DE102016203543B3 - Pump piston for a piston high-pressure fuel pump and piston high-pressure fuel pump - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Pumpenkolben (20) für eine Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe (10), der einen Druckerzeugungsabschnitt (36) und einen Antriebsabschnitt (34) aufweist, die als getrennte Bauteile ausgebildet sind, wobei der Antriebsabschnitt (34) in eine Innenbohrung (38) des Druckerzeugungsabschnitts (36) eingesteckt angeordnet ist, wobei zwischen Antriebsabschnitt (34) und Innenbohrung (38) ein radialer Spalt (44) ausgebildet
ist, wobei die Innenbohrung (38) gestuft ausgebildet ist und an dem von dem Antriebsabschnitt (34) weg gerichteten ersten Bohrungsende (50) einen kleineren Durchmesser (d1) aufweist als an dem zu dem Antriebsabschnitt (34) hin gerichteten zweiten Bohrungsende (52).
Weiter betrifft die Erfindung eine Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe (10), die einen solchen Pumpenkolben (20) aufweist.The invention relates to a pump piston (20) for a piston-fuel high-pressure pump (10), which has a pressure generating section (36) and a drive section (34), which are formed as separate components, wherein the drive section (34) in an inner bore (38). the pressure generating section (36) is arranged inserted, wherein formed between the drive section (34) and the inner bore (38) has a radial gap (44)
wherein the inner bore (38) is stepped and has a smaller diameter (d 1 ) at the first bore end (50) facing away from the drive portion (34) than at the second bore end (52) facing the drive portion (34) ).
Furthermore, the invention relates to a piston high-pressure fuel pump (10) having such a pump piston (20).

Figure DE102016203543B3_0001
Figure DE102016203543B3_0001

Description

Die Erfindung betrifft einen Pumpenkolben für eine Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe sowie eine Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe, die einen solchen Pumpenkolben aufweist.The invention relates to a pump piston for a piston high-pressure fuel pump and a piston high-pressure fuel pump having such a pump piston.

Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpen in Kraftstoffeinspritzsystemen werden dazu verwendet, einen Kraftstoff mit einem hohen Druck zu beaufschlagen, wobei der Druck beispielsweise bei Benzin-Brennkraftmaschinen in einem Bereich von 250 bar bis 400 bar und bei Diesel-Brennkraftmaschinen in einem Bereich von 2000 bar bis 2500 bar liegt. Je höher der Druck, der in dem jeweiligen Kraftstoff erzeugt werden kann, desto geringer sind Emissionen, die während der Verbrennung des Kraftstoffes in einer Brennkammer entstehen, was insbesondere vor dem Hintergrund vorteilhaft ist, dass eine Verringerung von Emissionen immer stärker gewünscht wird.Piston fuel high-pressure pumps in fuel injection systems are used to pressurize a high-pressure fuel, for example, in the case of gasoline internal combustion engines in the range of 250 bar to 400 bar and in diesel engines in a range of 2000 bar to 2500 bar , The higher the pressure that can be generated in the respective fuel, the lower are emissions that occur during combustion of the fuel in a combustion chamber, which is particularly advantageous against the background that a reduction of emissions is increasingly desired.

Um die hohen Drücke in dem jeweiligen Kraftstoff erzielen zu können, weist die Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe einen Pumpenkolben auf, der von einer Antriebswelle angetrieben wird. Der Pumpenkolben bewegt sich translatorisch hin und her und verdichtet einen in einem Druckraum angeordneten Kraftstoff. Dabei kann die Antriebswelle Teil der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe selbst sein, und integral in deren Gehäuse eingebaut sein, es ist jedoch auch möglich, dass die Antriebswelle eine außerhalb der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe angeordnete Welle ist, z. B. eine Nocken- oder Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, die von der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe mitgenutzt wird.In order to achieve the high pressures in the respective fuel, the piston-fuel high-pressure pump has a pump piston which is driven by a drive shaft. The pump piston translates back and forth and compresses a arranged in a pressure chamber fuel. In this case, the drive shaft may be part of the piston high-pressure fuel pump itself, and be integrally installed in the housing, but it is also possible that the drive shaft is arranged outside the piston high-pressure fuel pump shaft, z. B. a cam or crankshaft of the internal combustion engine, which is shared by the piston-fuel high-pressure pump.

Es ist auch bekannt, dass über mehrere sich auf- und abwärts bewegende Pumpenkolben Medium in Form von Kraftstoff beispielsweise in einen Kraftstoffspeicher wie das sog. Rail gefördert werden kann.It is also known that over several up and down moving pump piston medium in the form of fuel, for example, in a fuel storage such as the so-called. Rail can be promoted.

Der Pumpenkolben hat mehrere Funktionen.The pump piston has several functions.

Über den Durchmesser eines Druckerzeugungsabschnittes des Pumpenkolbens, der eine Schnittstelle zu dem Druckraum und somit den oberen Teil des Pumpenkolbens bildet, und den Hub des Pumpenkolbens, ergibt sich das theoretische Hubvolumen der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe. Über den Durchmesser selbst und den Druck in dem Druckraum bzw. noch weitere Kräfte, wie beispielsweise die einer Kolbenrückholfeder, ergibt sich eine maximale Belastung auf einen Antriebsbereich, der den Pumpenkolben in seiner translatorischen Bewegung antreibt, beispielsweise die Antriebswelle, z. B. eine Nockenwelle, und einen zwischengeschalteten Stößel.About the diameter of a pressure generating portion of the pump piston, which forms an interface to the pressure chamber and thus the upper part of the pump piston, and the stroke of the pump piston, the theoretical displacement of the piston fuel high pressure pump results. About the diameter itself and the pressure in the pressure chamber or even more forces, such as a piston return spring, there is a maximum load on a drive range that drives the pump piston in its translational movement, such as the drive shaft, z. B. a camshaft, and an intermediate plunger.

Ein Antriebsabschnitt des Pumpenkolbens, im Wesentlichen ein unterer Teil des Pumpenkolbens, bildet eine Schnittstelle zu einem Antriebsbereich, in dem sich beispielsweise die Antriebswelle befindet.A drive section of the pump piston, essentially a lower part of the pump piston, forms an interface to a drive region in which, for example, the drive shaft is located.

Der Pumpenkolben wird entweder direkt in einem Gehäuse der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe oder in einem separaten Bauteil, beispielsweise einer Führungshülse geführt, und erfährt aufgrund diverser Einflüsse, z. B. aufgrund einer Kolbenrückholfeder, aufgrund einer Stangendichtung, aufgrund von Rechtwinkligkeits- und Ebenheitsabweichungen von Antriebselementen usw., an dem Antriebsabschnitt eine resultierende Querkraft, welche an üblicherweise zwei Stellen, an denen sich der Pumpenkolben abstützt, zu einer lokalen Last zwischen Pumpenkolben und Kolbenführung führt. Wird diese Last zu hoch, kann dies im schlimmsten Fall zu einem Ausfall der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe führen.The pump piston is guided either directly in a housing of the piston-fuel high-pressure pump or in a separate component, such as a guide sleeve, and experiences due to various influences, eg. B. due to a piston return spring, due to a rod seal, due to Rechteckenligkeits- and flatness deviations of drive elements, etc., on the drive section, a resulting transverse force, which leads to a local load between the pump piston and piston guide at usually two points where the pump piston is supported , If this load is too high, this can lead in the worst case to a failure of the piston high-pressure fuel pump.

Bislang ist es bekannt, diese Last beispielsweise durch Erhöhung einer Führungslänge, d. h. ein großes Verhältnis von Länge zu Durchmesser an der Kolbenführung, zu reduzieren, um die Schrägstellung des Pumpenkolbens zu reduzieren und somit den Bereich, über den die Kräfte zwischen Pumpenkolben und Kolbenführung eingeleitet werden, zu erhöhen. Eine erhöhte Führungslänge hat jedoch zur Folge, dass ein größerer Bauraum für die Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe erforderlich ist, und die Bauteile wie der Pumpenkolben, die Kolbenführung, wie etwa die Führungshülse, und das Pumpengehäuse, entsprechend länger ausgeführt sein müssen, und dies somit zu höheren Bauteilkosten führt.So far, it has been known to increase this load by, for example, increasing a guide length, i. H. a large ratio of length to diameter on the piston guide to reduce, to reduce the inclination of the pump piston and thus to increase the range over which the forces between the pump piston and piston guide are introduced. However, an increased guide length has the consequence that a larger space for the piston-fuel high-pressure pump is required, and the components such as the pump piston, the piston guide, such as the guide sleeve, and the pump housing must be made correspondingly longer, and thus to higher Component costs leads.

