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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.
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Eine solche Kraftstoffhochdruckpumpe ist durch die
DE 10 2010 038 994 A1 bekannt. Diese Kraftstoffhochdruckpumpe weist wenigstens ein Pumpenelement auf, das wiederum einen einen in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben aufweist. Der Pumpenkolben ist in einer Zylinderbohrung eines Gehäuseteils der Pumpe verschiebbar geführt und begrenzt in der Zylinderbohrung einen Pumpenarbeitsraum, wobei ein Einlassventil vorgesehen ist, durch das der Pumpenarbeitsraum mit einem Kraftstoffzulaufraum verbindbar ist. Der Pumpenkolben ragt mit seinem dem Pumpenarbeitsraum abgewandten Ende aus dem dem Pumpenarbeitsraum abgewandten Ende der Zylinderbohrung heraus. Auf dem aus der Zylinderbohrung ragenden Endbereich des Pumpenkolbens ist ein Dichtring vorgesehen. Der Dichtring dient dazu eine Vermischung von dem durch den Pumpenkolben geförderten Kraftstoff mit dem außerhalb der Zylinderbohrung des Gehäuseteils vorhandenen Medium zu vermeiden. Das außerhalb der Zylinderbohrung des Gehäuseteils vorhandene Medium ist insbesondere Schmieröl zur Schmierung eines Antriebsbereichs der Pumpe, beispielsweise einem Rollenstößel und dessen Abstützung an einem Nocken. Zwischen dem Dichtring und dem Pumpengehäuseteil ist ein Leckageraum begrenzt, in dem sich zwischen dem Pumpenkolben und der Zylinderbohrung infolge des erforderlichen Spiels austretender Kraftstoff sammeln kann. Der Leckageraum ist über einen Verbindungskanal mit dem Kraftstoffzulaufraum verbunden, wobei im Verbindungskanal ein zum Kraftstoffzulaufraum öffnendes Rückschlagventil angeordnet ist. Durch dieses Rückschlagventil ist sichergestellt, dass Kraftstoff aus dem Leckageraum in den Kraftstoffzulaufraum abfließen kann, jedoch kein Kraftstoff aus dem Kraftstoffzulaufraum in den Leckageraum fließen kann. Im Falle einer Undichtigkeit des Dichtrings ist dadurch verhindert, dass Kraftstoff aus dem Kraftstoffzulaufraum in den Bereich außerhalb der Zylinderbohrung gelangen kann. Das Rückschlagventil weist dabei eine Kugel als Ventilelement auf, wobei durch die Größe des Verbindungskanals und des Pumpengehäuseteils nur ein begrenzter Bauraum für das Rückschlagventil zur Verfügung steht, so dass die Anordnung des Rückschlagventils schwierig ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Pumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass das Rückschlagventil im Kraftstoffzulaufraum angeordnet ist und mit kleinem Bauraum ausgeführt werden kann, so dass dessen Unterbringung einfach möglich ist.
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In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Pumpe angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 bietet den Vorteil, dass das scheibenförmige Bauteil auf einfache Weise angeordnet und gehalten ist. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ist auf einfache Weise der Ventilsitz gebildet. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 4 ist auf einfache und platzsparende Weise die Zunge gebildet.
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Zeichnung
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine Pumpe in einem Längsschnitt, 2 einen in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Pumpe in vergrößerter Darstellung und 3 die Pumpe in einem Schnitt entlang Linie III-III in 2.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In 1 ist in vereinfachter Darstellung eine Pumpe gezeigt, die insbesondere eine Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine ist. Die Kraftstoffhochdruckpumpe weist wenigstens ein Pumpenelement 10 auf, das wiederum einen Pumpenkolben 12 aufweist, der zumindest mittelbar durch eine Antriebswelle 14 in einer Hubbewegung in zumindest annähernd radialer Richtung bezüglich der Drehachse 15 der Antriebswelle 14 angetrieben wird. Die Antriebswelle 14 kann Teil der Pumpe sein oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Pumpe keine eigene Antriebswelle aufweist und die Antriebswelle 14 Teil der Brennkraftmaschine ist. Die Antriebswelle 14 kann dabei beispielsweise eine Welle der Brennkraftmaschine sein durch die auch die Gaswechselventile der Brennkraftmaschine betätigt werden. Die Antriebswelle 14 weist für den Antrieb des Pumpenkolbens 12 einen Nocken 16 oder Exzenter auf.
