DE102014225794A1 - High-pressure pump and method for producing a high-pressure pump - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, umfassend ein Gehäuseteil (1), das zumindest teilweise aus Kunststoff gefertigt ist und einen Triebwerksraum (2) ausbildet, wobei in den Triebwerksraum (2) eine Zylinderbohrung (3) mündet, in welcher eine Buchse (4) zur Führung eines Stößelkörpers (5) einer Stößelbaugruppe (6) aufgenommen ist. Erfindungsgemäß ist die Buchse (4) von dem Kunststoff des Gehäuseteils (1) umspritzt oder umgossen. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Hochdruckpumpe angegeben.The invention relates to a high pressure pump for a fuel injection system, in particular a common rail injection system comprising a housing part (1) which is at least partially made of plastic and forms an engine compartment (2), wherein in the engine compartment (2) has a cylinder bore (3 ), in which a bushing (4) for guiding a plunger body (5) of a plunger assembly (6) is received. According to the invention, the bush (4) is encapsulated or encapsulated by the plastic of the housing part (1). Furthermore, a method for producing such a high-pressure pump is specified.
Description
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Hochdruckpumpe.The invention relates to a high pressure pump for a fuel injection system, in particular a common rail injection system, with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a high pressure pump.
Eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem dient der Förderung von Kraftstoff auf Hochdruck. Eine als Radialkolbenpumpe ausgelegte Hochdruckpumpe umfasst hierzu mindestens ein Pumpenelement mit einem hubbeweglichen Pumpenkolben, der über eine Stößelbaugruppe an einem Nocken oder Exzenter einer Antriebswelle abgestützt ist, so dass die Rotation der Antriebswelle in eine Hubbewegung des Pumpenkolbens umgesetzt wird.A high pressure pump for a fuel injection system serves to deliver fuel to high pressure. For this purpose, a high pressure pump designed as a radial piston pump comprises at least one pump element with a liftable pump piston, which is supported via a plunger assembly on a cam or eccentric of a drive shaft, so that the rotation of the drive shaft is converted into a stroke movement of the pump piston.
Stand der TechnikState of the art
Eine als Radialkolbenpumpe ausgelegte Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, geht beispielhaft aus der Offenlegungsschrift
Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, anzugeben, welche noch einfacher und damit kostengünstiger zu fertigen ist. Ferner soll eine Hochdruckpumpe angegeben werden, die eine hohe Funktionssicherheit besitzt.Based on the above-mentioned prior art, the present invention seeks to provide a high-pressure pump for a fuel injection system, in particular a common-rail injection system, which is even easier and thus cheaper to manufacture. Furthermore, a high-pressure pump should be specified, which has a high reliability.
Zur Lösung der Aufgabe wird die Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Hochdruckpumpe angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.To solve the problem, the high-pressure pump with the features of claim 1 is proposed. Furthermore, a method for producing such a high-pressure pump is specified. Advantageous developments of the invention can be found in the respective subclaims.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, vorgeschlagene Hochdruckpumpe umfasst ein Gehäuseteil, das zumindest teilweise aus Kunststoff gefertigt ist und einen Triebwerksraum ausbildet, wobei in den Triebwerksraum eine Zylinderbohrung mündet, in welcher eine Buchse zur Führung eines Stößelkörpers einer Stößelbaugruppe aufgenommen ist. Erfindungsgemäß ist die Buchse von dem Kunststoff des Gehäuseteils umspritzt oder umgossen. Durch Umspritzen oder Umgießen der Buchse mit dem Kunststoff des Gehäuseteils wird eine feste Verbindung der Buchse mit dem Gehäuseteil erreicht, die keine weiteren Arbeitsschritte erfordert. Insofern entfällt der Arbeitsschritt des nachträglichen Einsetzens bzw. Einpressens der Buchse in die Zylinderbohrung des Gehäuseteils, so dass die Herstellung der Hochdruckpumpe einfacher und kostengünstiger gestaltet wird.The proposed for a fuel injection system, in particular a common rail injection system, high-pressure pump comprises a housing part which is at least partially made of plastic and forms an engine room, wherein in the engine room, a cylinder bore opens, in which a socket for guiding a plunger body of a plunger assembly was added is. According to the invention, the bushing is encapsulated or encapsulated by the plastic of the housing part. By encapsulating or encapsulating the bushing with the plastic of the housing part, a firm connection of the bushing with the housing part is achieved, which requires no further work steps. In this respect, eliminates the operation of the subsequent insertion or pressing the bush into the cylinder bore of the housing part, so that the production of the high pressure pump is made simpler and cheaper.
