DE60002066T2

DE60002066T2 - Hochdruckpumpe mit verbesserter dichtung

Info

Publication number: DE60002066T2
Application number: DE60002066T
Authority: DE
Inventors: Christian Hervault
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA; Siemens VDO Automotive SAS
Current assignee: Continental Automotive France SAS; PSA Automobiles SA
Priority date: 1999-06-08
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2020-05-30
Also published as: FR2794811A1; DE60002066D1; EP1183467B1; EP1183467A1; US6659734B1; JP2003501586A; FR2794811B1; ES2197098T3; JP4527916B2; WO2000075514A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe mit verbesserter Dichtung.
Sie bezieht sich insbesonders auf eine Hochdruckpumpe zur Kraftstoffversorgung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs. In diesem Fall ist die geförderte Flüssigkeit der Kraftstoff.
Bereits bekannt ist im Stand der Technik eine Hochdruckpumpe zum Pumpen einer ersten Flüssigkeit, die geförderte Flüssigkeit genannt wird, der Art, die eine Haupteinheit zum Pumpen der geförderten Flüssigkeit umfasst, die von einer Nebeneinheit zum Pumpen einer zweiten Flüssigkeit angetrieben wird, die Arbeitsflüssigkeit genannt wird, und der Art, die ein im Wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse umfasst, in dem die Haupteinheit und die Nebeneinheit angeordnet sind, wobei die Haupteinheit mindestens zwei Ventile zum Ansaugen beziehungsweise Ausstoßen der geförderten Flüssigkeit umfasst, die von einem Körper eines Ventils gehalten werden, das in dem Gehäuse angeordnet ist, wobei jedes Ventil mit zwei Kammern zum Ansaugen und Ausstoßen des geförderten Fluids verbunden ist, die von einander gegenüberliegenden, im Wesentlichen zylinderförmigen Flächen begrenzt werden, deren Achse im Wesentlichen mit der des Gehäuses zusammenfällt und die in dem Ventilkörper und dem Gehäuse vorgesehen sind.
Eine derartige Pumpe ist zum Beispiel in der WO 97/47883 beschrieben.
In der in dieser Schrift dargestellten Pumpe sind die Ansaugkammer und die Ausstoßkammer, welche mit den Ventilen verbunden sind, mittels einer ringförmigen Dichtung aus Kautschuk voneinander getrennt. Diese Dichtung, die in einer ringförmigen umlaufenden Kehle in einer im Außenbereich liegenden Fläche des Ventilkörpers angeordnet ist, nimmt relativ viel Raum ein.
Das Ziel der Erfindung ist vor allem, eine Hochdruckpumpe der vorher genannten Art vorzuschlagen, welche mit wirkungsvollen und platzsparenden Mitteln zur Trennung der Ansaugkammer und der Ausstoßkammer ausgerüstet ist.
Deshalb liegt die Aufgabe der Erfindung darin, eine Hochdruckpumpe der vorher genannten Art zu schaffen, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die einander gegenüberliegenden Flächen zwei komplementäre Erhöhungen umfassen, die aneinander anliegen und so eine dicht abschließende Stoßfläche bilden, welche die Ansaugkammer von der Ausstoßkammer trennt.
Gemäß weiteren erfindungsgemäßen Merkmalen:

– umfasst das Gehäuse einen Körper und einen Deckel, die jeweils zwei zueinander entgegengesetzte Enden dieses Gehäuses bilden, wobei der Gehäusekörper mit dem Deckel durch mindestens eine Schraube verbunden ist, die im Wesentlichen parallel zur Achse des Gehäuses ist und einen Kopf umfasst, der auf einem durchgehenden Sitz aufliegt, der in dem Gehäusekörper vorgesehen ist, sowie einen gewindeten Schaft beziehungsweise einen Gewindeschaft, der in eine gewindete Öffnung beziehungsweise eine Gewindebohrung des Deckels geschraubt ist, wobei die Pumpe ferner eine Zwischeneinheit umfasst, die axial zwischen einer Kante des Gehäusekörpers, die innen im Deckel sitzt, und dem Ventilkörper eingespannt ist, so dass der Gehäusekörper, die Zwischeneinheit und der Ventilkörper zwischen dem Kopf der Schraube und der Stoßfläche eingespannt sind;
– umfasst die Zwischeneinheit einen Körper, in den ein Kolben der Nebeneinheit gleitend montiert und dazu vorgesehen ist, die Arbeitsflüssigkeit zu komprimieren;
– sind das Gehäuse und der Ventilkörper aus einem Leichtmetall wie Aluminium oder einer Legierung auf Aluminiumbasis gefertigt;
– besteht die Zwischeneinheit aus Stahl oder Gusseisen und die Schraube aus Stahl, wobei die Axialabmessung der Zwischeneinheit im Wesentlichen gleich der Länge des Teils des Schraubenschafts ist, der sich zwischen dem Kopf dieser Schraube und der gewindeten Öffnung beziehungsweise der Gewindebohrung des Deckels erstreckt; und
– ist die geförderte Flüssigkeit ein Kraftstoff für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs.

