DE202012004455U1

DE202012004455U1 - Komponente einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE202012004455U1
Application number: DE201220004455
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-05-03
Filing date: 2012-05-03
Publication date: 2012-05-29
Anticipated expiration: 2022-05-04
Also published as: WO2013164183A1

Abstract

Komponente einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Bauteil (30) mit federnden Eigenschaften aus einem korrosionsbeständigen Stahlwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlwerkstoff ein martensitischer Stahlwerkstoff ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Komponente einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Aus der DE 103 55 027 A1 ist eine Komponente einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt, wobei die Komponente als Kraftstoffhochdruckpumpe ausgebildet ist. Die Kraftstoffhochdruckpumpe weist wenigstens ein Pumpenelement mit einem Pumpenkolben auf. Der Pumpenkolben wird durch ein Federelement zu einer Antriebswelle hin beaufschlagt, wobei sich das Federelement über ein Stützelement am Pumpenkolben abstützt. Das Stützelement ist als Federteller ausgebildet, an dem das als Schraubendruckfeder ausgebildete Federelement anliegt. Der Federteller unterliegt einer hohen Beanspruchung. Der Federteller weist federnde Eigenschaften auf um eine elastische Verformung und gleichmäßige Anlage des Federelements zu ermöglichen. Weiterhin muss der Federteller aufgrund hoher Drehzahlen und hoher Förderdrücke der Kraftstoffhochdruckpumpe über eine hohe Schwingfestigkeit verfügen. Da der Federteller in einem kraftstoffgefüllten Innenraum der Kraftstoffhochdruckpumpe angeordnet ist muss dieser aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff hergestellt werden, insbesondere einem Stahlwerkstoff. Korrosionsbeständige Stahlwerkstoffe sind jedoch unter Umständen schwierig zu verarbeiten und verursachen einen hohen Verschleiß bei den verwendeten Herstellwerkzeugen. Überdies können beim Verarbeiten hochfester Stahlwerkstoffe Fertigungsfehler erzeugt werden, die die Bauteilfestigkeit stark herabsetzen.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Komponente einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass das Bauteil mit federnden Eigenschaften einfach hergestellt werden kann, wobei die Herstellwerkzeuge einen geringen Verschleiß und damit eine lange Einsatzdauer aufweisen.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 oder Anspruch 3 ermöglicht besonders günstige Eigenschaften des martensitischen Stahlwerkstoffs. Die Ausbildung gemäß Anspruch 4 ermöglicht eine einfache Herstellung des Bauteils mit federnden Eigenschaften.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ausschnittsweise eine Pumpe einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In der Figur ist als Beispiel für eine Komponente einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine eine Kraftstoffhochdruckpumpe ausschnittsweise dargestellt. Die Kraftstoffhochdruckpumpe weist wenigstens ein Pumpenelement 10 mit einem Pumpenkolben 12, der durch eine Antriebswelle 14 mittelbar in einer Hubbewegung angetrieben wird. Der Pumpenkolben 12 ist in einer Zylinderbohrung 16 eines Gehäuseteils 18 der Kraftstoffhochdruckpumpe geführt und begrenzt in der Zylinderbohrung 16 einen Pumpenarbeitsraum 20. Der Pumpenarbeitsraum 20 wird beim zur Antriebswelle 14 gerichteten Saughub des Pumpenkolbens 12 mit Kraftstoff über ein Einlassventil befüllt und beim von der Antriebswelle 12 weggerichteten Förderhub des Pumpenkolbens 12 wird aus dem Pumpenarbeitsraum 20 Kraftstoff über ein Auslassventil in einen Hochdruckbereich verdrängt.
Der Pumpenkolben 12 stützt sich über ein Stützelement 22 in Form eines Rollenstößels an der Antriebswelle 14 ab. Im Rollenstößel 22 ist eine Rolle 24 drehbar gelagert, die auf einem Nocken 26 der Antriebswelle 14 abrollt. Der Pumpenkolben 12 und der Rollenstößel 22 werden über ein vorgespanntes Federelement in Form einer Schraubendruckfeder 28 zur Antriebswelle 14 hin beaufschlagt, so dass die Rolle 24 auch im Saughub des Pumpenkolbens 12 in Anlage am Nocken 26 bleibt. Mit dem Pumpenkolben 12 ist ein Federteller 30 verbunden, an dem sich die Feder 28 abstützt, wobei sich der Pumpenkolben 12 am Rollenstößel 22 abstützt und somit der Pumpenkolben 12 