Ferner kann mit Umspritzen bzw. Umgießen der Buchse mit Kunststoff deren Position in Bezug auf das Gehäuseteil genau festgelegt werden, so dass üblicherweise erforderliche Nachbearbeitungsschritte, beispielsweise zur Korrektur von Winkelfehlern, entfallen können. Auch dies wirkt sich zeit- und kostensenkend aus.Furthermore, by molding or encapsulating the bushing with plastic whose position relative to the housing part can be precisely determined, so that usually required post-processing steps, for example, to correct angle errors, can be omitted. This also has a time and cost-reducing effect.
Bei einem zumindest teilweise aus einem gefüllten Kunststoff gefertigten Gehäuseteil führt eine sich an den Spritzgießprozess anschließende lokale Nachbearbeitung zur Freilegung der im Kunststoff enthaltenen Füllstoffe. Denn die füllstofffreie Gusshaut ist in der Regel nur wenige Mikrometer dick. Freigelegte Füllstoffe im Bereich der Führung des Stößelkörpers erhöhen jedoch den Verschleiß, da sie stark abrasiv wirken. Entfällt das Erfordernis einer Nachbearbeitung bleibt die wenige Mikrometer dicke Gusshaut erhalten, so dass ein erhöhter Verschließ nicht zu befürchten ist.In a housing part produced at least partially from a filled plastic, a local post-processing following the injection-molding process leads to the exposure of the fillers contained in the plastic. Because the filler-free cast skin is usually only a few microns thick. Exposed fillers in the area of the guide of the tappet body, however, increase the wear, since they have a strong abrasive effect. If there is no requirement for post-processing, the casting skin, which is only a few micrometers thick, is retained, so that there is no danger of an increased closure.
Wird die Führung des Stößelkörpers – wie vorgeschlagen – zudem über eine fest mit dem Gehäuseteil verbundene Buchse erreicht, können die erforderlichen Werte hinsichtlich des Radialspiels zwischen dem Stößelkörper und der Führung viel einfacher realisiert werden. Denn die Buchse lässt sich mit einer größeren Genauigkeit fertigen als die Zylinderbohrung im Gehäuseteil. Ferner kann die zunächst separate Buchse bei der Herstellung oder Fertigstellung des Gehäuseteils in Bezug auf dieses ausgerichtet werden, so dass Winkelfehler vermeidbar sind. Auf diese Weise werden Fertigungstoleranzen reduziert und die Funktionssicherheit der Hochdruckpumpe erhöht.If the guide of the plunger body - as proposed - also achieved via a firmly connected to the housing part socket, the required values can be realized much easier in terms of the radial clearance between the plunger body and the guide. Because the socket can be finished with a greater accuracy than the cylinder bore in the housing part. Furthermore, the initially separate socket can be aligned with respect to this during the production or completion of the housing part, so that angle errors can be avoided. In this way, manufacturing tolerances are reduced and increases the reliability of the high-pressure pump.
Bevorzugt ist die Buchse aus Metall und/oder Kunststoff gefertigt. Beide Werkstoffe können mit Kunststoff umspritzt oder umgossen, um eine feste Verbindung der Buchse mit dem Gehäuseteil herzustellen. Ferner kann eine Führungsfunktion sowohl über einen Buchse aus Metall, als auch über eine Buchse aus Kunststoff realisiert werden. Die Werkstoffe Metall und Kunststoff können auch kombiniert zur Ausbildung der Buchse eingesetzt werden.Preferably, the socket is made of metal and / or plastic. Both materials can be encapsulated or encapsulated with plastic to make a firm connection of the socket with the housing part. Furthermore, a guide function can be realized both via a metal bush, as well as a plastic bushing. The materials metal and plastic can also be combined to form the bush.
Des Weiteren bevorzugt ist im Gehäuseteil mindestens ein Kanal ausgebildet, über den die Zylinderbohrung mit dem Triebwerksraum oder einer weiteren Zylinderbohrung hydraulisch verbunden ist. Der Kanal besitzt die Aufgabe, die sich im Betrieb der Hochdruckpumpe permanent ändernden hydraulischen Volumen- und Druckverhältnisse in der Zylinderbohrung bzw. im Triebwerksraum auszugleichen, die insbesondere über die Hubbewegung des Pumpenkolbens und der Stößelbaugruppe verursacht werden.Further preferably, at least one channel is formed in the housing part, via which the cylinder bore is hydraulically connected to the engine room or another cylinder bore. The channel has the task to compensate for the operation of the high-pressure pump permanently changing hydraulic volume and pressure conditions in the cylinder bore or in the engine room, which are caused in particular by the lifting movement of the pump piston and the plunger assembly.