Weiter sollten aufgrund der vorhandenen hohen Flächenpressungen zwischen Pumpenkolben und Kolbenführung die Komponenten eine entsprechend hohe Härte aufweisen, um die erforderliche Lebensdauer sicherzustellen.Furthermore, due to the existing high surface pressures between pump piston and piston guide, the components should have a correspondingly high hardness in order to ensure the required service life.

DE 195 40 662 A1 offenbart einen Pumpenkolben für eine Kraftstoffhochdruckpumpe, der aus einem Druckerzeugungsabschnitt und einem Antriebsabschnitt aufgebaut ist, welche getrennt voneinander gebildet sind, wobei der Antriebsabschnitt mit Spiel in eine Innenbohrung des Druckerzeugungsabschnitts eingesteckt ist. DE 195 40 662 A1 discloses a pump piston for a high-pressure fuel pump, which is composed of a pressure generating portion and a driving portion, which are formed separately from each other, wherein the drive portion is inserted with play into an inner bore of the pressure generating portion.

In DE 10 2012 224 317 A1 ist ein Pumpenkolben für eine Kraftstoffhochdruckpumpe offenbart, der aus zwei miteinander verbundenen Kolbenabschnitten aufgebaut ist.In DE 10 2012 224 317 A1 discloses a pump piston for a high-pressure fuel pump, which is constructed of two interconnected piston sections.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Pumpenkolben vorzuschlagen, bei dem lokale Lasten zwischen Pumpenkolben und Kolbenführung einfacher reduziert werden können.The object of the invention is to propose an improved pump piston, in which local loads between pump piston and piston guide can be easily reduced.

Diese Aufgabe wird mit einem Pumpenkolben für eine Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. This object is achieved with a pump piston for a piston-fuel high-pressure pump having the features of claim 1.

Eine Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe, die einen solchen Pumpenkolben aufweist, ist Gegenstand des nebengeordneten Anspruches.A piston high-pressure fuel pump having such a pump piston is the subject of the independent claim.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Ein Pumpenkolben für eine Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem weist entlang seiner Längsachse einen Druckerzeugungsabschnitt zum Kontaktieren eines Kraftstoffes zum Beaufschlagen des Kraftstoffes mit Hochdruck, und einen sich an den Druckerzeugungsabschnitt anschließenden Antriebsabschnitt zum Aufnehmen von Antriebskräften von einer Antriebswelle auf. Der Druckerzeugungsabschnitt und der Antriebsabschnitt sind als getrennte Bauteile ausgebildet. Der Druckerzeugungsabschnitt weist eine sich entlang der Längsachse erstreckende Innenbohrung auf, wobei der Antriebsabschnitt in die Innenbohrung eingesteckt angeordnet ist. Zwischen einer Innenbohrungswand der Innenbohrung und einer Antriebsabschnittswand des Antriebsabschnitts ist ein radialer Spalt ausgebildet.A pump piston for a piston-type fuel high-pressure pump in a fuel injection system has along its longitudinal axis a pressure generating portion for contacting a fuel for pressurizing the fuel with high pressure, and a drive portion adjoining the pressure generating portion for receiving drive forces from a drive shaft. The pressure generating section and the driving section are formed as separate components. The pressure generating section has an inner bore extending along the longitudinal axis, wherein the drive section is arranged plugged into the inner bore. Between a Innenbohrungswand the inner bore and a drive portion wall of the drive portion, a radial gap is formed.

Die Innenbohrung ist gestuft ausgebildet, wobei sie an dem von dem Antriebsabschnitt weg gerichteten ersten Bohrungsende einen kleineren Durchmesser aufweist als an dem zu dem Antriebsabschnitt hin gerichteten zweiten Bohrungsende.The inner bore is stepped, having a smaller diameter at the first bore end directed away from the drive portion than at the second bore end directed toward the drive portion.

Es wird demgemäß vorgeschlagen, einen mehrteiligen gebauten Pumpenkolben zu verwenden. Dabei steckt ein unterer Teil des Pumpenkolbens, nämlich der Antriebsabschnitt, im montierten Zustand des Pumpenkolbens zumindest teilweise in einem oberen Teil des Pumpenkolbens, nämlich dem Druckerzeugungsabschnitt, und zwar in einer Innenbohrung, die in dem Druckerzeugungsabschnitt angeordnet ist. Wirken nun Kräfte, insbesondere Querkräfte, auf den Antriebsabschnitt, kann dieser sich durch das Vorsehen des radialen Spaltes zwischen der Innenbohrungswand und der Antriebsabschnittswand – je nach Befestigungsart – entweder durchbiegen oder schräg stellen. Dadurch werden die Querkräfte abgefedert, und der Druckerzeugungsabschnitt wird deutlich geringer ausgelenkt, als dies bei einer einstückigen Ausbildung des Pumpenkolbens der Fall ist. Aufgrund der geringeren Auslenkung des Druckerzeugungsabschnittes des Pumpenkolbens werden die in den Antriebsabschnitt eingeleiteten Kräfte und Lasten nicht mehr nur über lokale kleine Bereiche eingeleitet, sondern verteilen sich über eine größere Fläche. Dadurch kann die Last aufgrund von Querkräften lokal reduziert werden, was zu einer Erhöhung der Lebensdauer und Robustheit der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe insgesamt fährt.It is accordingly proposed to use a multi-part built pump piston. In this case, a lower part of the pump piston, namely the drive portion, in the mounted state of the pump piston at least partially in an upper part of the pump piston, namely the pressure generating portion, in an inner bore, which is arranged in the pressure generating section. Act now forces, in particular lateral forces on the drive section, this can either by bending the gap between the inner bore wall and the drive section wall - depending on the type of fastening - either bend or obliquely. As a result, the transverse forces are cushioned, and the pressure generating portion is deflected much lower than is the case with a one-piece design of the pump piston. Due to the lower deflection of the pressure generating section of the pump piston, the forces and loads introduced into the drive section are no longer introduced only via local small areas, but are distributed over a larger area. As a result, the load due to lateral forces can be locally reduced, which leads to an increase in the life and robustness of the piston fuel high-pressure pump in total.

Die Innenbohrung ist vorteilhaft symmetrisch um die Längsachse des Pumpenkolbens ausgebildet und angeordnet, um so einen symmetrischen Druckerzeugungsabschnitt zu schaffen, der Kräfte von einem Druckraum der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe ausgehend vorteilhaft symmetrisch aufnehmen kann.The inner bore is advantageously formed and arranged symmetrically about the longitudinal axis of the pump piston, so as to provide a symmetrical pressure generating section, which can take advantage of forces symmetrically from a pressure chamber of the piston-fuel high-pressure pump.

Vorzugsweise ist die Innenbohrung als Sacklochbohrung ausgebildet, die sich von dem zu dem Antriebsabschnitt gerichteten unteren Endbereich des Druckerzeugungsabschnitts in den Druckerzeugungsabschnitt hinein erstreckt.Preferably, the inner bore is formed as a blind hole extending from the lower end portion of the pressure generating portion directed toward the driving portion into the pressure generating portion.

