoff durch den Einlasskanal 22 in den Ringraum 45 einströmt und durch die beiden Enden des Trägerkanals 17 der Kraftstoff nach innen in den Trägerkanal 17 einströmt und von dort zu dem Schließkanal 18 und durch den Schließkanal 18 in den Arbeitsraum 29, da der Schließkanal 18 unmittelbar in den Arbeitsraum 29 mündet.
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Der Ventilkolben 15 liegt an seinem unteren Ende an dem Gehäuse 8 bzw. Zylinderkopf 8 auf und an seinem oberen Ende auf einem Verschlussteil 38 als Verschlussschraube 54. Die Verschlussschraube 54 weist ein Außengewinde auf, welches in ein Innengewinde an dem Gehäuse 8 eingeschraubt ist. Das Innen- und Außengewinde ist dabei in 4 als ein Gewinde 43 dargestellt, welches somit ein Verbindungsmittel 42 zur Verbindung des Verschlussteils 38 mit dem Gehäuse 8 dient. Im oberen Endbereich der Verschlussschraube 54 ist in einer Ringnut an der Verschlussschraube 54 ein Verschlussdichtring 60 angeordnet. Dadurch kann kein Kraftstoff zwischen der Verschlussschraube 54 und dem Gehäuse 8 nach außen dringen. Der Ventilkolbenträger 14 ist somit zwischen der Verschlussschraube 54 und dem Gehäuse 8 eingeklemmt, sodass dadurch eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Ventilkolbenträger 14 und der Verschlussschraube 54 sowie dem Gehäuse 8 besteht. Die Verschlussschraube 54 weist eine Verschlussteilaussparung auf und in dieser ist als Federraum 46 ein Teil des Ventilkolbens 15, der Federhalter 44 und die Ventilfeder 59 angeordnet. Aufgrund der Hubbewegung des Ventilkolbens 15 verändert sich jedoch das Volumen des Federraums 46, sodass mittels mehrerer Verbindungskanäle 47 umlaufend an der Verschlussschraube 54 eine fluidleitende Verbindung zwischen dem Federraum 46 und dem Ringraum 45 besteht, um diese Volumenänderungen des Federraums 46 auszugleichen.
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Im oberen radialen Endbereich des Ventilkolbenträgers 14 ist mittels eines Presssitzes ein elastisches Dichtelement 40 als Dichtring 41 angeordnet. Der Dichtring 41 aus Gummi liegt an einem inneren radialen Ende 48 des elastischen Dichtelements 40 mittels des Presssitzes auf dem Ventilkolbenträger 14 auf und am äußeren radialen Ende 49 des elastischen Dichtelements 40 auf dem Gehäuse 8 auf, unterhalb des Gewindes 43. Bei der Montage der Hochdruckpumpe 1 wird zuerst der Ventilkolbenträger 14 mit dem Ventilkolben 15, der Ventilfeder 59 und dem Federhalter 44 sowie insbesondere mit dem Dichtring 41 in die Aussparung an dem Gehäuse 8 so weit eingeführt bzw. eingeschoben, bis das untere Ende des Ventilkolbenträgers 14 auf dem Gehäuse 8 aufliegt. Der Dichtring 41 ist dabei ausreichend verformbar, sodass dieser radial nach innen beim Einführen im Bereich des Gewindes 41 elastisch verformt werden kann und sich anschließend wieder elastisch rückverformt, sodass anschließend der Dichtring 41 vollständig umlaufend an dem Gehäuse 8 aufliegt. Anschließend wir die Verschlussschraube 54 mit dem Außengewinde so lange in das Innengewinde an dem Gehäuse 8 eingeschraubt, bis die Verschlussschraube 54 auf dem Ventilkolbenträger 14 aufliegt und dadurch der Ventilkolbenträger 14 an der Hochdruckpumpe 1 befestigt ist. Beim Einschrauben der Verschlussschraube 54 können sich jedoch kleine Partikel, zum Beispiel Späne oder Abriebe, von dem Gewinde 43 ablösen und nach unten fallen. Der Dichtring 41 verhindert dabei in vorteilhafter Weise, dass derartige kleine Partikel in den Ringraum 45 gelangen können und, so dass diese Partikel nicht zu dem Ventilkolben 15 gelangen können und dadurch ein Blockieren der Bewegung des Ventilkolbens 15 aufgrund derartiger kleiner Partikel im Wesentlichen ausgeschlossen ist.
