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Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen weisen oftmals Einspritzsysteme auf, mittels derer Kraftstoff zu vorgegebenen Zeiten in einen Brennraum gespritzt wird. Bei der sogenannten Speichereinspritzung bringt eine Hochdruckpumpe den Kraftstoff zunächst auf ein hohes Druckniveau. Der Kraftstoff wird dann zu einem als Common Rail bezeichneten Druckspeicher geleitet, bevor der Kraftstoff mittels an dem Druckspeicher angeschlossenen Injektoren in den Verbrennungsraum gespritzt wird. Der Speicherdruck im Druckspeicher wird üblicherweise unabhängig von der Einspritzmenge in den Verbrennungsraum erzeugt. Bei der Speichereinspritzung sind Druckerzeugung und Einspritzung somit entkoppelt. Die Hochdruckpumpe weist zum Beispiel eine Nockenwelle mit einem Nocken und einen damit in Wirkverbindung stehenden Pumpenkolben zum Verdichten des Kraftstoffs auf. Der Pumpenkolben ist üblicherweise in einem Verdichtungsraum zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt beweglich angeordnet. Wenn der Pumpenkolben sich in Richtung des unteren Totpunktes bewegt, wird Kraftstoff über ein Einlassventil in den Verdichtungsraum gesaugt. Nach Erreichen des unteren Totpunktes schließt das Einlassventil, und der Pumpenkolben bewegt sich in Richtung des oberen Totpunktes. Hierbei wird der Kraftstoff auf einen Speicherdruck verdichtet. Danach wird der auf den Speicherdruck verdichtete Kraftstoff über ein als Hochdruckventil ausgebildetes Auslassventil aus dem Verdichtungsraum zu dem Druckspeicher geleitet. Beim Erreichen des oberen Totpunktes gleicht der Druck im Verdichtungsraum somit dem Speicherdruck im Druckspeicher. Bei Vorliegen des Speicherdrucks im Verdichtungsraum ist das Einlassventil in der Regel hydraulisch blockiert, d.h. es kann dann kein Kraftstoff über das Einlassventil in den Verdichtungsraum gelangen. Deswegen muss sich der Druck des Kraftstoffs im Verdichtungsraum auf einen Vorförderdruck, der etwa einem Druck des Kraftstoffs vor dem Einlassventil entspricht, verringern, bevor das Einlassventil geöffnet werden kann. Falls es zwei obere Totpunkte pro Umdrehung der Nockenwelle gibt, dreht sich die Nockenwelle zur Druckverringerung abhängig von einem Schadraum der Hubkolbenpumpe und vom Druck etwa 2° bis 45°, insbesondere 5° bis 35°, mehr insbesondere 7° bis 25°, beispielsweise 10° bis 15° weiter, bevor das Einlassventil geöffnet werden kann und Kraftstoff durch das Einlassventil in den Verdichtungsraum gesaugt wird. Unter dem Begriff „Schadraum“ soll dabei das minimale Volumen des Verdichtungs- bzw. Arbeitsraumes der Hubkolbenpumpe verstanden werden. Der späte Öffnungszeitpunkt des Einlassventils begrenzt ein durch die Hochdruckpumpe angesaugtes Volumen. Hierdurch ist der Wirkungsgrad einer solchen Hochdruckpumpe limitiert.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hubkolbenpumpe zu konstruieren, die gegenüber vergleichbaren Pumpen aus dem Stand der Technik effizienter arbeitet.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Hubkolbenpumpe mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie den Ausführungsbeispielen.
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Die Erfindung betrifft eine nockengetriebene Hubkolbenpumpe, welche einen Pumpenraum, eine Nockenwelle mit einem Nocken und einen Pumpenkolben umfasst. Der Pumpenkolben stützt sich über einen Stößel, insbesondere über einen Rollenstößel, auf einer Lauffläche des Nockens ab und ist durch eine Drehbewegung der Nockenwelle zwischen einem oberen Totpunkt, an dem ein vom Pumpenkolben verdrängter Teil eines Volumens des Pumpenraums maximal ist, und einem unteren Totpunkt bewegbar. Ein Laufflächen-Drehachsen-Abstand, der als Abstand zwischen einer Drehachse der Nockenwelle und einem Ort auf der Lauffläche, an dem sich der Pumpenkolben über den Stößel auf der Lauffläche abstützt, definiert ist, ist von einem Drehwinkel der Nockenwelle abhängig. Weiterhin ist der Laufflächen-Drehachsen-Abstand bei mindestens einem dem oberen Totpunkt entsprechenden Drehwinkel maximal und bei mindestens einem dem unteren Totpunkt entsprechenden Drehwinkel minimal.
