DE60022587T2

DE60022587T2 - Hochdruckpumpe mit einem abnehmbaren auf/zu-Ventil zum Fördern von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60022587T2
Application number: DE60022587T
Authority: DE
Inventors: Werner Banzhaf; Peter Grabert; Nicola Cimaglia
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2020-07-01
Also published as: JP2001059465A; KR100679211B1; US6725844B2; IT1308780B1; EP1065370A2; CN1133003C; CN1281945A; JP4577952B2; US6553971B1; ITTO990572A1; DE60022587D1; EP1065370A3; EP1065370B1; RU2247257C2; US20030079726A1; KR20010015122A; ES2246776T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe mit einem auf/zu-Ventil zum Fördern von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine, insbesondere einem Fahrzeugmotor.
Es sind verschiedene Arten von Hochdruckkraftstoffförderpumpen bekannt, denen im Allgemeinen Kraftstoff von einem normalen Tank durch eine durch einen Elektromotor angetriebene Niederdruckpumpe zugeführt wird. Die Hochdruckpumpe umfasst normalerweise ein auf/zu-Ventil, das durch den ihm durch die Niederdruckpumpe zugeführten Kraftstoff automatisch geöffnet wird.
Der Körper bekannter Hochdruckpumpen umschließt mindestens eine Kraftstoffverdichtungskammer und eine Betätigungskammer, in der Pumpenbetätigungsglieder untergebracht sind; und das auf/zu-Ventil umfasst einen Verschluss, der dazu ausgeführt ist, einen Kraftstofffluss zur Betätigungskammer zu gewährleisten, selbst wenn das Ventil geschlossen ist, um die Betätigungsglieder zu schmieren und zu kühlen.
Insbesondere bei einer bekannten Radialkolbenpumpe sind im Pumpenkörper drei Zylinder untergebracht, in denen jeweilige Kolben gleiten, die von einem gemeinsamen Nocken aktiviert werden, der von einer durch die Antriebswelle aktivierten Welle getragen wird; der Nocken ist innerhalb der Betätigungskammer oder des Betätigungsgehäuses der Pumpe untergebracht; und der Verschluss liegt in Form eines hohlen Zylinders vor und gleitet entlang der Wand eines radialen Lochs im Pumpenkörper.
Des Weiteren weist der Pumpenkörper eine Kraftstoffförderleitung zum Fördern von Kraftstoff von dem radialen Loch zu den Zylindern auf; die Förderleitung wird durch die laterale Wand des Verschlusses verschlossen; und zum Schmieren und Kühlen der Pumpenwelle, des Nockens und der verschiedenen Pumpenkörper- und Kolbenreibflächen weist der Verschluss auch ein kalibriertes axiales Loch auf, das einen kontinuierlichen Kraftstofffluss zum Gehäuse gestattet.
Um zu verhindern, dass sich Kraftstoff in einem Motorzylinder ansammelt, falls die jeweilige Einspritzdüse versagt, oder dass Kraftstoff aus der Betätigungskammer gesaugt wird, falls die Versorgung durch die Niederdruckpumpe schlecht oder ganz unterbrochen ist, zum Beispiel aufgrund eines Fehlers, wird der Verschluss durch eine Druckfeder automatisch geschlossen, wenn der Druck des zuströmenden Kraftstoffs unter einen gegebenen Wert fällt.
Die Druckfeder ist im Verschluss untergebracht und liegt an einer perforierten Platte an, die eine Fläche zur Aufnahme des Endes der Feder aufweist und normalerweise an dem gegenüberliegenden Ende des Führungslochs des Verschlusses befestigt, das heißt damit verschweißt, ist. Eine Hochdruckpumpe der oben beschriebenen Art wird in der US-A-5 571 243 offenbart.
Bei dieser bekannten Pumpenart sind das maschinelle Herausarbeiten des radialen Lochs im Pumpenkörper, das Befestigen der Platte und die Montage der Feder schwierige, kostenintensive Arbeitsgänge, die zeitaufwendig sind und hochqualifizierte Arbeitskräfte erfordern. Des Weiteren begrenzt die perforierte Platte an dem zum Gehäuse weisenden Ende des Lochs zu einem gewissen Grad den Außendurchmesser des Nockens und somit die Leistung der Pumpe unter gegebenen Bedingungen.
Die Schrift DE-A-197 38 502 offenbart ein Verschlussventil, bei dem eine Feder an einer Schulter in einem Loch eines Gehäusekörpers anliegt. Im Körper sind zwei einander gegenüberliegende Schultern maschinell herausgearbeitet, an denen unter Vorbelastung der Feder zwei jeweilige Kolben anstoßen.
