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Die Erfindung betrifft eine Steckpumpe, insbesondere einer Kraftstoffeinspritzanlage, aufweisend eine Pumpenelementgruppe mit einem Pumpenzylinderkopf und einem angeformten sowie eine Zylinderbohrung aufweisenden Pumpenzylinder, wobei in der Zylinderbohrung ein mit einer Pumpenfeder zusammenwirkender Pumpenkolben translatorisch bewegbar ist, wobei ein Pumpenkolbenfuss des Pumpenkolbens mit einem Stößel zusammenwirkt, und wobei der Stößel mittels eines Verbindungselements mit der Pumpenelementgruppe verbunden ist.
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Stand der Technik
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Eine derartige Steckpumpe ist aus der
DE 10 2009 003 057 A1 bekannt. Diese Steckpumpe ist zur Verwendung bei einer Kraftstoffeinspritzanlage ausgelegt und weist eine Pumpenelementgruppe mit einem Pumpenzylinderkopf und einem angeformten Pumpenzylinder auf, wobei in einer Zylinderbohrung des Pumpenzylinders ein von einer Antriebswelle translatorisch bewegbarer Pumpenkolben auf und ab bewegbar ist. Dabei ist zwischen der Pumpenelementgruppe und der Antriebswelle ein als Rollenstößel ausgebildeter Stößel angeordnet, der mit einer Laufrolle auf der Antriebswelle abrollt und die Drehbewegung der Antriebswelle in die translatorische Bewegung des Pumpenkolbens umsetzt. Der Rollenstößel ist mit der Pumpenelementgruppe mittels eines Verbindungselements verbunden. Das Verbindungselement ist als eine eigenständige Hülse ausgebildet, die in eine Ringnut in dem Pumpenzylinder mit einer umlaufenden Befestigungsnase eingreift und die gegenüberliegend einen Bund aufweist, der einen außenliegenden Vorsprung des Rollenstößels hintergreift.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckpumpe bereitzustellen, die bei einfacher Ausgestaltung eine integrierte Transportsicherung für einen Stößel aufweist.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Verbindungselement einstückig mit dem Stößel ausgebildet ist. Dieser Ausgestaltung liegt zunächst einmal die Erkenntnis zugrunde, dass eine Steckpumpe im Wesentlichen aus einer Pumpenelementgruppe und einem Stößel als grundsätzlich eigenständige Bauteile gebildet ist. Diese Bauteile müssen nach ihrer Herstellung zu einem Brennkraftmaschinenhersteller transportiert werden und dort an einer Brennkraftmaschine verbaut werden. Dabei besteht die Gefahr, dass die Pumpenelementgruppe und der Stößel ungewollt voneinander getrennt werden und dadurch das Risiko für Ausschuss durch verlorengegangene oder beschädigte Teile besteht. Um dies zu vermeiden ist ein Verbindungselement zur Verbindung der Pumpenelementgruppe mit dem Stößel vorgesehen. Dadurch, dass dieses Verbindungselement einstückig mit dem Stößel ausgebildet ist, ist die Anzahl der bereitzustellenden und zu verbauenden Bauteile reduziert. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Verbindungselement einstückig mit dem Stößel auszubilden, da die zur Herstellung der Verbindung zielführende Ausgestaltung des Verbindungselements besonders mit der Ausgestaltung des Stößels harmonisiert. Dadurch ist der Herstellungsaufwand des entsprechenden Stößels zumindest unwesentlich geändert. Zusätzlich kann das Verbindungselement die Führung des Stößels bei dessen translatorischer Bewegung in der Zylinderbohrung verbessern. Dadurch ist ein möglicher Verschleiß der zueinander bewegten Bauteile verringert.
