DE10355027A1

DE10355027A1 - Hochdruckpumpe, insbesondere für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10355027A1
Application number: DE10355027A
Authority: DE
Inventors: Alfons SCHÖTZ; Walter Fuchs; Andreas Dutt; Gerhard Meier; Jochen Aleker
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-11-25
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2005-06-23
Also published as: US20070071620A1; JP2006528744A; US7308849B2; EP1697636B1; WO2005052367A1; EP1697636A1; DE502004005537D1; JP4243630B2; CN100422551C; CN1886594A

Abstract

Die Hochdruckpumpe weist wenigstens ein Pumpenelement (32) auf, das einen Pumpenkolben (34) aufweist, der einen Pumpenarbeitsraum (38) begrenzt und der zumindest mittelbar durch eine Antriebswelle (12) gegen die Kraft einer Rückstellfeder (68) in einer Hubbewegung angetrieben wird. Der Pumpenkolben (34) stützt sich zumindest mittelbar über einen hülsenförmigen Stößel (60) an der Antriebswelle (12) ab und die Rückstellfeder (68) greift zumindest am Pumpenkolben (34) an. In den Stößel (60) ist ein Stützelement (50) eingesetzt, an dem sich der Pumpenkolben (34) zur Antriebswelle (12) hin abstützt und das sich zumindest mittelbar an der Antriebswelle (12) abstützt. Die Rückstellfeder (68) greift über einen Federteller (66) am Pumpenkolben (34) und am Stößel (60) an. Der Federteller (66) ist in Bewegungsrichtung des Pumpenkolbens (34) derart elastisch verformbar, dass durch dessen eleastische Verformung Abweichungen der Lage von dessen Anlageflächen (56; 64) am Pumpenkolben (34) und am Stößel (60) ausgeglichen werden.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckpumpe, insbesondere für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.