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Die Pumpe weist ein Pumpengehäuse auf, das mehrteilig ausgebildet sein kann. Der Pumpenkolben 12 ist in einer Zylinderbohrung 18 eines Gehäuseteils 20 der Pumpe dicht geführt wobei das Gehäuseteil 20 nachfolgend als Zylinderkopf bezeichnet wird. Mit seinem der Antriebswelle 14 abgewandten Ende begrenzt der Pumpenkolben 12 in der Zylinderbohrung 18 einen Pumpenarbeitsraum 22. Der Pumpenarbeitsraum 22 weist über ein Einlassventil 24, das ein in den Pumpenarbeitsraum 22 hinein öffnendes Einlassrückschlagventil oder ein elektrisch, insbesondere elektromagnetisch gesteuertes Ventil sein kann, eine Verbindung mit einem Kraftstoffzulaufraum 26 auf, aus dem der Pumpenarbeitsraum 22 beim in Richtung der Längsachse 19 der Zylinderbohrung 18 radial nach innen zur Drehachse 15 der Antriebswelle 14 gerichteten Saughub des Pumpenkolbens 12 mit Kraftstoff befüllt wird. Der Kraftstoffzulaufraum 26 wird beispielsweise von einer Förderpumpe 27 gespeist, durch die Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 25 gefördert wird. Der Pumpenarbeitsraum 22 weist außerdem über ein Auslassventil 28, das beispielsweise ein aus dem Pumpenarbeitsraum 22 heraus öffnendes Auslassrückschlagventil ist, eine Verbindung mit einem Ablauf 30 auf, der zu einem Hochdruckspeicher 32 führen kann und über den beim radial nach außen von der Drehachse 15 der Antriebswelle 14 weg gerichteten Förderhub des Pumpenkolbens 12 Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 22 verdrängt wird.
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Der Pumpenkolben 12 stützt sich beispielsweise über einen Rollenstößel 40 am Nocken 16 der Antriebswelle 14 ab. Der Rollenstößel 40 weist einen Stößelkörper 42 auf, in dem eine auf dem Nocken 16 abrollende Rolle 44 drehbar gelagert ist. Der Stößelkörper 42 wird durch eine Feder 46 zum Nocken 16 hin beaufschlagt, so dass die Rolle 44 auch beim Saughub des Pumpenkolbens 12 in Anlage am Nocken 16 bleibt. Der Pumpenkolben 12 ragt mit seinem dem Pumpenarbeitsraum 22 abgewandten Ende aus der Zylinderbohrung 18 heraus und ist an seinem Ende mit dem Stößelkörper 42 gekoppelt, so dass der Pumpenkolben 12 ebenfalls durch die Feder 46 beaufschlagt ist. Der Pumpenkolben 12 kann an seinem aus der Zylinderbohrung 18 ragenden Ende einen im Durchmesser gegenüber dem in der Zylinderbohrung 18 geführten Schaft vergrößerten Kolbenfuß 48 aufweisen. Der Zylinderkopf 20 weist im Bereich der Zylinderbohrung 18 zum Nocken 16 hin einen die Zylinderbohrung 18 umgebenden zumindest annähernd zylinderförmigen Abschnitt 50 auf. Die Feder 46 ist als zylindrische Schraubendruckfeder ausgebildet, umgibt den Abschnitt 50 des Zylinderkopfs 20 und stützt sich am Zylinderkopf 20 ab.