und über diesen auch der Rollenstößel 22 zur Antriebswelle 14 hin beaufschlagt ist. Der Federteller 30 ist scheibenförmig ausgebildet und weist eine zentrale Öffnung 32 auf, durch die der Pumpenkolben 12 hindurchtritt. Der Federteller 30 kann im wesentlichen eben ausgebildet sein oder gestuft, wobei ein zentraler Bereich des Federtellers 30, der am Pumpenkolben 12 befestigt ist, bezüglich einem peripheren Ringbereich, an dem die Schraubenfeder 28 anliegt, in Richtung der Längsachse 13 des Pumpenkolbens 12 versetzt angeordnet ist. Der Federteller 30 kann mit dem Pumpenkolben 12 beispielsweise durch eine Pressverbindung oder einen Sicherungsring verbunden sein.
Der Federteller 30 muss federnde Eigenschaften aufweisen, also elastisch verformbar sein, um Fertigungs- und Montagetoleranzen ausgleichen zu können und eine korrekte Abstützung der Feder 28 zu ermöglichen. Üblicherweise ist der Innenraum der Kraftstoffhochdruckpumpe, in dem sich der Federteller 30 befindet, mit Kraftstoff gefüllt, wobei der Kraftstoff unter Umständen korrosive Eigenschaften aufweisen kann. Darüber hinaus unterliegt der Federteller 30 bei hohen Drehzahlen der Antriebswelle 14 und hohen Förderdrücken des Pumpenkolbens 12 hohen mechanischen Belastungen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Federteller 30 aus einem martensitischen Stahlwerkstoff hergestellt ist. Vorzugsweise enthält der martensitische Stahlwerkstoff in Massenanteilen einen Kohlenstoffgehalt zwischen 0,1% und 0,7% und einen Chromgehalt zwischen 12% und 18%. Insbesondere enthält der martensitische Stahlwerkstoff in Massenanteilen einen Kohlenstoffgehalt zwischen 0,4% und 0,5% und einen Chromgehalt zwischen 12,5% und 14,5%. Ein solcher martensitischer Stahlwerkstoff ist unter der Werkstoff-Nr. 1.4034 bzw. der DIN-Bezeichnung X46Cr13 bekannt. Weitere geeignete martensitische Stahlwerkstoffe sind beispielsweise unter den Werkstoff-Nr. 1.4024, 1.4021, 1.4028, 1.4031, 1.4037, 1.4419, 1.4116 oder 1.4122 bekannt.
Der Federteller 30 wird vorzugsweise durch Stanzen hergestellt aus einem Blechmaterial mit der erforderlichen Wandstärke. Stanzfehler wie beispielsweise Risse oder Grate können im weichen Zustand durch die Verwendung des martensitischen Stahlwerkstoffs vermieden werden und die verwendeten Stanzwerkzeuge unterliegen nur einem geringen Verschleiß. Nach dem Stanzen wird der Federteller 30 einer Wärmebehandlung unterzogen um eine ausreichende Bauteilfestigkeit und einen hohen Verschleißwiderstand zu erreichen.
Das Bauteil 30 mit federnden Eigenschaften kann in Form eines Federtellers auch in einer anderen Komponente einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung angeordnet sein, beispielsweise in einem Injektor zur Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine. Das Bauteil 30 mit federnden Eigenschaften kann auch eine beliebige andere Ausgestaltung aufweisen als der vorstehend beschriebene Federteller.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10355027 A1 [0002]

Claims

Komponente einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Bauteil (30) mit federnden Eigenschaften aus einem korrosionsbeständigen Stahlwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlwerkstoff ein martensitischer Stahlwerkstoff ist.
Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der martensitische Stahlwerkstoff in Massenanteilen einen Kohlenstoffgehalt zwischen etwa 0,1% und 0,7% und einen Chromgehalt zwischen etwa 10% und 18% enthält.
Komponente nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der martensitische Stahlwerkstoff in Massenanteilen einen Kohlenstoffgehalt zwischen etwa 0,4% und 0,5% und einen Chromgehalt zwischen etwa 12% und 15% enthält.
Komponente nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese durch Stanzen hergestellt ist.
Komponente nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Hochdruckpumpe mit wenigstens einem Pumpenelement (10) ist, dass das Pumpenelement (10) einen Pumpenkolben (12) und ein den Pumpenkolben (12) zumindest mittelbar zu einer Antriebswelle (14) hin beaufschlagendes Federelement (28) aufweist, wobei das Federelement (28) über das Bauteil (30) mit federnden Eigenschaften am Pumpenkolben (12) angreift.
Komponente nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (30) mit federnden Eigenschaften als Federteller ausgebildet ist.