DE10345061A1

DE10345061A1 - Stößelbaugruppe für eine Hochdruckpumpe und Hochdruckpumpe mit wenigstens einer Stößelbaugruppe

Info

Publication number: DE10345061A1
Application number: DE2003145061
Authority: DE
Inventors: Alfons Schoetz; Walter Fuchs; Gerhard Meier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2005-04-14
Also published as: WO2005031150A1

Abstract

Es wird eine Stößelbaugruppe für eine Hochdruckpumpe, insbesondere zur Kraftstofförderung, vorgeschlagen, die zumindest einen hülsenförmigen Stößel (52) und einen in diesen eingesetzten Pumpenkolben (34) mit gegenüber dem Stößel (52) kleineren Durchmesser aufweist. Die Stößelbaugruppe (50) ist gegen die Kraft einer an dieser angreifenden Rückstellfeder (56) in einer Hubbewegung antreibbar. Im Stößel (52) ist eine Auflage (54) angeordnet, durch die der freie Querschnitt innerhalb des Stößels (52) verringert ist und an der die Rückstellfeder (56) zur Anlage kommt. Der Pumpenkolben (34) weist einen im Durchmesser gegenüber seinem übrigen Bereich vergrößerten Kolbenfuß (35) auf, der auf der der Rückstellfeder (56) gegenüberliegenden Seite der Auflage (54) zur Anlage kommt und auf der der Auflage (54) abgewandten Seite des Kolbenfußes (35) ist als weiteres Teil der Stößelbaugruppe (50) ein Stützelement (58) in den Stößel (52) eingesetzt, durch das der Kolbenfuß (35) in Anlage an der Auflage (54) gehalten wird.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Stößelbaugruppe für eine Hochdruckpumpe und einer Hochdruckpumpe mit wenigstens einer Stöeßlbaugruppe nach der Gattung des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 8.

Eine solche Stößelbaugruppe und Hochdruckpumpe ist durch die DE 199 07 311 A1 bekannt. Diese Hochdruckpumpe weist wenigstens eine Stößelbaugruppe auf, die wiederum einen hülsenförmigen Stößel und einen in diesen eingesetzten Pumpenkolben mit gegenüber dem Stößel kleinerem Durchmesser aufweist. Die Stößelbaugruppe wird durch eine rotierend angetriebene Antriebswelle der Hochdruckpumpe gegen die Kraft einer Rückstellfeder in einer Hubbewegung angetrieben. Durch die Rückstellfeder werden der Stößel und der Pumpenkolben zur Antriebswelle hin beaufschlagt und die Anlage an der Antriebswelle sichergestellt. Es ist außerdem ein Federteller erforderlich, der mit dem Pumpenkolben verbunden ist und an dem sich die Rückstellfeder abstützt, wobei sich der Pumpenkolben wiederum am Stößel abstützt. Am Stößel ist einstückig eine Aufnahme für eine Rolle angeformt, die auf der Antriebswelle läuft. Hierdurch ist der Stößel aufwendig in der Herstellung, da dieser als massives Guß- oder Schmiedeteil ausgebildet sein muss. Nachteilig bei der bekannten Stößelbaugruppe ist somit deren aufwendige Montage, deren hohes Gewicht und die große Anzahl an Bauteilen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Stößelbaugruppe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass diese einfacher montierbar ist, ein geringeres Gewicht aufweist und kein separater Federteller zur Abstützung der Rückstellfeder erforderlich ist. Der Pumpenkolben wird dabei von der der Rückstellfeder abgewandten Seite der Abstützung her in den Stößel eingeführt und anschließend wird das Stützelement in den Stößel eingesetzt. Durch die Rückstellfeder werden dann der Stößel, der Pumpenkolben und das Stützelement zur Antriebswelle hin beaufschlagt. Der Stößel selbst kann dabei einfach als hülsenförmiges Teil hergestellt werden und das als separates Teil in den Stößel eingesetzte Stützelement kann für seine Funktion optimal ausgebildet werden hinsichtlich Werkstoff und Form. Die vorstehend angegebenen Vorteile gelten auch für die mit wenigstens einer derart ausgebildeten Stößelbaugruppe ausgerüstete Hochdruckpumpe gemäß Anspruch 8.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Stößelbaugruppe angegeben.

Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruckpumpe, 2 einen in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt mit einer Stößelbaugruppe der Hochdruckpumpe in vergrößerter Darstellung und 3 eine modifizierte Ausführung der Stößelbaugruppe.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In den 1 bis 3 ist eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine dargestellt. Die Hochdruckpumpe weist ein Gehäuse 10 auf, das mehrteilig ausgebildet ist und in dem eine rotierend antreibbare Antriebswelle 12 angeordnet ist. Die Antriebswelle 12 ist im Gehäuse 10 über zwei in Richtung der Drehachse 13 der Antriebswelle 12 voneinander beabstandete Lagerstellen drehbar gelagert. Die Lagerstellen können in verschiedenen Teilen des Gehäuses 10 angeordnet sein.
In einem zwischen den beiden Lagerstellen liegenden Bereich weist die Antriebswelle 12 wenigstens einen Nocken 26 auf, wobei der Nocken 26 auch als Mehrfachnocken ausgebildet sein kann. Die Hochdruckpumpe weist wenigstens ein oder mehrere im Gehäuse 10 angeordnete Pumpenelemente 32 mit jeweils einem Pumpenkolben 34 auf, der durch den Nocken 26 der Antriebswelle 12 in einer Hubbewegung in zumindest annähernd radialer Richtung zur Drehachse 13 der Antriebsewelle 12 angetrieben wird. Der Pumpenkolben 34 ist in einer Zylinderbohrung 36 im Gehäuse 10 oder einem Einsatz im Gehäuse 10 dicht verschiebbar geführt und begrenzt mit seiner der Antriebswelle 12 abgewandten Stirnseite in der Zylinderbohrung 36 einen Pumpenarbeitsraum 38. Der Pumpenarbeitsraum 38 weist über einen im Gehäuse 10 verlaufenden Kraftstoffzulaufkanal 40 eine Verbindung mit einem Kraftstoffzulauf, beispielsweise einer Förderpumpe auf. An der Mündung des Kraftstoffzulaufkanals 40 in den Pumpenarbeitsraum 38 ist ein in den Pumpenarbeitsraum 38 öffnendes Einlassventil 42 angeordnet, das ein federbelastetes Ventilglied 43 aufweist. Der Pumpenarbeitsraum 38 weist ausserdem über einen im Gehäuse 10 verlaufenden Kraftstoffablaufkanal 44 eine Verbindung mit einem Auslass auf, der beispielsweise mit einem Hochdruckspeicher 110 verbunden ist. Mit dem Hochdruckspeicher 110 sind ein oder vorzugsweise mehrere an den Zylindern der Brennkraftmaschine angeordnete Injektoren 120 verbunden, durch die Kraftstoff in die Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. An der Mündung des Kraftstoffablaufkanals 44 in den Pumpenarbeitsraum 38 ist ein aus dem Pumpenarbeitsraum 38 öffnendes Auslassventil 46 angeordnet, das ebenfalls ein federbelastetes Ventilglied 47 aufweist.
Dem Pumpenelement 32 ist eine Stößelbaugruppe 50 zugeordnet, deren Bestandteil der Pumpenkolben 34 ist. Die Stößelbaugruppe 50 umfasst außerdem einen hülsenförmigen Stößel 52, der in einer Bohrung 53 des Gehäuses 10 der Hochdruckpumpe verschiebbar geführt ist. Der Pumpenkolben 34 weist einen kleineren Durchmesser auf als der Stößel 52 und ragt mit seinem dem Pumpenarbeitsraum 38 abgewandten Endbereich aus der Zylinderbohrung 36 heraus und in den Stößel 52 hinein. An seinem dem Pumpenarbeitsraum 38 abgewandten Ende weist der Pumpenkolben 34 einen im Durchmesser gegenüber seinem übrigen Bereich vergrößerten Kolbenfuß 35 auf.
Innerhalb des Stößels 52 ist mit Abstand von dessen beiden Enden eine Auflage 54 angeordnet, die vom Stößel 52 etwa radial nach innen ragt und durch die der freie Querschnitt im Stößel 52 verringert wird. Die Auflage 54 kann einstückig mit dem Stößel 52 ausgebildet sein und ist beispielsweise ringförmig ausgebildet. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass als Auflage 54 mehrere über den Umfang des Stößels 52 verteilt angeordnete, in den Stößel 52 hineinragende Vorsprünge dienen. An der Auflage 54 stützt sich an deren der Antriebswelle 12 abgewandter Seite eine Rückstellfeder 56 ab, die sich andererseits am Gehäuse 10 der Hochdruckpumpe abstützt. Die Rückstellfeder 56 ist beispielsweise als Schraubendruckfeder ausgebildet und unter Vorspannung zwischen dem Gehäuse 10 und der Auflage 54 am Stößel 52 angeordnet. Der Pumpenkolben 34 liegt mit seinem Kolbenfuß 35 auf der der Rückstellfeder 56 abgewandten Seite der Auflage 54 an, wobei die Auflage 54 einen kleineren freien Querschnitt aufweist als der Durchmesser des Kolbenfußes 35, wodurch die Anlage des Kolbenfußes 35 an der Auflage 54 sichergestellt ist. Die Auflage 54 ist wie in 2 dargestellt in ihrem mittleren Bereich zur Seite der Rückstellfeder 56 hin durchgebogen. Der Pumpenkolben 34 ist von der der Rückstellfeder 56 abgewandten Seite der Auflage 54 her in den Stößel 52 eingesetzt und ragt mit seinem im Durchmesser gegenüber dem Kolbenfuß 35 kleineren übrigen Bereich durch die Auflage 54 hindurch und in die Zylinderbohrung 36 hinein. Der Kolbenfuß 35 des Pumpenkolbens 34 ist im mittleren Bereich der Auflage 54 in deren Durchbiegung angeordnet. Der Stößel 52 kann beispielsweise als Guss- oder Schmiedeteil ausgebildet sein, kann jedoch auch als relativ dünnwandiges Teil aus Blech durch Umformen hergestellt sein, beispielsweise durch Fließpressen oder Tiefziehen, wobei die Auflage 54 beim Umformprozess gegebenenfalls mit geformt werden kann.
