EP1697636B1 - Hochdruckpumpe, insbesondere für eine kraftstoffeinspritzein richtung einer brennkraftmaschine - Google Patents

Hochdruckpumpe, insbesondere für eine kraftstoffeinspritzein richtung einer brennkraftmaschine Download PDF

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EP1697636B1
EP1697636B1 EP04786760A EP04786760A EP1697636B1 EP 1697636 B1 EP1697636 B1 EP 1697636B1 EP 04786760 A EP04786760 A EP 04786760A EP 04786760 A EP04786760 A EP 04786760A EP 1697636 B1 EP1697636 B1 EP 1697636B1
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pump
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pressure pump
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Walter Fuchs
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F02M59/06—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by special arrangement of cylinders with respect to piston-driving shaft, e.g. arranged parallel to that shaft or swash-plate type pumps with cylinders arranged radially to driving shaft, e.g. in V or star arrangement
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    • F02M59/102—Mechanical drive, e.g. tappets or cams
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F04B1/0439—Supporting or guiding means for the pistons

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure pump, in particular for a fuel injection device of an internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.
  • Such a high-pressure pump for a fuel injection device of an internal combustion engine is characterized by the DE 101 57 076 A known.
  • This high-pressure pump has at least one pump element which has a pump piston which delimits a pump working space and which is driven at least indirectly by a drive shaft against the force of a restoring spring in a lifting movement.
  • the pump piston is supported at least indirectly via a sleeve-shaped plunger on the drive shaft.
  • the return spring engages the pump piston via a spring plate.
  • a support element is used, on which the pump piston is supported to the drive shaft and which is at least indirectly supported on the drive shaft.
  • a high-pressure pump for a fuel injection device of an internal combustion engine in which the restoring spring engages via a spring plate on the pump piston and on the sleeve-shaped plunger.
  • the restoring spring engages via a spring plate on the pump piston and on the sleeve-shaped plunger.
  • very low manufacturing tolerances of the components are required.
  • the US-A-5,752,430 is a high pressure pump for a fuel injector of an internal combustion engine, in which the return spring via a spring plate on the pump piston and on engages sleeve-shaped plunger, which also very small manufacturing tolerances of the components are required to ensure the installation of the spring plate on the pump piston and the plunger.
  • the high-pressure pump according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that a support of the return spring on the pump piston and the plunger is ensured regardless of manufacturing tolerances of these components by the elastically deformable spring plate.
  • FIG. 1 shows a fuel injection device of an internal combustion engine with a high-pressure pump in a longitudinal section and Figure 2 a designated in Figure 1 with II section of the high-pressure pump in an enlarged view.
  • FIGS. 1 and 2 show a high-pressure pump for a fuel injection device of an internal combustion engine.
  • the high-pressure pump has a housing 10, which is designed in several parts and in which a drive shaft 12 is arranged.
  • the drive shaft 12 is rotatably supported in the housing 10 via two spaced apart in the direction of the axis of rotation 13 of the drive shaft 12 bearings.
  • the bearings can be arranged in different parts of the housing 10.
  • the drive shaft 12 has an eccentrically formed to its axis of rotation 13 cam 26, wherein the cam 26 may be a multiple cam.
  • the high pressure pump has at least one or more arranged in the housing 10 pump elements 32, each with a pump piston 34 which is driven by the drive shaft 12 via the cam 26 in a lifting movement in at least approximately radial direction to the rotation axis 13 of the drive shaft 12 and along its longitudinal axis 35 ,
  • the pump piston 34 is guided in a cylinder bore 36 in the housing 10 or an insert in the housing 10 and slidably limited with its the drive shaft 12 facing away from the end in the cylinder bore 36 a pump chamber 38.
  • the pump chamber 38 has a running in the housing 10 fuel inlet channel 40 a Connection with a fuel inlet, such as a feed pump. At the mouth of the fuel inlet channel 40 into the pump working chamber 38 an opening into the pump working chamber 38 inlet valve 42 is arranged, which has a spring-loaded valve member 43.
  • the pump working chamber 38 also has a connection extending in the housing 10 fuel drain passage 44 to an outlet with an outlet, for example, with a High-pressure accumulator 110 is connected.
  • an outlet valve 46 which opens out of the pump working chamber 38 is arranged, which likewise has a spring-loaded valve member 47.
  • One or preferably a plurality of injectors 120 arranged on the cylinders of the internal combustion engine are connected to the high-pressure accumulator 110, through which fuel is injected into the cylinders of the internal combustion engine.
  • the pump piston 34 is supported on the cam 26 of the drive shaft 12 via a support element 50 and a cylindrical roller 52 mounted in the latter on its side facing the drive shaft 12.
  • the support member 50 is for example approximately cylindrical and has a recess 54 in which the roller 52 is rotatably mounted.
  • the axis of rotation 53 of the roller 52 extends at least approximately parallel to the axis of rotation 13 of the drive shaft 12.
  • the pump piston 34 has at its the support member 50 facing the end of a diameter greater than the rest of the pump piston 34 enlarged piston 56 and the pump piston 34 is located with the end face of his piston 56 on the support member 50 at.
  • the support member 50 is inserted into a sleeve-shaped plunger 60 which is guided in a bore 62 of the housing 10 of the high-pressure pump in the direction of movement of the pump piston 34, that is, in the direction of its longitudinal axis 35 slidably.
  • the plunger 60 is formed hollow throughout and has an end portion facing the drive shaft 12, in which the support member 50 is received with little play in the plunger 50, to which the drive shaft 12 facing away from an inwardly projecting annular collar 64 connects, the support member 50th on which the drive shaft 12 facing away from overlaps.
  • a spring plate 66 On the pump piston 34, a spring plate 66, which is supported on the piston foot 56, is pushed by its end limiting the pump working space 38. Between the spring plate 66 and the housing 10 of the high pressure pump, a biased return spring 68 is arranged, which is formed for example as a helical compression spring.
  • the spring plate 66 rests with its central region 166 in the direction of the longitudinal axis 35 of the pump piston 34 on the piston foot 56. With its peripheral region 266 of the spring plate 66 is located in the direction of the longitudinal axis 35 of the pump piston 34 in the plunger 60 on the annular collar 64 on the support member 50 opposite side.
  • the spring plate 66 is formed so elastically deformable that its peripheral portion 266 relative to the central region 166 in the direction of the longitudinal axis 35 of the pump piston 34 is movable.
  • the spring plate 66 is shown in its elastically deformed state. In its undeformed initial state, the spring plate 66 may be planar or may already have a deflection according to FIG. 2 in its peripheral region 266.
  • the spring plate 66 may for example consist of sheet metal and preferably has a lower rigidity than the return spring 68.
  • the return spring 68 is also held on the spring plate 66 of the plunger 60 with its annular collar 64 in contact with the support member 50. Due to the elastic deformability of the spring plate 66, its abutment is ensured both on the piston foot 56 and on the annular collar 64 of the plunger 60, even if the contact surfaces for the spring plate 66 on the piston base 56 and the annular collar 64 of the plunger 60 in the direction of the longitudinal axis 35 of the pump piston 34th offset from each other, which will be the case as a result of manufacturing tolerances of the individual components can. By compared to the spring plate 66 greater rigidity of the return spring 68, the elastic deformation of the spring plate 66 is achieved so that it rests securely on both the piston foot 56 and the annular collar 64 of the plunger 60.