Vorteilhafterweise ist der Kanal unmittelbar angrenzend an die Buchse im Gehäuseteil ausgebildet. Das heißt, dass bevorzugt die Buchse den Kanal nach radial innen begrenzt. Die Buchse ist somit bereichsweise von Kraftstoff umströmt. Die Kraftstoffumströmung der Buchse fördert den Kraftstoffaustausch und damit eine gezielte Abführung der Reibwärme, die aufgrund der Hubbewegung des Stößelkörpers in der Buchse entsteht.Advantageously, the channel is formed immediately adjacent to the socket in the housing part. This means that preferably the sleeve limits the channel radially inward. The bushing is thus flowed around in areas of fuel. The fuel flow around the bush promotes the exchange of fuel and thus a targeted removal of the frictional heat, which arises due to the lifting movement of the plunger body in the socket.
Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass sich der Kanal zumindest über die gesamte Höhe der Buchse erstreckt. Das heißt, dass der Kanal auch länger als die Höhe bzw. axiale Erstreckung der Buchse ausgebildet sein kann. Der sich über die Buchse hinaus erstreckende Teil des Kanals wird in diesem Fall nicht radial innen von der Buchse begrenzt, so dass der Kanal zur Zylinderbohrung hin offen bleibt. Der Kanal kann auf diese Weise völlig gerade verlaufend ausgebildet werden, was die Herstellung des Kanals vereinfacht.Alternatively or additionally, it is proposed that the channel extends at least over the entire height of the bushing. This means that the channel can also be formed longer than the height or axial extent of the bushing. The part of the channel which extends beyond the bushing is not bounded radially inwardly by the bush in this case, so that the channel remains open towards the cylinder bore. The channel can be formed in this way completely straight, which simplifies the production of the channel.
Vorzugsweise sind mehrere hydraulische Verbindungskanäle im Gehäuseteil ausgebildet, die in gleichem Winkelabstand zueinander um die Buchse herum angeordnet sind. Dadurch kann die im Führungsbereich entstehende Reibwärme noch besser abgeführt werden. Ferner werden Umpumpverluste verringert, da der verdrängte Kraftstoff weniger stark gedrosselt und/oder umgelenkt wird.Preferably, a plurality of hydraulic connection channels are formed in the housing part, which are arranged at the same angular distance from one another around the bush. As a result, the frictional heat generated in the guide area can be dissipated even better. Further pumping losses are reduced as the displaced fuel is throttled and / or diverted less.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist im Triebwerksraum eine Antriebswelle mit einem Nocken oder Exzenter aufgenommen, an dem die Stößelbaugruppe abgestützt ist, so dass über die Rotation der Antriebswelle ein mit der Stößelbaugruppe verbundener Pumpenkolben in einer Hubbewegung antreibbar ist. Das heißt, dass die erfindungsgemäße Hochdruckpumpe bevorzugt als Radialkolbenpumpe ausgebildet ist und mindestens ein Pumpenelement mit einem hubbeweglichen Pumpenkolben besitzt. Bei nur einem Pumpenelement ist vorzugsweise mindestens ein hydraulischer Verbindungkanal vorgesehen, der die Zylinderbohrung mit dem Triebwerksraum verbindet. Sind mehrere Pumpenelemente vorgesehen, bildet das Gehäuseteil auch mehrere Zylinderbohrungen aus. Der mindestens eine Kanal ist dann bevorzugt derart angeordnet, dass er die Zylinderbohrungen untereinander hydraulisch verbindet.According to a preferred embodiment of the invention, a drive shaft with a cam or eccentric is received in the engine room, on which the plunger assembly is supported, so that via the rotation of the drive shaft connected to the plunger assembly pump piston is driven in a reciprocating motion. This means that the high pressure pump according to the invention is preferably designed as a radial piston pump and has at least one pump element with a liftable pump piston. With only one pump element, at least one hydraulic connection channel is preferably provided, which connects the cylinder bore with the engine compartment. If several pump elements are provided, the housing part also forms a plurality of cylinder bores. The at least one channel is then preferably arranged such that it hydraulically connects the cylinder bores with each other.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird ferner ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe vorgeschlagen. Bei diesem Verfahren wird die Buchse zur Führung des Stößelkörpers während eines Spritzgießprozesses zur Herstellung oder Fertigstellung des Gehäuseteils mit Kunststoff umspritzt oder umgossen. Die Verbindung der Buchse mit dem Gehäuseteil erfolgt demnach in einem Arbeitsschritt mit der Herstellung bzw. Fertigstellung des Gehäuseteils der Hochdruckpumpe. Dies wirkt sich zeit- und kostensparend aus. Zudem kann die Lage der Buchse in Bezug auf das Gehäuseteil beim Umspritzen bzw. Umgießen genau festgelegt werden, so dass aufwendige Nachbearbeitungsschritte, beispielsweise zur Behebung von Winkelfehlern, entfallen. Dies hat ferner zur Folge, dass etwaige im Kunststoff enthaltene Füllstoffe nicht freigelegt werden, sondern eine die Füllstoffe abdeckende, wenige Mikrometer dicke Gusshaut aus Kunststoff erhalten bleibt. Diese kann sich im Betrieb der Hochdruckpumpe als verschleißmindernd auswirken.To achieve the object mentioned above, a method for producing a high-pressure pump according to the invention is also proposed. In this method, the bushing for guiding the plunger body is encapsulated or encapsulated with plastic during an injection molding process for the manufacture or completion of the housing part. The connection of the socket with the housing part is thus carried out in one step with the production or completion of the housing part of the high-pressure pump. This has a time and cost saving effect. In addition, the position of the bushing with respect to the housing part during encapsulation or encapsulation can be precisely defined, so that expensive post-processing steps, for example, to remedy angular errors eliminated. This also has the consequence that any fillers contained in the plastic are not exposed, but a filler covering, few micrometers thick casting skin made of plastic is maintained. This can affect the operation of the high-pressure pump as wear-reducing.