Der freie Querschnitt im Stößel 52 kann sich wie in 2 dargestellt von der Seite der Rückstellfeder 56 her zur Auflage 54 hin etwas verringern, wodurch eine exakte Zentrierung der Rückstellfeder 56 im Stößel 52 erreicht wird.
In den zwischen der Auflage 54 und dem der Antriebswelle 12 zugewandten Ende des Stößels 52 liegenden Abschnitt des Stößels 52 ist ein Stützelement 58 eingesetzt. Das Stützelement 58 kann beispielsweise in den Stößel 52 eingepresst sein und sichert dabei den ebenfalls in den Stößel 52 eingesetzten Pumpenkolben 34. Das Stützelement 58 kann einen runden oder beispielsweise auch einen viereckigen Querschnitt aufweisen. Das Stützelement 58 weist an seiner dem Kolbenfuß 35 zugewandten Seite mittig eine Erhebung 59 auf, mit der das Stützelement 58 am Kolbenfuß 35 anliegt und diesen in Anlage an der Auflage 54 hält. Auf seiner der Antriebswelle 12 zugewandten Seite weist das Stützelement 58 eine konkave Vertiefung 60 auf, in der eine zylindrische Rolle 62 drehbar angeordnet ist. Die Drehachse der Rolle 62 ist dabei zumindest annähernd parallel zur Drehachse 13 der Antriebswelle 12 und die Rolle 62 liegt am Nocken 26 der Antriebswelle 12 an und rollt auf diesem ab. Das Stützelement 58 kann aus einem anderen Werkstoff bestehen als der Stößel 52, beispielsweise aus Stahl, und kann zumindest im Bereich der Vertiefung 60 oder auf seiner gesamten Oberfläche mit einer Beschichtung versehen sein, durch die eine geringe Reibung und damit ein geringer Verschleiß der in der Vertiefung 60 gleitenden Rolle 62 sichergestellt ist. Das Stützelement 58 weist wenigstens eine oder mehrere Bohrungen 57 auf, die eine Befüllung und Entleerung der Bohrung 53 bei der Hubbewegung des Stößels 52 mit Kraftstoff ermöglichen. Außerdem wird durch die wenigstens eine Bohrung 57 das Gewicht des Stützelements 58 verringert.
Der Stößel 52 bildet zusammen mit dem Pumpenkolben 34 und dem Stützelement 58, in dem die Rolle 62 angeordnet ist, die Stößelbaugruppe 50, die eine vormontierte Baugruppe ist und in das Gehäuse 10 der Hochdruckpumpe eingesetzt wird. Als weiteres Bauteil braucht dann nur noch die Rückstellfeder 56 zwischen den Stößel 52 und das Gehäuse 10 eingesetzt zu werden.
Abweichend zu der vorstehend erläuterten Ausführung des Stößels 52, bei der die Auflage 54 einstückig am Stößel 52 angeformt ist, kann die Auflage 54 auch wie in 3 dargestellt als separates Teil in den Stößel 52 eingesetzt und mit diesem verbunden sein, insbesondere verschweißt sein. Alternativ kann die Auflage 54 auch durch Verrastung oder eine Bördelung mit dem Stößel 52 verbunden werden. Am Stößel 52 können dabei ein oder mehrere Abstützungen 64 für die Auflage 54 angeformt sein, so dass die Auflage 54 nur in den Stößel 52 bis zur Anlage an den Abstützungen 64 eingeschoben zu werden braucht und anschließend mit dem Stößel 52 verbunden werden kann und dann exakt die erforderliche Lage im Stößel 52 einnimmt. Das Stützelement 58 kann alternativ mit dem Stößel auch durch eine Verrastung oder eine Bördelung verbunden werden.
Durch die vorgespannte Rückstellfeder 56 wird die Stößelbaugruppe 50 über die Rolle 62 in Anlage am Nocken 26 der Antriebswelle 12 gehalten. Bei der Drehbewegung der Antriebswelle 12 wird die Stößelbaugruppe 50 in einer Hubbewegung angetrieben. Beim Saughub des Pumpenkolbens 34, bei dem sich dieser radial nach innen bewegt, wird der Pumpenarbeitsraum 38 durch den Kraftstoffzulaufkanal 40 bei geöffnetem Einlassventil 42 mit Kraftstoff befüllt, wobei das Auslassventil 46 geschlossen ist. Beim Förderhub des Pumpenkolbens 34, bei dem sich dieser radial nach aussen bewegt, wird durch den Pumpenkolben 34 Kraftstoff unter Hochdruck durch den Kraftstoffablaufkanal 44 bei geöffnetem Auslassventil 46 zum Hochdruckspeicher 110 gefördert, wobei das Einlassventil 42 geschlossen ist.