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In Weiterbildung der Erfindung ist das Verbindungselement eine Hülse. Eine Hülse ist ein konstruktiv einfach umsetzendes Element und problemlos zusammen mit dem Stößel herzustellen. Beispielsweise kann der eine Laufrolle aufnehmende Stößelkörper des Stößels als Gußteil gefertigt sein, wobei dann die Hülse durch eine entsprechende Modifizierung der Gussform hergestellt wird. Bei einer anschließenden Feinbearbeitung der Gleitfläche des Stößelkörpers kann die der Hülse im gleichen Bearbeitungsschritt mit bearbeitet werden. Die Hülse kann aber auch einen geringfügig kleineren Durchmesser als der Stößelkörper aufweisen, so dass kein Kontakt mit der Zylinderbohrung besteht. Bei dieser Ausgestaltung ist keine Feinbearbeitung der Hülse notwendig.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Verbindungselement in Form von mehreren Haltearmen ausgebildet. Bei dieser Ausgestaltung ist prinzipiell die Hülse zu den Haltearmen minimalisiert, wobei die Haltearme so ausgebildet und in Bezug zu dem Stößelkörper angeordnet sind, dass diese die vorgesehene Haltefunktion und gegebenenfalls die Führungsfunktion des Stößelkörpers gewährleisten. Die Ausgestaltung des Verbindungselements als Haltearme hat darüber hinaus den Vorteil einer Gewichtsreduzierung, wodurch die bewegten Massen minimalisiert sind.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Verbindungselement einen innenliegenden Bund auf, der einen an dem Zylinderkopf angeordneten Ringsteg hintergreift. Durch diese Ausgestaltung ist eine zuverlässige Festlegung des Stößels an der Pumpelementgruppe sichergestellt.
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In Weiterbildung der Erfindung liegt der Bund in einer Montagevorbereitungsstellung an dem Ringsteg an. Diese Anlage erfolgt nur in der Montagevorbereitungsstellung, die auch der Transportstellung entspricht. Dadurch ist während dieser Zustände eine definierte Zuordnung der genannten Bauteile zueinander auch unter Einbezug einer definierte Lageausrichtung sichergestellt. Nach der Montage der Steckpumpe mit dem Stößel an einer Brennkraftmaschine wird die Anlage des Bundes an dem Ringsteg aufgehoben und dadurch sichergestellt, dass die genannten Bauteile ohne einen Kontakt verschleißfrei zueinander bewegt werden können.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verbindungselement die Pumpenfeder. Dadurch ist die Pumpenfeder beispielsweise während des Transports vollständig gekapselt und der Pumpenfederraum vor dem Eindringen von Fremdkörpern, was beispielsweise auch Verpackungsrückstände sein können, geschützt.
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In Weiterbildung der Erfindung weist das Verbindungselement zumindest zwei Haltezapfen auf, die eine Federscheibe oder den Ringsteg hintergreifen. Bei dieser Ausgestaltung ist das Verbindungselement bezüglich seiner Baugröße in einer ersten Ausgestaltungsform minimalisiert, indem der Stößelkörper über die Haltezapfen des Verbindungselements mit der an dem Pumpenstößelfuss anliegenden Federscheibe zur Abstützung der Pumpenfeder zusammenwirkt. Diese Ausgestaltung kann aber in einer zweiten Ausgestaltungsform auch mit der Hülse oder den Haltearmen, die mit dem Ringsteg zusammenwirken, kombiniert sein.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die Federscheibe oder der Ringsteg zwei mit den Haltezapfen zusammenwirkende Ausnehmungen auf, wobei der Stößel gegenüber der Pumpenelementgruppe verdrehbar ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders einfache Montage, indem der Stößel zur Einführung der Haltezapfen in die Ausnehmungen ausgerichtet wird und nach dem Einführen der Stößel gegenüber der Pumpenelementgruppe verdreht wird.
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In Weiterbildung der Erfindung ist/sind der Bund und/oder Haltezapfen umformend hergestellt. Hierbei ist insbesondere der umlaufende Bund nach der Zusammenführung des Stößels mit der Pumpenelementgruppe durch ein entsprechendes Werkzeug umformend hergestellt.
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Weiter vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele näher beschrieben sind.
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Es zeigen:
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1 einen Längsschnitt durch einen Teilbereich einer Pumpenelementgruppe einer Steckpumpe und eines Stößels, der über ein Verbindungselement mit der Pumpenelementgruppe verbunden ist,
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1a, 1b, 1c Detailansichten zu 1,
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2 einen Längsschnitt durch einen Stößel und den damit zusammenwirkenden Bereich einer Pumpenelementgruppe in einer zweiten Ausführungsform eines Verbindungselements und
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2a einen Axialschnitt durch den Stößel gemäß 2.
