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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpe zur Förderung eines Fluids mit einem Gehäuse, einer im Gehäuse drehbar gelagerten exzentrischen Antriebswelle, einer sich senkrecht zur Achse der Antriebswelle erstreckenden Bohrung im Gehäuse, einer in der Bohrung angeordneten durch die Antriebswelle bewegbaren Kolbeneinheit und einem mit einer Fluidzuleitung und einer Fluidableitung verbundenen, von der Kolbeneinheit beaufschlagten Fluidraum, wobei in der Bohrung eine Buchse zur gleitenden Lagerung der Kolbeneinheit angeordnet ist.
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Eine derartige Pumpe findet insbesondere als Einspritzpumpe in Kraftstoffeinspritzsystemen von Verbrennungskraftmaschinen Verwendung. Derartige Systeme weisen beispielsweise einen Hochdruckspeicher auf, aus dem die einzelnen Kraftstoffeinspritzventile gespeist werden. Die Pumpen, die den Hochdruckspeicher beliefern, sollen den notwendigen Volumenstrom und den erforderlichen Fluiddruck präzise bereitstellen können.
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Aus der
DE 10 2008 018 018 A1 ist eine entsprechende Pumpe zur Förderung eines Fluides bekannt, die als Radialkolbenpumpe oder als Rollenstößelpumpe ausgebildet sein kann. Dabei wird durch die Drehbewegung einer exzentrischen Antriebswelle ein Pumpenkolben bewegt, mit dem das in einem Fluidraum befindliche Fluid unter Druck gesetzt wird. Der Pumpenkolben führt hierbei eine Gleitbewegung in einer im Pumpengehäuse angeordneten Bohrung durch, welche sich senkrecht zur Achse der Antriebswelle erstreckt.
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Ferner ist eine Pumpe zur Förderung eines Fluids bekannt, die die Merkmale des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 umfasst. Bei dieser bekannten Pumpe (interner Stand der Technik) ist in der die Kolbeneinheit aufnehmenden Bohrung eine Buchse zur gleitenden Lagerung der Kolbeneinheit angeordnet. Durch die Anordnung dieser Buchse sollen die Gleiteigenschaften der Kolbeneinheit in der Bohrung verbessert werden. Darüber hinaus werden die aus der Antriebsverbindung zwischen der Antriebswelle und der Kolbeneinheit resultierenden Querkräfte von dieser Buchse aufgenommen, um die entsprechenden Abschnitte des Pumpengehäuses vor Verschleiß zu schützen. Die entsprechende Querkrafteinleitung erfolgt daher bei dieser Ausführungsform über die in die Bohrung zur Aufnahme der Kolbeneinheit eingepresste Buchse.
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Wenn hier von einer in einer Bohrung angeordneten und durch eine Antriebswelle bewegbaren Kolbeneinheit und von einer Buchse zur gleitenden Lagerung der Kolbeneinheit die Rede ist, so soll dies im weitesten Sinne alle möglichen Antriebsverbindungen zwischen der exzentrischen Antriebswelle und einem Kolben abdecken. Beispielsweise kann dabei bei einer Radialkolbenpumpe der von der exzentrischen Welle bzw. einem entsprechenden Nocken angetriebene Kolben selbst eine Gleitbewegung in der vorgesehenen Buchse durchführen. Bei einem Rollenstößelantrieb, bei dem eine exzentrische Antriebswelle über eine Rolle und einen diese haltenden Rollenschuh auf einen Stößel einwirkt, kann beispielsweise der Stößel eine Gleitbewebung innerhalb der Buchse ausführen. Mit dem Begriff „Kolbeneinheit“ sollen daher auch zwischen Antriebswelle und Kolben angeordnete Zwischenelemente (Rolle, Rollenschuh etc.) abgedeckt werden.
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Bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform einer Pumpe des Standes der Technik ist die Buchse in einen unteren Abschnitt der Bohrung eingepresst, der einen geringeren Durchmesser als der obere Abschnitt der Bohrung, der Zylinder und Kolbenfeder aufnimmt, aufweist. Mit eingesetzter Buchse erweitert sich daher die Bohrung nach oben hin zum von der Antriebswelle abgewendeten Ende. Bei dieser Ausführungsform wird die Buchse von oben, d. h. vom von der Antriebswelle der Bohrung abgewendeten Ende (Zylinderende), in die Bohrung eingepresst.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe der eingangs beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, die sich bei einem guten Schutz der entsprechenden Gehäuseteile gegenüber den durch den Kolbenantrieb erzeugten Querkräften besonders einfach zusammenbauen lässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Pumpe der angegebenen Art dadurch gelöst, dass die Bohrung benachbart zur Welle einen ersten Abschnitt mit großem Durchmesser und daran anschließend über eine Stufe einen zweiten Abschnitt mit kleinem Durchmesser aufweist und dass die Buchse innerhalb des Abschnitts mit großem Durchmesser in Anlage an der Stufe angeordnet ist.
