DE10210317A1

DE10210317A1 - Hochdruckelement für Einspritzanlagen mit verringerter Leckage

Info

Publication number: DE10210317A1
Application number: DE2002110317
Authority: DE
Inventors: Helmut Knoedl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2003-09-25
Also published as: WO2003076807A1

Abstract

Es wird ein Hochdruckelement, bestehend aus einem Kolben (9) und einer Zylinderbohrung (7), vorgeschlagen, bei dem ein Aufweiten der Zylinderbohrung (7) infolge hoher Innendruckbeaufschlagung durch einen Einstich (21) kompensierbar ist.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Hochdruckelement für Einspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einer Zylinderbohrung und einem in der Zylinderbohrung geführten Kolben, wobei die Zylinderbohrung und eine Stirnfläche des Kolbens einen Hochdruckraum begrenzen.
Bei diesen Hochdruckelementen führt der große Druck im Hochdruckraum, welcher auch die Zylinderbohrung wirkt, zu einer Aufweitung der Zylinderbohrung. Infolgedessen erhöht sich der Spalt zwischen Kolben und Zylinderbohrung, was eine erhöhte Leckagemenge mit sich bringt. Eine Reduktion des Spiels zwischen Zylinderbohrung und Kolben scheidet als Maßnahme zur Verringerung der Leckage aus, da sich sonst der Kolben ohne Druckbeaufschlagung der Zylinderbohrung nicht mehr leichtgängig in der Zylinderbohrung bewegen ließe.
Bei einem erfindungsgemäßen Hochdruckelement für Einspritzanlagen von Brennkraftmschinen, mit einer Zylinderbohrung und einem in der Zylinderbohrung geführten Kolben, wobei die Zylinderbohrung und eine Stirnfläche des Kolbens eine Hochdruckraum begrenzen, wird vorgeschlagen, dass der Hochdruckraum von einer an die Zylinderbohrung anschließenden zweiten Stirnfläche begrenzt wird und dass in der zweiten Stirnfläche ein parallel und konzentrisch zur Zylinderbohrung verlaufender Einstich eingearbeitet ist.

Vorteile der Erfindung

Durch den erfindungsgemäßen Einstich wird die Druckbeaufschlagung der Zylinderbohrung kompensiert, da im Einstich und in der Zylinderbohrung die gleichen Drücke herrschen. Infolgedessen findet die durch den Innendruck verursachte Aufweitung der Zylinderbohrung nicht mehr statt und die Leckage zwischen Kolben und Zylinderbohrung wird minimiert. Im Ergebnis ist der Spalt zwischen Kolben und Zylinderbohrung unabhängig von dem in der Zylinderbohrung herrschenden Druck.
Besonders effektiv ist es, wenn die zweite Stirnfläche im oberen Totpunkt des Kolbens etwa gleich auf mit der Stirnfläche des Kolbens liegt, da dann der Einstich dort ist, wo die höchsten Drücke auf die Zylinderbohrung wirken. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die Zylinderbohrung Teil einer Zylinderbuchse ist, und/oder dass die Zylinderbohrung in ein Gehäuse eingepresst oder mit diesem verspannt ist. Bei diesen Varianten ist die Herstellung der Zylinderbohrung und des Einstichs auf einfachste Weise möglich. Es ist jedoch ohne Weiteres auch möglich, dass die Zylinderbohrung direkt in das Gehäuse eingebracht wird.
Das erfindungsgemäße Hochdruckelement kann besonders vorteilhaft Teil einer Kolbenpumpe, insbesondere einer Krafstoffhochdruckpumpe für Einspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, sein. Dabei ist es unerheblich, ob die Krafstoffhochdruckpumpe eine Radialkolbenpumpe, eine Axialkolbenpumpe oder eine Reihenkolbenpumpe ist.
Das erfindungsgemäße Hochdruckelement kann auch Teil einer Pumpe-Düse oder einer Pumpe-Leitung-Düse sein. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Hochdruckelements ist jedoch nicht auf die genannten Beispiele beschränkt. Das erfindungsgemäße Hochdruckelement kann überall dort eingesetzt werden, wo ein Kolben in einer Zylinderbohrung gleitend geführt ist und die Zylinderbohrung zumindest teilweise mit hohen Innendrücken beaufschlagt wird.