Das maschinelle Herausarbeiten von zwei einander gegenüberliegenden Schultern in einem Loch innerhalb des Körpers ist jedoch ein ziemlich schwieriger und zeitaufwendiger Arbeitsgang. Des Weiteren gestatten die Kolben nicht den freien Durchtritt des Flusses ohne Ausübung eines gegebenen Drucks.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer äußerst einfachen, zuverlässigen Hochdruckpumpe mit einem auf/zu-Ventil, dessen Herstellung kostengünstig und dessen Montage leicht ist, um die oben erwähnten Nachteile bekannter Pumpen mit auf/zu-Ventilen zu beseitigen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Hochdruckpumpe mit einem auf/zu-Ventil zum Fördern von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine bereitgestellt, wobei die Pumpe einen Körper mit mindestens einer Kraftstoffverdichtungskammer und einer Betätigungsglieder der Pumpe umschließenden Betätigungskammer umfasst, und wobei das Ventil einen in einem Loch im Körper zum Schließen einer Kraftstoffförderleitung gleitenden Verschluss umfasst; wobei die Förderleitung zwischen dem Loch und der Verdichtungskammer im Körper ausgebildet ist und der Verschluss durch eine Druckfeder in der geschlossenen Stellung gehalten wird; wobei die Feder durch entfernbar im Loch befestigte Mittel direkt oder indirekt an einer Schulter innerhalb des Lochs anliegt; wobei die Schulter einstückig mit dem Körper ausgebildet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine Scheibe mit einer Kraftstofffluss zur Betätigungskammer gestattenden Öffnung umfassen; wobei die Scheibe entfernbar im Loch eingesetzt ist.
Bevorzugte, nicht einschränkende Ausführungsformen der Erfindung werden beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, darin zeigen:
1 eine als Teilschnitt ausgeführte Seitenansicht einer Hochdruckpumpe mit einem auf/zu-Ventil zum Fördern von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung;
2 einen Schnitt des Ventils und eines Teil der Pumpe gemäß der Erfindung in einem größeren Maßstab;
3 eine Draufsicht eines Details von 2 in einem größeren Maßstab; und
4 einen Schnitt eines weiteren Details einer Variation von 2.
In 1 zeigt die Zahl 5 insgesamt eine Hochdruckpumpe zum Fördern von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine, zum Beispiel einem Fahrzeug. Der Pumpe 5 wird von einem normalen Tank durch eine (nicht gezeigte) durch einen Elektromotor, der bestromt wird, wenn der Motor angeschaltet ist, angetriebene Niederdruckpumpe Kraftstoff zugeführt.
Die Hochdruckpumpe 5 ist jener Art, die drei Radialkolben 6 umfasst, die in den drei radial innerhalb eines Körpers 8 der Pumpe 5 angeordneten Zylindern 7 gleiten; jeder Zylinder 7 ist durch eine Platte 9 geschlossen, die ein Einlassventil 11 und ein Druckventil 12 stützt; und jeder Zylinder 7 und die jeweilige Platte 9 sind durch einen entsprechenden Verriegelungskopf 13 mit dem Körper 8 verriegelt.
Die Kolben 6 werden durch einen einzigen Nocken 14 nacheinander aktiviert, der integral mit einer durch die Antriebswelle der Brennkraftmaschine angetriebenen Welle 16 ausgebildet ist. Der Nocken 14 wirkt über einen Ring 17 auf die Kolben 6 ein, der für jeden Kolben 6 einen verkleideten Teil 18 aufweist, der mit einem am Kolben 6 befestigten Schuh 19 zusammenwirkt; und jeder Schuh 19 wird durch eine entsprechende Feder 21 zum Nocken geschoben.
Der Spalt zwischen dem Ende jedes Kolbens 6 und der jeweiligen Platte 9 definiert eine Verdichtungskammer 22, so dass die drei Verdichtungskammern 22 natürlich im Körper 8 untergebracht sind. Der Raum im Körper 8, in dem die Zylinder 7 untergebracht sind und in dem sich die Welle 16 und der Nocken 14 drehen, bildet eine Betätigungskammer 23 der Pumpe 5, wobei die Kammer durch einen auf bekannte Weise am Körper 8 befestigten Flansch 24 geschlossen ist; die Welle 16 ist auf drehbare und fluiddichte Weise am Flansch 24 angebracht; und die Kammer 23 steht auf bekannte Weise mit einer in den Tank ablassenden Ablassleitung 25 in Verbindung.
Der Körper 8 besteht aus Gusseisen und die Köpfe 13 aus Stahl; der Körper 8 und die Köpfe 13 weisen drei Einlassleitungen 26 auf, die mit einer durch eine ringförmige Nut 27 am Flansch 24 definierten Leitung in Verbindung stehen; jede Leitung 26 steht weiterhin über das entsprechende Einlassventil 11 mit der entsprechenden Verdichtungskammer 22 in Verbindung; und jeder Kopf 13 weist des Weiteren eine Druckleitung 28 auf, die über das entsprechende Druckventil 12 die Verdichtungskammer 22 mit einer Förderleitung 29 der Pumpe 5 verbindet.
