-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere Kraftstoffpumpe einer Brennkraftmaschine, aufweisend einen Pumpenzylinder und einen in dem Pumpenzylinder unter Bildung eines Pumpenarbeitsraums translatorisch auf und ab bewegbaren Pumpenstößel, wobei der Pumpenstößel gegenüber dem Pumpenzylinder auf einer dem Pumpenarbeitsraum gegenüberliegenden Antriebsseite mittels einer Dichtung abgedichtet ist.
-
Stand der Technik
-
Eine derartige, als Kraftstoffpumpe ausgebildete Pumpe, ist aus der
DE 10 2010 043 570 A1 bekannt. Diese Pumpe ist zur Förderung von Kraftstoff beispielsweise in einen Hochdruckspeicher ausgelegt, aus dem der dort gespeicherte Kraftstoff zur Einspritzung in zugeordnete Brennräume einer Brennkraftmaschine von Kraftstoffinjektoren entnommen wird. Die Kraftstoffpumpe weist einen konventionellen Aufbau auf, bei dem ein Pumpenstößel in einem Pumpenzylinder translatorisch auf und ab bewegbar ist. Im Bereich einer Antriebsseite des Pumpenstößels ist dieser gegenüber dem Pumpenzylinder mittels einer Dichtung abgedichtet. Diese Dichtung weist einen mehrteiligen Aufbau auf und setzt sich unter anderem aus einem Innenring und einem Außenring zusammen. Insgesamt ist der Aufbau dieser Dichtung aufwändig und auch die Befestigung an dem Pumpenzylinder ist kompliziert, so dass unter Anderem die Montage mit einem relativ hohen Arbeitsaufwand verbunden ist. Weiterhin ist es so, dass Leckagekraftstoff, der entlang des Pumpenstößels von dem Pumpenarbeitsraum zu der Dichtung gelangt, einen kontinuierlich anwachsenden Druck auf die Dichtung ausübt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Pumpe bereitzustellen, bei der die Abdichtung eines Pumpenstößels gegenüber einem Pumpenzylinder bei einem geringen Aufwand gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Vorteile der Erfindung
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass oberhalb der Dichtung, dem Pumpenarbeitsraum zugewandt, ein Leckageraum angeordnet ist, der über eine Leckageleitung mit einer Saugseite einer Niederdruckpumpe verbunden ist. Durch diese Ausgestaltung wird Leckagefluid, dass entlang des Pumpenstößels in den oberhalb der Dichtung angeordneten Leckageraum gelangt, zuverlässig abgeführt, so dass kein unzulässig hoher Druck auf die Dichtung ausgeübt werden kann. Ein unzulässig hoher Druck könnte die Dichtung auf Dauer zerstören und zudem eine unerwünschte Erwärmung der Pumpe verursachen. Die Zuführung des Leckagefluids zu der Saugseite einer Niederdruckpumpe erzeugt in dem Leckageraum einen geringen Unterdruck, der eine stetige und zuverlässige Abführung des Leckagefluids aus dem Leckageraum gewährleistet. Zudem kann bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung ein geringer Leckagemengenfluss zu dem Leckageraum hin erwünscht sein, um einen kontinuierlichen Wärmeaustrag aus den Leckageraum sicherzustellen. Das Fluid kann in einer allgemeinen Ausführung der Erfindung ein beliebiges von der Pumpe zu förderndes Fluid sein. Bevorzugt ist das Fluid aber Kraftstoff, der von der dann als Kraftstoffpumpe ausgebildeten Pumpe in einen Hochdruckspeicher gefördert wird. Aus diesem Hochdruckspeicher wird der dort unter einem hohen Druck gespeicherte Kraftstoff von einzelnen Kraftstoffinjektoren zur Einspritzung in zugeordnete Brennräume der Brennkraftmaschine entnommen. Die Brennkraftmaschine kann eine selbstzündende mit Dieselkraftstoff betriebene Brennkraftmaschine oder aber auch eine fremdgezündete mit Benzin betriebene Brennkraftmaschine sein.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist die Niederdruckpumpe Teil eines Niederdrucksystems der Pumpe. In einer allgemeinen Ausführung könnte die Niederdruckpumpe auch eine eigenständige Pumpe sein, die den Leckagekraftstoff beispielsweise zurück in einen Tank fördert. Dadurch, dass die Niederdruckpumpe aber Teil eines Niederdrucksystems ist, kann auf bereits vorhandene Bauteile zurückgegriffen werden, die durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine zusätzliche Nutzung erfahren. Das Niederdrucksystem ist Teil des gesamten Einspritzsystems, insbesondere Kraftstoffeinspritzsystem, und fördert das Fluid, insbesondere den Kraftstoff, aus einem Tank gegebenenfalls über einen oder mehrere Filter zu der Hochdruckpumpe beziehungsweise dem Pumpenarbeitsraum der Hochdruckpumpe.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Förderseite der Niederdruckpumpe mit dem Pumpenarbeitsraum über eine Niederdruckförderleitung direkt oder indirekt verbunden. In diesem Bereich braucht keine Änderung eines bestehenden Systems vorgenommen zu werden. Die Leckageleitung kann problemlos in den Pumpenzylinder beispielsweise in Form von einer oder mehrerer miteinander korrespondierender Bohrungen eingelassen sein. Die Verbindung zu der Niederdruckpumpe wird durch eine Verbindungsleitung mit der in den Pumpenzylinder eingelassenen Bohrung hergestellt, wobei an diese Verbindung in Folge des geringen herrschenden Drucks keine großen Anforderungen gestellt sind.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist die Niederdruckpumpe eine mechanisch angetriebene Niederdruckpumpe. Eine solche mechanisch angetriebene Niederdruckpumpe ist beispielsweise als Zahnradpumpe ausgebildet und wird vorzugsweise mit einer synchronen Antriebsdrehzahl zu der Brennkraftmaschine angetrieben.
