DE102021203668A1

DE102021203668A1 - High-pressure pump for a fuel injection system

Info

Publication number: DE102021203668A1
Application number: DE102021203668.6A
Authority: DE
Inventors: Theodor Stipek; Christian Graspeuntner; Franz Guggenbichler; Michael Schwab; Nemanja Ristic; Walter Walkner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-04-14
Filing date: 2021-04-14
Publication date: 2022-10-20
Also published as: WO2022218635A1; EP4323633A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe (1) für ein Kraftstoffeinspritzsystem, umfassend mindestens ein Pumpenelement (2) mit einem hin- und herbeweglichen Pumpenkolben (3), der einenends in einer Zylinderbohrung (4) aufgenommen und andernends, beispielsweise über einen Rollenstößel (5), an einer Nockenwelle (6) abgestützt ist, wobei in einem der Nockenwelle (6) zugewandten Endabschnitt (7) der Zylinderbohrung (4) ein Kolbendichtring (8) eingesetzt ist, der an einem den Endabschnitt (7) begrenzenden ringförmigen Absatz (9) unmittelbar oder mittelbar axial abgestützt ist. Erfindungsgemäß weist die Zylinderbohrung (4) im Bereich des ringförmigen Absatzes (9) einen Durchmesser (D1) auf, der gleich groß wie oder größer als ein Durchmesser (D2) im Bereich einer endseitigen Öffnung (10) der Zylinderbohrung (4) ist.The invention relates to a high-pressure pump (1) for a fuel injection system, comprising at least one pump element (2) with a pump piston (3) which can be moved back and forth and which is accommodated at one end in a cylinder bore (4) and at the other end, for example via a roller tappet (5), is supported on a camshaft (6), with a piston sealing ring (8) being inserted in an end section (7) of the cylinder bore (4) facing the camshaft (6) and directly on an annular shoulder (9) delimiting the end section (7). or indirectly supported axially. According to the invention, the cylinder bore (4) has a diameter (D1) in the area of the annular shoulder (9) which is equal to or larger than a diameter (D2) in the area of an end opening (10) of the cylinder bore (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Mit Hilfe der Hochdruckpumpe kann Kraftstoff, beispielsweise Dieselkraftstoff, verdichtet werden. Bei dem Kraftstoffeinspritzsystem kann es sich daher insbesondere um ein Common-Rail-Einspritzsystem handeln.The invention relates to a high-pressure pump for a fuel injection system according to the preamble of claim 1. Fuel, for example diesel fuel, can be compressed with the aid of the high-pressure pump. The fuel injection system can therefore in particular be a common rail injection system.

Stand der TechnikState of the art

Einspritzsysteme zur Einspritzung von Dieselkraftstoff, insbesondere Common-Rail-Einspritzsysteme, sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. In der Regel umfassen diese einen Tank zur Bevorratung des Dieselkraftstoffs, eine Vorförderpumpe zur Entnahme des Dieselkraftstoffs aus dem Tank und eine Hochdruckpumpe zur Hochdruckbeaufschlagung des Dieselkraftstoffs. Die Hochdruckpumpe ist üblicherweise als Kolbenpumpe, insbesondere als Radialkolbenpumpe, ausgeführt und umfasst mindestens ein Pumpenelement mit einem hin- und herbeweglichen Pumpenkolben, der einenends in einer Zylinderbohrung aufgenommen und andernends über einen Rollenstößel an einer Nockenwelle abgestützt ist. Das der Nockenwelle abgewandte Ende des Pumpenkolbens begrenzt innerhalb der Zylinderbohrung einen Pumpenarbeitsraum, der über ein Einlassventil mit Kraftstoff befüllbar ist. Der im Pumpenarbeitsraum vorhandene Kraftstoff wird mit Hilfe des Pumpenkolbens mit Hochdruck beaufschlagt und über ein Auslassventil einem Hochdruckspeicher, dem sogenannten „Rail“, zugeführt.Injection systems for injecting diesel fuel, in particular common rail injection systems, are well known from the prior art. As a rule, these include a tank for storing the diesel fuel, a pre-supply pump for removing the diesel fuel from the tank and a high-pressure pump for applying high pressure to the diesel fuel. The high-pressure pump is usually designed as a piston pump, in particular as a radial piston pump, and comprises at least one pump element with a reciprocating pump piston, which is accommodated at one end in a cylinder bore and at the other end is supported on a camshaft via a roller tappet. The end of the pump piston facing away from the camshaft delimits a pump work chamber within the cylinder bore, which can be filled with fuel via an inlet valve. The fuel in the pump working chamber is subjected to high pressure with the help of the pump piston and fed to a high-pressure accumulator, the so-called "rail", via an outlet valve.