Die Erfindung wird durch die folgende Beschreibung verständlicher, wobei die Darstellung anhand eines einzigen Beispiels mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen erläutert wird, wobei
1 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe ist;
2 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinien 2-2 der 1 darstellt;
3 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinien 3-3 der 1 darstellt;
4 eine Detailansicht der 2 ist, wobei die Schnittfläche in die Achse der Schraube gemäß der 2 und 4 leicht verschoben ist;
5 eine Detailansicht des in 3 umrandeten Bereichs 5, welcher einen Verschlussstopfen eines Mittels zum Auffüllen eines Behälters der Pumpe in einem Zustand vor dem Verschließen zeigt;
6 eine ähnliche Ansicht wie 3 zeigt und eine zweite Variante des Verschlussstopfens darstellt;
7 eine ähnliche Ansicht wie 3 zeigt und eine dritte Variante des Verschlussstopfens darstellt;
8 bis 11 ähnliche Darstellungen wie 2 sind und vier Varianten einer Nabe der erfindungsgemäßen Pumpe zeigen.
Die 1 bis 3 stellen eine erfindungsgemäße Hochdruckpumpe mit dem Bezugszeichen 12 dar. In dem beschriebenen Beispiel ist die Pumpe 12 zur Kraftstoffversorgung unter Hochdruck eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Die Pumpe 12 ist somit dazu bestimmt, eine erste Flüssigkeit zu pumpen, welche im beschriebenen Beispiel der Kraftstoff ist und geförderte Flüssigkeit genannt wird.
In 1 erkennt man einen Anschluss 14, über welchen die Pumpe 12 an einen Kraftstofftank angeschlossen wird.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erkennt man, dass die Pumpe 12 ein im Wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse 16 mit der Achse X umfasst, in welchem eine Haupteinheit 18 zum Pumpen des Kraftstoffs und eine Nebeneinheit 20 zum Pumpen einer zweiten herkömmlichen Flüssigkeit, welche Arbeitsflüssigkeit genannt wird, beispielsweise ein Mineralöl, angeordnet ist. Die Haupteinheit 18 wird von der Nebeneinheit 20 gemäß allgemeiner herkömmlicher Funktionsprinzipien angetrieben, welche zum Beispiel in der WO 97/47883 beschrieben sind.
Das Gehäuse 16 umfasst einen Körper 22, der im Wesentlichen zylinderförmig ist, die Nebeneinheit 20 umgibt und einen im Wesentlichen zylinderförmigen Deckel 24 aufweist, welcher die Haupteinheit 18 umgibt. Der Körper 22 des Gehäuses und der Deckel 24 bilden jeweils zwei entgegengesetzte Enden des Gehäuses 16.
Der Körper 22 des Gehäuses ist mit dem Deckel 24 mittels einer Schraube 26, beispielsweise drei Schrauben 26, verbunden. Jede Schraube 26 ist vorzugsweise aus Stahl und erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der Achse X. Eine Schraube 26 wird weiter unten noch detaillierter beschrieben.
Im Inneren des Gehäuses 16 ist die Haupteinheit 18 von der der Nebeneinheit 20 durch eine Trennscheibe 28 abgetrennt, welche im Wesentlichen zentrisch zur Achse X angeordnet ist. Diese Scheibe 28 ist vorzugsweise aus Stahl oder Gusseisen.
Die Haupteinheit 18 beinhaltet mindestens eine elastische Membrane 30 zum Pumpen des Kraftstoffs, beispielsweise drei Membranen 30 wie im dargestellten Beispiel. Man sieht, dass in den Figuren, besonders in 3, nur zwei Membranen 30 gezeigt sind.
Die Membrane 30 trennt eine in der Haupteinheit 18 angeordnete Kammer 32 zum Pumpen des Kraftstoffs von einer in der Nebeneinheit 20 angeordneten Kammer 34 zur Kompression der Arbeitsflüssigkeit ab. Das Volumen der Kammer 32 zum Pumpen ist variabel. Die Kammer 34 zur Kompression ist zum Teil in der Trennscheibe 28 eingebracht.
Jeder Kammer 32 zum Pumpen sind ein Ansaugventil 36 und ein Ausstoßventil 38 für den Kraftstoff zugeordnet. Die Ventile 36, 38 sind von bekannter Funktion und bekanntem Aufbau und werden von einem Körper 40 getragen, welcher im Deckel 24 zwischen dem Boden des letzteren und der Trennscheibe 28 angeordnet ist.