Vorzugsweise erstreckt sich die Innenbohrung entlang der Längsachse des Pumpenkolbens wenigstens über die Hälfte der Länge des Druckerzeugungsabschnittes. Je weiter sich die Innenbohrung in den Druckerzeugungsabschnitt hinein erstreckt, umso länger kann auch der Antriebsabschnitt ausgebildet und innerhalb des Druckerzeugungsabschnittes angeordnet sein. Je größer die Länge des Antriebsabschnittes ist, desto stärker kann sich der Antriebsabschnitt durchbiegen und somit Querkräfte aufnehmen.Preferably, the inner bore extends along the longitudinal axis of the pump piston at least over half the length of the pressure generating section. The farther the inner bore extends into the pressure generating portion, the longer the drive portion may be formed and disposed within the pressure generating portion. The greater the length of the drive section, the stronger the drive section can deflect and thus absorb lateral forces.

Vorzugsweise ist dabei der radiale Spalt zwischen der Antriebsabschnittswand und der Innenbohrungswand in dem Bereich des zweiten Bohrungsendes angeordnet, und weiter vorteilhaft ist der Antriebsabschnitt in dem ersten Bohrungsende der Innenbohrung an dem Druckerzeugungsabschnitt befestigt.Preferably, the radial gap between the drive section wall and the inner bore wall is arranged in the region of the second bore end, and further advantageously, the drive section is fastened to the pressure generating section in the first bore end of the inner bore.

Durch die gestufte Innenbohrung ist es möglich, einen Bereich zur Verbindung des Druckerzeugungsabschnittes bereitzustellen, in dem beispielsweise einfach durch einen Pressverband die beiden Komponenten miteinander verbunden werden können. Dennoch kann der radiale Spalt weiterhin bereitgestellt werden, da die Innenbohrung durch die Abstufung unterschiedliche Durchmesser aufweist.By the stepped inner bore, it is possible to provide a region for connection of the pressure generating section in which, for example, simply by a press fit, the two components can be interconnected. Nevertheless, the radial gap can still be provided, since the inner bore has different diameters due to the gradation.

Vorzugsweise ist der Antriebsabschnitt mittels einer unflexiblen Befestigungseinrichtung, insbesondere mittels eines Pressverbandes und/oder mittels einer Schweißnaht und/oder mittels einer Schraubverbindung und/oder mittels einer Klebeverbindung, in dem ersten Bohrungsende der Innenbohrung befestigt.Preferably, the drive section is fastened by means of an inflexible fastening device, in particular by means of a press fit and / or by means of a weld and / or by means of a screw connection and / or by means of an adhesive connection in the first bore end of the inner bore.

Bei einer unflexiblen Befestigungseinrichtung nimmt der Antriebsabschnitt vorteilhaft durch Durchbiegung des freistehenden Bereiches insbesondere in dem zweiten Bohrungsende im Bereich des radialen Spaltes die Querkräfte durch eine stärkere Durchbiegung auf. Dennoch ist eine sichere Verbindung zwischen Druckerzeugungsabschnitt und Antriebsabschnitt gewährleistet.In the case of an inflexible fastening device, the drive section advantageously absorbs the transverse forces by a greater deflection due to deflection of the freestanding region, in particular in the second bore end in the region of the radial gap. Nevertheless, a secure connection ensured between pressure generating section and drive section.

Alternativ ist es auch möglich, dass der Antriebsabschnitt mittels einer flexiblen Befestigungseinrichtung, insbesondere mittels eines Elastomers und/oder mittels eines Scharniers und/oder mittels eines Sperrrings in dem ersten Bohrungsende der Innenbohrung befestigt ist. Aufgrund der flexiblen Verbindung von Druckerzeugungsabschnitt und Antriebsabschnitt wird das Biegemoment, welches aufgrund der resultierenden Querkraft an einem unteren Bereich des Antriebsabschnittes eingeleitet wird, nicht in den Druckerzeugungsabschnitt übertragen. Aufgrund des Entfalls des Biegemoments erfährt der Druckerzeugungsabschnitt des Pumpenkolbens keine Auslenkung und kann sich somit optimal, d. h. im Wesentlichen parallel zu einer Kolbenführung, ausrichten.Alternatively, it is also possible that the drive section is fastened by means of a flexible fastening device, in particular by means of an elastomer and / or by means of a hinge and / or by means of a locking ring in the first bore end of the inner bore. Due to the flexible connection of the pressure generating section and the driving section, the bending moment, which is introduced at a lower portion of the driving section due to the resultant lateral force, is not transmitted to the pressure generating section. Due to the elimination of the bending moment of the pressure generating section of the pump piston undergoes no deflection and can thus optimally, d. H. Align substantially parallel to a piston guide.

Um eine sichere Verbindung zwischen Druckerzeugungsabschnitt und Antriebsabschnitt bereitzustellen, ist es bevorzugt, wenn die Antriebsabschnittswand und/oder die Innenbohrungswand Eingreifnuten aufweist, in die die flexible Befestigungseinrichtung, also beispielsweise eine Elastomerschicht oder ein Scharnier oder ein Sperrring, eingreifen kann.In order to provide a secure connection between pressure generating section and drive section, it is preferred if the drive section wall and / or the inner bore wall engaging grooves, in which the flexible fastening means, so for example an elastomer layer or a hinge or a locking ring, can engage.

Vorteilhaft ist der Antriebsabschnitt gestuft ausgebildet und weist an dem zu dem Druckerzeugungsabschnitt hin gerichteten ersten Abschnittsende einen kleineren Durchmesser auf als dem von dem Druckerzeugungsabschnitt weg gerichteten zweiten Antriebsabschnittsende. Dadurch kann der Antriebsabschnitt besonders einfach in die Innenbohrung des Druckerzeugungsabschnitts eingefügt, und dann beispielsweise über einen Pressverband in dem ersten Bohrungsende befestigt werden.Advantageously, the drive section is stepped and has a smaller diameter at the first section end facing the pressure generating section than the second drive section end directed away from the pressure generating section. As a result, the drive section can be inserted particularly easily into the inner bore of the pressure-generating section, and then fastened, for example, via a press fit in the first bore end.

Die Stufe an dem Antriebsabschnitt ist vorzugsweise so angeordnet, dass sie beabstandet ist zu der Stufe in der Innenbohrung, wodurch ein Ringspalt entsteht. In den Ringspalt kann beispielsweise ein Elastomer eingebracht werden, um so die Verbindung zwischen Druckerzeugungsabschnitt und Antriebsabschnitt zu verbessern.The step on the drive section is preferably arranged so as to be spaced from the step in the inner bore, thereby forming an annular gap. In the annular gap, for example, an elastomer can be introduced, so as to improve the connection between the pressure generating section and drive section.

Vorteilhaft ist eine Stufe in der Innenbohrung zwischen dem ersten Bohrungsende und dem zweiten Bohrungsende schräg ausgebildet. Weiter vorteilhaft ist auch eine Stufe an dem Antriebsabschnitt zwischen dem ersten Antriebsabschnittsende und dem zweiten Antriebsabschnittsende schräg ausgebildet. Durch die schräge Ausbildung der Stufen kann ein stabilerer Übergang der beiden Bereiche der Innenbohrung bzw. des Antriebsabschnittes erreicht werden.Advantageously, a step in the inner bore between the first bore end and the second bore end is formed obliquely. Also advantageously, a step is formed obliquely on the drive section between the first drive section end and the second drive section end. Due to the oblique design of the steps, a more stable transition of the two regions of the inner bore or of the drive section can be achieved.

Vorzugsweise weist der Antriebsabschnitt über seine gesamte Länge einen kleineren Durchmesser auf als der Druckerzeugungsabschnitt. Der Antriebsabschnitt hat so insgesamt im Verhältnis zu seiner Länge überall einen kleinen Durchmesser, und kann sich daher besonders gut durchbiegen.Preferably, the drive section has a smaller diameter over its entire length than the pressure generating section. The drive section thus has a small diameter overall in relation to its length, and can therefore bend particularly well.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Antriebsabschnitt aus einem anderen Werkstoff gebildet als der Druckerzeugungsabschnitt. Abhängig von den Anforderungen bzw. den Belastungen auf den Druckerzeugungsabschnitt und den Antriebsabschnitt innerhalb der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe können für die beiden Komponenten des Pumpenkolbens vorteilhaft unterschiedliche Werkstoffe verwendet werden, um somit einen evtl. erforderlichen teuren Werkstoff nur da einzusetzen, wo er wirklich benötigt wird, und für die andere Komponente einen vergleichsweise günstigen Werkstoff zu verwenden. Dies führt daher zu einer Kostenersparnis.In an advantageous embodiment, the drive section is formed of a different material than the pressure generating section. Depending on the requirements or the loads on the pressure generating section and the drive section within the piston-fuel high-pressure pump, different materials can advantageously be used for the two components of the pump piston, in order to use a possibly required expensive material only where it is really needed, and to use a comparatively cheap material for the other component. This therefore leads to a cost savings.

