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Die Erfindung betrifft einen Niederdruckanschlussstutzen für eine Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Hochdruckpumpe mit einem solchen Niederdruckanschlussstutzen.
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Stand der Technik
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Eine in ein Kraftstoffeinspritzsystem eingebundene Hochdruckpumpe dient der Förderung von Kraftstoff auf Hochdruck. Sie besitzt in der Regel mindestens ein Pumpenelement mit einem Pumpenarbeitsraum, der über ein Saugventil mit Kraftstoff befüllbar ist. Der im Pumpenarbeitsraum vorhandene Kraftstoff wird im Förderbetrieb der Hochdruckpumpe über den Förderhub eines hubbeweglichen Pumpenkolbens verdichtet und anschließend über einen Hochdruckabgang einem Hochdruckspeicher zugeführt. Die Versorgung des Saugventils mit Kraftstoff erfolgt über einen Niederdruckanschluss, der beispielsweise als einfacher Stutzen ausgeführt sein kann, der in ein Gehäuseteil der Hochdruckpumpe eingepresst ist.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2008 043 500 A1 geht darüber hinaus eine Niederdruckanschlusseinheit mit einem Gehäuse hervor, das mit einem Gehäuse einer Hochdruckeinheit in der Weise verbindbar ist, dass ein ringförmiger Steg des Gehäuses der Niederdruckanschlusseinheit einen ringförmigen Kragen des Gehäuses der Hochdruckeinheit formschlüssig umgibt. Um den Formschluss herzustellen, ist das Gehäuse der Niederdruckanschlusseinheit zumindest bereichsweise elastisch verformbar. Vorzugsweise ist das Gehäuse als Spritzgussteil aus einem Kunststoff oder einem Pulvermetall ausgeführt und umfasst wenigstens einen eingespritzten Anschlussstutzen für den Anschluss einer Niederdruckleitung.
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Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Niederdruckanschlussstutzen für eine Hochdruckpumpe anzugeben, der besonders kompakt bauend und kostengünstig herzustellen ist. Ferner soll der Niederdruckanschlussstutzen eine fluiddichte Verbindung mit einem Zylinderkopf der Hochdruckpumpe ermöglichen.
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Zur Lösung der Aufgabe wird der Niederdruckanschlussstutzen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 angegeben. Darüber hinaus wird eine Hochdruckpumpe mit einem solchen Niederdruckanschlussstutzen vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
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Offenbarung der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Niederdruckanschlussstutzen ist als rotationssymmetrischer Körper ausgeführt und weist einen rohrförmigen Abschnitt sowie einen ein Verschlusselement ausbildenden Endabschnitt mit vergrößertem Außendurchmesser auf, über den der Niederdruckanschlussstutzen mit einem Zylinderkopf einer Hochdruckpumpe kraft- und/oder formschlüssig verbindbar ist. Als rotationssymmetrischer Körper ist der Niederdruckanschlussstutzen einfach und kostengünstig herstellbar. Der rohrförmige Abschnitt dient der Verbindung des Niederdruckanschlussstutzens mit einer Niederdruckleitung. Der das Verschlusselement ausbildende Endabschnitt ersetzt einen Verschlussdeckel, der üblicherweise nach der Montage eines Saugventils in den Zylinderkopf der Hochdruckpumpe dem Verschließen der Saugventilaufnahmebohrung im Zylinderkopf dient. Das heißt, dass die Funktion des Verschlussdeckels in den Niederdruckanschlussstutzen integriert ist. Auf diese Weise kann die Anzahl der Bauteile reduziert werden, was eine kompakt bauende Anordnung und eine Kostenreduktion ermöglicht. Durch die einteilige Ausführung von Verschlussdeckel bzw. Verschlusselement und Niederdruckanschlussstutzen entfällt zudem eine weitere Dichtstelle, so dass die Gefahr einer Leckage reduziert wird.
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Bevorzugt ist der Niederdruckanschlussstutzen als einteiliges Drehteil aus Metall ausgeführt. Als einteiliges Drehteil aus Metall ist der Niederdruckanschlussstutzen besonders einfach und kostengünstig zu fertigen. Zudem weist Metall eine hohe Festigkeit auf, so dass eine kraftschlüssige Verbindung, insbesondere eine Pressverbindung, mit dem Zylinderkopf möglich ist. Hierzu wird vorzugsweise der das Verschlusselement ausbildende Endabschnitt des Niederdruckanschlussstutzens in den Zylinderkopf eingepresst. Der Presssitz ermöglicht zudem die Ausbildung einer fluiddichten Verbindung.