Zur Gewichtsverringerung der Pumpe 12 sind der Körper 22 des Gehäuses, der Deckel 24 und der Körper 40 für die Ventile aus Aluminium oder aus einer auf Aluminium basierenden Legierung oder aus einem anderen gleichwertigen Leichtmetall gebildet.
Die Ventile 36, 38 sind in bekannter Weise mit den korrespondierenden Kammern 32 zum Pumpen verbunden, sowie mit einem Sicherheitsventil 42 herkömmlicher Bauart und Funktion.
In herkömmlicher Weise ist jede Membrane 30 zwischen einer ersten Position des maximalen Volumens der Kammer 32 zum Pumpen, wie in den 2 und 3 dargestellt ist, und einer zweiten Position des minimalen Volumens dieser Kammer zum Pumpen (nicht in den Figuren gezeigt) verstellbar. Die Verstellungen der Membrane 30 werden insbesondere durch die Nebeneinheit 20 bewirkt und steuern das Öffnen und das Schließen der Ventile 36, 38 des Ansaugens und des Ausstoßens des Kraftstoffs.
Jede Membrane 30 wird immer wieder elastisch in ihre erste Position mittels einer Feder 44, einer sogenannten Membranfeder, zurückgestellt.
Jedes Ventil 36, 38 ist einerseits mit einer Kammer 46 zum Ansaugen des Kraftstoffs und andererseits mit einer Kammer 48 zum Ausstoßen des Kraftstoffs verbunden. Die Kammer 46 zum Ansaugen ist für sich in bekannter Weise mit dem Anschluss 14 zur Versorgung mit Kraftstoff verbunden.
Die Kammer 46 zum Ansaugen und die Kammer 28 zum Ausstoßen des Kraftstoffs sind wenigstens zu einem Teil durch einander gegenüberliegende, im Wesentlichen zylinderförmige Flächen 50, 52 begrenzt, wobei deren Achse im Wesentlichen mit der Achse X zusammenfällt. Eine erste Fläche 50 bildet eine interne Fläche des Deckels 24. Die zweite Fläche 52 bildet eine umlaufende Fläche des Körpers 40 für die Ventile.
Die einander gegenüberliegenden Flächen 50, 52 umfassen zwei komplementäre Erhöhungen 50E, 52E, die aneinander anliegen und so eine dicht abschließende Stoßfläche bilden, welche die Ansaugkammer 46 von der Ausstoßkammer 48 trennt. Diese dicht abschließende Stoßfläche steht im Wesentlichen senkrecht zu der Achse X. Die Erhöhungen 50E, 52E bilden eine wirksame Dichtfläche von Metall auf Metall.
Es ist ersichtlich, dass die Ansaugkammer 46, in welcher der Druck wesentlich geringer ist als in der Ausstoßkammer 48, durch den Boden des Deckels 24 begrenzt ist, dessen Dicke relativ gering ausgebildet ist. Im Gegensatz dazu ist die Ausstoßkammer 48 durch eine umlaufende Wandung des Deckels 24 begrenzt, die dicker als der Boden dieses Deckels ist, um dem höheren Druck, der durch den in dieser Ausstoßkammer zirkulierenden Kraftstoff entsteht, zu widerstehen.
Die Nebeneinheit 20 umfasst jeweils einen jeder Membrane 30 zugeordneten Kolben 54 zur Kompression der Arbeitsflüssigkeit, welcher dazu vorgesehen ist, diese Membrane 30 zwischen ihren beiden Stellungen hin- und herzubewegen. So besitzt in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Nebeneinheit 20 drei Kolben 54, von denen nur zwei in den Figuren zu sehen sind, insbesondere in 3.
Der Kolben 54 gleitend in einem Körper 56 montiert, welcher vorzugsweise aus Stahl oder Gusseisen gebildet ist, so dass er im Wesentlichen parallel zu der Achse X verstellt werden kann. Der Kolben 54 erstreckt sich zwischen der zum Teil in den Körper 56 für den Kolben eingebrachten Kammer 34 zur Kompression der Arbeitsflüssigkeit und einem Behälter 58 der Arbeitsflüssigkeit.