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Es ist ein Dichtring 52 vorgesehen, der den aus der Zylinderbohrung 18 ragenden Endbereich des Pumpenkolbens 12 auf dessen Umfang umgibt. Der Dichtring 52 liegt unter radialer Vorspannung mit wenigstens einer an dessen Innenumfang angeordneten elastischen Dichtlippe am Pumpenkolben 12 an. Die wenigstens eine Dichtlippe weist vorzugsweise zumindest im Bereich ihrer Anlage am Pumpenkolben 12 eine Oberfläche mit geringem Reibungskoeffizienten auf, um bei der Hubbewegung des Pumpenkolbens 12 nur geringe Reibungskräfte zu verursachen. Vorzugsweise weist der Dichtring 52 zwei oder drei in Richtung der Längsachse 19 der Zylinderbohrung 18 zueinander beabstandete Dichtlippen auf. Der Dichtring 52 ist beispielsweise aus PTFE, Polytetrafluorethylen, hergestellt.
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Der Abschnitt 50 des Zylinderkopfs 20 weist an seinem Ende eine zur Zylinderbohrung 18 zumindest annähernd koaxiale Bohrung 58 auf, die einen größeren Durchmesser als die Zylinderbohrung 18 aufweist und die eine Aufnahme für den Dichtring 52 bildet. Am Übergang von der Bohrung 58 zur Zylinderbohrung 18 ist eine Ringschulter 60 gebildet. Der Dichtring 52 wird in der Aufnahme 58 in Richtung der Längsachse 13 des Pumpenkolbens 12 durch ein Halteelement 64 gesichert. Das Halteelement 64 kann beispielsweise ein federnder Ring sein, der in eine Ringnut 68 im Innenumfang der Aufnahme 58 eingerastet ist. Alternativ kann das Halteelement 64 auch beispielsweise als Scheibe ausgebildet sein, die beispielsweise in die Aufnahme 58 eingepresst ist oder auf andere Weise befestigt ist.
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Zwischen der der Ringschulter 60 zugewandten axialen Stirnseite des Dichtrings 52 und dem Zylinderkopf 20 ist ein Leckageraum 74 begrenzt, in den bei der Hubbewegung des Pumpenkolbens 12 zwischen diesem und der Zylinderbohrung 18 aus dem Pumpenarbeitsraum 22 austretender Leckagekraftstoff gelangt. Der Leckageraum 74 kann durch eine den Endbereich der Zylinderbohrung 18 umgebende Ringnut 76 erweitert sein.
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Der Leckageraum 74 ist über einen im Zylinderkopf 20 verlaufenden Verbindungskanal 80, der als Bohrung ausgeführt sein kann, mit dem Kraftstoffzulaufraum 26 verbunden. Der Verbindungskanal 80 mündet an einem das Einlassventil 24 umgebenden Boden des Kraftstoffzulaufraums 26 neben dem Einlassventil 24. Der von der Förderpumpe 27 herführende Zulauf im Zylinderkopf 20 verläuft nicht in der Schnittebene der 1, sondern außerhalb zu dieser und ist daher in 1 mit gestrichelten Linien dargestellt. Der von der Förderpumpe 27 herführende Zulauf im Zylinderkopf 20 mündet in den Kraftstoffzulaufraum 26 in Umfangsrichtung des Kraftstoffzulaufraums 26 versetzt zu der Mündung des Verbindungskanals 80. Der Verbindungskanal 80 wird durch ein Rückschlagventil 82 gesteuert, das in den Kraftstoffzulaufraum 26 öffnet. Durch das Rückschlagventil 82 ist ein Abfließen von Kraftstoff aus dem Leckageraum 74 in den Kraftstoffzulaufraum 26 ermöglicht, wenn der Druck im Leckageraum 74 höher ist als der im Kraftstoffzulaufraum 26 herrschende Druck. Das Rückschlagventil 82 schließt jedoch wenn der Druck im Kraftstoffzulaufraum 26 höher ist als der Druck im Leckageraum 74, so dass ein Abfließen von Kraftstoff aus dem Kraftstoffzulaufraum 26 in den Leckageraum 74 verhindert ist.