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Die Lauffläche hat einen Abschnitt, in dem die in Umfangsrichtung ansonsten konvex geformte Lauffläche in Umfangsrichtung konkav geformt ist, wobei ein Teil des Stößels, mit dem sich der Stößel auf dem Nocken abstützt, diesen Abschnitt bei einem vom oberen Totpunkt aus gemessenen Drehwinkel erreicht, der kleiner ist als ein Drehwinkel, der vom Erreichen dieses Abschnitts bis zum darauffolgenden unteren Totpunkt zu überstreichen ist. Dabei liegt der Laufflächen-Drehachsen-Abstand bei dem Drehwinkel, bei dem der genannte Teil des Stößels den konkaven Abschnitt erreicht, betragsmäßig näher am maximalen Laufflächen-Drehachsen-Abstand als am minimalen Laufflächen-Drehachsen-Abstand.
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Durch diese Ausgestaltung der Lauffläche des Nockens kann ein im Pumpenraum vorliegender Druck im Schadvolumen nach Erreichen des oberen Totpunktes schneller im Vergleich zu einer rein konvex geformten Lauffläche eines Nockens verringert werden und das Einlassventil ist nicht mehr hydraulisch blockiert. Das zu fördernde bzw. zu verdichtende Fluid kann länger angesaugt werden. Dadurch bleibt pro Arbeitstakt der Hubkolbenpumpe für den eigentlichen Ansaugvorgang mehr Zeit, wodurch sich ein Wirkungsgrad der Hubkolbenpumpe verbessern lässt.
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Die Größe eines Drehwinkels der Nockenwelle, der überfahren werden muss, um das Einlassventil zu öffnen, ist zum Beispiel abhängig von einem zu komprimierenden Fluid, einer Temperatur des Fluids, dem Schadraum, einem mit der Hubkolbenpumpe zu erzielenden Druck und einem Vorförderdruck des Fluids vor dem Einlassen des Fluids in den Pumpenraum der Hubkolbenpumpe. Der konkave Abschnitt kann hierbei eine glatte Oberfläche der Lauffläche ohne Sprünge oder scharfe Kanten ermöglichen, wodurch ein stetiger Bewegungsablauf zwischen dem Nocken und dem Stößel erreicht wird und damit einem Verschleiß des Nockens und des Stößels vorgebeugt werden kann.
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Je nach Ausgestaltung der Hubkolbenpumpe können ein oberer Totpunkt oder mehrere obere Totpunkte pro Umdrehung der Nockenwelle vorgesehen sein. Die Lauffläche weist dann pro oberen Totpunkt einen zuvor beschriebenen konkaven Abschnitt auf. In einer Ausgestaltung gibt es pro Umdrehung der Nockenwelle zwei obere Totpunkte und zwei untere Totpunkte.
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In einer Weiterbildung ist der Drehwinkel, bei dem der genannte Teil des Stößels den konkaven Abschnitt erreicht, weniger als 90°, vorzugsweise weniger als 40°, typischerweise weniger als 30° oder weniger als 15° geteilt durch eine Anzahl der oberen Totpunkte pro Umdrehung der Nockenwelle vom jeweiligen oberen Totpunkt entfernt. Wenn es z.B. zwei obere Totpunkte pro Umdrehung der Nockenwelle gibt, kann der genannte Drehwinkel somit kleiner als 45°, vorzugsweise weniger als 20°, typischerweise weniger als 15° oder weniger als 7,5° sein. Je kleiner der genannte Drehwinkel gewählt wird, desto schneller kann der Druckausgleich im Pumpenraum stattfinden. Um Verschleiß des Stößels sowie des Nockens zu verringern, wird der genannte Drehwinkel aber vorzugsweise größer als 1° gewählt.
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Es kann vorgesehen sein, dass eine Ausdehnung des konkaven Abschnitts auf der Lauffläche einem Drehwinkel entspricht, der weniger als 35°, vorzugsweise weniger als 15° beträgt.