Das eine Ende des Kolbens 54, welches sich außerhalb des Körpers 56 für den Kolben befindet, wird elastisch mittels einer Feder 59 auf einen gelagerten Anschlag zurückgedrückt, beispielsweise auf einen mittels Nadellager ausgebildeten Anschlag 60, welcher von einer schrägen Scheibe 62 getragen wird, welche einen Antrieb für die Kolben 54 bildet. Diese schräge Scheibe wird von einer Nabe 64 der Nebeneinheit 20 getragen. Diese Nabe 64 ist um die Achse X drehbar in dem Körper 22 des Gehäuses, welches eine Lagerung bildet, angeordnet. Die schräge Scheibe 62 dreht sich zusammen mit der Nabe 64 um die Achse X, wobei die Nabe 64 mit bekannten Antriebsmitteln über eine Kupplung 66 vom Typ Oldham verbunden ist. Die Dichtigkeit für die Arbeitsflüssigkeit zwischen dem Gehäusekörper 22 und der Nabe 64 wird durch herkömmliche Dichtmittel ermöglicht, welche insbesondere einen Dichtring 67 aus einem Elastomerwerkstoff beinhalten. Die Nabe 64 wird weiter unten detaillierter beschrieben.
Es ist erkennbar, dass die Trennscheibe 28 und der Körper 56 für die Kolben eine Zwischeneinheit EI bilden, welche axial zwischen einer Kante 22J des Gehäusekörpers 22 innerhalb des Deckels 24 und dem Ventilkörper 40 eingespannt ist. Außerdem ist mit Bezug auf 4 ersichtlich, dass jede Schraube 26 mit einem Kopf 26T und einem gewindeten Schaft beziehungsweise einem Gewindeschaft 26C versehen ist. Der Kopf 26T liegt auf einem durchgehenden Sitz 68 auf, der in dem Gehäusekörper 22 vorgesehen ist. Der gewindete Schaft beziehungsweise der Gewindeschaft 26C ist in eine gewindete Öffnung beziehungsweise in eine Gewindebohrung 70 eingeschraubt, welche in einer fest mit dem Deckel 24 verbundenen Lasche eingebracht ist. Deshalb sind der Gehäusekörper 22, die Zwischeneinheit EI und der Ventilkörper 40 zwischen dem Kopf 26T der Schraube und der Stoßfläche, welche durch die Erhöhungen 50E, 52E gebildet ist, eingespannt.
Vorzugsweise entspricht das axiale Maß L1 der Zwischeneinheit EI im Wesentlichen der Länge L2 des Bereichs des Schraubenkörpers 26C, welcher sich zwischen dem Kopf 26T dieser Schraube und der gewindeten Öffnung beziehungsweise der Gewindebohrung 70 erstreckt. Auf diese Weise sind die Ausdehnungen der verschiedenen Werkstoffe, auf der einen Seite Aluminium oder Leichtmetall und auf der anderen Seite Stahl oder Gusseisen, innerhalb und außerhalb des Gehäuses 16 im Wesentlichen identisch.
Unter erneuter Bezugnahme auf die 2 und 3 erkennt man, dass der Kolben 54 mit einer Axialbohrung 74 versehen ist, durch welche die Arbeitsflüssigkeit zwischen dem Behälter 58 und der Kammer 34 zur Kompression zirkulieren kann. Ein erstes Ende der Bohrung 74, welches sich innerhalb des Körpers 56 für die Kolben befindet, ist ständig in Verbindung mit der Kammer 34 zur Kompression. Das zweite Ende der Bohrung 74, welches sich außerhalb des Körpers 56 für die Kolben befindet, ist in ständiger Verbindung mit dem Behälter 58.
Vorzugsweise ist die Bohrung 74 abgestuft und umfasst einen Teilabschnitt 74A mit großem Durchmesser, welcher frei in die Kammer 34 zur Kompression mündet, und einen Teilabschnitt 74B mit kleinem Durchmesser, welcher offen zum Behälter 58 liegt.
Eine Kugel, welche ein Ventil 76 bildet, ist in dem Teilabschnitt 74A mit großem Durchmesser so angeordnet, dass sie einerseits zwischen einer die Teilabschnitte 74A und 74B trennenden Schulter, welche so einen Schließsitz des Ventils 76 bildet, und andererseits einem Anschlag, welcher den Öffnungsweg dieses Ventils 76 begrenzt, verstellbar ist.
Das Ventil 76 öffnet sich, sobald der Druck der Arbeitsflüssigkeit in dem Behälter 58 den Druck der Arbeitsflüssigkeit in der Kammer 34 zur Kompression übersteigt. Im entgegengesetzten Fall schließt sich das Ventil 76, um die Bohrung 74 zu verschließen.
Für die einwandfreie Funktion der Pumpe 12 ist die Steifigkeit der Feder 44 zum Rückstellen der Membrane 30 in Zusammenhang mit dem Kolben 54 so ausgelegt, dass die Feder 44 einen Überdruck in der Arbeitsflüssigkeit, welche in der Kammer 34 zur Kompression enthalten ist, in Bezug auf die im Behälter 58 enthaltene Arbeitsflüssigkeit aufrecht erhält, und zwar solange, wie die Membrane 30 ihre erste Position des maximalen Volumens der Kammer 32 zum Pumpen noch nicht erreicht hat.
