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Die Erfindung betrifft eine Niederdruckeinheit für eine Kraftstoffhochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-Einspritzsystem, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit einer erfindungsgemäßen Niederdruckeinheit zur Anbindung der Kraftstoffhochdruckpumpe an einen Niederdruckkreislauf des Kraftstoffeinspritzsystems.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind zwei grundlegende Konzepte zur Kraftstoffmengenzumessung bei Kraftstoffhochdruckpumpen bekannt. Zum Einen kann ein elektrisch ansteuerbares Saugventil zur Mengenzumessung eingesetzt werden. Zum Anderen kann eine separate Zumesseinheit vorgesehen sein. Diese kann Bestandteil einer Niederdruckeinheit sein, die an die Kraftstoffhochdruckpumpe anbaubar oder bereits mit der Kraftstoffhochdruckpumpe verbunden ist. Eine solche Niederdruckeinheit wird auch als „Fuel Control Unit (FCU)“ bezeichnet.
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Um eine besonders kompaktbauende Kraftstoffhochdruckpumpe zu schaffen, wird in der
DE 10 2012 224 430 A1 ein Niederdruckanschluss vorgeschlagen, der eine Niederdruckeinheit ersetzen soll. Der Niederdruckanschluss kann beispielsweise die Form eines Stutzens besitzen, der an einen Zylinderkopf der Kraftstoffhochdruckpumpe oder an ein mit der Kraftstoffhochdruckpumpe verbundenes Saugventil angeformt ist. Der Wegfall der Niederdruckeinheit und damit der Zumesseinheit erfordert jedoch den Einsatz eines elektrisch ansteuerbaren Saugventils, um hierüber die Kraftstoffmengenzumessung sicherzustellen.
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Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Niederdruckeinheit für eine Kraftstoffhochdruckpumpe anzugeben, die besonders kompaktbauend ist, so dass der Bauraumbedarf der Kraftstoffhochdruckpumpe durch die Niederdruckeinheit nicht oder nicht wesentlich steigt. Ferner soll die Niederdruckeinheit leicht zu montieren sein und eine hohe Dichtheit aufweisen.
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Zur Lösung der Aufgabe wird die Niederdruckeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Darüber hinaus wird eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit einer solchen Niederdruckeinheit vorgeschlagen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die für eine Kraftstoffhochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-Einspritzsystem, vorgeschlagene Niederdruckeinheit umfasst ein mit der Kraftstoffhochdruckpumpe verbundenes oder verbindbares Gehäuse, das mindestens einen Anschlussstutzen für den Anschluss an einen Niederdruckkreislauf des Kraftstoffeinspritzsystems aufweist. Erfindungsgemäß sind der Anschlussstutzen und das Gehäuse aus dem gleichen Material gefertigt, wobei das Gehäuse zugleich den Anschlussstutzen ausformt.
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Dadurch, dass mindestens ein Anschlussstutzen bereits in das Gehäuse der Niederdruckeinheit integriert ist, entfällt die Notwendigkeit der Herstellung einer Verbindung. Dementsprechend wird die Montage der Niederdruckeinheit vereinfacht. Da mit der Integration des Anschlussstutzens in das Gehäuse zugleich eine Dichtstelle wegfällt, erhöht sich ferner die Dichtheit der Niederdruckeinheit.
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Üblicherweise wird die Verbindung eines Anschlussstutzens mit einem Gehäuse einer Niederdruckeinheit durch Einpressen des Anschlussstutzens in eine Bohrung des Gehäuses erreicht. Dieser Vorgang erfordert zusätzliche Spann- und Stützflächen am Gehäuse, wodurch Material- und Bauraumbedarf steigen. Mit Wegfall dieses Montagevorgangs und damit der Spann- und Stützflächen kann das Gehäuse der Niederdruckeinheit deutlich kompaktbauender gestaltet. Zugleich sinken der Material- und Bauraumbedarf. Ferner bestehen größere Freiheiten im Hinblick auf das Design des Gehäuses.
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Bevorzugt sind der Anschlussstutzen und das Gehäuse aus Metall gefertigt. Metallische Werkstoffe weisen in der Regel eine hohe Festigkeit auf, so dass durch die Verwendung eines Metalls die Robustheit der Niederdruckeinheit gesteigert werden kann. Vorzugsweise sind der Anschlussstutzen und das Gehäuse aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung gefertigt. Diese Werkstoffe sind unempfindlich gegenüber Korrosion, so dass die Robustheit weiter gesteigert werden kann. Beispielsweise kann das Gehäuse mit integriertem Anschlussstutzen als Aluminium-Gussteil ausgebildet sein.
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Des Weiteren bevorzugt ist der Anschlussstutzen hohlzylinderförmig ausgebildet und weist eine außenumfangseitig angeordnete Ringnut auf. Über die Ringnut wird eine Anschlusskontur freigestellt, die eine formschlüssige Verbindung mit einer Kraftstoffleitung oder einem Verbindungselement zur Verbindung einer Kraftstoffleitung mit dem Anschlussstutzen ermöglicht. Alternativ oder ergänzend kann in die Ringnut ein Dichtring eingesetzt werden.