Eine Hochdruckpumpe 1 der vorstehend genannten Art ist beispielhaft in der beiliegenden 15 dargestellt. Sie umfasst Pumpenelemente 2, von denen jede einen hin- und herbeweglichen Pumpenkolben 3 aufweist, der einenends in einer Zylinderbohrung 4 und andernends über einen Rollenstößel 5 an einer Nockenwelle 6 abgestützt ist. In einem Endabschnitt 7 weisen die Zylinderbohrungen 4 jeweils einen Kolbendichtring 8 auf, welcher den jeweiligen Pumpenkolben 3 umgibt. Wie der ebenfalls beiliegenden 16 zu entnehmen ist, welche die Einbausituation eines Kolbendichtrings 8 in einer vergrößerten Darstellung zeigt, weist der den Kolbendichtring 8 aufnehmende Endabschnitt 7 einen vergrößerten Durchmesser D1 auf, so dass ein ringförmiger Absatz 9 ausgebildet wird, an dem der Kolbendichtring 8 axial abgestützt ist. Andernends ist die Lage des Kolbendichtrings 8 durch ein Halteelement 11 in Form eines Sprengrings gesichert, der in eine Ringnut der Zylinderbohrung 4 eingreift und mittelbar über eine Auflagescheibe 21 stirnseitig am Kolbendichtring 8 anliegt. Zur Aufnahme des Sprengrings und der Auflagescheibe 21 ist der Endabschnitt 7 der Zylinderbohrung 4 mehrfach abgestuft. Im Bereich einer endseitigen Öffnung 10 ist daher die Restwandstärke des Endabschnitts 7 vergleichsweise gering, was zu einer Schwächung des Bauteils führt.A high-pressure pump 1 of the type mentioned above is exemplified in the attached 15 shown. It comprises pump elements 2, each of which has a reciprocating pump piston 3, which is supported at one end in a cylinder bore 4 and at the other end via a roller tappet 5 on a camshaft 6. In an end section 7 the cylinder bores 4 each have a piston sealing ring 8 which surrounds the respective pump piston 3 . Like the one also enclosed 16 As can be seen, which shows the installation situation of a piston sealing ring 8 in an enlarged view, the end section 7 receiving the piston sealing ring 8 has an enlarged diameter D1, so that an annular shoulder 9 is formed, on which the piston sealing ring 8 is supported axially. At the other end, the position of the piston sealing ring 8 is secured by a holding element 11 in the form of a snap ring, which engages in an annular groove of the cylinder bore 4 and bears indirectly on the front side of the piston sealing ring 8 via a support disk 21 . To accommodate the snap ring and the support washer 21, the end section 7 of the cylinder bore 4 is stepped several times. In the area of an end opening 10, the remaining wall thickness of the end section 7 is therefore comparatively small, which leads to a weakening of the component.

Die vorliegende Erfindung ist mit der Aufgabe befasst, hier Abhilfe zu schaffen. Zur Lösung der Aufgabe wird die Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.The object of the present invention is to remedy this situation. To solve the problem, the high-pressure pump with the features of claim 1 is proposed. Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Die für ein Kraftstoffeinspritzsystem vorgeschlagene Hochdruckpumpe umfasst mindestens ein Pumpenelement mit einem hin- und herbeweglichen Pumpenkolben, der einenends in einer Zylinderbohrung aufgenommen und andernends, beispielsweise über einen Rollenstößel, an einer Nockenwelle abgestützt ist. In einem der Nockenwelle zugewandten Endabschnitt der Zylinderbohrung ist dabei ein Kolbendichtring eingesetzt, der an einem den Endabschnitt begrenzenden ringförmigen Absatz unmittelbar oder mittelbar axial abgestützt ist. Erfindungsgemäß weist die Zylinderbohrung im Bereich des ringförmigen Absatzes einen Durchmesser D1 auf, der gleich groß wie oder größer als ein Durchmesser D2 im Bereich einer endseitigen Öffnung der Zylinderbohrung ist.The high-pressure pump proposed for a fuel injection system comprises at least one pump element with a reciprocating pump piston, which is accommodated in a cylinder bore at one end and supported on a camshaft at the other end, for example via a roller tappet. A piston sealing ring is inserted in an end section of the cylinder bore facing the camshaft and is supported directly or indirectly axially on an annular shoulder delimiting the end section. According to the invention, the cylinder bore has a diameter D1 in the area of the annular step, which is equal to or larger than a diameter D2 in the area of an end opening of the cylinder bore.

Das heißt, dass - im Unterschied zum Stand der Technik - der den Kolbendichtring aufnehmende Endabschnitt der Zylinderbohrung im Bereich der endseitigen Öffnung nicht geschwächt, sondern gegebenenfalls sogar verstärkt ist. Auf diese Weise wird eine erhöhte Robustheit der Hochdruckpumpe erreicht.This means that—in contrast to the prior art—the end section of the cylinder bore that accommodates the piston sealing ring is not weakened in the area of the end opening, but may even be reinforced. In this way, increased robustness of the high-pressure pump is achieved.

Bevorzugt weist der den Kolbendichtring aufnehmende Endabschnitt der Zylinderbohrung vom ringförmigen Absatz bis zur endseitigen Öffnung einen gleichbleibenden Durchmesser auf. Das heißt, dass der Durchmesser über die gesamte Länge des Endabschnitts gleich ist. Eine Schwächung wird somit nicht nur im Bereich der endseitigen Öffnung, sondern über die gesamte Länge des Endabschnitts vermieden.The end section of the cylinder bore receiving the piston sealing ring preferably has a constant diameter from the annular step to the opening at the end. This means that the diameter is the same over the entire length of the end section. A weakening is thus avoided not only in the area of the end opening, but over the entire length of the end section.