Nachstehend werden einige besondere Eigenschaften der Funktion der Haupteinheit 18 und der Nebeneinheit 20 angegeben, wobei die Haupteinheit 18 nach den Grundsätzen einer volumetrischen Pumpe arbeitet.
Wenn die schräge Scheibe 62 den Kolben 54 in den Körper 56 für die Kolben hineinschiebt (Verstellung des Kolbens 54 nach rechts bei Betrachtung der 2 und 3), wird die in der Kammer 34 zur Kompression befindliche Arbeitsflüssigkeit zusammengedrückt (unter Überdruck mit Bezug auf die im Behälter 58 enthaltene Flüssigkeit), so dass sich das Ventil 76 schließt und die elastische Membrane 30 sich in ihre zweite Position des minimalen Volumens der Kammer 32 zum Pumpen zurückstellt. Dieses erzeugt in herkömmlicher Weise das Ausstoßen des Kraftstoffs unter hohem Druck in die Ausstoßkammer 48.
Wenn die schräge Scheibe 62 die Verstellung des Kolbens 54 im entgegengesetzten Sinn wie zuvor beschrieben (nach links bei Betrachtung der 2 und 3) unter Einwirkung der Rückstellfeder 59 ermöglicht, wird die Membrane 30 durch die Feder 44 in ihre erste Position des maximalen Volumens der Kammer 32 zum Pumpen zurückgestellt. Dieses bewirkt in bekannter herkömmlicher Art die Ansaugung des aus der Ansaugkammer 46 einströmenden Kraftstoffs in die Kammer 32 zum Pumpen.
Es wird angemerkt, dass die Feder 44 der Membrane das automatische Rückstellen der Membrane 30 in ihre erste Position ermöglicht, auch im Fall von in der Haupteinheit 18 nicht vorhandenem Kraftstoff. Wenn der Kolben 54 in den 2 und 3 sich nach links verschiebt, wird außerdem unter Berücksichtigung von Leckagen der Arbeitsflüssigkeit zwischen der Kammer 34 zur Kompression und dem Behälter 58 die Membrane 30 ihre erste Position erreichen, bevor der Kolben 54 seinen Weg nach links vollständig zurückgelegt hat. Infolgedessen fällt der Druck der Arbeitsflüssigkeit in der Kammer 34 zur Kompression in Bezug auf den der Arbeitsflüssigkeit im Behälter 58, wenn die Membrane 30 einmal ihre erste Position erreicht hat, und dieses bewirkt ein Öffnen des Ventils 76 und einen Nachfüllvorgang der Kammer 34 zur Kompression mit Arbeitsflüssigkeit, um die Leckagenverluste zu kompensieren.
Mit Bezug insbesondere auf die 3 und 5 werden nachstehend einfache und wirksamen Mittel beschrieben, die es ermöglichen, den Behälter 58 vollständig mit Arbeitsflüssigkeit aufzufüllen.
Diese Auffüllmittel umfassen einen Einfüllhals 80, welcher am Behälter 58 angeschlossen und durch einen Stopfen 82 verschlossen wird.
In dem in den 3 und 5 dargestellten Beispiel ist der Stopfen 82 mittels Verschraubung zu einem Zusammenwirken mit dem Einfüllhals 80 vorgesehen. Der Stopfen 82 weist eine im Wesentlichen axiale Sackbohrung 84 auf, welche mittels einer im Wesentlichen radialen Bohrung 86 des Stopfens mit einem umlaufenden Absatz 88 des Stopfens verbunden ist, wobei der Stopfen axial durch eine Dichtfläche 90 dieses Stopfens verlängert ist, welche für ein Zusammenwirken mit einem in das Ende des Einfüllhalses 80 nahe am Behälter 58 eingebrachten Dichtsitz 92 vorgesehen ist.
Vorzugsweise sind die Dichtfläche 90 und der Dichtsitz 92 von im Wesentlichen konischer Form, wobei die Dichtfläche 90 zum Dichtsitz 92 hin weist.
Der Stopfen 82 ist im Einfüllhals 80 mittels Verschraubung zwischen einer Stellung vor dem Verschließen des Behälters 58, in welcher die Dichtfläche 90 vom Dichtsitz 92 beabstandet ist, und zwar über dem Dichtsitz 92 wie 5 zeigt, und einer Verschlussstellung dieses Behälters 58, in welcher die Dichtfläche 90 den Dichtsitz 92 berührt und abdichtet wie in 3 dargestellt ist.
Der Einfüllhals 80 ist für einen Überlauf von Arbeitsflüssigkeit aus dem Behälter aufnahmefähig, wobei sich das Niveau N dieser Überlaufmenge innerhalb des Einfüllhalses 80 über dem Dichtsitz 92 ausdehnt.