Darüber hinaus weist der Körper 8 eine Förderleitung 30 auf, die durch zwei überkreuz angeordnete und nach außen hin durch zwei Stopfen 32 verschlossene Löcher 31 gebildet wird. An einem Ende steht die Leitung 30 mit der ringförmigen Nut 27 des Flansches 24 und deshalb mit den Verdichtungskammern 22 in Verbindung; und am anderen Ende kommt die Leitung 30 an einer zylindrischen Wand 33 eines im Körper 8 ausgebildeten zylindrischen radialen Lochs 34 heraus. Das Loch 34 steht mit der Betätigungskammer 23 in Verbindung und ragt teilweise zum Flansch 24; und eine mit der Niederdruckpumpe verbundene Einlassleitung 36 ist in dem Loch 34 eingesetzt.
In dem Loch 34 ist ein auf/zu-Ventil untergebracht, das insgesamt durch 37 angezeigt wird und einen hohlen, zylindrischen Verschluss 38 umfasst. Insbesondere ist der Verschluss 38 kolben- oder becherförmig und umfasst eine Seitenwand 39, die genau entlang der Wand 33 des Lochs 34 gleitet, so dass sowohl die Wand 33 des Lochs 34 als auch die Wand 39 des Verschlusses 38 mit hoher Präzision maschinell bearbeitet werden müssen.
Des Weiteren umfasst der Verschluss 38 eine flache Wand 40, die ein kalibriertes Loch 41 aufweist, das den Durchtritt einer bestimmten Kraftstoffmenge gestattet, selbst wenn die Leitung 30 durch den Verschluss 38 geschlossen ist. Eine Schrauben-Druckfeder 42 ist im Verschluss 38 eingeführt und liegt an einem Stützelement an, das an dem zur Betätigungskammer 23 weisenden Ende des Lochs 34 befestigt ist; und das Stützelement muss perforiert sein, um einen Kraftstoffdurchtritt vom Loch 34 zur Betätigungskammer 23 zu gestatten, wie in der italienischen Patentanmeldung N. TO95A 000010 beschrieben.
Gemäß der Erfindung wird das Stützelement der Feder 42 durch eine Schulter 43 des Lochs 34 definiert, die einstückig mit dem Körper 8 ausgebildet ist und sich an dem Ende des Lochs 34 neben der Betätigungskammer 23 befindet. Die Schulter 43 definiert eine kreisförmige Öffnung 45 (2), die einen kleineren Durchmesser aufweist als das Loch 34; und die Feder 42 liegt direkt oder indirekt an der Schulter 43 an, wodurch die Montage des auf/zu-Ventils 37 vereinfacht wird.
Bei der Ausführungsform nach 2 liegt die Feder 42 durch entfernbar innerhalb des Lochs 34 befestigte Mittel, die eine Scheibe 44 mit einer mittleren Öffnung 46 umfassen, die ein Durchströmen von Kraftstoff vom Loch 34 zur Betätigungskammer 23 gestattet, an der Schulter 43 an. Vorteilhafterweise liegt der Durchmesserunterschied zwischen dem Loch 34 und der Öffnung 45 zwischen 1 und 3 mm und liegt die Dicke der Schulter 43 zwischen 2 und 4 mm.
Die Öffnung 46 der Scheibe 44 weist einen vorragenden Rand 47 zur Führung eines der Enden der Feder 42 auf; und die Scheibe 44 kann zusammen mit der Öffnung 46 und dem vorragenden Rand 47 mittels einer Stanz- und Kaltform- oder Prägepresse kostengünstig aus Blech hergestellt werden.
Des Weiteren umfassen die entfernbar im Loch 34 befestigten Mittel ein radial flexibles C-förmiges Metallelement 48, zum Beispiel einen standardmäßigen Haltering (3), der im Loch 34 (2) zwischen der Scheibe 44 und der Schulter 43 untergebracht ist. Insbesondere weist die Wand 33 des Lochs 34 neben der Schulter 43 eine ringförmige Nut 49 auf, in die der Ring 48 entfernbar einschnappt; und der Durchmesser der Öffnung 45 ist derart, dass die Nut 49 maschinell durch die Öffnung 45 herausgearbeitet werden kann.
Der Ring 48 wird in der Nut 49 angeordnet oder daraus entfernt, indem die beiden Enden des Rings 48 zusammengebracht werden, so dass die Teile des Ventils 37 natürlich auch leicht zu montieren sind, wobei als einzige Vorkehrung darauf geachtet werden muss, dass die Scheibe 44 mit zur Feder 42 weisendem Rand 47 montiert wird.