Ferner bevorzugt ist der Kolbendichtring unmittelbar oder mittelbar über ein hülsenförmiges Halteelement, das den Kolbendichtring zumindest abschnittsweise umgibt, in den Endabschnitt der Zylinderbohrung eingesetzt, vorzugsweise eingepresst. Auf eine zusätzliche Lagesicherung des Kolbendichtrings mit Hilfe eines Sprengrings und einer Auflagescheibe wird in diesem Fall verzichtet, so dass die sich die Bauteilzahl reduziert. Zugleich wird die Montage des Dichtrings vereinfacht, da nur noch ein einziger Pressvorgang vorzunehmen ist. Die Herstellung der Pressverbindung mit Hilfe eines hülsenförmigen Halteelements besitzt den Vorteil, dass der Presssitz optimiert werden kann, beispielsweise durch Verwendung einer metallischen Hülse als Halteelement. Das den Kolbendichtring zumindest abschnittsweise umgebende hülsenförmige Halteelement kann dabei derart angeordnet und gestaltet sein, dass es den Kolbendichtring an seinem freien Ende stirnseitig umgreift. Auf diese Weise wird ein zusätzlicher Schutz des Kolbendichtrings über das Halteelement erreicht. Das Halteelement kann hierzu als Bundhülse ausgebildet sein.Furthermore, the piston sealing ring is preferably inserted directly or indirectly into the end section of the cylinder bore, preferably pressed, via a sleeve-shaped retaining element which at least partially surrounds the piston sealing ring. In this case, there is no need for an additional securing of the position of the piston sealing ring with the aid of a snap ring and a support washer, so that the number of components is reduced. At the same time, the assembly of the sealing ring is simplified because only one more pressing process has to be carried out. The production of the press connection using a sleeve-shaped holding element has the advantage that the press fit can be optimized, for example by using a metallic sleeve as the holding element. The sleeve-shaped retaining element surrounding the piston sealing ring at least in sections can be arranged and designed in such a way that it engages around the front side of the piston sealing ring at its free end. In this way, additional protection of the piston sealing ring is achieved via the retaining element. For this purpose, the holding element can be designed as a collar sleeve.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kolbendichtring über ein ringförmiges Halteelement in dem Endabschnitt der Zylinderbohrung gehalten. Das ringförmige Halteelement tritt an die Stelle des Sprengrings und der Auflagescheibe, so dass auch in diesem Fall die Bauteilzahl reduziert und die Montage des Kolbendichtrings vereinfacht wird. Zur Montage wird vorzugsweise zunächst der Kolbendichtring in den Endabschnitt der Zylinderbohrung eingesetzt, anschließend das Halteelement. Bevorzugt ist das Halteelement im Bereich der endseitigen Öffnung in den Endabschnitt der Zylinderbohrung eingepresst und axial am Kolbendichtring abgestützt. Das Halteelement weist demzufolge ein Pressübermaß auf, das ein Einpressen in den Endabschnitt ermöglicht. Im Übrigen kann das Halteelement als einfacher Ring ausgeführt sein.According to a further preferred embodiment of the invention, the piston sealing ring is held in the end section of the cylinder bore via an annular holding element. The ring-shaped retaining element takes the place of the snap ring and the support washer, so that in this case too the number of components is reduced and the assembly of the piston sealing ring is simplified. For assembly, the piston sealing ring is preferably first inserted into the end section of the cylinder bore, followed by the holding element. The retaining element is preferably pressed into the end section of the cylinder bore in the region of the end opening and is supported axially on the piston sealing ring. Consequently, the holding element has an oversize that allows it to be pressed into the end section. Otherwise, the holding element can be designed as a simple ring.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung gereift ein den Kolbendichtring zumindest abschnittsweise umgebendes ring- oder hülsenförmiges Halteelement in eine den Endabschnitt der Zylinderbohrung erweiternde Ausnehmung und/oder in eine Ausnehmung des Kolbendichtrings ein. Auf diese Weise wird mit Hilfe des Halteelements ein Formschluss erzielt, der Relativbewegungen des Kolbendichtrings und/oder des Halteelements in axialer Richtung verhindert. Sofern der Kolbendichtring und das Halteelement nicht formschlüssig verbunden sind, ist vorzugsweise eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Kolbendichtring und dem Halteelement hergestellt. Das Halteelement kann hierzu beispielsweise auf den Kolbendichtring aufgepresst sein. Ein Sprengring und eine Auflagescheibe sind entbehrlich, da eine weitere Lagefixierung des Kolbendichtrings nicht erforderlich ist. Der Kolbendichtring kann demnach bis an die endseitige Öffnung der Zylinderbohrung oder bis kurz davor reichen. Dies hat den Vorteil, dass eine maximale Länge der Führung des Pumpenkolbens in der Zylinderbohrung gewährleistet ist. Der Kolbendichtring kann beispielsweise mit dem Zylinder bündig abschließen.According to a further preferred embodiment of the invention, an annular or sleeve-shaped retaining element surrounding the piston sealing ring at least in sections fits into a recess widening the end section of the cylinder bore and/or into a recess in the piston sealing ring. In this way, with the aid of the holding element, a form fit is achieved which prevents relative movements of the piston sealing ring and/or the holding element in the axial direction. If the piston sealing ring and the retaining element are not connected in a form-fitting manner, a non-positive connection is preferably established between the piston sealing ring and the retaining element. For this purpose, the retaining element can be pressed onto the piston sealing ring, for example. A snap ring and a support washer are not required, since the position of the piston sealing ring does not need to be fixed in any other way. The piston sealing ring can therefore reach up to the end opening of the cylinder bore or just before it. This has the advantage that a maximum length of the guide of the pump piston in the cylinder bore is guaranteed. The piston sealing ring can, for example, be flush with the cylinder.

Das den Formschluss herstellende Halteelement kann grundsätzlich einen beliebigen Querschnitt aufweisen, beispielsweise kann das Halteelement analog einem Sprengring einen kreisrunden Querschnitt besitzen. Das Halteelement kann aber auch einen rechteckigen Querschnitt besitzen, beispielsweise analog einer Spannbuchse ausgebildet sein.The holding element producing the positive connection can in principle have any desired cross-section, for example the holding element can have a circular cross-section analogous to a snap ring. However, the holding element can also have a rectangular cross-section, for example it can be designed analogously to a clamping bush.