Eine Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe zum Beaufschlagen eines Kraftstoffes in einem Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Hochdruck weist ein Pumpengehäuse mit einer Gehäusebohrung zum Bilden eines Druckraumes, in dem im Betrieb der Kraftstoff verdichtet wird, auf, wobei in der Gehäusebohrung ein Pumpenkolben wie oben beschrieben mit einem Druckerzeugungsabschnitt und einem Antriebsabschnitt angeordnet ist. In der Gehäusebohrung ist eine Kolbenführung zum Führen des Pumpenkolbens angeordnet, wobei ein Befestigungsbereich, in dem der Antriebsabschnitt in dem Druckerzeugungsabschnitt befestigt ist, entlang der Längsachse des Pumpenkolbens in einem Mittenbereich der Führungshülse angeordnet ist.A piston high pressure fuel pump for pressurizing a fuel in a high pressure fuel injection system comprises a pump housing having a housing bore for forming a pressure space in which the fuel is compressed in operation, wherein in the housing bore a pump piston as described above with a pressure generating portion and a Drive section is arranged. A piston guide for guiding the pump piston is arranged in the housing bore, wherein a fastening region in which the drive section is fixed in the pressure generating section is arranged along the longitudinal axis of the pump piston in a central region of the guide sleeve.

Der Befestigungsbereich zwischen Antriebsabschnitt und Druckerzeugungsabschnitt liegt daher weitgehend mittig in einer Lauffläche in der Kolbenführung, so dass die resultierende Querkraft möglichst gleichmäßig über den gesamten Bereich der Kolbenführung verteilt werden kann.The fastening region between the drive section and pressure generating section therefore lies largely centrally in a running surface in the piston guide, so that the resulting transverse force can be distributed as uniformly as possible over the entire region of the piston guide.

Die Kolbenführung kann beispielsweise durch eine in der Gehäusebohrung befestigte Führungshülse gebildet sein.The piston guide can be formed, for example, by a guide sleeve fastened in the housing bore.

Vorteilhaft ist eine Antriebswelle vorgesehen, wobei der Pumpenkolben von einer Druckfeder in Richtung auf die Antriebswelle vorgespannt ist, wobei ein Federteller zum Abstützen der Druckfeder einstückig mit dem Antriebsabschnitt des Pumpenkolbens ausgebildet ist. Dadurch kann ein Montageaufwand beim Zusammenbauen der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe vorteilhaft reduziert werden, weil beispielsweise Einbautoleranzen geringer gehalten werden können. Die Antriebswelle kann dabei als Teil der Koben-Kraftstoffhochdruckpumpe ausgebildet sein, es ist jedoch auch möglich, dass die Antriebswelle ein extern der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe ausgebildetes Bauteil ist, und von der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe mitgenutzt wird.Advantageously, a drive shaft is provided, wherein the pump piston is biased by a compression spring in the direction of the drive shaft, wherein a spring plate for supporting the compression spring is formed integrally with the drive portion of the pump piston. As a result, an assembly effort when assembling the piston high-pressure fuel pump can be advantageously reduced because, for example, installation tolerances can be kept lower. The drive shaft may be formed as part of the high-pressure fuel pump, but it is also possible that the Drive shaft is an externally formed of the piston-fuel high-pressure pump component, and is shared by the piston-fuel high-pressure pump.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist ein Stößel, insbesondere ein Rollenstößel, zum Übertragen einer Antriebskraft einer Antriebswelle auf den Antriebsabschnitt in der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe vorgesehen. Dabei ist der Antriebsabschnitt vorteilhaft direkt an dem Stößel befestigt oder sogar einstückig mit dem Stößel ausgebildet. Dadurch kann eine Reduzierung der bewegten Massen und Massenkräfte und somit eine Reduzierung der Federkraft der Druckfeder erzielt werden. Dies resultiert in einer verbesserten Dynamik der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe. Weiter kann die Gesamtlänge der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe und des Stößels reduziert werden, wodurch ein kleinerer Bauraum der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe erzielt wird.In an advantageous embodiment, a plunger, in particular a roller tappet, is provided for transmitting a driving force of a drive shaft to the drive section in the piston high-pressure fuel pump. In this case, the drive portion is advantageously attached directly to the plunger or even formed integrally with the plunger. Thereby, a reduction of the moving masses and inertial forces and thus a reduction of the spring force of the compression spring can be achieved. This results in improved dynamics of the piston high-pressure fuel pump. Further, the overall length of the piston fuel high-pressure pump and the plunger can be reduced, whereby a smaller space of the piston-fuel high-pressure pump is achieved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:Advantageous embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:

1 eine Längsschnittdarstellung einer Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe mit einem über eine Antriebswelle angetriebenen, sich in einem Druckraum translatorisch bewegenden Pumpenkolben; 1 a longitudinal sectional view of a piston-fuel high pressure pump with a driven via a drive shaft, in a pressure chamber translationally moving pump piston;

2 eine vergrößerte Längsschnittdarstellung des Pumpenkolbens aus 1 mit daran wirkenden Querkräften; 2 an enlarged longitudinal sectional view of the pump piston 1 with lateral forces acting on it;

3 eine Längsschnittdarstellung des Pumpenkolbens aus 1 mit als getrennte Bauteile gebildetem Druckerzeugungsabschnitt und Antriebsabschnitt in einer ersten Ausführungsform; 3 a longitudinal sectional view of the pump piston 1 with pressure generating section and drive section formed as separate components in a first embodiment;

4 eine Längsschnittdarstellung des Pumpenkolbens aus 3 mit daran wirkenden Querkräften und resultierenden Kräften; 4 a longitudinal sectional view of the pump piston 3 with lateral forces and resulting forces acting on it;

5 eine Längsschnittdarstellung des Pumpenkolbens aus 1 mit als getrennte Bauteile gebildetem Druckerzeugungsabschnitt und Antriebsabschnitt in einer zweiten Ausführungsform; 5 a longitudinal sectional view of the pump piston 1 with pressure generating section and drive section formed as separate components in a second embodiment;

6 eine Längsschnittdarstellung des Pumpenkolbens aus 1 mit als getrennte Bauteile gebildetem Druckerzeugungsabschnitt und Antriebsabschnitt in einer dritten Ausführungsform; und 6 a longitudinal sectional view of the pump piston 1 having a pressure generating section and drive section formed as separate components in a third embodiment; and

7 eine Längsschnittdarstellung des Pumpenkolbens aus 1 mit als getrennte Bauteile gebildetem Druckerzeugungsabschnitt und Antriebsabschnitt, wobei der Antriebsabschnitt direkt an einem Stößel befestigt ist. 7 a longitudinal sectional view of the pump piston 1 with pressure generating section and drive section formed as separate components, wherein the drive section is fastened directly to a plunger.

1 zeigt eine Längsschnittdarstellung einer Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe 10, die ein Pumpengehäuse 12 aufweist, in dem ein Druckraum 14 gebildet ist. Dem Druckraum 14 wird aus einem Niederdruckbereich 16 Kraftstoff zugeführt. In dem Druckraum 14 wird dann dieser zugeführte Kraftstoff mit Hochdruck beaufschlagt, und dann über einen Hochdruckanschluss 18 zu der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe 10 nachgelagerten Elementen wie beispielsweise einem Rail weitergeleitet. 1 shows a longitudinal sectional view of a piston high-pressure fuel pump 10 that is a pump housing 12 in which a pressure chamber 14 is formed. The pressure room 14 gets out of a low pressure area 16 Fuel supplied. In the pressure room 14 then this supplied fuel is subjected to high pressure, and then via a high pressure port 18 to the piston fuel high pressure pump 10 forwarded to downstream elements such as a rail.