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1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Steckpumpe auf, die als Teil einer Kraftstoffeinspritzanlage an einer Brennkraftmaschine verbaut ist. Die Kraftstoffeinspritzanlage weist einen Tank auf, aus dem bevorrateter Kraftstoff von einem Kraftstoffniederdrucksystem der Steckpumpe zugeführt wird, die den zugeführten Kraftstoff vorzugsweise in einen Hochdruckspeicher fördert. Aus dem Hochdruckspeicher wird der dort unter einem Druck von bis zu 3.000 bar gespeicherte Kraftstoff von Kraftstoffinjektoren zur Einspritzung in zugeordnete Brennräume der Brennkraftmaschine entnommen. Das so ausgebildete Kraftstoffeinspritzsystem ist ein Common-Rail-Einspritzsystem und beispielsweise zur Förderung von Dieselkraftstoff einer selbstzündenden Brennkraftmaschine ausgelegt.
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Die Steckpumpe weist eine Pumpenelementgruppe 1 und einen mit der Pumpenelementgruppe 1 zusammenwirkenden Stößel 2 auf, die über ein Verbindungselement miteinander verbunden sind. Die Pumpenelementgruppe 1 und der Stößel 2 sind zumindest teilweise in eine Gehäuseausnehmung 3 in einem Brennkraftmaschinengehäuse 4 der Brennkraftmaschine eingebaut, wobei der Stößel 2 im Wesentlichen eine Stößelkörper 25 und eine damit zusammenwirkende Laufrolle 5 aufweist, die auf der Lauffläche eines Nockens 6 einer Nockwelle 7, die in dem Brennkraftmaschinengehäuse 4 als Bestandteil der Brennkraftmaschine angeordnet ist, bei einer Drehbewegung der Nockenwelle 7 abrollt. Dadurch wird die Drehbewegung der Nockenwelle 7 in eine translatorische Auf- und Abbewegung eines Pumpenkolbens 8 als Bestandteil der Pumpenelementgruppe 1 umgesetzt. Der Pumpenkolben 8 fördert demzufolge den der Steckpumpe zugeführten Kraftstoff in den Hochdruckspeicher.
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Die Pumpenelementgruppe 1 weist als einen Pumpenzylinderkopf 9 auf, an den ein eine Zylinderbohrung 10 aufweisender Pumpenzylinder 11 angeformt ist. In dem Pumpenzylinder 11 ist der Pumpenkolben 8 geführt und wirkt mit einem in Verlängerung der Zylinderbohrung 10 in dem Pumpenzylinderkopf 9 angeordneten Pumpenarbeitsraum zusammen, der über ein Einlassventil mit dem Kraftstoffniederdrucksystem und über ein Auslassventil mit dem Hochdruckspeicher verbunden ist. Über das Einlassventil wird bei einer Abwärtsbewegung des Pumpenkolbens 8 eine definierte Kraftstoffmenge in den Pumpenarbeitsraum eingeführt, die bei einer anschließenden Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens 8 durch das Auslassventil in den Hochdruckspeicher gefördert wird.
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Der Pumpenkolben 8 weist einen Pumpenkolbenfuss 12 auf, auf dem sich eine Federscheibe 13 abstützt. Zwischen der Federscheiben 13 und einem in den Pumpenzylinder 11 eingelassenen Anlageflansch 14 ist eine Pumpenfeder 15 angeordnet, die im montierten Zustand der Steckpumpe die Laufrolle 5 des Stößel 2 gegen die Lauffläche des Nockens 6 der Nockenwelle 7 drückt. Der Pumpenkolben 8 ist über eine Dichtung 16 gegenüber der Zylinderbohrung 10 abgedichtet, so dass kein Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum entlang der Zylinderbohrung 10 in einen die Pumpenfeder 15 aufnehmenden Pumpenfederraum 17 gelangt. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass durch den Einbau der Steckpumpe in einer Ausnehmung 3 der Brennkraftmaschine der Stößelkörper 2 und auch der Pumpenfederraum 17 von dem Schmiermittel der Brennkraftmaschine, das im Allgemeinen Schmieröl ist, beaufschlagt und insbesondere geschmiert sind. Die Laufrolle 5 ist über einen Lagerkörper 18 und einen Lagerbolzen 19 drehbar an dem Stößelkörper 25 festgelegt.