Die den Endabschnitt der Zylinderbohrung erweiternde Ausnehmung und/oder die Ausnehmung des Kolbendichtrings, in die das Halteelement eingreift, ist bzw. sind vorzugsweise als Ringnut ausgeführt. Dadurch wird zwar die den Endabschnitt begrenzende Wandung geschwächt, jedoch in axialer Distanz zur endseitigen Öffnung. Die Robustheit der Hochdruckpumpe wird dadurch nur unwesentlich beeinträchtigt.The recess that widens the end section of the cylinder bore and/or the recess of the piston sealing ring, in which the holding element engages, is/are preferably designed as an annular groove. As a result, the wall delimiting the end section is weakened, but at an axial distance from the opening at the end. This only impairs the robustness of the high-pressure pump to an insignificant extent.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist außerhalb der Zylinderbohrung ein Halteelement angeordnet, das einen die Zylinderbohrung ausbildenden Zylinder umgreift. Durch die außenliegende Anordnung des Halteelements kann der Kolbendichtring bis an die endseitige Öffnung der Zylinderbohrung herangeführt werden, so dass er bündig mit der Zylinderbohrung bzw. dem Zylinder abschließt. Auch bei dieser Ausführungsform wird somit eine maximale Länge der Führung des Pumpenkolbens erreicht. Über das außenliegende Halteelement ist der Kolbendichtring zugleich stirnseitig geschützt. Zur Lagesicherung kann das den Zylinder umgreifende Halteelement mit dem Zylinder über eine Steck-, Klemm-, Press-, Rast- und/oder Schraubverbindung verbunden sein. Denkbar ist auch eine Schweiß- oder Klebeverbindung.According to a further preferred embodiment of the invention, a holding element is arranged outside of the cylinder bore, which grips around a cylinder forming the cylinder bore. Due to the external arrangement of the holding element, the piston sealing ring can be brought up to the end opening of the cylinder bore, so that it is flush with the cylinder bore or the cylinder. A maximum length of the guide for the pump piston is thus also achieved in this embodiment. At the same time, the piston sealing ring is protected on the front side by the external retaining element. To secure the position, the holding element surrounding the cylinder can be connected to the cylinder via a plug, clamp, press, snap-in and/or screw connection. A welded or glued connection is also conceivable.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Kolbendichtring außenumfangseitig mindestens eine Geometrie auf, die in eine den Endabschnitt der Zylinderbohrung erweiternde, gegengleich ausgebildete Geometrie eingreift. Auf diese Weise wird ein Formschluss zwischen dem Kolbendichtring und dem die Zylinderbohrung ausbildenden Zylinder erreicht. Weitere Mittel zur Lagesicherung sind entbehrlich, so dass nicht nur ein Sprengring und eine Auflagescheibe entfallen können, sondern auch ein Halteelement. Die Lagesicherung des Kolbendichtrings kann allein über den Formschluss der ineinandergreifenden Geometrien erzielt werden. Die am Kolbendichtring ausgebildete Geometrie kann beispielsweise ein umlaufender Wulst sein, der in eine gegengleich ausgebildete Ringnut des Zylinders eingreift. Zwar führt die Ringnut zu einer gewissen Schwächung der den Endabschnitt begrenzenden Wandung, die Schwächung erfolgt jedoch in einer gewissen Distanz zur endseitigen Öffnung der Zylinderbohrung, so dass sie vernachlässigbar ist. Alternativ kann sich die Geometrie des Kolbendichtrings auch nur über einen Teilumfangsbereich erstrecken, so dass keine umlaufende Ringnut, sondern lediglich eine sich über einen Teilumfangsbereich erstreckende Ausnehmung in der Wandung vorgesehen werden muss. Bei mehreren Geometrien bzw. Ausnehmungen sind diese vorzugsweise in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet. Sofern auf weitere Mittel zur Lagesicherung verzichtet wird, kann auch in dieser Ausgestaltung der Kolbendichtring bis an die endseitige Öffnung der Zylinderbohrung herangeführt werden. Die Führungslänge des Pumpenkolbens ist somit maximal.In a further preferred embodiment of the invention, the piston sealing ring has at least one geometry on the outer circumference, which engages in a geometry of opposite design that widens the end section of the cylinder bore. In this way, a positive fit is achieved between the piston sealing ring and the cylinder forming the cylinder bore. Further means for securing the position are unnecessary, so that not only can a snap ring and a support washer be omitted, but also a holding element. The position of the piston sealing ring can be secured solely by the form fit of the interlocking geometries. The geometry formed on the piston sealing ring can be, for example, a peripheral bead that engages in an annular groove of the cylinder that is formed in the opposite manner. Although the annular groove leads to a certain weakening of the wall delimiting the end section, the weakening takes place at a certain distance from the opening at the end of the cylinder bore, so that it is negligible. age natively, the geometry of the piston sealing ring can also only extend over a partial peripheral area, so that no circumferential annular groove but only a recess extending over a partial peripheral area has to be provided in the wall. If there are several geometries or recesses, these are preferably distributed uniformly in the circumferential direction. If further means for securing the position are dispensed with, the piston sealing ring can also be brought up to the end opening of the cylinder bore in this embodiment. The guide length of the pump piston is therefore at its maximum.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die endseitige Öffnung der Zylinderbohrung von einem Ringbund begrenzt, so dass der Durchmesser D2 kleiner als der Durchmesser D1 ist. Der Ringbund verkleinert die endseitige Öffnung bzw. verstärkt die Wandung in diesem Bereich. Zugleich wird ein weiterer ringförmiger Absatz zur axialen Abstützung des Kolbendichtrings ausgebildet. Da der Kolbendichtring an seinen beiden Enden jeweils an einem ringförmigen Absatz der Zylinderbohrung axial abgestützt ist, sind weitere Mittel zur Lagesicherung des Kolbendichtrings entbehrlich. Bei der Montage des Kolbendichtrings muss dieser hinter den Ringbund geführt werden, so dass eine gewisse Elastizität des Kolbendichtrings erforderlich ist. Um das Einsetzen des Kolbendichtrings in den Endabschnitt der Zylinderbohrung zu erleichtern, kann der Ringbund mit einem Einführkonus versehen sein.According to a further preferred embodiment, the opening at the end of the cylinder bore is delimited by an annular collar, so that the diameter D2 is smaller than the diameter D1. The collar reduces the size of the opening at the end or reinforces the wall in this area. At the same time, another annular shoulder is formed for axial support of the piston sealing ring. Since the piston sealing ring is axially supported at each of its two ends on an annular shoulder of the cylinder bore, further means for securing the position of the piston sealing ring are unnecessary. When installing the piston sealing ring, it must be guided behind the ring collar, so that a certain elasticity of the piston sealing ring is required. In order to facilitate the insertion of the piston sealing ring into the end section of the cylinder bore, the annular collar can be provided with an insertion cone.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Kolbendichtring mit Hilfe eines Stifts gehalten, der quer zu einer Längsachse der Zylinderbohrung angeordnet ist und in eine außenumfangseitig ausgebildete Nut des Kolbendichtrings eingreift. Die Montage des Stifts kann nach der Montage des Kolbendichtrings erfolgen, so dass der Kolbendichtring problemlos in den Endabschnitt der Zylinderbohrung einsetzbar ist. Um den Kolbendichtring in beliebiger Winkellage einsetzen zu können, kann die außenumfangseitig ausgebildete Nut als Ringnut ausgebildet sein. Der die Zylinderbohrung ausbildende Zylinder weist zur Aufnahme des Stifts eine Querbohrung auf.In a further preferred embodiment of the invention, the piston sealing ring is held with the aid of a pin which is arranged transversely to a longitudinal axis of the cylinder bore and engages in a groove of the piston sealing ring formed on the outer peripheral side. The pin can be installed after the piston seal has been installed, so that the piston seal can be inserted into the end section of the cylinder bore without any problems. In order to be able to use the piston sealing ring in any angular position, the groove formed on the outer circumference can be formed as an annular groove. The cylinder forming the cylinder bore has a transverse bore for receiving the pin.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:

1 einen Längsschnitt durch ein Pumpenelement einer ersten erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Bereich eines Kolbendichtrings,
2 einen Längsschnitt durch ein Pumpenelement einer zweiten erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Bereich eines Kolbendichtrings,
3 einen Längsschnitt durch ein Pumpenelement einer dritten erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Bereich eines Kolbendichtrings,
4 einen Längsschnitt durch ein Pumpenelement einer vierten erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Bereich eines Kolbendichtrings,
5 einen Längsschnitt durch ein Pumpenelement einer fünften erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Bereich eines Kolbendichtrings,
6 einen Längsschnitt durch ein Pumpenelement einer sechsten erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Bereich eines Kolbendichtrings,
7 einen Längsschnitt durch ein Pumpenelement einer siebten erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Bereich eines Kolbendichtrings,
8 einen Längsschnitt durch ein Pumpenelement einer achten erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Bereich eines Kolbendichtrings,
9 einen Längsschnitt durch ein Pumpenelement einer neunten erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Bereich eines Kolbendichtrings,
10 einen Längsschnitt durch ein Pumpenelement einer zehnten erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Bereich eines Kolbendichtrings,
11 einen Längsschnitt durch ein Pumpenelement einer elften erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Bereich eines Kolbendichtrings,
12 einen Längsschnitt durch ein Pumpenelement einer zwölften erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Bereich eines Kolbendichtrings,
13 einen Längsschnitt durch ein Pumpenelement einer dreizehnten erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Bereich eines Kolbendichtrings,
14 einen Querschnitt durch das Pumpenelement der 13 im Bereich eines Halteelements zur Lagesicherung des Kolbendichtrings,
15 einen Längsschnitt durch eine Hochdruckpumpe nach dem Stand der Technik und
16 einen vergrößerten Ausschnitt der Hochdruckpumpe der 15 im Bereich eines Kolbendichtrings.

Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. These show:

1 a longitudinal section through a pump element of a first high-pressure pump according to the invention in the area of a piston sealing ring,
2 a longitudinal section through a pump element of a second high-pressure pump according to the invention in the area of a piston sealing ring,
3 a longitudinal section through a pump element of a third high-pressure pump according to the invention in the area of a piston sealing ring,
4 a longitudinal section through a pump element of a fourth high-pressure pump according to the invention in the area of a piston sealing ring,
5 a longitudinal section through a pump element of a fifth high-pressure pump according to the invention in the area of a piston sealing ring,
6 a longitudinal section through a pump element of a sixth high-pressure pump according to the invention in the area of a piston sealing ring,
7 a longitudinal section through a pump element of a seventh high-pressure pump according to the invention in the area of a piston sealing ring,
8th a longitudinal section through a pump element of an eighth high-pressure pump according to the invention in the area of a piston sealing ring,
9 a longitudinal section through a pump element of a ninth high-pressure pump according to the invention in the area of a piston sealing ring,
10 a longitudinal section through a pump element of a tenth high-pressure pump according to the invention in the area of a piston sealing ring,
11 a longitudinal section through a pump element of an eleventh high-pressure pump according to the invention in the area of a piston sealing ring,
12 a longitudinal section through a pump element of a twelfth high-pressure pump according to the invention in the area of a piston sealing ring,
13 a longitudinal section through a pump element of a thirteenth high-pressure pump according to the invention in the area of a piston sealing ring,
14 a cross section through the pump element 13 in the area of a retaining element for securing the position of the piston sealing ring,
15 a longitudinal section through a high-pressure pump according to the prior art and
16 an enlarged section of the high-pressure pump 15 in the area of a piston sealing ring.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Anhand der nachfolgenden 1 bis 14 werden verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe 1 gezeigt. Die Darstellung beschränkt sich jeweils auf den Bereich eines in einer Zylinderbohrung 4 aufgenommenen Kolbendichtrings 8. Im Übrigen können die Hochdruckpumpen 1 analog der in der 15 dargestellten Hochdruckpumpe 1 ausgebildet sein, die eingangs bereits beschrieben wurde. Die nachfolgende Beschreibung der 1 bis 14 beschränkt sich daher ebenfalls auf den Bereich der Zylinderbohrung 4 und den hierin eingesetzten Kolbendichtring 8.Based on the following 1 until 14 Various embodiments of a high-pressure pump 1 according to the invention are shown. The representation is limited in each case to the area of a piston seal ring accommodated in a cylinder bore 4 8. Incidentally, the High-pressure pump 1 analogous to that in the 15 shown high-pressure pump 1 may be formed, which has already been described above. The following description of 1 until 14 is therefore also limited to the area of the cylinder bore 4 and the piston sealing ring 8 used therein.