Die Beaufschlagung des Kraftstoffes in dem Druckraum 14 erfolgt über einen Pumpenkolben 20, der sich entlang einer Längsachse 22 translatorisch auf- und abbewegt, und dabei den Kraftstoff in dem Druckraum 14 periodisch verdichtet und entspannt.The admission of the fuel in the pressure chamber 14 via a pump piston 20 that extends along a longitudinal axis 22 moved up and down translationally, while the fuel in the pressure chamber 14 periodically compacted and relaxed.

Der Pumpenkolben 20 wird von einer Antriebswelle 24, beispielsweise einer Nockenwelle, in seiner translatorischen Bewegung entlang der Längsachse 22 angetrieben. Um zu verhindern, dass der Pumpenkolben 20 von der Antriebswelle 24 abhebt, ist eine Druckfeder 26 vorgesehen, die sich an einem Federteller 28 abstützt, und so angeordnet ist, dass sie den Pumpenkolben 20 in Richtung auf die Antriebswelle 24 vorspannt.The pump piston 20 is from a drive shaft 24 , For example, a camshaft, in its translational movement along the longitudinal axis 22 driven. To prevent the pump piston 20 from the drive shaft 24 takes off, is a compression spring 26 provided, attached to a spring plate 28 supports, and is arranged so that they are the pump piston 20 in the direction of the drive shaft 24 biases.

Der Pumpenkolben 20 ist in einer Gehäusebohrung 30 angeordnet und wird während seiner Bewegung in einer Kolbenführung 32 in dem Pumpengehäuse 12 geführt. Um eine stabile Führung zu ermöglichen, ist beispielsweise, wie dies in einer vergrößerten Längsschnittdarstellung in 2 gezeigt ist, eine Führungshülse 33 vorgesehen, die den Pumpenkolben 20 während seiner translatorischen Bewegung führt. Die Führungshülse 33 ist dabei in der Gehäusebohrung 30 befestigt. Es ist jedoch auch möglich, dass die Gehäusebohrung 30 selbst die Kolbenführung 32 des Pumpenkolbens 20 bereitstellt, ohne dass eine zusätzliche Führungshülse 33 vorgesehen ist.The pump piston 20 is in a housing bore 30 arranged and is in motion during its movement in a piston guide 32 in the pump housing 12 guided. In order to allow a stable guidance, for example, as shown in an enlarged longitudinal sectional view in 2 shown is a guide sleeve 33 provided that the pump piston 20 during his translational movement leads. The guide sleeve 33 is in the housing bore 30 attached. However, it is also possible that the housing bore 30 even the piston guide 32 of the pump piston 20 provides without requiring an additional guide sleeve 33 is provided.

In 2 sind mit Hilfe von Pfeilen Kräfte dargestellt, die während des Betriebes des Pumpenkolbens 20 auf den Pumpenkolben 20 wirken. Dabei wirkt einerseits von dem Druckraum 14 her eine hydraulische Kraft FH aufgrund des Druckes, der in dem Druckraum 14 vorherrscht. Gleichzeitig wirkt von unten eine Kraft FA von der Antriebswelle 24 her. Der Bereich des Pumpenkolbens 20, der die Schnittstelle zu der Antriebswelle 24 bildet, und somit als Antriebsabschnitt 34 zu sehen ist, erfährt eine resultierende Querkraft FQ, die daher rührt, dass beispielsweise die Druckfeder 26 Kräfte auf den Pumpenkolben 20 ausübt. Zusätzlich befindet sich der Pumpenkolben 20 häufig zum Teil auf einer sog. Benzinseite innerhalb der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und zum Teil auf einer sog. Motorölseite, z. B. in einem Zylinderkopf. Die Abdichtung zwischen der Benzin- und der Motorölseite erfolgt dabei häufig über eine Stangendichtung innerhalb der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe 10. Auch über eine solche Stangendichtung können Querkräfte auf den Pumpenkolben 20 eingeleitet werden. Zusätzlich können auch Rechtwinkligkeits- und Ebenheitsabweichungen eines Stößels 68, der zwischen die Antriebswelle 24 und den Pumpenkolben 20 geschaltet ist (s. 7), Querkräfte auf den Pumpenkolben 20 eintragen.In 2 are represented by means of arrows forces, which during operation of the pump piston 20 on the pump piston 20 Act. On the one hand acts from the pressure chamber 14 forth a hydraulic force F H due to the pressure in the pressure chamber 14 prevails. At the same time acts from below a force F A of the drive shaft 24 ago. The area of the pump piston 20 , which is the interface to the drive shaft 24 forms, and thus as a drive section 34 can be seen, experiences a resulting transverse force F Q , which therefore stirs, for example, the compression spring 26 Forces on the pump piston 20 exercises. In addition, there is the pump piston 20 often in part on a so-called gasoline side within the piston high-pressure fuel pump 10 and partly on a so-called. Engine oil side, z. B. in a cylinder head. The seal between the gasoline and the engine oil side is often done via a rod seal within the piston fuel high pressure pump 10 , Also about such Rod seal can shear forces on the pump piston 20 be initiated. In addition, also perpendicularity and flatness deviations of a plunger can 68 , between the drive shaft 24 and the pump piston 20 is switched (s. 7 ), Lateral forces on the pump piston 20 enter.

Der Pumpenkolben 20 stützt sich üblicherweise an zwei Abstützpunkten innerhalb der Kolbenführung 32 ab, was dort zu lokalen Lastkräften FL zwischen dem Pumpenkolben 20 und der Kolbenführung 32 führt. Werden diese Lastkräfte zu hoch, kann dies im ungünstigsten Fall zu einem Ausfall der Kalben-Kraftstoffhochdruckpumpe 10 führen.The pump piston 20 usually relies on two support points within the piston guide 32 From there, there are local load forces F L between the pump piston 20 and the piston guide 32 leads. If these load forces are too high, this can in the worst case to a failure of the calf high-pressure fuel pump 10 to lead.

Um diese Lastkräfte FL zu reduzieren, wird daher nun vorgeschlagen, den Pumpenkolben 20 zweiteilig, d. h. als gebauten Pumpenkolben 20 vorzusehen, wobei der Antriebsabschnitt 34 getrennt von einem Druckerzeugungsabschnitt 36 ausgebildet ist, der in dem Druckraum 14 den Kraftstoff mit Druck beaufschlagt.In order to reduce these load forces F L , it is therefore now proposed to use the pump piston 20 in two parts, ie as a built pump piston 20 to provide, wherein the drive section 34 separate from a pressure generating section 36 is formed, in the pressure chamber 14 pressurized the fuel.

Diese Anordnung ist in einer Längsschnittdarstellung in 3 zu sehen.This arrangement is in a longitudinal section in FIG 3 to see.

Der Antriebsabschnitt 34 und der Druckerzeugungsabschnitt 36 sind getrennt voneinander ausgebildete Bauteile. Der Druckerzeugungsabschnitt 36 weist eine Innenbohrung 38 auf, die sich entlang der Längsachse 22 des Pumpenkolbens 20 erstreckt und im Wesentlichen symmetrisch innerhalb des Druckerzeugungsabschnittes 36 um die Längsachse 22 herum angeordnet ist. Der Antriebsabschnitt 34 ist in diese Innenbohrung 38 eingesteckt angeordnet. Dabei ist zwischen einer Innenbahrungswand 40 der Innenbohrung 38 und einer Antriebsabschnittswand 42 des Antriebsabschnittes 34 ein radialer Spalt 44 vorgesehen.The drive section 34 and the pressure generating section 36 are separately formed components. The pressure generating section 36 has an internal bore 38 on, extending along the longitudinal axis 22 of the pump piston 20 extends and substantially symmetrically within the pressure generating section 36 around the longitudinal axis 22 is arranged around. The drive section 34 is in this inner bore 38 inserted plugged. It is between a Innenbahrungswand 40 the inner bore 38 and a drive section wall 42 the drive section 34 a radial gap 44 intended.