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Bei der durch die Ringnut freigestellten Anschlusskontur kann es sich insbesondere um eine standardisierte Anschlusskontur. Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl solcher standardisierter Anschlussstutzen bekannt, die beispielsweise als „SAE“-, „PSA“- oder als „VOSS“-Schnittstelle bezeichnet werden. Da „SAE“- und „PSA“-Schnittstellen vergleichsweise aufwendig zu fertigen sind, wird die Ausbildung einer Anschlusskontur, die an eine „VOSS“-Schnittstelle angelehnt ist, bevorzugt.
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Bevorzugt weist der Anschlussstutzen einen Außendurchmesser auf, der größer als eine Länge parallel zur Längsachse des Anschlussstutzens ist. Das heißt, dass der Anschlussstutzen vergleichsweise kurz ist. Auf diese Weise kann das Gehäuse mit integriertem Anschlussstutzen noch kompakter gestaltet werden, so dass der Material- und Bauraumbedarf weiter sinkt.
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Vorteilhafterweise bildet der Anschlussstutzen stirnseitig einen Einführ- und/oder Zentrierkonus aus. Der Einführ- und/oder Zentrierkonus kann außenumfangseitig und/oder innenumfangseitig am Anschlussstutzen angeordnet sein. Er erleichtert die Verbindung des Anschlussstutzens mit einer Kraftstoffleitung.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei Anschlussstutzen vorgesehen, die in das Gehäuse der Niederdruckeinheit integriert sind bzw. durch das Gehäuse ausgeformt werden. Ein erster Anschlussstutzen dient der Verbindung der Niederdruckeinheit mit einer Zulaufleitung des Niederdruckkreislaufs des Kraftstoffeinspritzsystems, so dass hierüber die Versorgung der Kraftstoffhochdruckpumpe mit Kraftstoff sichergestellt ist. Der weitere Anschlussstutzen kann mit einer Rücklaufleitung des Niederdruckkreislaufs verbunden werden, über welche eine im Betrieb anfallende überschüssige Kraftstoffmenge abführbar ist.
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Die beiden Anschlussstutzen weisen bevorzugt parallel ausgerichtete Längsachsen auf, wobei weiterhin vorzugsweise die beiden Anschlussstutzen an zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses angeordnet sind. Der Anschluss der Kraftstoffleitungen erfolgt somit von zwei unterschiedlichen Seiten, so dass ausreichend Freiraum zur Herstellung des Anschlusses besteht. Auf diese Weise kann die Integration der Niederdruckeinheit in einen bestehenden Niederdruckkreislauf vereinfacht werden.
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In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass eine Zumesseinheit Bestandteil der Niederdruckeinheit ist. Die Zumesseinheit ermöglicht eine genaue Mengenzumessung. Vorzugsweise ist die Zumesseinheit an das Gehäuse der Niederdruckeinheit angesetzt, weiterhin vorzugsweise angeflanscht. Beim Anflanschen kann die Verbindung mittels Schrauben bewirkt werden, wodurch die Montage weiter vereinfacht wird. Ferner ist bei Bedarf eine einfache Demontage der Zumesseinheit möglich.
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Am Gehäuse ist bevorzugt eine Fläche zum Anflanschen der Zumesseinheit vorgesehen, die parallel zur Längsachse des mindestens einen Anschlussstutzens verläuft. Die Zumesseinheit ist demnach bevorzugt an einer weiteren Seite des Gehäuses der Niederdruckeinheit angeflanscht, die senkrecht zu mindestens einer Seite verläuft, an welcher das Gehäuse einen Anschlussstutzen ausformt. Dadurch ist sichergestellt, dass für den Anbau der Zumesseinheit ausreichend Platz zur Verfügung steht.
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Des Weiteren bevorzugt ist ein Überströmventil als Bestandteil der Niederdruckeinheit vorgesehen. Das Überströmventil kann zur Druckregelung im Zulaufbereich der Kraftstoffhochdruckpumpe eingesetzt werden. Ferner ermöglicht das Überströmventil den Ausgleich von Druckpulsationen, die im Betreib der Kraftstoffhochdruckpumpe im Zulaufbereich auftreten. Das Überströmventil ist hierzu bevorzugt in eine Bohrung des Gehäuses eingesetzt, insbesondere eingeschraubt oder eingepresst, da eine Schraub- oder Pressverbindung einfach herstellbar ist. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Bohrung senkrecht zur Längsachse des mindestens einen Anschlussstutzens verläuft. Die Bohrung kann beispielsweise auf einer Seite des Gehäuses der Niederdruckeinheit ausgebildet sein, die der Fläche zum Anflanschen der Zumesseinheit gegenüberliegt. Auf diese Weise wird die Zugänglichkeit der Bohrung verbessert.