Eine solche Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine ist durch die DE 198 44 326 A1 bekannt. Diese Hochdruckpumpe weist mehrere Pumpenelemente auf, die jeweils einen Pumpenkolben aufweisen, der einen Pumpenarbeitsraum begrenzt. Der Pumpenkolben wird durch eine rotierend angetriebene Antriebswelle gegen die Kraft einer Rückstellfeder in einer Hubbewegung angetrieben. Der Pumpenkolben stützt sich zumindest mittelbar über einen hülsenförmigen Stößel an der Antriebswelle ab und der Stößel ist in einer Bohrung eines Gehäuses der Hochdruckpumpe in Bewegungsrichtung des Pumpenkolbens geführt. Die Rückstellfeder stützt sich zumindest mittelbar am Pumpenkolben und am Stößel ab. Durch die Rückstellfeder soll dabei sowohl der Pumpenkolben in Anlage am Stößel als auch der Stößel in Anlage an der Antriebswelle gehalten werden. Der Stößel muss dabei sowohl die Funktion der Querkraftaufnahme für den Pumpenkolben als auch die Funktion der Abstützung an der Antriebswelle übernehmen. Insbesondere wenn die Abstützung des Stößels an der Antriebswelle über eine in diesem gelagerte Rolle erfolgt, führt dies zu einer komplizierten Ausbildung des Stößels, der beispielsweise als Guss- oder Schmiedeteil ausgebildet sein kann und ein hohes Gewicht hat. Es wird daher angestrebt, die Funktionen der Führung und Querkraftaufnahme für den Pumpenkolben und der Abstützung an der Antriebswelle auf separate Bauteile aufzuteilen. Die Rückstellfeder soll dabei auf alle Bauteile wirken, was jedoch aufgrund von Fertigungstoleranzen der Bauteile erschwert ist. Wenn zwischen den Bauteilen ein Spiel vorhanden ist, so wird dieses Spiel insbesondere in den Bereichen der Bewegungsumkehr des Pumpenkolbens, das ist dessen innerer und äußerer Totpunkt, durchlaufen und führt dazu, dass die Bauteile gegeneinanderschlagen, was zu einem erhöhten Verschleiß derselben führt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Hochdruckpumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Funktion der Querkraftaufnahme durch den Stößel und die Funktion der Abstützung an der Antriebswelle durch das Stützelement erfüllt wird, wobei durch den elastisch verformbaren Federteller eine Abstützung der Rückstellfeder am Pumpenkolben und am Stößel unabhängig von Fertigungstoleranzen dieser Bauteile sichergestellt ist.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe 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 in einem Längsschnitt und 2 einen in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Hochdruckpumpe in vergrößerter Darstellung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In den 1 und 2 ist eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine dargestellt. Die Hochdruckpumpe weist ein Gehäuse 10 auf, das mehrteilig ausgebildet ist und in dem eine 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 einen exzentrisch zu ihrer Drehachse 13 ausgebildeten Nocken 26 auf, wobei der Nocken 26 ein Mehrfachnocken sein kann. Die Hochdruckpumpe weist wenigstens ein oder mehrere im Gehäuse 10 angeordnete Pumpenelemente 32 mit jeweils einem Pumpenkolben 34 auf, der durch die Antriebswelle 12 über deren Nocken 26 in einer Hubbewegung in zumindest annähernd radialer Richtung zur Drehachse 13 der Antriebswelle 12 und entlang seiner Längsachse 35 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. 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. 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.
Der Pumpenkolben 34 stützt sich über ein Stützelement 50 und eine in diesem auf dessen der Antriebswelle 12 zugewandter Seite gelagerten zylinderförmigen Rolle 52 am Nocken 26 der Antriebswelle 12 ab. Das Stützelement 50 ist beispielsweise etwa zylinderförmig ausgebildet und weist eine Vertiefung 54 auf, in der die Rolle 52 drehbar gelagert ist. Die Drehachse 53 der Rolle 52 verläuft zumindest annähernd parallel zur Drehachse 13 der Antriebswelle 12. Der Pumpenkolben 34 weist an seinem dem Stützelement 50 zugewandten Ende einen im Durchmesser gegenüber dem restlichen Pumpenkolben 34 vergrößerten Kolbenfuß 56 auf und der Pumpenkolben 34 liegt mit der Stirnseite seines Kolbenfußes 56 am Stützelement 50 an.
Das Stützelement 50 ist in einen hülsenförmigen Stößel 60 eingesetzt, der in einer Bohrung 62 des Gehäuses 10 der Hochdruckpumpe in Bewegungsrichtung des Pumpenkolbens 34, das heißt in Richtung von dessen Längsachse 35 verschiebbar geführt ist. Der Stößel 60 ist durchgehend hohl ausgebildet und weist einen der Antriebswelle 12 zugewandten Endbereich auf, in dem das Stützelement 50 mit geringem Spiel im Stößel 50 aufgenommen ist, an den sich der Antriebswelle 12 abgewandt ein nach innen ragender Ringbund 64 anschließt, der das Stützelement 50 auf dessen der Antriebswelle 12 abgewandter Seite übergreift.
Auf den Pumpenkolben 34 ist von dessen den Pumpenarbeitsraum 38 begrenzendem Ende her ein Federteller 66 aufgeschoben, der sich am Kolbenfuß 56 abstützt. Zwischen dem Federteller 66 und dem Gehäuse 10 der Hochdruckpumpe ist eine vorgespannte Rückstellfeder 68 angeordnet, die beispielsweise als Schraubendruckfeder ausgebildet ist. Der Federteller 66 liegt mit seinem zentralen Bereich 166 in Richtung der Längsachse 35 des Pumpenkolbens 34 am Kolbenfuß 56 an. Mit seinem peripheren Bereich 266 liegt der Federteller 66 in Richtung der Längsachse 35 des Pumpenkolbens 34 im Stößel 60 an dessen Ringbund 64 auf der dem Stützelement 50 abgewandten Seite an. Der Federteller 66 ist derart elastisch verformbar ausgebildet, dass dessen peripherer Bereich 266 gegenüber dessen zentralem Bereich 166 in Richtung der Längsachse 35 des Pumpenkolbens 34 bewegbar ist. In 2 ist der Federteller 66 in seinem elastisch verformten Zustand dargestellt. In seinem unverformten Ausgangszustand kann der Federteller 66 eben ausgebildet sein oder bereits in seinem peripheren Bereich 266 eine Durchbiegung gemäß 2 aufweisen. Der Federteller 66 kann beispielsweise aus Blech bestehen und weist vorzugsweise eine geringere Steifigkeit auf als die Rückstellfeder 68. Durch die Rückstellfeder 68 wird über den Federteller 66 der Pumpenkolben 34 mit seinem Kolbenfuß 56 in Anlage am Stützelement 50 und dieses mit seiner Rolle 52 in Anlage am Nocken 26 der Antriebswelle 12 gehalten. Durch die Rückstellfeder 68 wird außerdem über den Federteller 66 der Stößel 60 mit seinem Ringbund 64 in Anlage am Stützelement 50 gehalten. Durch die elastische Verformbarkeit des Federtellers 66 ist dessen Anlage sowohl am Kolbenfuß 56 als auch am Ringbund 64 des Stößels 60 sichergestellt, auch wenn die Anlageflächen für den Federteller 66 am Kolbenfuß 56 und am Ringbund 64 des Stößels 60 in Richtung der Längsachse 35 des Pumpenkolbens 34 zueinander versetzt sind, was infolge von Fertigungstoleranzen der einzelnen Bauteile der Fall sein kann. Durch die gegenüber dem Federteller 66 größere Steifigkeit der Rückstellfeder 68 wird die elastische Verformung des Federtellers 66 erreicht, so dass dieser sicher sowohl am Kolbenfuß 56 als auch am Ringbund 64 des Stößels 60 anliegt.
Beim Saughub des Pumpenkolbens 34, bei dem sich dieser bewirkt durch die Rückstellfeder 68 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 bewirkt durch den Nocken 26 der Antriebswelle 12 gegen die Kraft der Rückstellfeder 68 radial nach aussen bewegt, wird durch den Pumpenkolben 34 Kraftstoff unter Hochdruck durch den Kraftstoffablaufkanal 44 bei geöffnetem Auslassventil 46 zum Speicher 110 gefördert, wobei das Einlassventil 42 geschlossen ist.