Die Innenbohrung 38 ist als Sacklochbohrung 46 ausgebildet und erstreckt sich daher nicht komplett über die gesamte Länge L des Druckerzeugungsabschnittes 36, sondern nur teilweise in diesen hinein, und zwar ausgehend von einem unteren Endbereich 48 des Druckerzeugungsabschnittes 36. Die Innenbohrung 38 erstreckt sich vorteilhaft entlang der Längsachse 22 wenigstens über die Hälfte der Länge L des Druckerzeugungsabschnittes 36, um ein stabiles Zusammenspiel von Druckerzeugungsabschnitt 36 und Antriebsabschnitt 34 bereitstellen zu können.The inner bore 38 is as a blind hole 46 and therefore does not extend completely over the entire length L of the pressure generating section 36 but only partially into it, starting from a lower end region 48 the pressure generating section 36 , The inner bore 38 extends advantageously along the longitudinal axis 22 at least over half the length L of the pressure generating section 36 to a stable interaction of pressure generating section 36 and drive section 34 to be able to provide.

In 4 ist in einer Längsschnittdarstellung schematisch dargestellt, wie sich die getrennte Ausbildung von Antriebsabschnitt 34 und Druckerzeugungsabschnitt 36 sowie das Vorsehen des radialen Spaltes 44 im Betrieb auswirken. Der Antriebsabschnitt 34 kann sich nämlich aufgrund der resultierenden Querkraft FQ einfach schräg stellen, was ihm insbesondere durch Vorsehen des radialen Spaltes 44 ermöglicht wird. Die Lastkraft FL wird dabei nicht wie zuvor an lediglich zwei Abstützpunkten aufgefangen, sondern über eine größere Fläche verteilt. Der Druckerzeugungsabschnitt 36 erfährt dabei fast keine Auslenkung bzw. Verbiegung mehr, da er von dem Antriebsabschnitt 34 bzw. dessen Verbiegung weitgehend entkoppelt ist. Die Lastkraft FL aufgrund der resultierenden Querkraft FQ kann daher auf eine größere Fläche verteilt und somit lokal reduziert werden. Dadurch wird eine Erhöhung der Lebensdauer und auch der Robustheit der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe 10 erzielt. Im Vergleich zur bisherigen Anordnung kann daher eine Länge der Kolbenführung 32 und somit die Bauteillängen von Pumpenkolben 20, Führungshülse 33 und dem Pumpengehäuse 12 reduziert werden, was zu einer Kostenersparnis und auch zu einem kleineren nötigen Bauraum zum Einbau der Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe 10 führt.In 4 is shown schematically in a longitudinal sectional view, as is the separate formation of drive section 34 and pressure generating section 36 and the provision of the radial gap 44 in operation. The drive section 34 In fact, due to the resulting transverse force F Q, it can simply become inclined, which is in particular due to the provision of the radial gap 44 is possible. The load force F L is not collected as before at only two support points, but distributed over a larger area. The pressure generating section 36 experiences almost no deflection or bending, as it comes from the drive section 34 or whose bending is largely decoupled. The load force F L due to the resulting lateral force F Q can therefore be distributed over a larger area and thus reduced locally. This will increase the service life and also the robustness of the piston high-pressure fuel pump 10 achieved. Compared to the previous arrangement, therefore, a length of the piston guide 32 and thus the component lengths of pump pistons 20 , Guide sleeve 33 and the pump housing 12 be reduced, resulting in a cost savings and also to a smaller space required for installation of the piston-fuel high-pressure pump 10 leads.

Wie aus 3 weiter hervorgeht, ist die Innenbohrung 38 gestuft ausgebildet und weist ein erstes Bohrungsende 50 mit einem kleineren Durchmesser d1 und ein zweites Bohrungsende 52 mit einem größeren Durchmesser d2 auf. In dem ersten Bohrungsende 50 ist dabei der Antriebsabschnitt 34 mit einem ersten Antriebsabschnittsende 54 befestigt. In dem zweiten Bohrungsende 52 ist der radiale Spalt 44 zwischen der Innenbohrung 42 und der Antriebsabschnittswand 52 ausgebildet. Die Befestigung des Antriebsabschnittes 34 in dem Druckerzeugungsabschnitt 36 kann beispielsweise, wie dies in 3 gezeigt ist, über eine unflexible Befestigungseinrichtung 56 erfolgen. Eine solche unflexible Befestigungseinrichtung 56 kann beispielsweise durch einen Pressverband oder eine Schweißnaht oder eine Schraubverbindung oder eine Klebeverbindung oder eine Kombination der genannten Verbindungen realisiert sein. Durch den verlängerten Hebelarm können dabei die Lastkräfte FL reduziert werden.How out 3 further, is the inner bore 38 stepped formed and has a first hole end 50 with a smaller diameter d 1 and a second hole end 52 with a larger diameter d 2 . In the first hole end 50 is the drive section 34 with a first drive section end 54 attached. In the second hole end 52 is the radial gap 44 between the inner bore 42 and the drive section wall 52 educated. The attachment of the drive section 34 in the pressure generating section 36 can, for example, like this in 3 is shown, via an inflexible fastening device 56 respectively. Such inflexible fastening device 56 can be realized for example by a press fit or a weld or a screw or an adhesive connection or a combination of said compounds. Due to the extended lever arm while the load forces F L can be reduced.

Bei einer festen Verbindung von Antriebsabschnitt 34 und Druckerzeugungsabschnitt 36 ist aufgrund der erhöhten Länge des Antriebsabschnitts 34 des Pumpenkolbens 20, der einen kleineren Durchmesser aufweist als der Druckerzeugungsabschnitt 36, und somit eine geringere Steifigkeit umfasst, gegenüber den aktuellen Designs eine stärke Durchbiegung des Antriebsabschnitts 34 möglich. Der radiale Spalt 44 dient dabei dazu, diese erhöhte Durchbiegung zu ermöglichen, und dabei den Druckerzeugungsabschnitt 36 des Pumpenkolbens 20 nicht bzw. so gering wie möglich auszulenken.For a fixed connection of drive section 34 and pressure generating section 36 is due to the increased length of the drive section 34 of the pump piston 20 having a smaller diameter than the pressure generating portion 36 , and thus comprises a lower rigidity, over the current designs, a strong deflection of the drive section 34 possible. The radial gap 44 serves to allow this increased deflection, while the pressure generating section 36 of the pump piston 20 not or as little as possible to deflect.

Alternative Möglichkeiten, den Antriebsabschnitt 34 in dem Druckerzeugungsabschnitt 36 zu befestigen, sind beispielsweise in 5 und 6 jeweils in einer Längsschnittdarstellung dargestellt. 5 und 6 zeigen dabei jeweils eine flexible Befestigungseinrichtung 58, nämlich einerseits in Form eines eingebrachten Elastomers und andererseits in Form eines Sperrrings bzw. Scharniers. Damit hier die Verbindung von Antriebsabschnitt 34 und Druckerzeugungsabschnitt 36 besonders stabil ist, sind in der vorliegenden Ausführungsform jeweils Eingreifnuten 60 sowohl in der Antriebsabschnittswand 42 als auch in der Innenbohrungswand 40 vorgesehen, so dass die flexiblen Befestigungseinrichtungen 58, nämlich das Elastomer bzw. das Scharnier oder der Sperrring, dort eingreifen können. Die Eingreifnuten 60 können auch nur in einem der beiden Elemente vorgesehen sein.Alternative ways, the drive section 34 in the pressure generating section 36 For example, in 5 and 6 each shown in a longitudinal sectional view. 5 and 6 each show a flexible fastening device 58 , namely on the one hand in the form of an introduced elastomer and on the other hand in the form of a locking ring or hinge. So here the connection of drive section 34 and pressure generating section 36 is particularly stable, in the present embodiment, each Eingreifnuten 60 both in the drive section wall 42 as well as in the inner bore wall 40 provided so that the flexible fasteners 58 , namely the elastomer or the hinge or the locking ring, can intervene there. The intervention grooves 60 may also be provided only in one of the two elements.