Bevorzugt wird die Buchse in eine Ausnehmung des Gehäuseteils eingesetzt und mit Kunststoff umspritzt oder umgossen, so dass eine feste Verbindung der Buchse mit dem Gehäuseteil hergestellt wird. Der Vorgang des Umspritzens bzw. Umgießens der Buchse mit Kunststoff dient dann der Fertigstellung des Gehäuseteils, wobei die Buchse integraler Bestandteil des Gehäuseteils wird. Das Gehäuseteil kann auch in diesem Fall ganz oder teilweise aus Kunststoff gefertigt sein. Bevorzugt wird wiederum ein Spritzgießverfahren zur Herstellung des Gehäuseteils eingesetzt.Preferably, the bushing is inserted into a recess of the housing part and encapsulated or encapsulated with plastic, so that a firm connection of the socket is made with the housing part. The process of encapsulation or encapsulation of the bushing with plastic then serves to complete the housing part, the bushing becoming an integral part of the housing part. The housing part may also be made entirely or partially of plastic in this case. In turn, an injection molding process for producing the housing part is preferably used.
Um eine exakte Positionierung der Buchse innerhalb einer Spritzgussform oder innerhalb einer Ausnehmung des Gehäuseteils zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass die Buchse vor dem Umspritzen oder Umgießen mit Kunststoff auf einem Werkzeug, insbesondere auf einem Schiebeelement, fixiert wird.In order to enable an exact positioning of the bushing within an injection mold or within a recess of the housing part, it is proposed that the bush is fixed on a tool, in particular on a sliding element, before molding or encasing with plastic.
Vorteilhafterweise wird während des Spritzgießprozesses zur Herstellung oder Fertigstellung des Gehäuseteils mindestens ein Kanal ausgebildet, der die Zylinderbohrung mit dem Triebwerksraum oder einer weiteren Zylinderbohrung hydraulisch verbindet. Die Ausbildung des Kanals erfordert somit keinen weiteren Arbeitsschritt, insbesondere keine Nachbearbeitung, welche zeit- und kostenintensiv ist. Ferner ist sichergestellt, dass eine Füllstoffe abdeckende Gusshaut erhalten bleibt. Weiterhin entfällt eine Reinigung des Kanals, die in der Regel erforderlich ist, wenn der Kanal mittels Zerspanung hergestellt worden ist. Advantageously, at least one channel is formed during the injection molding process for the production or completion of the housing part, which hydraulically connects the cylinder bore with the engine room or another cylinder bore. The formation of the channel thus requires no further work, in particular no post-processing, which is time consuming and costly. Furthermore, it is ensured that a casting skin covering fillers is retained. Furthermore, eliminating a cleaning of the channel, which is usually required when the channel has been made by machining.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen beigefügten Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt eine erfindungsgemäße Hochdruckpumpe in einem schematischen Längsschnitt.A preferred embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the single attached drawing. This shows a high-pressure pump according to the invention in a schematic longitudinal section.
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
Die in der Figur dargestellte Hochdruckpumpe umfasst ein Gehäuseteil
Neben dem Gehäuseteil
Während das den Triebwerksraum
Da bei einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe die Buchse
Wie der einzigen Figur ferner zu entnehmen ist, sind im Gehäuseteil
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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DE102008040351A1 (en) | 2008-07-11 | 2010-01-14 | Robert Bosch Gmbh | High pressure pump e.g. multi-piston high pressure pump, for use in e.g. common rail system, for racing application, has steel high pressure housing with extension engaged in retaining opening at main housing |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT201600081962A1 (en) * | 2016-08-03 | 2018-02-03 | Bosch Gmbh Robert | PUMPING GROUP FOR FUEL SUPPLEMENTATION, PREFERABLY GASOIL, TO AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
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Publication number | Publication date |
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EP3234357A1 (en) | 2017-10-25 |
KR20170093978A (en) | 2017-08-16 |
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