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Der Dichtring 41 weist mehrere Aussparungen umlaufend auf, wobei in 4 nur eine dieser Aussparungen 50 aufgrund der Schnittbildung in 4 dargestellt ist. Diese Aussparungen 50 sind entsprechend korrespondierend zu dem Verbindungskanal 47 an der Verschlussschraube 54 ausgebildet, sodass zum Ausgleich der Volumenänderung innerhalb des Federraums 46 der Kraftstoff durch den Verbindungskanal 47 an der Verschlussschraube 54 als auch durch die Aussparung 50, ebenfalls als Verbindungskanal 47, auch durch den Dichtring 41 an der Aussparung 50 strömen kann zu dem Ringraum 45.
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In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des elastischen Dichtrings 41 dargestellt. Der Dichtring 41 weist zusätzlich einen Ringabschnitt 51 auf und ist mittels Spritzgießen mit dem Ventilkolbenträger 14 verbunden. Das heißt, dass der Dichtring 41 mit dem Ringabschnitt 51 an den Ventilkolbenträger 14 mittels Um- bzw. Anspritzen stoffschlüssig mit dem Ventilkolbenträger 14 verbunden wird. An dem Ringabschnitt 51 sind zwei Öffnungen 52 an den Enden des Trägerkanals 17 ausgebildet, damit der Kraftstoff von dem Ringraum 45 in den Trägerkanal 17 einströmen kann. Optional können dabei an den beiden Öffnungen 52 auch Siebe 53 vorhanden sein, um ein Eindringen von kleinsten Partikeln, welche bereits an dem Einlasskanal 22 in dem Kraftstoff vorhanden sind, zum Beispiel aus der Vorförderpumpe 35, in den Trägerkanal 17 zu verhindern und dadurch derartige Partikel nicht zu dem Ventilkolben 15 gelangen können.
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In 6 und 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Einlassventils 19 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 4 beschrieben. Der Dichtring 41 ist abweichend von dem Ausführungsbeispiel in 4 nicht an dem Ventilkolbenträger 14, sondern an der Verschlussschraube 54 befestigt. Bei der Montage der Hochdruckpumpe 1 wird in analoger Weise dem ersten Ausführungsbeispiel zuerst der Ventilkolbenträger 14 eingeführt und anschließend die Verschlussschraube 54 in das Gewinde 43 eingeschraubt. Dabei verhindert der Dichtring 41 an der Verschlussschraube 54, wobei der Dichtring 41 am unteren Ende der Verschlussschraube 54 angeordnet ist, dass kleinste Partikel von dem Gewinde 43 zu dem Ringraum 45 gelangen. Dadurch kann auch in diesem Ausführungsbeispiel in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass kleinste Partikel als Abrieb von dem Dichtring 41, zum Beispiel kleinste Späne von dem Gewinde 43, in den Ringraum 45 gelangen können und die Bewegung des Ventilkolbens 15 behindern oder blockieren könnten. Der Verbindungskanal 47 ist dabei in analoger Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel in der Verschlussschraube 54 ausgebildet, jedoch nicht an dem Dichtring 41. Die Verschlussschraube 54 liegt somit am unteren Ende auf dem Ventilkolbenträger 14 auf und es sind mehrere Verbindungskanäle 47 von dem Federraum 46 zu dem Ringraum 45 vorhanden, von denen in 6 und 7 nur ein Verbindungskanal 47 dargestellt ist.
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Insgesamt betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe 1 und dem erfindungsgemäßen Hochdruckeinspritzsystem 36 wesentliche Vorteile verbunden. Der Dichtring 41 verhindert, dass bei der Montage der Hochdruckpumpe 1 kleinste Partikel oder Späne von dem Gewinde 43 in den Zuströmbereich des Einlassventils 19 gelangen, das heißt insbesondere nicht in den Ringraum 45 gelangen. Dadurch kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass aufgrund derartiger kleinster Partikel von dem Gewinde 43 eine Bewegung des Ventilkolbens 15 behindert oder blockiert wird. Ein Behindern oder Blockieren des Ventilkolbens 15 würde zu einem Ausfall des Einlassventils 19 und damit auch zu einem Ausfall der Hochdruckpumpe 1 führen, sodass dadurch in vorteilhafter Weise mit einem geringen, technischen Aufwand auch ein Ausfall des Verbrennungsmotors 39 mit der Hochdruckpumpe 1 verhindert werden kann. Derartige kleinste Partikel stammen in der Praxis überwiegend aus diesem Gewinde 43, sodass mit dem Dichtring 41 das Ausfallrisiko des Einlassventils 19 wesentlich verringert werden kann. In einem nur sehr geringen Umfang treten derartige kleinste Partikel aus übrigen Bereichen der Hochdruckpumpe 1 bzw. des Hochdruckeinspritzsystems 36 auf, zum Beispiel von der Vorförderpumpe 35.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006045933 A1 [0004]
- DE 10356262 A1 [0005]