Wenn der Stopfen 82 in seiner Stellung vor dem Verschließen steht, ist es erkennbar, dass der umlaufende Absatz 88 dieses Stopfens mit dem Behälter 58 verbunden ist, damit das Sackloch 84 eine Aufnahme für den Überlauf von Arbeitsflüssigkeit bildet. Außerdem ist der Verschluss 82 bei vorhandenem Überlauf in dem Einfüllhals 80 in diesem Einfüllhals zwischen seiner Stellung vor dem Verschließen und seiner Verschlussstellung verstellbar.
Um den Stopfen 82 zu verstellen, ist dieser letztere mit einem Betätigungskopf 82T ausgebildet, durch welchen das offene Ende des Sacklochs 84 frei liegt. Der Kopf 82T ist durch eine innere polygonale Fläche 82I begrenzt, die die Betätigung des Stopfens 82 mit Hilfe eines herkömmlichen Werkzeugs ermöglicht.
In einer weiteren Ausgestaltung kann der Betätigungskopf 82T für eine Betätigung des Stopfens 82 mit Hilfe eines herkömmlichen Werkzeugs durch eine äußere polygonale Fläche 82E begrenzt sein wie 6 zeigt.
Der Stopfen 82 trägt einen Rundschnurdichtring 93, welcher axial zwischen dem Kopf 82T und dem Absatz 88 angeordnet ist. Dieser Rundschnurdichtring 93 sichert die Dichtigkeit zwischen dem Einfüllhals 80 und dem Stopfen 82 über dem Absatz 88.
Der Stopfen 82 ermöglicht ein Auffüllen des Behälters 58 durch Unterdruck in der folgenden Art und Weise.
Zuerst wird der Stopfen 82 in den Einfüllhals in seine Stellung vor dem Verschließen eingeschraubt, wie es die 5 darstellt.
Zum Auffüllen des Behälters 58 mit Arbeitsflüssigkeit wird zunächst der Behälter durch bekannte Mittel mit Unterdruck beaufschlagt, dann wird die Arbeitsflüssigkeit durch das Sackloch 84 des Stopfens eingefüllt. Auf diese Weise ergießt sich die Arbeitsflüssigkeit in den Behälter 58, indem sie durch das Sackloch 84, die radiale Bohrung 86 und den Absatz 88 fließt.
Das Auffüllen des Behälters 58 wird solange durchgeführt, bis dass eine Überlaufmenge in dem Einfüllhals 80 und dem Sackloch 84 stehen bleibt, wie in 5 zu sehen ist.
Schließlich wird der Stopfen 82 bei Vorhandensein einer Überlaufmenge durch Verschrauben bis in seine Verschlussstellung gebracht, wie 3 darstellt. Der Behälter 58 ist dann vom Einfüllhals 80 abgetrennt, wobei die Menge der Arbeitsfissigkeit, welche in dem Sackloch 84 vorhanden bleibt, leicht durch das Ende des Sacklochs 84 und durch den Betätigungskopf 82T entfernt werden kann.
Mit Bezugnahme auf die 3 ist erkennbar, dass der Behälter 58 mit herkömmlichen Ausgleichmitteln 94 für die Ausdehnung der in dem Behälter 58 befindlichen Arbeitsflüssigkeit verbunden ist. Diese Ausgleichmittel umfassen eine elastische Membrane 96, welche einen Kanal 98, der die Membrane 96 in Verbindung mit der Arbeitsflüssigkeit des Behälters 58 bringt, von einem Raum 100 zur Ausdehnung der Membrane 96 trennt, welcher durch eine im Wesentlichen halbkugelförmige Halbschale 102 geschützt ist. Die Membrane 96 verformt sich unter Einwirkung der Volumenänderungen der in dem Behälter 58 enthaltenen Arbeitsflüssigkeit.
In der 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Stopfens 82 dargestellt.
In diesem Fall beinhaltet der Stopfen 82 eine Kugel 104, welche unter Krafteinwirkung zwischen einer Stellung vor dem Verschließen des Behälters 58, welche in 7 durch unterschiedliche lange Striche dargestellt ist, und einer Verschlussstellung dieses Behälters 58, welche in dieser 7 durchgezogen dargestellt ist.
Die Oberfläche der Kugel 104 bildet eine Dichtfläche, welche für ein Zusammenwirken zum Abdichten mit dem Dichtsitz 92 des Einfüllhalses vorgesehen ist.
Der Verschluss des Einfüllhalses 80 mittels der Kugel 104 wird nachfolgend beschrieben.