Claims

Hochdruckpumpe, insbesondere für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine, mit wenigstens einem Pumpenelement (32), das einen Pumpenkolben (34) aufweist, der einen Pumpenarbeitsraum (38) begrenzt und der zumindest mittelbar durch eine Antriebswelle (12) gegen die Kraft einer Rückstellfeder (68) in einer Hubbewegung angetrieben wird, wobei sich der Pumpenkolben (34) zumindest mittelbar über einen hülsenförmigen Stößel (60) an der Antriebswelle (12) abstützt und wobei die Rückstellfeder (68) zumindest am Pumpenkolben (34) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass in den Stößel (60) ein Stützelement (50) eingesetzt ist, an dem sich der Pumpenkolben (34) zur Antriebswelle (12) hin abstützt und das sich zumindest mittelbar an der Antriebswelle (12) abstützt, dass die Rückstellfeder (68) über einen Federteller (66) am Pumpenkolben (34) und am Stößel (60) angreift und dass der Federteller (66) in Bewegungsrichtung des Pumpenkolbens (34) derart elastisch verformbar ist, dass durch dessen elastische Verformung Abweichungen der Lage von dessen Anlageflächen (56;64) am Pumpenkolben (34) und am Stößel (60) ausgeglichen werden.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Rückstellfeder (68) der Stößel (60) in Anlage am Stützelement (50) gehalten wird.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (60) eine in diesen nach innen ragende Auflage (64) für das Stützelement (50) aufweist, mit der der Stößel (60) am Stützelement (50) zur Antriebswelle (12) hin zur Anlage kommt.
Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Federteller (66) mit seinem zentralen Bereich (166) am Pumpenkolben (34) und mit seinem peripheren Bereich (266) am Stößel (60) angreift.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (34) an seinem dem Stützelement (50) zugewandten Ende einen im Durchmesser gegenüber seinem übrigen Bereich vergrößerten Kolbenfuß (56) aufweist, an dem der Federteller (66) angreift.
Hochdruckpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federteller (66) eine geringere Steifigkeit aufweist als die Rückstellfeder (68).
Hochdruckpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Stützelement (50) auf dessen der Antriebswelle (12) zugewandter Seite eine Rolle (52) drehbar gelagert ist, die auf der Antriebswelle (12) abrollt.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (50) zumindest im Bereich der Lagerung (54) der Rolle (52) mit einer Verschleißschutzschicht versehen ist.