Um eine gute Befestigung zwischen Antriebsabschnitt 34 und Druckerzeugungsabschnitt 36 zu realisieren, ist nicht nur die Innenbohrung 38 gestuft ausgebildet, sondern auch der Antriebsabschnitt 34, wobei er in der vorliegenden Ausführungsform an dem ersten Antriebsabschnittsende 54 einen kleineren Durchmesser aufweist als an einem zweiten Antriebsabschnittsende 62, das die Schnittstelle zu der Antriebswelle 24 bilden soll.To get a good attachment between drive section 34 and pressure generating section 36 To realize is not only the inner bore 38 stepped formed, but also the drive section 34 in the present embodiment, it is at the first drive section end 54 has a smaller diameter than at a second drive section end 62 that is the interface to the drive shaft 24 should form.

Bei einer flexiblen Verbindung von Antriebsabschnitt 34 und Druckerzeugungsabschnitt 36 wird ein Biegemoment, welches aufgrund der resultierenden Querkraft FQ an dem Antriebsabschnitt 34 des Pumpenkolbens 20 eingeleitet wird, nicht in den Druckerzeugungsabschnitt 36 übertragen. Aufgrund des Entfalls des Biegemoments erfährt der Druckerzeugungsabschnitt 36 des Pumpenkolbens 20 keine Auslenkung und kann sich somit weitgehend optimal und parallel zu der Kolbenführung 32, d. h. in der vorliegenden Ausführungsform zu der Führungshülse 33, ausrichten.In a flexible connection of drive section 34 and pressure generating section 36 becomes a bending moment, which due to the resulting lateral force F Q at the drive section 34 of the pump piston 20 is introduced, not in the pressure generating section 36 transfer. Due to the elimination of the bending moment, the pressure generating section undergoes 36 of the pump piston 20 no deflection and thus can largely optimal and parallel to the piston guide 32 ie in the present embodiment to the guide sleeve 33 , align.

Insgesamt kann also der Antriebsabschnitt 34 mit dem Druckerzeugungsabschnitt 36 entweder fest, z. B. mittels Pressen, Kleben, Schweißen, Schrauben etc., oder flexibel mittels weiterer Komponenten wie beispielsweise eines Elastomers, eines Sicherungsrings oder eines Scharniers, verbunden sein. Bei der flexiblen Verbindung kann dabei neben dem radialen Spalt 44 zwischen dem Antriebsabschnitt 34 und dem Druckerzeugungsabschnitt 36 des Pumpenkolbens 20 auch zusätzlich ein axialer Spalt vorhanden sein.Overall, so the drive section 34 with the pressure generating section 36 either fixed, z. B. by means of pressing, gluing, welding, screws, etc., or be flexibly connected by means of other components such as an elastomer, a locking ring or a hinge. In the flexible connection can be next to the radial gap 44 between the drive section 34 and the pressure generating section 36 of the pump piston 20 In addition, an axial gap may be present.

Es ist vorteilhaft, wenn der Antriebsabschnitt 34 aus einem anderen Werkstoff gebildet ist als der Druckerzeugungsabschnitt 36, da dadurch auch Werkstoffe mit z. B. geringerer Härte verwendet werden können, und somit eine Kostenersparnis bei der Herstellung des Pumpenkolbens 20 erzielt werden kann.It is advantageous if the drive section 34 is formed of a different material than the pressure generating section 36 , as it also materials with z. B. lower hardness can be used, and thus a cost savings in the production of the pump piston 20 can be achieved.

In allen Ausführungsformen ist ein Befestigungsbereich 64 zwischen Antriebsabschnitt 34 und Druckerzeugungsabschnitt 36 so angeordnet, dass er sich im Ruhezustand des Pumpenkolbens 20 entlang der Längsachse 22 in einem Mittenbereich 66 der Führungshülse 33 bzw. der Kolbenführung 32 befindet. Liegt der Befestigungsbereich 64 zwischen Antriebsabschnitt 34 und Druckerzeugungsabschnitt 36 vorteilhaft mittig in einer Lauffläche der Kolbenführung 32 kann die resultierende Querkraft FQ möglichst gleichmäßig über den gesamten Bereich der Kolbenführung 32 verteilt werden.In all embodiments, a mounting area 64 between drive section 34 and pressure generating section 36 arranged so that it is at rest of the pump piston 20 along the longitudinal axis 22 in a middle area 66 the guide sleeve 33 or the piston guide 32 located. Is the attachment area 64 between drive section 34 and pressure generating section 36 advantageous in the middle in a running surface of the piston guide 32 the resulting lateral force F Q can be as evenly as possible over the entire range of the piston guide 32 be distributed.

6 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform des Pumpenkolbens 20, bei dem der Federteller 28, an dem sich die Druckfeder 26 abstützt, vorteilhaft direkt in dem Antriebsabschnitt 34 integriert ausgebildet ist. 6 shows a further possible embodiment of the pump piston 20 in which the spring plate 28 on which the compression spring 26 supported, advantageously directly in the drive section 34 is integrated.

7 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform, bei der der Pumpenkolben 20 mit dem Antriebsabschnitt 34 direkt an einem Stößel 68, beispielsweise einem Rollenstößel 70, der die Antriebskraft von der Antriebswelle 24 auf den Pumpenkolben 20 überträgt, befestigt ist. Alternativ ist es auch möglich, den Antriebsabschnitt 34 gleich einstückig mit dem Stößel 68 auszubilden. 7 shows a further possible embodiment in which the pump piston 20 with the drive section 34 directly on a pestle 68 , For example, a roller tappet 70 , which is the driving force from the drive shaft 24 on the pump piston 20 transfers, is attached. Alternatively, it is also possible to drive section 34 equal to one piece with the plunger 68 train.

Optional kann also der Federteller 28 direkt in den Antriebsabschnitt 34 des Pumpenkolbens 20 integriert sein, und auch optional kann der Antriebsabschnitt 34 des Pumpenkolbens 20 direkt mit dem Stößel 68 verbunden sein oder sogar einen Teil des Stößels 68 darstellen. Durch solche Integration kann insgesamt eine Reduzierung des Montageaufwands erzielt werden.Optionally, so the spring plate 28 directly into the drive section 34 of the pump piston 20 be integrated, and also optional, the drive section 34 of the pump piston 20 directly with the pestle 68 be connected or even a part of the plunger 68 represent. As a result of such integration, overall a reduction in the assembly outlay can be achieved.

Claims (10)