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Um die Dichtigkeit im Bereich der Verbindung des Niederdruckanschlussstutzens mit dem Zylinderkopf der Hochdruckpumpe weiter zu erhöhen, wird ferner vorgeschlagen, dass der Niederdruckanschlussstutzen außenumfangseitig im Bereich des das Verschlusselement ausbildenden Endabschnitts mindestens eine Ringnut zur Aufnahme eines Dichtrings aufweist. Der Dichtring wird beim Einsetzen, insbesondere Einpressen, des Endabschnitts des Niederdruckanschlussstutzens in den Zylinderkopf elastisch verformt, so dass er unter einer radialen Vorspannung am Zylinderkopf anliegt. Dadurch ist eine hohe Dichtigkeit gewährleistet. Die Anordnung des Dichtrings in der Ringnut wirkt einer Lageverschiebung des Dichtrings entgegen, wenn der Endabschnitt des Niederdruckanschlussstutzens in den Zylinderkopf eingesetzt, insbesondere eingepresst, wird.
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Des Weiteren bevorzugt weist der Niederdruckanschlussstutzen außenumfangseitig einen ringförmigen Absatz zur Abstützung einer Überwurfmutter auf. Mittels der Überwurfmutter kann der Niederdruckanschlussstutzen am Zylinderkopf lagefixiert werden. Die Überwurfmutter weist hierzu bevorzugt einen ringförmigen Bund auf, über den sie sich am ringförmigen Absatz des Niederdruckanschlussstutzens axial abstützt.
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Darüber hinaus wird eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem erfindungsgemäßen Niederdruckanschlussstutzen und einem Zylinderkopf vorgeschlagen, in den der das Verschlusselement ausbildende Endabschnitt des Niederdruckanschlussstutzens eingesetzt, vorzugsweise eingepresst oder eingeschraubt, ist. Das in den Niederdruckanschlussstutzen integrierte Verschlusselement ersetzt einen Verschlussdeckel, der üblicherweise zum Verschließen der Saugventilaufnahmebohrung eingesetzt wird. Auf diese Weise wird die Anzahl der Bauteile reduziert, was mit einer Kostenreduzierung einhergeht. Ferner wird eine kompakt bauende Anordnung erreicht. Durch die einteilige Ausführung von Verschlusselement und Niederdruckanschlussstutzen entfällt zudem eine Dichtstelle, so dass sich die Dichtigkeit der Hochdruckpumpe erhöht.
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Bevorzugt ist der Niederdruckanschlussstutzen koaxial zu einer im Zylinderkopf ausgebildeten Zylinderbohrung angeordnet, in der ein Pumpenkolben hubbeweglich aufgenommen ist. Die Zylinderbohrung kann in diesem Fall zugleich zur Aufnahme des Saugventils bzw. eines Ventilstößels des Saugventils genutzt werden, wobei dann der das Verschlusselement ausbildende Endabschnitt des Niederdruckanschlussstutzens als Verschlussdeckel dient. Auf diese Weise lässt sich eine besonders kompakt bauende Anordnung erzielen.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der das Verschlusselement ausbildende Endabschnitt des Niederdruckanschlussstutzens innerhalb des Zylinderkopfs einen Niederdruckraum begrenzt, der als Zulauf für das Saugventil dient. Damit können die üblicherweise vorgesehenen und aufwendig herzustellenden Zulaufbohrungen im Zylinderkopf entfallen.
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Bevorzugt weist der Zylinderkopf einen hohlzylinderförmigen Ansatz auf, in den der das Verschlusselement ausbildende Endabschnitt des Niederdruckanschlussstutzens eingesetzt, vorzugsweise eingepresst oder eingeschraubt, ist. Der Kragen ersetzt eine Bohrung zur Aufnahme des Niederdruckanschlussstutzens, so dass der Zylinderkopf geringere Abmessungen aufweisen kann. Dadurch kann der erforderliche Bauraum reduziert werden, den die Hochdruckpumpe benötigt.