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Das Rückschlagventil 82 weist eine elastisch verformbare Zunge 84 als Ventilelement auf, die an einem im Kraftstoffzulaufraum 26 angeordneten scheibenförmigen Bauteil 85 angeordnet ist. Die Zunge 84 kann mit dem Bauteil 85 verbunden sein oder ist vorzugsweise einstückig mit dem Bauteil 85 ausgebildet. Das Bauteil 85 weist beispielsweise einen zumindest teilweise runde Außenform auf und die Zunge 84 ist an einem ersten, in Umfangsrichtung des Bauteils 85 weisenden Endbereich 84a mit dem Bauteil 85 verbunden. Der dem ersten Endbereich 84a in Umfangsrichtung abgewandte zweite Endbereich 84b der Zunge 84 ist quer zur Ebene des Bauteils 85, also in Richtung der Längsachse 19 der Zylinderbohrung 18, frei beweglich. Das Bauteil 85 und die Zunge 84 sind vorzugsweise aus Metall hergestellt, insbesondere aus dünnwandigem Blech.
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Ein Ventilsitz 86 des Rückschlagventils 82 ist an einer die Mündung des Verbindungskanals 80 in den Kraftstoffzulaufraum 26 umgebenden Fläche des Bodens des Kraftstoffzulaufraums 26 am Zylinderkopf 20 ausgebildet. Der Ventilsitz 86 kann gegenüber dem übrigen Boden des Kraftstoffzulaufraums 26 erhöht ausgebildet sein um eine definierte Anlagefläche für die Zunge 84 zu bilden. Die Zunge 84 weist eine Vorspannung in Richtung zum Ventilsitz 86 hin auf, durch die eine sichere Anlage der Zunge 84 am Ventilsitz 86 und damit eine sichere Schließfunktion des Rückschlagventils 82 bewirkt wird. Wenn im Leckageraum 74 und damit im Verbindungskanal 80 ein höherer Druck herrscht als im Kraftstoffzulaufraum 26 so hebt die Zunge 84 durch elastische Verformung vom Ventilsitz 86 ab und gibt den Verbindungskanal 80 frei. Wenn im Kraftstoffzulaufraum 26 ein höherer Druck herrscht als im Leckageraum 74 und damit im Verbindungskanal 80 so wird die Zunge 84 durch den im Kraftstoffzulaufraum 26 herrschenden Druck und durch ihre Vorspannung in Anlage am Ventilsitz 86 gehalten.
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Der Kraftstoffzulaufraum 26 ist beispielsweise innerhalb eines hohlzylinderförmigen Ansatzes 88 des Zylinderkopfs 20 gebildet, der den Kraftstoffzulaufraum 26 radial nach außen begrenzt. In Richtung der Längsachse 19 der Zylinderbohrung 18 ist der Kraftstoffzulaufraum 26 einerseits durch den Zylinderkopf 20 und andererseits durch ein in den Ansatz 88 hineinragendes Verschlussteil 90 begrenzt. Das Verschlussteil 90 kann beispielsweise mittels einer auf den Ansatz 88 aufgeschraubten Spannmutter 92 am Zylinderkopf 20 befestigt sein. Das scheibenförmige Bauteil 85 kann auf dem Boden des Kraftstoffzulaufraums 26 aufliegend und zwischen diesem und dem Verschlussteil 90 eingespannt und dadurch gehalten sein. Alternativ kann das Bauteil 85 auch auf andere Weise im Kraftstoffzulaufraum 26 gehalten sein, beispielsweise indem dieses in den Ansatz 88 des Zylinderkopfs 20 eingepresst ist. Das scheibenförmige Bauteil 85 ist so ausgebildet und angeordnet, dass durch dieses der Zulauf von Kraftstoff in den Kraftstoffzulaufraum 26 von der Förderpumpe 27 und die Einströmung von Kraftstoff aus dem Kraftstoffzulaufraum 26 in das Einlassventil 24 nicht behindert wird. Im Verbindungskanal 80 kann eine Drosselstelle 94 angeordnet sein, um den Durchfluss vom Leckageraum 74 zum Kraftstoffzulaufraum 26 zu begrenzen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010038994 A1 [0002]