Bei einer vorhandenen Überlaufmenge von Arbeitsflüssigkeit, deren Niveau in der 7 durch eine Linie mit unterschiedlich langen Strichen dargestellt ist, wird die Kugel 104 in ihre Stellung vor dem Verschließen gebracht, welche in 7 durch unterschiedliche lange Striche dargestellt ist. Dann verschiebt man die Kugel 104 unter Krafteinwirkung in den Einfüllhals 80, so dass sie auf dem Dichtsitz 92 aufliegt, wie in 7 durchgezogen dargestellt ist.
Man erkennt, dass im Verlauf des Verschiebens der Kugel 104 unter Krafteinwirkung zwischen ihrer Stellung vor dem Verschließen und der Verschlussstellung des Behälters 58 die Überlaufmenge der Arbeitsflüssigkeit, welche unter Krafteinwirkung durch Einwirkung der Verschiebung der Kugel 104 in den Behälter 58 gedrückt wurde, durch die Deformation der Membrane 96 der Ausgleichmittel 94 der Ausdehnung ausgeglichen wird wie in 7 gezeigt ist.
Im Folgenden wird die Nabe 64 unter Bezugnahme auf 3 noch detaillierter beschrieben.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 umfasst die Nabe 64 einen Buchse 106, deren Achse mit der Achse X zusammenfällt, auf welcher die schräge Scheibe 62 angeordnet ist.
Die Nabe 64 weist ebenfalls einen auf der äußeren Oberfläche der Buchse 106 befestigten Ring 108 auf.
Die äußere Oberfläche der Buchse 106 bildet eine Außenzylinderfläche SG zur Rotationsführung der Nabe im Gehäusekörper 22. Eine Stirnfläche des Rings 108 bildet eine Schulter FE zur axialen Positionierung der Nabe 64 in Bezug auf den Gehäusekörper 22.
Außerdem besitzt der Gehäusekörper 22 einen Mantel 110, dessen innere Oberfläche eine tragende Zylinderfläche SP bildet, welche in Gleitberührung mit der umlaufenden Fläche SG der Nabe steht.
Der Gehäusekörper 22 weist ebenfalls eine Scheibe 112 auf, welche an einem Ende des Mantels 110 angeordnet und mit einer Stirnfläche versehen ist, die eine in Gleitberührung mit der Schulter FE der Nabe stehende plane tragende Fläche FP bildet.
Der Mantel 110 und die Scheibe 112 sind auf eine an sich bekannte Art an dem Gehäusekörper 22 befestigt und aus einem herkömmlichen Werkstoff, vorzugsweise mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten.
Es ist erkennbar, dass die Schulter FE der Nabe 64 die Führungsfläche SG dieser Nabe verlängert und auf Druck gegen die tragende Fläche FP des Gehäusekörpers 22 durch die elastische Rückstellkraft der Kolben 54, welche in Berührung mit dem nadelgelagerten Anschlag 60 stehen, sowie durch den Druck der Arbeitsflüssigkeit auf die schräge Scheibe 62 beaufschlagt wird.
Gemäß einer ersten Ausführungsform, die in 8 gezeigt ist, wird die tragende Zylinderfläche SP durch die innere Oberfläche einer Buchse 114 gebildet, welche durch den Gehäusekörper 22 getragen wird und mit einem durch einen Bund 116 verlängerten Ende versehen ist, welches die plane tragende Fläche FP begrenzt.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform, die in 9 gezeigt ist, wird die umlaufende Führungsfläche SG der Nabe durch die äußere Oberfläche einer Buchse 118 gebildet, in welcher die schräge Scheibe 62 angeordnet ist, und wobei die Buchse 118 mit einem durch einen Bund 120 verlängerten Ende versehen ist, welches die Schulter FE zur axialen Positionierung der Nabe begrenzt. Die Buchse 118 der Nabe steht im Wirkungszusammenhang mit einer Buchse 114, welche fest mit dem Gehäusekörper 22 der in 8 dargestellten Ausführung verbunden ist.
Gemäß dritter und vierter Ausführungsformen, die in den 10 und 11 jeweils gezeigt werden, werden die umlaufende Führungsfläche SG und die Schulter FE zur axialen Positionierung der Nabe von der Außenfläche eines abgestuften röhrenförmigen einstückigen Teils 122 gebildet, in welchem die schräge Scheibe 62 angeordnet ist. Das abgestufte Teil 122 kann leicht in bekannter Weise hergestellt werden, insbesondere durch einen Tiefziehvorgang, Behandlung und Schleifen.
In der dritten Ausführungsform, die in 10 dargestellt ist, ist das abgestufte Teil 122 in Gleitberührung mit einer tragenden Zylinderfläche SP und einer planen tragenden Fläche FP, welche in Bauelementen eingebracht sind, die denen in der 3 dargestellten entsprechen.