Zeichnung

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Es zeigen:
Fig. 1 ein erster Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hochdruckelements,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hochdruckelements und
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hochdruckelements.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichneten erfindungsgemäßen Hochdruckelements im Teilschnitt dargestellt. Das Hochdruckelement 1 besteht aus einem Gehäuse 3 in welches eine Zylinderbuchse 5 eingepresst ist. Die Zylinderbuchse 5 weist eine Zylinderbohrung 7 auf, in der ein Kolben 9 geführt wird. Der in Fig. 1 dargestellte Spalt 11 zwischen Kolben 9 und Zylinderbohrung 7 ist stark übertrieben dargestellt. Bei tatsächlich ausgeführten Pumpenelementen 1 wird der Spalte 11 so klein wie möglich bemessen, um die Leckage aus einem Hochdruckraum 13 durch den Spalt 11 zu minimieren.
Wie bei jeder Kolbenpumpe oszilliert der Kolben 9 in der Zylinderbohrung 7, was in Fig. 1 durch den Doppelpfeil 15 angedeutet ist. In der in Fig. 1 dargestellten Position des Kolbens 9 hat dieser den oberen Totpunkt erreicht. In dieser Position ist der Druck im Hochdruckraum 13 maximal. Ein- und Auslassventile, welche das Zu- und Abströmen einer in Fig. 1 nicht dargestellten Flüssigkeit in und aus dem Hochdruckraum 13 steuern, sind in Fig. 1 nicht dargestellt.
Wenn der Kolben 9 den oberen Totpunkt erreicht, wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Stirnfläche 17 des Kolbens 9 gleichauf mit einer zweiten Stirnfläche 19, welche ebenso wie die Stirnfläche 17 des Kolbens 9 den Hochdruckraum 13 begrenzt. In die zweite Stirnfläche 19 ist ein Einstich 21 eingearbeitet. Der Einstich 21 steht hydraulisch mit dem Hochdruckraum 13 in Verbindung, so dass in dem Einstich 21 der gleich Druck wie im Hochdruckraum 13 herrscht. Im Ergebnis wird somit die Zylinderbohrung 7 im Bereich der zweiten Stirnfläche 19 zu beiden Seiten mit dem gleichen Druck beaufschlagt, so dass eine Aufweitung der Zylinderbohrung 7 im Bereich der zweiten Stirnfläche 19aufgrund des auf die Zylinderbohrung 7 wirkenden Drucks kompensiert wird.
Da die Umfangsfläche 23 im Bereich des Einstichs 21 größer ist als im Bereich der Zylinderbohrung 7, kann sogar eine Überkompensation erfolgen. Dies bedeutet, dass mit zunehmenden Druck im Hochdruckraum 13 der Spalt 11 zwischen Kolben 9 und Zylinderbohrung 7 im Bereich der zweiten Stirnfläche 19 abnimmt. Infolgedessen wird gerade beim Auftreten höchster Drücke im Hochdruckraum 13 die Leckage besonders wirksam verringert.
In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hochdruckelements 1 ebenfalls im Teilschnitt dargestellt. Gleiche Bauteile werden mit den gleichen Bezugszeichen versehen und es gilt das betreffend Fig. 1 Gesagte entsprechend. Der wesentliche Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass die Zylinderbuchse 5 bei diesem Ausführungsbeispiel im Gehäuse 3 festgespannt ist. Dies geschieht durch einen Absatz 25 an der Zylinderbuchse 5, welcher gegen das Gehäuse 3 über einen Deckel 27 und eine in das Gehäuse 3 eingedrehte Schraube 29 bewerkstelltigt wird. Die hydraulischen Eigenschaften dieses zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hochdruckelments 1 entsprechen weitestgehend denen des ersten Ausführungsbeispiels.
In Fig. 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hochdruckelements 1 dargestellt. Auf hier wurden wieder die gleichen Bezugszeichen verwendet und es wird auf das zuvor Gesagte verwiesen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Zylinderbohrung 7 direkt ins Gehäuse 3 eingearbeitet. Um eine hydraulische Verbindung zwischen Hochdruckraum 13 und eine dem Einstich 21 zu ermöglichen ist im Gehäuse 3 die zweite Stirnfläche 19 eingearbeitet. Um die Zugänglichkeit der zweiten Stirnfläche 19 zum Einarbeiten des Einstichs 21 zu gewährleisten, ist der Hochdruckraum 13 im wesentlichen in einen Deckel 27, der in das Gehäuse 3 eingeschraubt wird, eingearbeitet. Eventuell notwendige Dichtelemente zwischen Deckel 27 und Gehäuse 3 sind in Fig. 3 nicht dargestellt.
Sämtliche Merkmale der Figuren, der Beschreibung und den Patentansprüchen können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims

1. Hochdruckelement für Einspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einer Zylinderbohrung (7) und einem in der Zylinderbohrung (7) geführten Kolben (9), wobei die Zylinderbohrung (7) und eine Stirnfläche (17) des Kolbens (9) einen Hochdruckraum (13) begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckraum (13) von einer an die Zylinderbohrung (7) anschließenden zweiten Stirnfläche (19) begrenzt wird, und dass in der zweiten Stirnfläche (19) ein parallel und konzentrisch zur Zylinderbohrung (7) verlaufender Einstich (21) eingearbeitet ist.

2. Hochdruckelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stirnfläche (19) im oberen Totpunkt des Kolbens (9) etwa gleichauf mit der Stirnfläche (17) des Kolbens (9) liegt.

3. Hochdruckelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderbohrung (7) Teil einer Zylinderbuchse (5) ist.

4. Hochdruckelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderbuchse (5) in ein Gehäuse (3) eingepresst oder mit diesem verspannt ist.

5. Hochdruckelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochdruckelement (1) Teil einer Kolbenpumpe, insbesondere einer Kraftstoffhochdruckpumpe, ist.

6. Hochdruckelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochdruckelement (1) Teil einer Radialkolbenpumpe, Axialkolbenpumpe oder Reihenkolbenpume ist.

7. Hochdruckelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochdruckelement (1) Teil einer Pumpe-Düse oder einer Pumpe-Leitung-Düse ist.