Claims

Stößelbaugruppe für eine Hochdruckpumpe, insbesondere zur Kraftstofförderung, die zumindest einen hülsenförmigen Stößel (52) und einen in diesen eingesetzten Pumpenkolben (34) mit gegenüber dem Stößel (52) kleinerem Durchmesser aufweist, wobei die Stößelbaugruppe (50) gegen die Kraft einer an dieser angreifenden Rückstellfeder (56) in einer Hubbewegung antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Stößel (52) eine Auflage (54) angeordnet ist, durch die der freie Querschnitt innerhalb des Stößels (52) verringert ist und an der die Rückstellfeder (56) zur Anlage kommt, dass der Pumpenkolben (34) einen im Durchmesser gegenüber seinem übrigen Bereich vergrößerten Kolbenfuß (35) aufweist, der auf der der Rückstellfeder (56) gegenüberliegenden Seite der Auflage (54) zur Anlage kommt und dass auf der der Auflage (54) abgewandten Seite des Kolbenfußes (35) als weiteres Teil der Stößelbaugruppe (50) ein Stützelement (58) in den Stößel (52) eingesetzt ist, durch das der Kolbenfuß (35) in Anlage an der Auflage (54) gehalten wird.
Stößelbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (54) einstückig mit dem Stößel (52) ausgebildet ist.
Stößelbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (54) als separates Teil zum Stößel (52) ausgebildet und mit diesem verbunden ist, insbesondere verschweißt.
Stößelbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (54) ringförmig ausgebildet ist.
Stößelbaugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (52) durch Tiefziehen hergestellt ist.
Stößelbaugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Stützelement (58) auf dessen dem Kolbenfuß (35) abgewandter Seite in einer Vertiefung (60) eine Rolle (62) drehbar angeordnet ist, über die sich die Stößelbaugruppe (50) an einem Antrieb (12) abstützt.
Stößelbaugruppe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (58) einen runden oder viereckigen Querschnitt aufweist.
Hochdruckpumpe, insbesondere zur Kraftstoffhochdruckförderung, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens eine Stößelbaugruppe (50) nach einem der vorstehenden Ansprüche aufweist.