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Gegenüberliegend zu der Laufrolle 5 weist der Stößelkörper 2 eine als Hülse 20 ausgebildete Verbindungseinrichtung auf, die den Stößel 2 mit der Pumpenelementgruppe 1 zur Bildung einer Baueinheit verbindet. Hierzu weist die Hülse 20 einen innenliegenden Bund 21 auf, die einen an dem Pumpenzylinderkopf 9 beziehungsweise dem Pumpenzylinder 11 angeordneten Ringsteg 22 hintergreift. Der Bund 21 wird bei der Herstellung der Steckpumpe durch eine mechanische Umformung des oberen Bereichs der Hülse hergestellt.
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Diese Ausgestaltung stellt sicher, dass die Pumpenelementgruppe 1 und der Stößel 2 eine Baueinheit bilden, die problemlos transportiert und an der Brennkraftmaschine montiert werden kann. In dem Ausführungsbeispiel ist die Hülse 20 mit einem geringeren Außendurchmesser als der Stößelkörper 25 ausgebildet, so dass die Hülse 20 keine Gleitfläche zur der Ausnehmung 3 bildet. Es ist aber im Rahmen der Erfindung auch möglich, die Hülse 20 mit dem Außendurchmesser des Stößelkörpers 25 zu fertigen, so dass die Hülse 20 eine zusätzliche Führung des Stößelkörpers 25 in der Ausnehmung 3 sicherstellt.
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Die Detailansichten 1a, 1b, 1c zeigen Positionen, die die Hülse 20 mit dem Bund 21 gegenüber dem Ringsteg 22 während eines oberen Totpunkts des Pumpenkolbens 8 im Einbauzustand der Steckpumpe in der Gehäuseausnehmung 3 (1a) und des unteren Totpunktes des Pumpenkolbens 8 (1b) einnimmt. Dabei ist sichergestellt, dass bei dem auftretenden maximalen Hub des Stößels 2 die Hülse 20 beziehungsweise deren Bund 21 keinen Kontakt mit dem Ringsteg 22 beziehungsweise dem Pumpenzylinderkopf 9 hat. Dagegen stützt sich in einer Montagevorbereitungsstellung, die einer Transportstellung entspricht, der Bund 21 der Hülse 20 auf den Ringsteg 22 des Pumpenzylinderkopfs 9 beziehungsweise des Pumpenzylinders 11 ab (1c).
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 weist das Verbindungselement zumindest zwei Haltezapfen 23 auf, die die Federscheibe 13 hintergreifen. Die Haltezapfen 23 sind bevorzugt in dem unteren Bereich der Hülse 20 umformend eingearbeitet. Zur einfachen Montage sind ausweislich der 2a in die Federscheibe 13 zwei Ausnehmungen 24 eingelassen, durch die die Haltezapfen 23 durchführbar sind. Bei einer anschließenden Verdrehung des Stößels 2 gegenüber der Federscheibe 13 und somit der Pumpenelementgruppe 1 wird der Stößel 2 nach Art eines Bajonettverschlusses mit der Pumpenelementgruppe 1 verbunden. Auch bei dieser Ausführungsform ist es so, dass die Haltezapfen 23 nur bei einer Montagevorbereitungsstellung auf der Federscheibe 13 aufliegen, während diese nach der erfolgten Montage der Steckpumpe an der Brennkraftmaschine nicht miteinander in Kontakt sind.
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Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 die Hülse 20 zu minimieren und die Haltezapfen 23 direkt an den Stößelkörper 25 gegebenenfalls über kurze Haltearme anzuformen. Weiterhin ist es möglich, bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 anstelle des Bundes 21 zur Hintergreifung des Ringsteges 22 an die Hülse 20 Haltezapfen 23 anzuformen, die durch Ausnehmungen 24 in dem Ringsteg 22 hindurchgeführt werden können, wobei anschließend der Stößel 2 wie beschrieben verdreht wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009003057 A1 [0002]