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In einer Weiterbildung ist ein kleinster Krümmungsradius der Lauffläche zwischen dem oberen Totpunkt und dem konkaven Abschnitt kleiner als ein kleinster Krümmungsradius der Lauffläche zwischen dem konkaven Abschnitt und dem unteren Totpunkt. Je kleiner der genannte Drehwinkel, umso geringer ist in der Regel der kleinste Krümmungsradius der Lauffläche zwischen dem oberen Totpunkt und dem konkaven Abschnitt.
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Während eines Arbeitszyklus der Hubkolbenpumpe drehen sich die Nockenwelle und damit der Nocken mit seiner Lauffläche einmal um die Drehachse der Nockenwelle. Dabei weist die Lauffläche einen Verdichtungsbereich auf, der in Kontakt ist mit dem Stößel, wenn sich der Stößel auf dem oberen Totpunkt zu bewegt. Weiter weist die Lauffläche einen Saugbereich auf, der in Kontakt ist mit dem Stößel, wenn sich der Stößel auf den unteren Totpunkt zu bewegt.
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In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Verdichtungsbereich länger ausgebildet als der Saugbereich, sodass dem Pumpenkolben, der über den Stößel mit der Lauffläche zusammenwirkt, ein längerer Weg und damit auch ein längerer Zeitraum zur Verfügung steht, um das Fluid zu verdichten. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Antriebsmomente der Hubkolbenpumpe aus.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Teil, mit dem sich der Stößel auf der Lauffläche abstützt, eine auf der Lauffläche abrollende Laufrolle ist, wobei der Stößel einen Rollenschuh zur Lagerung der Laufrolle aufweist. Durch die Laufrolle kann eine Reibung und somit ein Verschleiß zwischen dem Stößel und der Nockenwelle reduziert werden.
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Weiter sind in der Regel ein Einlass mit einem Einlassventil zum Einführen des Fluids in den Pumpenraum sowie ein Auslass mit einem Auslassventil zum Abführen des Fluids aus dem Pumpenraum vorgesehen. Der Einlass kann mit einem Fluidspeicher verbunden sein und der Auslass kann mit einem Druckspeicher, beispielsweise einem Common Rail, verbunden sein.
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Die Hubkolbenpumpe kann zum Beispiel eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem sein. Weiter kann eine Brennkraftmaschine ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Hubkolbenpumpe der zuvor beschriebenen Art enthalten. Die Brennkraftmaschine kann weiter als Motor in einem Kraftfahrzeug ausgebildet sein.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand beigefügter Figuren erläutert. In den Figuren zeigen
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1 eine schematische Darstellung eines Schnitts einer Hochdruckpumpe in einer Saugphase gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung des Schnitts der Hochdruckpumpe der 1 in einer Druckphase;
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3 Detail A aus der 2;
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4 einen Verlauf eines bei einem Pumpenkolben anliegenden Druckes sowie einen Verlauf eines Hubs des Pumpenkolbens;
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5 einen Verlauf eines durch einen weiteren Pumpenkolben ausgeübten Druckes sowie einen Verlauf eines Hubs des Pumpenkolbens gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung; und
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6 eine Nockenwelle mit einem Nocken gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung.
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In den 1 und 2 ist eine Hubkolbenpumpe 1 mit einem Pumpengehäuse 2 gezeigt. Die Hubkolbenpumpe 1 ist insbesondere als Hochdruckpumpe, vorzugsweise als Radialkolbenpumpe, für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine ausgebildet. In dem Pumpengehäuse 2 ist ein Stößel 3, insbesondere ein Rollenstößel 15, mit einem daran angeordneten Pumpenkolben 16 bewegbar zwischen einem oberen Totpunkt OT und einem unteren Totpunkt UT gelagert. Im Pumpengehäuse 2 befindet sich ein Verdichtungsraum 4, der auch als Pumpenraum bezeichnet werden kann. An dem oberen Totpunkt OT ist ein verdrängter Teil eines Volumens des Verdichtungsraums 4 maximal. Das verbleibende minimale Volumen des Verdichtungsraumes 4 im oberen Totpunkt OT bildet dabei den sogenannten Schadraum.
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Das Fluid ist insbesondere ein Kraftstoff zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges.
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Um den Verdichtungsraum 4 mit Fluid zu befüllen, weist dieser eine Zulaufleitung 5 auf, in der vorzugsweise ein als Einlassventil ausgebildetes Ventil 6 angeordnet ist. Das Ventil 6 ist vorzugsweise ein digital geschaltetes Ventil. Der Verdichtungsraum 4 weist weiter eine Ablaufleitung 7 auf, in der ein als Auslassventil ausgebildetes weiteres Ventil 8 angeordnet ist.