Um selbst die obige Vorkehrung zu beseitigen und/oder eine automatische Montage des Ventils 37 zu vereinfachen, kann bei der Variation in 4 die Öffnung 46 der Scheibe 44 mit einem Ring 51 versehen werden, der zwei bezüglich der Scheibe 44 symmetrische Ränder bildet und axial in zwei entgegensetzte Richtungen ragt. Der Ring 51 kann einstückig mit der Scheibe 44 verschweißt oder hergestellt werden, indem Metallpulver verdichtet und gesintert wird.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Vergleich zu bekannten Pumpen gehen aus der vorhergehenden Beschreibung hervor. Insbesondere werden durch die lösbare Montage der Scheibe 44 und des Rings 48 Herstellungskosten der Pumpe reduziert; dank der Schulter 43 braucht das Stützelement der Feder 42 nicht im Loch 34 befestigt zu werden; und der Nockenring 17 und das Stützelement der Feder 42 behindern sich nicht, so dass der Durchmesser des Nockens 14 zur Erhöhung der Pumpenleistung vergrößert werden kann.
Natürlich können an der hier beschriebenen Hochdruckpumpe Änderungen durchgeführt werden, ohne deshalb vom Schutzbereich der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Zum Beispiel können die Kolben der Pumpe 5 anders angeordnet werden als beschrieben; und die Pumpe kann woanders als an einem Fahrzeugmotor angebracht werden.

Claims

Hochdruckpumpe mit einem auf/zu-Ventil zum Fördern von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine, wobei die Pumpe einen Körper (8) mit mindestens einer Kraftstoffverdichtungskammer (22) und einer Betätigungsglieder (14, 16, 17, 19) der Pumpe umschließenden Betätigungskammer (23) umfasst; und wobei das Ventil (37) einen in einem Loch (34) im Körper (8) zum Schließen einer Kraftstoffförderleitung (30) gleitenden Verschluss (38) umfasst; wobei die Förderleitung zwischen dem Loch (34) und der Verdichtungskammer (22) im Körper (8) ausgebildet ist und der Verschluss (38) durch eine Druckfeder (42) in der geschlossenen Stellung gehalten wird; wobei die Feder (42) durch entfernbar im Loch (34) befestigte Mittel (44, 48) direkt oder indirekt an einer Schulter (43) innerhalb des Lochs (34) anliegt; wobei die Schulter (43) einstückig mit dem Körper (8) ausgebildet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (44, 48) eine Scheibe (44) mit einer Kraftstofffluss zur Betätigungskammer (23) gestattenden Öffnung (46) umfassen; wobei die Scheibe (44) entfernbar im Loch (34) eingesetzt ist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (44, 48) des Weiteren ein C-förmiges Metallelement (48) umfassen, das sich zwischen der Scheibe (44) und der Schulter (43) befindet; wobei das Element (48) radial flexibel ist; wobei das Loch (34) neben der Schulter (43) eine ringförmige Nut (49) aufweist, in die das Element (48) entfernbar einschnappt.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Element ein standardförmiger Haltering ist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schulter (43) durch eine kreisförmige Öffnung (45) definiert wird, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Lochs (34), so dass die Nut (49) durch die Öffnung (45) maschinell herausgearbeitet werden kann.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied zwischen den beiden Durchmessern in einem Bereich zwischen 1 und 3 mm liegt; wobei die Schulter (43) eine Dicke aufweist, die in einem Bereich zwischen 2 und 4 mm liegt.
Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (46) in der Scheibe (44) einen vorragenden Rand (47) zum Führen der Feder (42) aufweist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (47) durch Kaltverformung der Scheibe (44) gebildet ist.
Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (46) in der Scheibe (44) zwei Ränder (51) aufweist, die bezüglich der Scheibe (44) symmetrisch sind und axial in zwei entgegengesetzten Richtungen vorragen, um die Positionierung der Scheibe im Loch (34) zu vereinfachen.
Hochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere radial innerhalb des Körpers (8) angeordnete Zylinder (7) und mehrere den Zylindern (7) zugeordnete, radial gleitende Kolben (6) umfasst; wobei die Betätigungsglieder (14, 16, 17, 19) einen gemeinsamen Nocken (14) umfassen, der einstückig mit der Welle (16) ausgebildet ist; wobei der Nocken (14) und die Welle (16) in der Betätigungskammer (23) untergebracht sind.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (14) die Kolben (6) über einen Ring (17) mit mehreren plangedrehten Teilen (18) aktiviert; wobei jeder der Teile (18) einen von einem entsprechenden Kolben (6) getragenen Schuh (19) in Eingriff nimmt und wobei der Ring (17) und die Schuhe (19) in der Betätigungskammer (23) untergebracht sind.