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 101 57 076 A bekannt. Diese Hochdruckpumpe hat wenigstens ein Pumpenelement, das einen Pumpenkolben aufweist, der einen Pumpenarbeitsraum begrenzt und der zumindest mittelbar durch eine Antriebswelle gegen die Kraft einer Rückstellfeder in einer Hubbewegung angetrieben wird. Der Pumpenkolben stützt sich zumindest mittelbar über einen hülsenförmigen Stößel an der Antriebswelle ab. Die Rückstellfeder greift am Pumpenkolben über einen Federteller an. In den Stößel ist ein Stützelement eingesetzt, an dem sich der Pumpenkolben zur Antriebswelle hin abstützt und das sich zumindest mittelbar an der Antriebswelle abstützt. Durch den Stößel wird dabei die Funktion der Querkraftaufnahme für den Pumpenkolben und durch das Stützelement wird die Funktion der Abstützung an der Antriebswelle übernommen. Die Rückstellfeder greift jedoch über den Federteller nur am Pumpenkolben an, der dann auf das Stützelement und dieses wiederum auf den Stößel wirkt, wodurch alle diese Bauteile zur Antriebswelle hin beaufschlagt werden. Aufgrund von Fertigungstoleranzen der Bauteile kann zwischen diesen jedoch ein Spiel vorhanden sein, das insbesondere in den Bereichen der Bewegungsumkehr des Pumpenkolbens, das ist dessen innerer und äußerer Totpunkt, durchlaufen wird und dazu führt, dass die Bauteile gegeneinanderschlagen, was zu einem erhöhten Verschleiß derselben führt.
  • Durch die JP 2000-145572 A ist eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der die Rückstellfeder über einen Federteller am Pumpenkolben und am hülsenförmigen Stößel angreift. Um die Anlage des Federtellers am Pumpenkolben und am Stößel zu ermöglichen sind sehr geringe Fertigungstoleranzen der Bauteile erforderlich. Auch durch die US-A-5,752,430 ist eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der die Rückstellfeder über einen Federteller am Pumpenkolben und am hülsenförmigen Stößel angreift, wobei auch hier sehr geringe Fertigungstoleranzen der Bauteile erforderlich sind, um die Anlage des Federtellers am Pumpenkolben und am Stößel sicherzustellen.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Hochdruckpumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass 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 Figur 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruckpumpe in einem Längsschnitt und Figur 2 einen in Figur 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Hochdruckpumpe in vergrößerter Darstellung.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In den Figuren 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 Figur 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 Figur 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 (8)

  1. 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, wobei die Rückstellfeder (68) zumindest am Pumpenkolben (34) angreift, wobei 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, wobei die Rückstellfeder (68) über einen Federteller (66) zumindest am Pumpenkolben (34) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder (68) über den 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.
  2. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Rückstellfeder (68) der Stößel (60) in Anlage am Stützelement (50) gehalten wird.
  3. 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 .
  4. 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.
  5. 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.
  6. Hochdruckpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federteller (66) eine geringere Steifigkeit aufweist als die Rückstellfeder (68).
  7. 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.
  8. Hochdruckpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (50) zumindest im Bereich der Lagerung (54) der Rolle (52) mit einer Verschleißschutzschicht versehen ist.
EP04786760A 2003-11-25 2004-09-14 Hochdruckpumpe, insbesondere für eine kraftstoffeinspritzein richtung einer brennkraftmaschine Active EP1697636B1 (de)

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