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Das mit hohem Druck beaufschlagte Fluid gelangt über die Ablaufleitung 7 zu einem Druckspeicher, dem so genannten Common Rail (nicht dargestellt). Am Druckspeicher ist ein Drucksensor zur Messung eines im Druckspeicher herrschenden Speicherdrucks angeschlossen. Der Speicherdruck kann zum Beispiel etwa 3000 bar betragen, er kann in anderen Ausführungsformen auch kleiner oder größer als 3000 bar sein. Die Hubkolbenpumpe 1 umfasst weiter eine Nockenwelle 9 mit einem Nocken 20, die in einer Drehrichtung im Uhrzeigersinn um eine Drehachse 21 drehbar ist. Bei einer Umdrehung der Nockenwelle 9 gibt es zwei obere Totpunkte und zwei untere Totpunkte.
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Das Ventil 6 ist in der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform als stromlos offenes Magnetventil aufgebaut, es ist jedoch auch möglich, das Ventil 6 als stromlos geschlossenes Magnetventil vorzusehen. Das Ventil 6 umfasst eine Feder 10, einen Schließkörper 11, einen Ventilsitz 12 und ein Dichtelement 13, wobei in der vorliegenden Ausführungsform der Schließkörper 11 und das Dichtelement 13 einteilig ausgebildet sind. Die Feder 10 spannt den Schließkörper 11 gegen einen Anschlag 17 vor, sodass das Dichtelement 13 am Ventilsitz 12 nicht anliegt, wenn das Ventil 6 offen und unbestromt ist. Ferner weist das Ventil 2 einen elektrischen Aktuator 14 auf, der insbesondere eine Magnetspule umfasst. Der Schließkörper 11 ist als Magnetanker ausgebildet und von der Spule 14 betätigbar. Der Schließkörper 11 ist im Ausführungsbeispiel ein Dauermagnet mit einem Nordpol 110 und einem Südpol 111, der bei einem Anlegen des Einschaltstromes in die Spule 14 gezogen wird. Der Schließkörper 11 kann in anderen Ausführungsformen auch nicht-magnetisiert sein und aus einem ferromagnetischen Material, wie z.B. Gusseisen bestehen.
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In der 3 ist Detail A aus der 2 näher beschrieben. In der 3 befinden sich der Stößel 3 und der Pumpenkolben 16 im oberen Totpunkt. Die Nockenwelle 9 ist in einem Lagergehäuse 30 drehbar gelagert, wobei das Lagergehäuse 30 zur Schmierung der Nockenwelle 9 mit einem Schmiermittel, z.B. Kraftstoff oder Öl, gefüllt ist. Das Pumpengehäuse 2 weist eine als Gleitfläche ausgebildete Bohrung 31 auf, in der der Stößel 3 zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt bewegbar ist. Der Stößel 3 weist einen Innenringflansch 32 auf, an dem sich auf der der Nockenwelle 9 zugewandten Seite ein Rollenschuh 33 abstützt. Der Rollenschuh 33 weist eine Ausnehmung 34 auf, in der eine Laufrolle 35 drehbar gelagert ist. Die Laufrolle 35 stützt sich auf einer Lauffläche 22 der Nockenwelle 20 ab und rollt auf der Lauffläche 22 gemäß der gezeigten Drehrichtung ab. Bei einer Drehbewegung der Nockenwelle 9 in Pfeilrichtung setzt die Laufrolle 35 die Drehbewegung in eine Hubbewegung des Stößels 3 und somit auch des Pumpenkolbens 16 um.
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Bei seiner Bewegung über die Lauffläche 22 überstreicht der Stößel 3 einen Bereich der Lauffläche 22, in dem der Stößel 3 und der Pumpenkolben 16 zu dem oberen Totpunkt OT hin bewegt werden. Dieser Bereich bildet einen Verdichtungsbereich 18 der Lauffläche 22. Weiter überstreicht der Stößel 3 bei seiner Bewegung über die Lauffläche 22 einen Bereich der Lauffläche 22, in dem der Stößel 3 und der Pumpenkolben 16 zu dem unteren Totpunkt UT hin bewegt werden. Dieser Bereich bildet einen Saugbereich 19 der Lauffläche 22. Pro Nocken 20 an der Nockenwelle 9 ist jeweils ein Verdichtungsbereich 18 und ein Saugbereich 19 der Lauffläche 22 vorgesehen. Der Verdichtungsbereich 18 kann länger ausgebildet sein als der Saugbereich 19, wie dies im vorliegenden Ausführungsbeispiel dargestellt ist.