-
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Niederdruckpumpe eine elektrisch angetriebene Niederdruckpumpe. Diese elektrisch betriebene Niederdruckpumpe bietet den Vorteil, dass deren Antriebsdrehzahl relativ einfach einstellbar ist. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die elektrisch angetriebene Niederdruckpumpe bezüglich ihrer Förderleistung problemlos einstellbar ist, so dass ohne weitere Steuerungselemente die dem Pumpenarbeitsraum zuzuführende Fluidmenge einstellbar ist. Dadurch wird erreicht, dass dem Pumpenarbeitsraum eine Fluidmenge zugeführt wird, die an die in den Hochdruckspeicher nachzufördernde Fluidmenge angepasst ist.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Niederdruckförderleitung eine Zumesseinheit und wiederum in weiterer Ausgestaltung ein Saugventil auf. Das Saugventil und die Zumesseinheit können direkt in den Pumpenzylinder oder in den Pumpenzylinderkopf der Pumpe eingebaut sein. Das Saugventil verhindert, dass in den Pumpenarbeitsraum eingebrachter Kraftstoff zurück in die Niederdruckförderleitung entweichen kann. Die Zumesseinheit bestimmt insbesondere für den Fall, dass die Niederdruckpumpe eine mechanisch angetriebene Niederdruckpumpe ist, die dem Pumpenarbeitsraum zuzuführende Kraftstoffmenge. Das Saugventil kann auch als elektrisch betätigtes Saugventil ausgebildet sein und bei einer solchen Ausgestaltung kann auf eine separate Zumesseinheit verzichtet werden, indem nämlich das Saugventil für eine Fluidzumessung in dem Pumpenarbeitsraum angesteuert wird.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist in die Leckageleitung von dem Leckageraum zu der Saugseite der Niederdruckpumpe eine Druckpulsationsdämpfungseinrichtung eingesetzt. Diese Druckpulsationsdämpfungseinrichtung gewährleistet, dass von der Niederdruckpumpe ausgehende Druckpulsationen sich nicht bis in den Leckageraum fortsetzen können. Die Druckpulsationsdämpfungseinrichtung kann beliebig, beispielsweise als ein Rückschlagventil ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Druckpulsationsdämpfungsvorrichtung aber eine Drossel, deren Drosselquerschnitt auf das entsprechende System abgestimmt ist. Da diese Abstimmung nur einmalig erfolgen muss, kann die Drossel als Konstantdrossel ausgebildet sein.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in der Figur dargestelltes Ausführungsbeispiel näher beschrieben ist.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnung
-
Es zeigt:
-
1 ein Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Pumpe mit einer schematisch dargestellten Anbindung einer Leckageleitung mit einer Saugseite einer Niederdruckpumpe.
-
Ausführungsform der Erfindung
-
Die in 1 dargestellte Pumpe 1 ist insbesondere eine Kraftstoffpumpe, ganz bevorzugt eine Kraftstoffhochdruckpumpe, die insbesondere in Common-Rail-Einspritzsystemen Verwendung findet. Der Pumpe 1 wird aus einem nachfolgend noch erläuterten Kraftstoffniederdrucksystem Kraftstoff zugeführt, der von der Pumpe 1 in einem Hochdruckspeicher gefördert wird. Aus dem Hochdruckspeicher (Rail) wird der dort gespeicherte Kraftstoff, beispielsweise Dieselkraftstoff, zur Einspritzung in zugeordnete Brennräume einer Brennkraftmaschine, beispielsweise einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, von entsprechenden Kraftstoffinjektoren entnommen. Die Pumpe 1 kann aber auch bei einer fremdgezündeten mit Benzin betriebenen Brennkraftmaschine verbaut sein.
-
Die Pumpe 1 weist einen einstückig mit einem Pumpenzylinderkopf 2 ausgebildeten Pumpenzylinder 3 auf, der in ein Gehäuse 4, beispielsweise ein Kurbelgehäuse oder ein Räderkastengehäuse der Brennkraftmaschine eingebaut ist. Das Gehäuse 4 kann aber auch ein eigenständiges Gehäuse 4 für die Pumpe 1 sein, das an der Brennkraftmaschine angebaut wird.