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Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Pumpe wird die Buchse von unten, d. h. von der Seite der Antriebswelle aus, in die Bohrung eingesetzt. Die Bohrung weist hierfür einen Abschnitt mit großem Durchmesser auf, der zur Aufnahme der Buchse bestimmt ist. Die im Pumpengehäuse vorgesehene Bohrung zur Aufnahme der Kolbeneinheit beginnt daher ausgehend von der Mittelachse der Antriebswelle radial nach außen mit einem größeren Durchmesser und ist dann auf einen kleineren Durchmesser abgestuft. Die vorgesehene Buchse schützt die entsprechenden Teile des Pumpengehäuses vor den aufgebrachten Querkräften und nimmt das entsprechende Teil der Kolbeneinheit zur Durchführung einer Gleitbewegung desselben auf.
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Vorzugsweise ist die Buchse in den ersten Abschnitt mit großem Durchmesser eingepresst. Dabei wird die Buchse von unten, d. h. von der Seite der Antriebswelle aus, in die erweiterte Bohrung eingeführt, bis sie gegen die vorgesehene Stufe stößt.
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Die hier beschriebene Pumpe besitzt insbesondere einen die exzentrische Welle lagernden und mit dem Gehäuse fixierten Flansch, dessen im Gehäuse zur Aufnahme des Flansches vorgesehene Ausnehmung einen Einbau der Buchse ermöglicht. Bei offener Flanschausnehmung kann daher die Buchse seitlich in den für die Antriebswelle vorgesehenen Raum des Pumpengehäuses eingeführt und dann in die Aufnahmebohrung eingesetzt werden.
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Bei einer anderen Ausführungsform ist im Gehäuse der Pumpe eine zusätzliche Bohrung vorgesehen, die einen Einbau der Buchse ermöglicht. Diese zusätzliche Bohrung erstreckt sich dabei vorzugsweise senkrecht zur Wellenachse gegenüber der Bohrung zur Aufnahme der Kolbeneinheit bzw. Buchse. Zum Einbau der Buchse wird dabei bei dieser Ausführungsform die Buchse durch die zusätzliche Bohrung in die Aufnahmebohrung eingeführt.
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Die hier beschriebene Pumpe kann beispielsweise als Radialkolbenpumpe ausgebildet sein. Dabei bewegt ein Nocken einer exzentrischen Antriebswelle die Kolbeneinheit, die das in einem Fluidraum befindliche Fluid mit Druck beaufschlagt. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Pumpe als Rollenstößelpumpe ausgebildet, bei der eine exzentrische Antriebswelle über eine zwischengeschaltete Rolle, die von einem Rollenschuh gehalten wird, einen Kolben bzw. Stößel betätigt, der die entsprechende Druckbeaufschlagung bewirkt. Wie bereits erwähnt, dient hierbei die in der Bohrung vorgesehene Buchse zur Lagerung eines Teiles an der Schnittstelle zwischen Antriebswelle und Kolben, beispielsweise des Kolbens oder Stößels selbst, und verhindert einen zu raschen Verschleiß des entsprechenden Gehäuseabschnitts durch die auftretenden Querkräfte.
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Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Pumpe handelt es sich vorzugsweise um eine Einspritzpumpe eines Kraftfahrzeuges.
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Erfindungsgemäß wird eine platzsparende Einbaumöglichkeit der Buchse unter Nutzung einer im Wesentlichen identischen Einbaubohrung wie beim Stand der Technik erreicht. Es wird eine kostengünstige Lösung ohne zusätzliche Bauteile oder komplexe Geometrien verwirklicht. Das wesentliche Design des Pumpengehäuses kann hierbei als einheitlicher Standard weiterbenutzt werden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Zusammenbau der vorstehend beschriebenen Pumpe. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse von der Seite der Antriebswelle in den ersten erweiterten Abschnitt der Bohrung eingeführt und in diesem Abschnitt in Anlage an der Stufe fixiert wird.
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Bei diesem Verfahren erfolgt daher der Einbau der Buchse von unten, d. h. von der Seite der Antriebswelle aus. Die Montagerichtung ist daher aus dem Innenraum des Pumpengehäuses heraus.
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Bei einer speziellen Ausführungsform wird die Buchse hierbei innerhalb des Gehäuses vororientiert und danach mittels Zugankern radial nach außen in die Bohrung gezogen. Dabei wird die Buchse vorzugsweise über die erwähnte offene Flanschausnehmung in das Gehäuse eingeführt.
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Bei einer anderen Ausführungsform wird die Buchse über eine zusätzliche Bohrung in die Aufnahmebohrung eingeführt. Diese zusätzliche Bohrung wird dabei vorzugsweise in Verlängerung der Aufnahmebohrung für die Buchse auf der gegenüberliegenden Seite der Antriebswelle vorgesehen.