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Ferner kann der hohlzylinderförmige Ansatz des Zylinderkopfes der Aufnahme einer Überwurfmutter dienen, mittels welcher der Niederdruckanschlussstutzen am Zylinderkopf der Hochdruckpumpe lagefixiert ist. Die Überwurfmutter ist hierzu bevorzugt mit dem hohlzylinderförmigen Ansatz des Zylinderkopfs verschraubt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt einen schematischen Längsschnitt durch einen in einen Zylinderkopf einer Hochdruckpumpe eingesetzten, erfindungsgemäßen Niederdruckanschlussstutzen.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
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Der dargestellte Niederdruckanschlussstutzen 1 ist als einteiliges Drehteil aus Metall ausgeführt. Er weist einen rohrförmigen Abschnitt 1.1 auf, der dem Anschluss einer Niederdruckleitung (nicht dargestellt) dient. Ferner weist der Niederdruckanschlussstutzen 1 einen Endabschnitt 1.2 mit vergrößertem Außendurchmesser auf, über den der Niederdruckanschlussstutzen 1 mit einem Zylinderkopf 2 einer Hochdruckpumpe 3 verbunden ist. Der Endabschnitt (1.2) ist hierzu in einen hohlzylinderförmigen Ansatz 13 des Zylinderkopfes 2 eingepresst. Die Dichtigkeit des Presssitzes wird vorliegend dadurch erhöht, dass der Endabschnitt 1.2 außenumfangseitig eine Ringnut 5 aufweist, in der ein Dichtring 6 aufgenommen ist, der gegenüber dem hohlzylinderförmigen Ansatz 13 des Zylinderkopfes 2 radial vorgespannt ist. Zur Lagefixierung des Niederdruckanschlussstutzens 1 ist eine Überwurfmutter 8, die über einen Bund 14 an einem ringförmigen Absatz 7 des Niederdruckanschlussstutzens 1 axial abgestützt ist, mit dem hohlzylinderförmigen Ansatz 13 des Zylinderkopfs 2 verschraubt.
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Der Niederdruckanschlussstutzen 1 ist koaxial zu einer Längsachse A angeordnet, die durch eine im Zylinderkopf 2 ausgebildete Zylinderbohrung 9 definiert wird. In der Zylinderbohrung 9 ist ein Pumpenkolben 10 hubbeweglich aufgenommen, der innerhalb der Zylinderbohrung 9 einen Hochdruck-Elementraum 15 begrenzt. Zur Befüllung des Hochdruck-Elementraums 15 mit Kraftstoff ist ein Saugventil 12 vorgesehen, das in den Zylinderkopf 2 integriert ist. Vorliegend bildet der Zylinderkopf 2 innerhalb der Zylinderbohrung 9 einen Ventilsitz 16 für einen Ventilstößel 17 des Saugventils 12 aus. Eine separate Ventilplatte kann somit entfallen. Dadurch wird eine besonders kompakt bauende Anordnung erreicht. Der Ventilstößel 17 wird über die Zylinderbohrung 9 in den Zylinderkopf 2 eingesetzt, so dass ein Endabschnitt des Ventilstößels 17 den Zylinderkopf 2 überragt. Auf diesen Endabschnitt wird eine Feder 18 geschoben, anschließend wird ein Federteller 19 auf den Ventilstößel 17 aufgepresst, so dass die Feder 18 axial vorgespannt ist. Der die Feder 18 und den Federteller 19 tragende Endabschnitt des Ventilstößels 17 ist von einem Niederdruckraum 11 umgeben, der durch den Endabschnitt 1.2 des Niederdruckanschlusselements 1 begrenzt wird. Der Endabschnitt 1.2 des Niederdruckanschlussstutzens 1 bildet somit zugleich ein Verschlusselement 4 auf, das einen separaten Verschlussdeckel ersetzt.
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Im Betrieb der Hochdruckpumpe 3 wird dem Niederdruckraum 11 über den Niederdruckanschlussstutzen 1 Kraftstoff zugeführt. Von hier aus gelangt der Kraftstoff über Schrägbohrungen 20 in einen dem Ventilsitz 16 vorgelagerten Ringraum 21. Öffnet das Saugventil 12 im Saugbetrieb der Hochdruckpumpe 3, wird der Hochdruck-Elementraum 15 mit Kraftstoff befüllt. Im Förderbetrieb der Hochdruckpumpe 3 wird der im Hochdruck-Elementraum 15 vorhandene Kraftstoff durch den Förderhub des Pumpenkolbens 10 verdichtet und abschließend über ein Auslassventil 22 einem Hochdruckspeicher (nicht dargestellt) zugeführt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008043500 A1 [0003]