-
In den Pumpenzylinder 3 ist ein Pumpenstößel 5 eingesetzt, der sich mit einem Pumpenstößelfuss 6 auf einem Rollenstößel 7 abstützt. Dabei drückt eine vorgespannte Stößelfeder 8, die sich an einem pumpenzylinderkopfseitigen Absatz in den Pumpenzylinder 3 abstützt, gegenüberliegend eine Scheibe 9, die auf dem Pumpenstößelfuss 6 aufliegt, fest gegen den Rollenstößel 7. Der Rollenstößel 7 weist eine mittels eines Bolzens 10 an diesen unter Einfügung eines Lagers 11 befestigte Laufrolle 12 auf, die auf einem nicht dargestellten Nocken einer Nockenwelle abrollt. Die Nockenwelle ist bevorzugt Bestandteil der Brennkraftmaschine und kann beispielsweise eine um einen Nocken erweiterte Gaswechselnockenwelle sein. Bei einer Drehbewegung der Nockenwelle wird der Rollenstößel 7 und damit der Pumpenstößel 5 in dem Pumpenzylinder 3 translatorisch auf und ab bewegt. Der Pumpenstößel 5 wirkt dabei mit einem in dem Pumpenzylinderkopf 2 angeordneten Pumpenarbeitsraum 13 zusammen, in den über ein Saugventil 14, das beispielsweise als ein elektromagnetisch betätigtes Einlassventil ausgebildet sein kann, durch eine Niederdruckleitung 15 zugeführter Kraftstoff gesteuert eingelassen wird. Der so in den Pumpenarbeitsraum 13 eingebrachte Kraftstoff wird bei einer Aufwärtsbewegung des Pumpenstößels 5 verdichtet und über einen seitlichen Hochdruckanschluss 16 mit einem eingesetzten Rückschlagventil 17 in eine nicht dargestellte Hochdruckleitung gefördert, die mit dem Hochdruckspeicher verbunden ist.
-
Der Pumpenstößel 5 ist gegenüber dem Pumpenzylinder 3 mittels einer oberhalb des Pumpenstößelfusses 6 angeordneten Dichtung 18 gegenüber dem Pumpenzylinder 3 abgedichtet. Diese Abdichtung stellt sicher, dass entlang des Pumpenstößels 5 in Richtung des Pumpenstößelfusses 6 gelangender Leckagekraftstoff von den ölgeschmierten Komponenten der Pumpe 1 und der Brennkraftmaschine ferngehalten wird. Die Dichtung 18 ist in eine Dichtungsausnehmung 19, die in den Pumpenzylinder 3 eingelassen ist, eingesetzt. Die Dichtungsausnehmung 19 weist oberhalb der Dichtung 18 einen Leckageraum 20 auf, der Bestandteil der Dichtungsausnehmung 19 ist. Der Leckageraum 20 ist mit einer Leckageleitung 21 verbunden, die stirnseitig in den Leckageraum 20 einmündet und als Bohrung in den Pumpenzylinder 3 eingelassen ist. Die Dichtung 18 ist als einteilige Elastomer-Dichtung ausgebildet und kann mittels eines beispielsweise aus Kunststoff oder Metall gefertigten Fixierelement 22 festgehalten sein. Das Fixierelement 22 ist beispielsweise als ein geschlossener und einen umlaufenden Halteabsatz aufweisender Ring ausgebildet. Der Ring kann eine umlaufende Besfestigungsnase aufweisen, die in eine umlaufende Ringnut an einem Befestigungsabsatz in dem Pumpenzylinder eingreift. Der umlaufende Halteabsatz greift unter die Dichtung 18 und stellt sicher, dass diese fest in der Dichtungsausnehmung 19 gehalten ist. Die Dichtung 18 kann aber auch ohne das Fixierelement 20 in die Dichtungsausnehmung 19 eingesetzt sein, wenn sichergestellt ist, dass diese Dichtung 18 im laufenden Betrieb der Pumpe 1 nicht aus der Dichtungsausnehmung 19 herauswandern kann.
-
Die Leckageleitung 21 ist bevorzugt unterhalb des Anschlusses für die Niederdruckleitung 15 aus dem Pumpenzylinder herausgeführt und als Leckageleitung 21a mit der Saugseite 23 einer Niederdruckpumpe 24 verbunden. Die Saugseite 23 der Niederdruckpumpe 24 ist über eine weiterführende Leitung 25 mit einem Tank 26 verbunden, in dem Kraftstoff bevorratet wird. In die zu der Saugseite 23 der Niederdruckpumpe 24 führenden Leckageleitung 21a ist eine Drossel 27 eingesetzt, die verhindert, dass Druckpulsationen von der Niederdruckpumpe 24 sich bis zu dem Leckageraum 20 fortsetzen. Die Förderseite 28 der Niederdruckpumpe 24 ist in geeigneter Weise mit der Niederdruckleitung 15 der Pumpe 1 verbunden.
-
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 102010043570 A1 [0002]