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Die Buchse wird vorzugsweise in den ersten Bohrungsabschnitt eingepresst, bis sie in Anlage mit der Stufe tritt.
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Nach dem Einsetzen bzw. Einpressen der Buchse besitzt diese vorzugesweise etwa den gleichen Innendurchmesser wie der zweite Bohrungsabschnitt, so dass zwischen Buchse und dem zweiten Bohrungsabschnitt im Wesentlichen keine Stufe mehr verbleibt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:
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1 einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Fluidpumpe; und
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2 einen Vertikalschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Fluidpumpe.
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Bei der in den Figuren dargestellten Fluidpumpe handelt es sich um eine Rollenstößelpumpe, die als Einspritzpumpe bei Kraftfahrzeugen Verwendung findet. Derartige Pumpen sind bekannt. Diejenigen Teile der Pumpe, die für die Erfindung keine wesentliche Rolle spielen, werden daher im nachfolgenden Text nicht mehr im Einzelnen erläutert.
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Die dargestellte Pumpe besitzt ein Pumpengehäuse 1 mit einer in der Figur waagerecht verlaufenden Aufnahmebohrung für eine exzentrische Antriebswelle 4. Das Pumpengehäuse 1 weist einen seitlichen Flansch 2 auf, der vom Gehäuse demontierbar ist, um den Einbau der Antriebswelle 4 zu ermöglichen.
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Senkrecht zu der die Antriebswelle 4 aufnehmenden Gehäusebohrung erstreckt sich eine Bohrung 3, in die sich ein Zylinder 5 und eine Kolbeneinheit erstrecken. Im Zylinder 5 ist ein Fluidraum ausgebildet, der eine Zuleitung und eine Ableitung für ein unter Druck zu setzendes Fluid, hier Dieselkraftstoff, aufweist. Die Zu- und Ableitung sind über geeignete Ventileinrichtung öffenbar und schließbar. Eine Kolbenfeder 6 erstreckt sich um den in die Bohrung 3 hineinragenden Teil des Zylinders 5 und drückt einen entsprechenden Kolben bzw. Stößel 12 nach unten. Durch eine Drehung der Antriebswelle 4 wird der Kolben oder Stößel 12 über eine Rolle 7 und einen Rollenschuh 8 in der Figur aufwärts bewegt, wodurch das in dem Fluidraum befindliche Fluid unter Druck gesetzt wird. Die Kolbenfeder 6 drückt den Kolben oder Stößel 12 nach unten. Diese Funktionsweise einer Rollenstößelpumpe ist bekannt.
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Um einen zu raschen Verschleiß des an der Schnittstelle zwischen Antriebswelle, Rolle 7, Rollenschuh 8 und Stößel 12 befindlichen Gehäuseteiles zu verhindern, ist in die Bohrung 3 an der entsprechenden Stelle eine Buchse 9 eingepresst. Hierzu ist die Bohrung 3 so ausgebildet, dass sie einen unteren Abschnitt benachbart zur Antriebswelle 4 mit großem Durchmesser aufweist, der über eine Stufe 10 in einen oberen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser übergeht. Die Buchse 9 ist in den unteren Abschnitt der Bohrung mit größerem Durchmesser eingepresst, so dass sie gegen die Stufe 10 stößt. Der obere Abschnitt der Bohrung 3 und die eingepresste Buchse 9 besitzen dann einen im Wesentlichen gleichen Innendurchmesser.
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Der Einbau der Lagerbuchse 9 erfolgt bei dieser Ausführungsform von unten, also aus dem Innenraum des Pumpengehäuses heraus. Die Buchse 9 wird hierbei zunächst bei entferntem seitlichen Flansch 2 über die offene Flanschausnehmung im Gehäuse vororientiert und danach mittels Zugankern radial nach außen gezogen, bis sie ihren Presssitz im ersten Abschnitt der Bohrung 3 erreicht. Danach kann die Antriebswelle 4 mit dem Flansch 2 montiert werden.
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Die in 2 dargestellte Ausführungsform einer Rollenstößelpumpe unterscheidet sich von der der 1 nur dadurch, dass hier im Pumpengehäuse eine zusätzliche Bohrung 11 vorsehen ist, die sich in Verlängerung der Aufnahmebohrung 3 für die Buchse 9 erstreckt und zwar auf der gegenüberliegenden Seite der Antriebswelle 4. Bei dieser Ausführungsform wird die Buchse 9 über die zusätzliche Bohrung 11 in das Pumpengehäuse eingeführt und in den ersten Abschnitt der Bohrung 3 eingepresst.
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Die Buchse 9 ist als zylindrisches Rohrstück ausgebildet und besteht aus einem hierfür geeigneten, dem Fachmann bekannten Material.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008018018 A1 [0003]