Der Ausschnitt der 1 zeigt einen Zylinder 14, in dem die Zylinderbohrung 4 ausgebildet ist. In der Zylinderbohrung 4 ist ein Pumpenkolben 3 hin- und herbeweglich aufgenommen. In einem Endabschnitt 7 der Zylinderbohrung 4 ist der Kolbendichtring 8 eingepresst, so dass er an einem ringförmigen Absatz 9, der den Endabschnitt 7 begrenzt, axial abgestützt ist. Im Bereich des ringförmigen Absatzes 9 weist der Endabschnitt 7 einen Durchmesser D1 auf, der über die gesamte Länge des Endabschnitts 7 gleich bleibt, so dass der Durchmesser D2 im Bereich einer endseitigen Öffnung 10 der Zylinderbohrung 4 gleich dem Durchmesser D1 ist. Im Bereich der Öffnung 10 ist ein ringförmiges Halteelement 11 in die Zylinderbohrung 4 eingepresst, so dass das Halteelement 11 an einer Stirnfläche des Kolbendichtrings 8 anliegt. Da das Halteelement 11 keine Dichtfunktion zu erfüllen hat, kann dieses aus einem Material gefertigt sein, das einen optimalen Presssitz gewährleistet, so dass hierüber die Lage des Kolbendichtrings 8 innerhalb der Zylinderbohrung 4 gesichert ist.The cutout of 1 shows a cylinder 14 in which the cylinder bore 4 is formed. In the cylinder bore 4, a pump piston 3 is accommodated in a reciprocating manner. The piston sealing ring 8 is pressed into an end section 7 of the cylinder bore 4 so that it is axially supported on an annular shoulder 9 which delimits the end section 7 . In the area of the annular shoulder 9, the end section 7 has a diameter D1 that remains the same over the entire length of the end section 7, so that the diameter D2 in the area of an end opening 10 of the cylinder bore 4 is equal to the diameter D1. In the area of the opening 10 an annular retaining element 11 is pressed into the cylinder bore 4 so that the retaining element 11 bears against an end face of the piston sealing ring 8 . Since the retaining element 11 does not have to fulfill any sealing function, it can be made of a material that ensures an optimal press fit, so that the position of the piston sealing ring 8 within the cylinder bore 4 is secured.

2 zeigt den gleichen Ausschnitt wie 1, jedoch einer anderen Hochdruckpumpe 1. Der Endabschnitt 7 der Zylinderbohrung 4 weist im Bereich des ringförmigen Absatzes 9 einen Durchmesser D1 und im Bereich der endseitigen Öffnung 10 einen Durchmesser D2 auf, der gleich dem Durchmesser D1 ist. Auch hier ist die Lage des Kolbendichtrings 8 innerhalb der Zylinderbohrung 4 durch ein Halteelement 11 gesichert. Das Halteelement 11 ist vorliegend jedoch als Bundhülse ausgebildet, die den Kolbendichtring 8 umfangseitig sowie stirnseitig umschließt. Die Bundhülse weist ein Pressübermaß gegenüber der Zylinderbohrung 4 im Bereich des Endabschnitts 7 auf, so dass der Kolbendichtring 8 über die Bundhülse in die Zylinderbohrung 4 eingepresst ist. Da das Material der Bundhülse frei wählbar ist, kann ein optimaler Presssitz erzielt werden. Über die Bundhülse ist der Kolbendichtring 8 zugleich stirnseitig geschützt. 2 shows the same section as 1 , but a different high-pressure pump 1. The end section 7 of the cylinder bore 4 has a diameter D1 in the area of the annular shoulder 9 and a diameter D2 in the area of the end opening 10, which is equal to the diameter D1. Here, too, the position of the piston sealing ring 8 within the cylinder bore 4 is secured by a holding element 11 . In the present case, however, the holding element 11 is designed as a collar sleeve which encloses the piston sealing ring 8 on the circumference and on the front side. The collar sleeve has a press oversize in relation to the cylinder bore 4 in the region of the end section 7, so that the piston sealing ring 8 is pressed into the cylinder bore 4 via the collar sleeve. Since the material of the collar sleeve can be freely selected, an optimal press fit can be achieved. At the same time, the piston sealing ring 8 is protected on the front side by the collar sleeve.