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Ein Laufflächen-Drehachsen-Abstand R ist im Folgenden als Abstand zwischen der Drehachse 21 der Nockenwelle 9 und einem Ort auf der Lauffläche 22, an dem sich der Stößel 3 auf der Lauffläche 22 abstützt, definiert. Der Laufflächen-Drehachsen-Abstand R ist von einem Drehwinkel der Nockenwelle 9 abhängig und ist bei mindestens einem dem oberen Totpunkt OT entsprechenden Drehwinkel maximal (R1) und bei mindestens einem dem unteren Totpunkt UT entsprechenden Drehwinkel minimal (R2). Ein maximaler Hub des Stößels 3 bzw. des Pumpenkolbens 16 ist durch eine Differenz des maximalen Laufflächen-Drehachsen-Abstand R1 und des minimalen Laufflächen-Drehachsen-Abstand R2 gegeben.
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Die ansonsten konvex verlaufende Lauffläche 22 des Nockens 20 weist einen konkaven Abschnitt 40 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel erreicht die Laufrolle 35 den konkaven Abschnitt 40 bei einem vom oberen Totpunkt aus gemessenen Drehwinkel ϕ von etwa 5°. Der Drehwinkel ϕ kann in anderen Ausführungsformen auch einen anderen Wert aufweisen.
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Ein Drehwinkel α, der vom Erreichen des konkaven Abschnitts 40 bis zum folgenden unteren Totpunkt zu überstreichen ist, beträgt in der vorliegenden Ausführungsform beispielhaft 85°. Eine Ausdehnung des konkaven Abschnitts 40 auf der Lauffläche 22 entspricht beispielhaft einem Drehwinkel β von etwa 7°. Der Laufflächen-Drehachsen-Abstand R3 bei dem Drehwinkel ϕ, bei dem die Laufrolle 35 den konkaven Abschnitt 40 erreicht, liegt betragsmäßig näher am maximale Laufflächen-Drehachsen-Abstand R1 als am minimalen Laufflächen-Drehachsen-Abstand R2.
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In der 3 ist ein Krümmungskreis K mit einem Krümmungsradius R4 dargestellt, wobei der Krümmungsradius R4 einen kleinsten Krümmungsradius der Lauffläche 22 zwischen dem oberen Totpunkt OT und dem konkaven Abschnitt 40 darstellt. Der Krümmungsradius R4 ist typischerweise kleiner als ein kleinster Krümmungsradius der Lauffläche 22 zwischen dem konkaven Abschnitt 40 und dem unteren Totpunkt UT.
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In der 6 ist ein Querschnitt einer alternativen Nockenwelle 9‘ gezeigt, die sich, wie durch den Pfeil angedeutet, im Uhrzeigersinn um die Drehachse 21` dreht. Anders als bei den in den 1–4 beschriebenen Ausführungsformen gibt es bei einer Umdrehung der Nockenwelle 9‘ lediglich einen einzigen oberen Totpunkt und einen einzigen unteren Totpunkt. Entsprechend weist eine Lauffläche 22‘ der Nockenwelle 9‘ einen einzigen konkaven Abschnitt 40‘ auf.
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Im Folgenden soll die Funktionsweise der Hubkolbenpumpe 1 beschrieben werden. Durch eine Drehbewegung der Nockenwelle 9 werden der Stößel 3 und der Pumpenkolben 16 in der 1 in Pfeilrichtung zu der Drehachse 21 der Nockenwelle 9 hin bewegt. Dabei öffnet sich das Ventil 6 aufgrund einer Rückstellkraft der Feder 10 und aufgrund der Druckverhältnisse vor und hinter dem Einlassventil 6. Das Dichtelement 13 hebt bei Vorliegen eines Vorförderdrucks im Verdichtungsraum 4 vom Ventilsitz 12 ab und der Verdichtungsraum 4 wird mit Fluid befüllt. Durch eine weitere Drehbewegung der Nockenwelle 9 werden der Stößel 3 und der Pumpenkolben 16 in Richtung des Pumpengehäuses 2 bewegt und dabei das Fluid im Druckraum 4 verdichtet.