In der vierten Ausführungsform, die in 11 dargestellt ist, steht die umlaufende Führungsfläche SG des abgestuften Teils 122 in Berührung mit Nadeln eines Lagers 124, welche sich im Wesentlichen parallel zu der Achse X erstrecken, und wobei die Schulter FE zur axialen Positionierung in Berührung mit Nadeln eines Lagers 126 steht, welche sich im Wesentlichen radial in Bezug auf die Achse X erstrecken.
Die Nadeln 124, 126 werden von Käfigen 128, 130 getragen, welche an sich in bekannter Weise im Gehäusekörper 122 befestigt sind.
Nachfolgend werden die Vorteile der Erfindung aufgeführt.
Die Erfindung ermöglicht es, die Ansaug- und Ausstoßkammern der Hochdruckpumpe, welche mit den Ansaug- und Ausstoßventilen in Zusammenhang stehen, mit einfachen und wirkungsvollen Mitteln zu trennen.
Das Gehäuse und der Körper für die Ventile, hergestellt aus Aluminium oder einem gleichwertigen Werkstoff, ermöglichen eine Gewichtsersparnis der Pumpe, wobei dieses nicht zu Problemen mit unterschiedlichen Ausdehnungen zwischen diesen Bauteilen aus Aluminium und anderen Bauteilen aus Stahl oder Gusseisen der Pumpe führt.

Claims

Hochdruckpumpe zum Pumpen einer ersten Flüssigkeit, die geförderte Flüssigkeit genannt wird, der Art, die eine Haupteinheit (18) zum Pumpen der geförderten Flüssigkeit umfasst, die von einer Nebeneinheit (20) zum Pumpen einer zweiten Flüssigkeit angetrieben wird, die Arbeitsflüssigkeit genannt wird, und der Art, die ein im Wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse (16) umfasst, in dem die Haupteinheit (18) und die Nebeneinheit (20) angeordnet sind, wobei die Haupteinheit (18) mindestens zwei Ventile (36, 38) zum Ansaugen bzw. Ausstoßen der geförderten Flüssigkeit umfasst, die von einem Körper (40) eines Ventils gehalten werden, das in dem Gehäuse (16) angeordnet ist, wobei jedes Ventil (36, 38) mit zwei Kammern (46, 48) zum Ansaugen und Ausstoßen des geförderten Fluids verbunden ist, die von einander gegenüberliegenden, im Wesentlichen zylinderförmigen Flächen (50, 52) begrenzt werden, deren Achse im Wesentlichen mit der des Gehäuses zusammenfällt und die in dem Ventilkörper (40) und dem Gehäuse (16) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die einander gegenüberliegenden Flächen (50, 52) zwei komplementäre Erhöhungen (50E, 52E) umfassen, die aneinander anliegen und so eine dicht abschließende Stoßfläche bilden, welche die Ansaugkammer (46) von der Ausstoßkammer (48) trennt.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) einen Körper (22) und einen Deckel (24) umfasst, die jeweils zwei zueinander entgegengesetzte Enden dieses Gehäuses bilden, wobei der Gehäusekörper (22) mit dem Deckel (24) durch mindestens eine Schraube (26) verbunden ist, die im Wesentlichen parallel zur Achse (X) des Gehäuses ist und einen Kopf (26T) umfasst, der auf einem durchgehenden Sitz (68) aufliegt, der in dem Gehäusekörper (22) vorgesehen ist, sowie einen gewindeten Schaft (26C), der in eine gewindete Öffnung (70) des Deckels (24) geschraubt ist, wobei die Pumpe ferner eine Zwischeneinheit (EI) umfasst, die axial zwischen einer Kante (22J) des Gehäusekörpers (22), die innen im Deckel (24) sitzt, und dem Ventilkörper (40) eingespannt ist, sodass der Gehäusekörper (22), die Zwischeneinheit (EI) und der Ventilkörper (40) zwischen dem Kopf (26T) der Schraube und der Stoßfläche eingespannt sind.
Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischeneinheit (EI) einen Körper (56) umfasst, in den ein Kolben (54) der Nebeneinheit (20) gleitend montiert und dazu vorgesehen ist, die Arbeitsflüssigkeit zu komprimieren.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) und der Ventilkörper (40) aus einem Leichtmetall wie Aluminium oder einer Legierung auf Aluminiumbasis gefertigt sind.
Pumpe nach den zusammengenommenen Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischeneinheit (EI) aus Stahl oder Gusseisen und die Schraube (26) aus Stahl besteht, wobei die Axialabmessung (L1) der Zwischeneinheit (EI) im Wesentlichen gleich der Länge (L2) des Teils des Schraubenschafts (26C) ist, der sich zwischen dem Kopf (26T) dieser Schraube und der gewindeten Öffnung (70) des Deckels (24) erstreckt.
Pumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geförderte Flüssigkeit ein Kraftstoff für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs ist.