Die in der 3 dargestellten Ausführungsform stellt eine Modifizierung der Ausführungsform der 2 dar. Auch hier ist das Halteelement 11 als Bundhülse ausgeführt, die den Kolbendichtring 8 umfangseitig sowie stirnseitig umschließt. Die Bundhülse weist außenumfangseitig axial zueinander beanstandete Vorsprünge 22 auf, die in Ausnehmungen 12 des Zylinders 14 eingreifen. Auf diese Weise wird ein Formschluss erreicht, der die Lage des Kolbendichtrings 8 innerhalb der Zylinderbohrung 4 sichert. Die Vorsprünge 22 können umlaufend ausgebildet sein, beispielsweise als umlaufende Wulste, oder sich lediglich über ein Teilumfangsbereich erstrecken. Gleiches gilt für die Ausnehmungen 12 des Zylinders 14. Dies erfordert jedoch den Einbau des Halteelements 11 in einer bestimmten Winkellage. Um das Halteelement 11 in einer beliebigen Winkellage einbauen zu können, sind die Ausnehmungen 12 vorzugsweise als Ringnuten ausgebildet.The one in the 3 illustrated embodiment is a modification of the embodiment of FIG 2 Here, too, the holding element 11 is designed as a collar sleeve which encloses the piston sealing ring 8 on the circumference and on the front side. On the outer circumference, the collar sleeve has projections 22 which are axially spaced apart from one another and which engage in recesses 12 of the cylinder 14 . In this way, a form fit is achieved that secures the position of the piston sealing ring 8 within the cylinder bore 4 . The projections 22 can be formed circumferentially, for example as circumferential beads, or only extend over a partial circumferential area. The same applies to the recesses 12 of the cylinder 14. However, this requires the installation of the holding element 11 in a specific angular position. In order to be able to install the holding element 11 in any angular position, the recesses 12 are preferably designed as annular grooves.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist der 4 zu entnehmen. Zur Lagesicherung des Kolbendichtrings 8 ist auch hier ein Halteelement 11 vorgesehen. Dieses ist vorliegend ringförmig ausgeführt und greift in eine als Ringnut ausgebildete Ausnehmung des Kolbendichtrings 8 ein. Das Halteelement 11 und der Kolbendichtring 8 sind somit formschlüssig verbunden. Das Halteelement 11 greift ferner in die die Zylinderbohrung 4 erweiternde Ausnehmungen 12 ein, so dass ebenfalls ein Formschluss zwischen dem Halteelement 11 und dem Zylinder 14 erzielt wird. Da das Halteelement 11 den Kolbendichtring 8 umgibt, kann der Kolbendichtring 8 bis an die Öffnung 10 herangeführt werden, so dass er stirnseitig bündig mit dem Zylinder 14 abschließt. Dies ermöglicht eine maximale Führungslänge des Pumpenkolbens 3 innerhalb der Zylinderbohrung 4.Another preferred embodiment is the 4 refer to. A retaining element 11 is also provided here to secure the position of the piston sealing ring 8 . This is ring-shaped in the present case and engages in a recess in the piston sealing ring 8 designed as an annular groove. The holding element 11 and the piston sealing ring 8 are thus connected in a form-fitting manner. The holding element 11 also engages in the recesses 12 that widen the cylinder bore 4, so that a form fit between the holding element 11 and the cylinder 14 is also achieved. Since the retaining element 11 surrounds the piston sealing ring 8 , the piston sealing ring 8 can be brought up to the opening 10 so that it is flush with the cylinder 14 at the end face. This allows the pump piston 3 to be guided to its maximum length within the cylinder bore 4.

In der 5 ist eine Abwandlung der Ausführungsform der 4 dargestellt. Die Abwandlung besteht darin, dass das Halteelement 11 keinen rechteckigen, sondern einen kreisrunden Querschnitt aufweist. Weitere Querschnittsformen sind ebenfalls möglich.In the 5 is a modification of the embodiment of FIG 4 shown. The modification consists in that the holding element 11 does not have a rectangular but a circular cross-section. Other cross-sectional shapes are also possible.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform zeigt 6. Die Lagesicherung des Kolbendichtrings 8 erfolgt wiederum über ein Halteelement 11, dieses ist jedoch außerhalb der Zylinderbohrung 4 angeordnet. Der Kolbendichtring 8 kann somit wiederum bis an die Öffnung 10 herangeführt werden. Da das Halteelement 11 als Bundbuchse ausgeführt ist, umgreift sie den Zylinder 14. Zugleich ist die Stirnfläche des Kolbendichtrings 8 durch die Bundbuchse geschützt. Die Bundbuchse ist in der 6 auf den Zylinder 4 aufgepresst, so dass die Lage der Bundbuchse in Bezug auf den Zylinder 14 und damit die Lage des Kolbendichtrings 8 innerhalb der Zylinderbohrung 4 gesichert ist.Another preferred embodiment is shown 6 . The position of the piston sealing ring 8 is again secured by a holding element 11 , but this is arranged outside of the cylinder bore 4 . The piston sealing ring 8 can thus in turn be brought up to the opening 10 . Since the retaining element 11 is designed as a collar bushing, it encompasses the cylinder 14. At the same time, the end face of the piston sealing ring 8 is protected by the collar bushing. The collar bushing is in the 6 pressed onto the cylinder 4 so that the position of the collar bushing in relation to the cylinder 14 and thus the position of the piston sealing ring 8 within the cylinder bore 4 is secured.

Die Ausführungsform der 7 gleicht der der 6, wobei hier jedoch das Halteelement 11 bzw. die Bundbuchse auf den Zylinder 14 aufgeschraubt ist. Die Lagesicherung wird demzufolge nicht über einen Kraftschluss, sondern einen Formschluss erreicht.The embodiment of 7 equals the the 6 , but here the holding element 11 or the collar bushing is screwed onto the cylinder 14 . As a result, the position is secured not by a force fit but by a form fit.

Alternativ kann - wie beispielhaft in der 8 dargestellt - das als Bundbuchse ausgeführt Halteelement 11 auch über eine Rastverbindung mit dem Zylinder 14 verbunden sein. Die Bundbuchse weist hierzu an ihrem Ende Rastmittel 23 auf, die in eine umlaufende Nut 24 des Zylinders 14 eingreifen.Alternatively - as exemplified in the 8th shown - the holder designed as a collar bushing element 11 can also be connected to the cylinder 14 via a snap-in connection. For this purpose, the collar bushing has latching means 23 at its end, which engage in a circumferential groove 24 of the cylinder 14 .

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeigt 9. Das Halteelement 11 ist hier als ein Halteblech ausgeführt, das über dem Zylinder 14 montiert wird. Das Halteblech kann wiederum mit dem Zylinder 14 verpresst oder verschraubt sein. Ferner kann die Verbindung über eine Klebeverbindung hergestellt sein. Zudem kann eine Elementfeder 25 zur Fixierung des Halteblechs eingesetzt werden, die ohnehin vorhanden ist.Another preferred embodiment shows 9 . The holding element 11 is designed here as a holding plate that is mounted over the cylinder 14 . The retaining plate can in turn be pressed or screwed to the cylinder 14 . Furthermore, the connection can be established via an adhesive connection. In addition, an element spring 25 can be used to fix the retaining plate, which is already present.