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Darüber hinaus wird eine Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit einer erfindungsgemäßen Niederdruckeinheit vorgeschlagen. Durch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Niederdruckeinheit in Verbindung mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe kann der Bauraumbedarf der Kraftstoffhochdruckpumpe gesenkt werden. Zugleich ermöglicht die Niederdruckeinheit den Anschluss der Kraftstoffhochdruckpumpe an den Niederdruckkreislauf des Kraftstoffeinspritzsystems.
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Bevorzugt ist die Kraftstoffhochdruckpumpe als Steckpumpe ausgeführt, da hier die Vorteile einer kompaktbauenden Bauweise besonders deutlich zum Tragen kommen. Denn der zur Verfügung stehende Bauraum für die Anordnung einer Steckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem ist in der Regel gering. Das Gehäuse der Niederdruckeinheit vermag ggf. ein pumpeneigenes Gehäuse zu ersetzen, so dass der Bauraumbedarf der Steckpumpe weiter reduziert werden kann.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
- 1 a) eine perspektivische Darstellung einer als Steckpumpe ausgeführten Kraftstoffhochdruckpumpe und b) eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Niederdruckeinheit, die mit der Kraftstoffhochdruckpumpe verbindbar ist,
- 2 eine Draufsicht auf das Gehäuse der Niederdruckeinheit der 1,
- 3 eine perspektivische Darstellung des Gehäuses der 2,
- 4 eine weitere perspektivische Darstellung des Gehäuses der 2 und
- 5 eine perspektivische Darstellung der Niederdruckeinheit der 1.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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Der 1 sind eine erfindungsgemäße Niederdruckeinheit 1 (1b) und eine als Steckpumpe ausgeführte Kraftstoffhochdruckpumpe 2 (1a) zu entnehmen, wobei die Niederdruckeinheit 1 mit der Kraftstoffhochdruckpumpe 2 verbindbar ist. Über die Niederdruckeinheit 1 ist der Kraftstoffhochdruckpumpe 2 Kraftstoff zuführbar.
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Die Niederdruckeinheit 1 umfasst ein Gehäuse 3, das aus Aluminium gefertigt ist und an zwei sich gegenüberliegenden Seiten jeweils einen Anschlussstutzen 4, 5 ausformt. Die Anschlussstutzen 4, 5 weisen Längsachsen A auf, die parallel ausgerichtet sind. Des Weiteren ist jeweils die Länge L parallel zur Längsachse A eines Anschlussstutzens 4, 5 kleiner als der jeweilige Außendurchmesser D gewählt (siehe 2). Auf diese Weise wird eine besonders kompaktbauende Ausführung des Gehäuses 3 erzielt.
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An das Gehäuse 3 ist im Bereich einer Fläche 9 eine Zumesseinheit 8 angesetzt bzw. angeflanscht, die der Mengenzumessung dient. Die Fläche 9 ist im Wesentlichen parallel zu den Längsachsen A der Anschlussstutzen 4, 5 ausgerichtet, so dass der Anbau der Zumesseinheit 8 an einer freien Seite des Gehäuses 3 erfolgt (siehe 1 und 3). Die Befestigung der Zumesseinheit 8 am Gehäuse 3 wird mittels Schrauben 12 bewirkt.
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In einer Bohrung 11 des Gehäuses 3 ist ferner ein Überströmventil 10 eingesetzt (siehe 1 und 4), das der Druckregelung in einem Zulaufbereich der Kraftstoffhochdruckpumpe 2 dient. Steigt der Druck im Zulaufbereich über einen vorgegebenen Grenzwert an, öffnet das Überströmventil 10 und führt Kraftstoff aus dem Zulauf einem Rücklauf zu. Die im Gehäuse 3 ausgebildete Bohrung 11 zur Aufnahme des Überströmventils 10 ist hierzu sowohl an den Zulauf, als auch an den Rücklauf angebunden. Teile des Zulaufs und des Rücklaufs bilden vorliegend die beiden Anschlussstutzen 4, 5 aus, wobei der Anschlussstutzen 4 mit einer Zulaufleitung (nicht dargestellt) und der Anschlussstutzen 5 mit einer Rücklaufleitung (nicht dargestellt) verbindbar sind.
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Zur einfachen Verbindung mit einer Kraftstoffleitung weist jeder der beiden Anschlussstutzen 4, 5 eine außenumfangseitige Ringnut 6 auf, die somit zur Ausbildung einer hinterschnittenen Anschlusskontur führt (siehe 1 und 2). Ferner weisen die Anschlussstutzen 4, 5 jeweils stirnseitig einen Einführ- bzw. Zentrierkonus auf, der das Aufsetzen der Leitung vereinfacht (siehe 1 und 2).
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Der 5 ist eine perspektivische Darstellung der Niederdruckeinheit 1 mit angeflanschter Zumesseinheit 8 zu entnehmen. 5 verdeutlicht, dass das Gehäuse 3 mit den integrierten Anschlussstutzen 4, 5 besonders kompaktbauend ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012224430 A1 [0003]