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Beim Erreichen des unteren Totpunktes UT wird die Spule 14 mit einem Einschaltstrom beaufschlagt. Hierdurch wird der Schließkörper 11 entgegen der Federkraft in die Spule 14 gezogen und das Dichtelement 13 legt sich an den Ventilsitz 12 an. Das Ventil 6 ist jetzt geschlossen und eine Rückströmung des Fluids durch das Ventil 6 ist unterbunden. Das Fluid wird nun durch die Aufbewegung des Pumpenkolbens 16 auf den Speicherdruck komprimiert. Anschließend wird das Auslassventil 8 geöffnet und das Fluid wird über die Ablaufleitung 7 aus der Hubkolbenpumpe 1 zum Druckspeicher ausgestoßen (2).
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Durch die zuvor beschriebene Ausgestaltung der Lauffläche 22 kann der Vorförderdruck im Verdichtungsraum 4 im Vergleich zu einer Lauffläche 22 mit einer rein konvexen Form schneller erreicht werden, da das Schadvolumen schneller entspannt wird. Hierdurch kann bei der hier beschriebenen Hubkolbenpumpe 1 das Fluid bei ansonsten gleichen Bedingungen über mehr Winkelgrade des Kurbelwinkels der Nockenwelle 9 in den Verdichtungsraum 4 gesaugt werden, wodurch sich der Wirkungsgrad der Hubkolbenpumpe 1 aus den schon weiter oben erläuterten Gründen steigern lässt.
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Die 4 zeigt einen Verlauf 50 eines durch am Pumpenkolben 16 anliegenden Druckes in Abhängigkeit des Drehwinkels der Nockenwelle 9 sowie einen Verlauf 52 des Hubs des Pumpenkolbens 16 in Abhängigkeit des Drehwinkels der Nockenwelle 9. Die oberen Totpunkte OT sind durch einen maximalen Hub des Pumpenkolbens 16 von etwa 6 mm und einen Drehwinkel der Nockenwelle 9 von 0°, 180° und 360°gekennzeichnet, während die unteren Totpunkte UT bei einem Hub des Pumpenkolbens 16 von etwa 0 mm und einem Drehwinkel der Nockenwelle 9 von 90° und 270° vorliegen. In einer Saugphase liegt ein Druck von etwa 1 bar am Pumpenkolben 16 an, während in einer Druckphase ein Druck von etwa 3000 bar am Pumpenkolben 16 anliegt. Eine gestrichelte Linie 53 deutet einen typischen Hubverlauf eines Pumpenkolbens 16 einer Hubkolbenpumpe gemäß dem Stand der Technik an.
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Durch die beschriebene erfindungsgemäße Form der Lauffläche 22 des Nockens 20 hat der Verlauf 52 des Hubs des Pumpenkolbens 16 einen Wendepunkt 55. Der Wendepunkt 55 liegt bezüglich des Hubs und des Drehwinkels wesentlich näher am oberen Totpunkt OT als am unteren Totpunkt UT. Hierdurch kann das Einlassventil 6 früher als zuvor üblich nach dem oberen Totpunkt OT geöffnet werden.
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Darüber hinaus stehen auch mehr Freiheiten zur Nockenauslegung zur Verfügung. Durch den längeren möglichen Ansaugweg und die damit einhergehende längere Ansaugzeit können Nockenkonturen eingesetzt werden, die einen längeren Verdichtungsbereich 18 aufweisen als zuvor. Dies wirkt sich positiv auf die Peak-Antriebsmomente der Hubkolbenpumpe 1 aus. Dies ist insbesondere vorteilhaft hinsichtlich immer weiter steigender Systemdrücke in Kraftstoffeinspritzsystemen.
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Die 5 zeigt einen Verlauf 50‘ eines durch den Pumpenkolben 16 ausgeübten Druckes in Abhängigkeit des Drehwinkels 21 der Nockenwelle 9‘ sowie einen Verlauf 52‘ des Hubs des Pumpenkolbens 16 in Abhängigkeit des Drehwinkels der Nockenwelle 9‘. Anders als bei den in den 1–4 beschriebenen Ausführungsformen gibt es bei einer Umdrehung der Nockenwelle 9‘ entsprechend der Ausführungsform der 6 lediglich einen oberen Totpunkt OT bei einem Drehwinkel von 0° und 360° und einen unteren Totpunkt UT bei einem Drehwinkel von 180°. Ansonsten ähneln die Verläufe 50‘ und 52‘ den in der 4 gezeigten Verläufen 50 bzw. 52.