10 zeigt eine Ausführungsform, die ohne Halteelement 11 auskommt. Stattdessen ist außenumfangseitig am Kolbendichtring 8 eine Geometrie 15 vorgesehen, die in eine gegengleich ausgebildete Geometrie 16 des Zylinders 14 eingreift. Bei der Geometrie 15 kann es sich beispielsweise um einen umlaufenden Wulst handeln, der in eine als umlaufende Ringnut ausgebildete Geometrie 16 eingreift. Die Form der Geometrie 15 bzw. der gegengleich ausgebildeten Geometrie 16 kann beliebig gewählt werden. In der 11 ist daher ein Ausführungsbeispiel mit einer rechteckigen Querschnittsform gezeigt. 10 shows an embodiment that does not require holding element 11 . Instead, a geometry 15 is provided on the outer circumference of the piston sealing ring 8 , which engages in a geometry 16 of the cylinder 14 which is of opposite design. The geometry 15 can be, for example, a circumferential bead which engages in a geometry 16 designed as a circumferential annular groove. The shape of the geometry 15 or of the geometry 16 of opposite design can be selected as desired. In the 11 therefore, an embodiment having a rectangular cross-sectional shape is shown.

Das in der 12 dargestellte Ausführungsbeispiel kommt ebenfalls ohne Halteelement 11 aus, da der Kolbendichtring 8 einerseits an dem ringförmigen Absatz 9 und andererseits an einem Ringbund 17 axial abgestützt ist, der durch den Zylinder 14 ausgebildet wird. Der Ringbund 17 engt die endseitige Öffnung 10 der Zylinderbohrung 4 ein, so dass der Durchmesser D2 kleiner als der Durchmesser D1 im Bereich des ringförmigen Absatzes 9 ist. Durch den Ringbund 17 wird demnach der Zylinder 14 im Bereich der Öffnung 10 verstärkt. Um das Einsetzen des Kolbendichtrings 8 in den Endabschnitt 7 der Zylinderbohrung 4 zu erleichtern, weist der Ringbund 17 vorliegend einen Einführkonus 18 auf.That in the 12 The illustrated embodiment also manages without a holding element 11 since the piston sealing ring 8 is supported axially on the one hand on the annular shoulder 9 and on the other hand on an annular collar 17 which is formed by the cylinder 14 . The annular collar 17 narrows the end opening 10 of the cylinder bore 4 so that the diameter D2 is smaller than the diameter D1 in the area of the annular shoulder 9 . The cylinder 14 is accordingly reinforced in the area of the opening 10 by the annular collar 17 . In order to facilitate the insertion of the piston sealing ring 8 into the end section 7 of the cylinder bore 4, the annular collar 17 has an insertion cone 18 in the present case.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist der 13 zu entnehmen. Hier ist der Kolbendichtring 8 über einen Stift 19 gehalten, der quer zu einer Längsachse A der Zylinderbohrung 4 in einer Bohrung 26 des Zylinders 14 aufgenommen ist und dabei in eine umlaufende Nut 20 des Kolbendichtrings 8 eingreift (siehe auch 14).Another preferred embodiment is the 13 refer to. Here the piston sealing ring 8 is held by a pin 19 which is accommodated in a bore 26 of the cylinder 14 transversely to a longitudinal axis A of the cylinder bore 4 and thereby engages in a circumferential groove 20 of the piston sealing ring 8 (see also 14 ).

Claims

High-pressure pump (1) for a fuel injection system, comprising at least one pump element (2) with a reciprocating pump piston (3), which is accommodated at one end in a cylinder bore (4) and at the other end, for example via a roller tappet (5), on a camshaft ( 6), wherein a piston sealing ring (8) is inserted in an end section (7) of the cylinder bore (4) facing the camshaft (6) and is directly or indirectly axially supported on an annular shoulder (9) delimiting the end section (7). characterized in that the cylinder bore (4) in the area of the annular shoulder (9) has a diameter (D1) which is equal to or larger than a diameter (D2) in the area of an end opening (10) of the cylinder bore (4 ) is.

high-pressure pump (1) after claim 1 , characterized in that the end section (7) of the cylinder bore (4) receiving the piston sealing ring (8) has a constant diameter (D1, D2) from the annular shoulder (9) to the opening (10).

high-pressure pump (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the piston sealing ring (8) is inserted, preferably pressed, directly or indirectly via a sleeve-shaped retaining element (11) which surrounds the piston sealing ring (8) at least in sections.

high-pressure pump (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the piston sealing ring (8) is held in the end section (7) of the cylinder bore (4) via an annular holding element (11), the holding element (11) preferably being in the region of the opening (10) in the end section (7 ) is pressed in and supported axially on the piston sealing ring (8).

high-pressure pump (1) after claim 1 or 2 , characterized in that an annular or sleeve-shaped retaining element (11) surrounding the piston sealing ring (8) at least in sections extends into a recess (12) that widens the end section (7) of the cylinder bore (4) and/or into a recess (13) in the piston sealing ring (8) engages, wherein preferably the recess (12) and/or the recess (13) is/are designed as an annular groove.

high-pressure pump (1) after claim 1 or 2 , characterized in that outside of the cylinder bore (4) a holding element (11) is arranged, which encompasses a cylinder bore (4) forming the cylinder (14), the holding element (11) preferably being connected to the cylinder (14) via a plug-in , Clamping, pressing, locking and / or screw connection is connected.

high-pressure pump (1) after claim 1 , characterized in that the piston sealing ring (8) on the outer circumference has at least one geometry (15) in a the end section (7) engages the cylinder bore (4) widening, oppositely designed geometry (16).

high-pressure pump (1) after claim 1 , characterized in that the end opening (10) of the cylinder bore (4) is delimited by an annular collar (17), so that the diameter (D2) is smaller than the diameter (D1), the annular collar (17) preferably having a Insertion cone (18) is provided.

high-pressure pump (1) after claim 1 , characterized in that the piston sealing ring (8) is held with the aid of a pin (19) which is arranged transversely to a longitudinal axis (A) of the cylinder bore (4) and engages in a groove (20) formed on the outer peripheral side of the piston sealing ring (8). .