Pumpenkolben (20) für eine Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe (10) in einem Kraftstoffeinspritzsystem, wobei der Pumpenkolben (20) entlang seiner Längsachse (22) einen Druckerzeugungsabschnitt (36) zum Kontaktieren eines Kraftstoffes zum Beaufschlagen des Kraftstoffes mit Hochdruck, und einen sich an den Druckerzeugungsabschnitt (36) anschließenden Antriebsabschnitt (34) zum Aufnehmen von Antriebskräften von einer Antriebswelle (24) aufweist, wobei der Druckerzeugungsabschnitt (36) und der Antriebsabschnitt (34) als getrennte Bauteile ausgebildet sind, wobei der Druckerzeugungsabschnitt (36) eine sich entlang der Längsachse (22) erstreckende Innenbohrung (38) aufweist, wobei der Antriebsabschnitt (34) in die Innenbohrung (38) eingesteckt angeordnet ist, wobei zwischen einer Innenbohrungswand (40) und einer Antriebsabschnittswand (42) ein radialer Spalt (44) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenbohrung (38) gestuft ausgebildet ist und an dem von dem Antriebsabschnitt (34) weg gerichteten ersten Bohrungsende (50) einen kleineren Durchmesser (d1) aufweist als an dem zu dem Antriebsabschnitt (34) hin gerichteten zweiten Bohrungsende (52).Pump piston ( 20 ) for a piston high-pressure fuel pump ( 10 ) in a fuel injection system, wherein the pump piston ( 20 ) along its longitudinal axis ( 22 ) a pressure generating section ( 36 ) for contacting a fuel to pressurize the fuel with high pressure, and a to the pressure generating section ( 36 ) subsequent drive section ( 34 ) for receiving drive forces from a drive shaft ( 24 ), wherein the pressure generating portion ( 36 ) and the drive section ( 34 ) are formed as separate components, wherein the pressure generating section ( 36 ) one along the longitudinal axis ( 22 ) extending inner bore ( 38 ), wherein the drive section ( 34 ) in the inner bore ( 38 ) is inserted, wherein between an inner bore wall ( 40 ) and a drive section wall ( 42 ) a radial gap ( 44 ), characterized in that the inner bore ( 38 ) is stepped and at which of the drive section ( 34 ) directed away first hole end ( 50 ) has a smaller diameter (d 1 ) than at the to the drive portion ( 34 ) second bore end ( 52 ). Pumpenkolben (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenbohrung (38) als Sacklochbohrung (46) ausgebildet ist, die sich von dem zu dem Antriebsabschnitt (34) gerichteten unteren Endbereich (48) des Druckerzeugungsabschnittes (36) in den Druckerzeugungsabschnitt (36) hinein erstreckt, wobei sich die Innenbohrung (38) entlang der Längsachse (22) des Pumpenkolbens (20) insbesondere wenigstens über die Hälfte der Länge (L) des Druckerzeugungsabschnitts (36) erstreckt. Pump piston ( 20 ) according to claim 1, characterized in that the inner bore ( 38 ) as a blind hole ( 46 ) is formed, which extends from the to the drive section ( 34 ) directed lower end region ( 48 ) of the pressure generating section ( 36 ) in the pressure generating section ( 36 ), wherein the inner bore ( 38 ) along the longitudinal axis ( 22 ) of the pump piston ( 20 ) in particular at least over half the length (L) of the pressure generating section ( 36 ). Pumpenkolben (20) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Spalt (44) zwischen der Antriebsabschnittswand (42) und der Innenbohrungswand (40) in dem Bereich des zweiten Bohrungsendes (52) angeordnet ist, wobei der Antriebsabschnitt (34) insbesondere in dem ersten Bohrungsende (50) der Innenbohrung (38) an dem Druckerzeugungsabschnitt (36) befestigt ist.Pump piston ( 20 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the radial gap ( 44 ) between the drive section wall ( 42 ) and the inner bore wall ( 40 ) in the region of the second bore end ( 52 ) is arranged, wherein the drive section ( 34 ) especially in the first hole end ( 50 ) of the inner bore ( 38 ) at the pressure generating section ( 36 ) is attached. Pumpenkolben (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsabschnitt (34) mittels einer unflexiblen Befestigungseinrichtung (56), insbesondere mittels eines Pressverbands und/oder mittels einer Schweißnaht und/oder mittels einer Schraubverbindung und/oder mittels einer Klebeverbindung, in dem ersten Bohrungsende (50) der Innenbohrung (38) befestigt ist.Pump piston ( 20 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drive section ( 34 ) by means of an inflexible fastening device ( 56 ), in particular by means of a press fit and / or by means of a weld and / or by means of a screw connection and / or by means of an adhesive connection, in the first bore end ( 50 ) of the inner bore ( 38 ) is attached. Pumpenkolben (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsabschnitt (34) mittels einer flexiblen Befestigungseinrichtung (58), insbesondere mittels eines Elastomers und/oder mittels eines Scharniers und/oder mittels eines Sperrrings, in dem ersten Bohrungsende (50) der Innenbohrung (38) befestigt ist, wobei die Antriebsabschnittswand (42) und/oder die Innenbohrungswand (40) insbesondere Eingreifnuten (60) zum Eingreifen der flexiblen Befestigungseinrichtung (58) aufweist.Pump piston ( 20 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drive section ( 34 ) by means of a flexible fastening device ( 58 ), in particular by means of an elastomer and / or by means of a hinge and / or by means of a locking ring, in the first bore end ( 50 ) of the inner bore ( 38 ), wherein the drive section wall ( 42 ) and / or the inner bore wall ( 40 ) in particular engaging grooves ( 60 ) for engaging the flexible fastening device ( 58 ) having. Pumpenkolben (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsabschnitt (34) gestuft ausgebildet ist und an dem zu dem Druckerzeugungsabschnitt (36) hin gerichteten ersten Antriebsabschnittsende (54) einen kleineren Durchmesser aufweist als an dem von dem Druckerzeugungsabschnitt (36) weg gerichteten zweiten Antriebsabschnittsende (62).Pump piston ( 20 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the drive section ( 34 ) is stepped and at which to the pressure generating section ( 36 ) first drive section end ( 54 ) has a smaller diameter than that of the pressure generating section (FIG. 36 ) away second drive section end ( 62 ). Pumpenkolben (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsabschnitt (34) aus einem anderen Werkstoff gebildet ist als der Druckerzeugungsabschnitt (36).Pump piston ( 20 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the drive section ( 34 ) is formed of a different material than the pressure generating section ( 36 ). Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe (10) zum Beaufschlagen eines Kraftstoffes in einem Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Hochdruck, aufweisend ein Pumpengehäuse (12) mit einer Gehäusebohrung (30) zum Bilden eines Druckraumes (14) , in dem im Betrieb der Kraftstoff verdichtet wird, wobei in der Gehäusebohrung (30) ein Pumpenkolben (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einem Druckerzeugungsabschnitt (36) und einem Antriebsabschnitt (34) angeordnet ist, wobei in der Gehäusebohrung (30) eine Kolbenführung (32) zum Führen des Pumpenkolbens (20) angeordnet ist, wobei ein Befestigungsbereich (64), in dem der Antriebsabschnitt (34) in dem Druckerzeugungsabschnitt (36) befestigt ist, entlang der Längsachse (22) des Pumpenkolbens (20) in einem Mittenbereich (66) der Kolbenführung (32) angeordnet ist.Piston Fuel High Pressure Pump ( 10 ) for applying a fuel in a fuel injection system with a high pressure, comprising a pump housing ( 12 ) with a housing bore ( 30 ) for forming a pressure chamber ( 14 ), in which the fuel is compressed in operation, wherein in the housing bore ( 30 ) a pump piston ( 20 ) according to one of claims 1 to 7 with a pressure generating section ( 36 ) and a drive section ( 34 ) is arranged, wherein in the housing bore ( 30 ) a piston guide ( 32 ) for guiding the pump piston ( 20 ), wherein a mounting area ( 64 ), in which the drive section ( 34 ) in the pressure generating section ( 36 ), along the longitudinal axis ( 22 ) of the pump piston ( 20 ) in a middle area ( 66 ) of the piston guide ( 32 ) is arranged. Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (20) von einer Druckfeder (26) in Richtung auf die Antriebswelle (24) vorgespannt ist, wobei ein Federteller (28) zum Abstützen der Druckfeder (26) einstückig mit dem Antriebsabschnitt (34) des Pumpenkolbens (20) ausgebildet ist.Piston Fuel High Pressure Pump ( 10 ) according to claim 8, characterized in that the pump piston ( 20 ) of a compression spring ( 26 ) in the direction of the drive shaft ( 24 ) is biased, wherein a spring plate ( 28 ) for supporting the compression spring ( 26 ) in one piece with the drive section ( 34 ) of the pump piston ( 20 ) is trained. Kolben-Kraftstoffhochdruckpumpe (10) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stößel (68), insbesondere ein Rollenstößel (70), zum Übertragen einer Antriebskraft der Antriebswelle (24) auf den Antriebsabschnitt (34) vorgesehen ist, wobei der Antriebsabschnitt (34) direkt an dem Stößel (68) befestigt oder einstückig mit dem Stößel (68) ausgebildet ist.Piston Fuel High Pressure Pump ( 10 ) according to claim 8 or 9, characterized in that a plunger ( 68 ), in particular a roller tappet ( 70 ), for transmitting a driving force of the drive shaft (FIG. 24 ) on the drive section ( 34 ) is provided, wherein the drive section ( 34 ) directly on the plunger ( 68 ) or integral with the plunger ( 68 ) is trained.
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