EP2526284A1 - Hochdruckpumpe - Google Patents

Hochdruckpumpe

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Publication number
EP2526284A1
EP2526284A1 EP10798126A EP10798126A EP2526284A1 EP 2526284 A1 EP2526284 A1 EP 2526284A1 EP 10798126 A EP10798126 A EP 10798126A EP 10798126 A EP10798126 A EP 10798126A EP 2526284 A1 EP2526284 A1 EP 2526284A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
pressure
pressure pump
piston
around
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10798126A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Eberhard Maier
Markus Grieb
Frank Scholz
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2526284A1 publication Critical patent/EP2526284A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M59/02—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
    • F02M59/10—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 the piston-drive
    • F02M59/102—Mechanical drive, e.g. tappets or cams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B1/0408—Pistons
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    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F04B1/0421—Cylinders

Definitions

  • the present invention relates to a high-pressure pump for a fuel injection device of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • radial piston with one or more pump pistons are used, which indirectly from a drive shaft, for example via a cam or an eccentric in a
  • Stroke movement are offset to perform a suction stroke, during which fuel is sucked into a pump working space of the high-pressure pump, and a pressure stroke in which the sucked fuel is compressed and output to the high-pressure accumulator of the common rail system.
  • Such a radial piston pump for high-pressure fuel supply in common rail injection systems is z. B. from DE 102 21 305 A1.
  • the radial piston pump has a plurality of pump elements radially arranged with respect to a drive shaft mounted in a pump housing, which are actuated by the drive shaft and each have a suction side and a high-pressure side.
  • the pump elements are also connected to high pressure passages in the pump housing which each connect the high pressure side of a pump element to a high pressure port.
  • Another known from the prior art high-pressure pump is in DE 10th
  • the high-pressure pump being designed either as a radial or in-line piston pump can be formed.
  • the high-pressure pump has a pump assembly and a drive shaft, wherein on the drive shaft of the pump assembly associated cam is provided.
  • the pump assembly comprises a piston and a plunger body, wherein the piston is drivable by the cams of the drive shaft by means of the plunger body.
  • the high-pressure pumps known in the prior art are designed such that in the pump working chamber a dead space volume extends around a top dead center of the pump piston, wherein a concentric relief groove is provided around the pump piston.
  • a high-pressure pump for a fuel injection device of an internal combustion engine, which has at least one pump element with a pump piston, which is arranged in a pump working space and indirectly driven by the rotation of a drive shaft in a lifting movement in a substantially radial direction to a rotation axis of the drive shaft a dead space volume is eccentrically formed in the pump working space around the pump piston. Due to the eccentric design of the dead space around the pump piston around this is reduced, and thus the unwanted heat generation, the
  • the pump element is formed in a cylinder head of the high-pressure pump.
  • an undercut in the cylinder head is provided around a top dead center of the pump piston.
  • the undercut is formed eccentrically around the pump piston.
  • the pump working space is connected to a fuel discharge passage through which high-pressure fuel is discharged from the high-pressure pump.
  • the eccentricity of the undercut around the pump piston is designed such that the dead space volume opposite the fuel drain channel is reduced, in particular removed.
  • the "rear" dead space volume opposite the fuel drain channel or the dead space on the side facing away from the outlet is technically superfluous and detrimental to the efficiency of the high pressure generation Since the flow of fuel in the pump working space is concentrated mainly on the outflow side, the elimination of the rear dead space volume remains without major effects that could be critical to high pressure pumping or the life of the high pressure pump By reducing or completely eliminating in particular this technically redundant back dead volume, the efficiency of high pressure generation is further enhanced.
  • the undercut is produced by milling.
  • the undercut is produced by milling.
  • the radially delivered cutter can be varied, so that for example present in a magazine milling cutters can be used for the production.
  • the Position of the eccentric undercut by milling is well integrated into the production process of the high-pressure pump, since the milling process is performed in the soft tissue processing.
  • a radial gap between the pump piston and a cylinder bore in the cylinder head in the region of the fuel drain channel is up to 0.6 mm, in particular between 0.35 mm and 0.5 mm.
  • the gap can optionally be increased or varied depending on the geometric capacity of the high-pressure pump. This pressure increase is advantageously kept low according to the embodiment and is for example at a radial gap of 0.35 mm below 10 bar. At an operating pressure of the high-pressure pump of about 1600 bar to 2000 bar, this represents a comparatively very small pressure increase and thus an acceptable value.
  • the pressure increase occurring during the delivery occurs at non-critical points of the high-pressure pump.
  • the high-pressure pump is designed as a radial piston pump.
  • the radial piston pump is preferably used in the diesel injection area, in particular in common rail systems. However, it can also be used in motor vehicles that do not work with diesel injection technology.
  • Fig. 1A is a section through a portion of a high-pressure pump according to the prior art
  • FIG. 1B is an enlarged detail of Fig. 1A;
  • FIG. 2 shows a detail of a high-pressure pump according to an embodiment;
  • FIG 3 shows a further detail of a high-pressure pump according to an embodiment.
  • Fig. 1 is a section through a portion of a high-pressure pump 1 for a fuel injection device of an internal combustion engine according to the prior art.
  • the high pressure pump 1 shown here is a radial piston pump and is used in a common rail system.
  • the high pressure pump 1 comprises a housing 2, in which a rotationally driven drive shaft 3 is arranged, which is designed as a camshaft.
  • the high-pressure pump 1 has at least one or more arranged in each case a cylinder head 8 pump elements 4, each with a pump piston 5, which is driven by a cam 6 of the drive shaft 3 indirectly in a lifting movement in at least approximately radial direction to a rotation axis 7 of the drive shaft 3.
  • the pump piston 5 is guided in a cylinder bore 9 in a shaft portion 10 of the cylinder head 8 and slidably limited with its drive shaft 3 facing away from the end face in the cylinder bore 9 a pump working space 1 first Around the shaft portion 10 around a spring 12 is arranged.
  • the pump working space 1 1 has (not shown) via a running in the housing 2 fuel inlet channel a connection with a fuel feed, for example, a feed pump.
  • a fuel feed for example, a feed pump.
  • an opening into the pump working chamber 1 1 inlet valve 13 is arranged.
  • the pump working chamber 1 1 also has a connection extending in the cylinder head 8 fuel drain passage 14 with an outlet, which is connected for example with a high-pressure accumulator 15.
  • With the high-pressure accumulator 15 one or more preferably arranged on the cylinders of the internal combustion engine injectors 16 are connected, injected by the fuel in the cylinder of the internal combustion engine becomes.
  • an opening from the pump working chamber 1 1 outlet valve 17 is arranged.
  • the pump element 4 is associated with a plunger assembly, via which the pump piston 5 is supported on the cam 6 of the drive shaft 3.
  • the plunger assembly includes a hollow cylindrical plunger body 18 which is slidably guided in a bore 19.
  • the pump piston 5 has a smaller diameter than the plunger body 18 and protrudes with its the pump working space 1 1 facing away from the end of the cylinder bore 9 and into the plunger body 18 inside.
  • the pump piston 5 may have a piston foot 20 which is larger in diameter than its remaining area.
  • the plunger assembly and the pump piston 5 are pressed by the prestressed spring 12 to the cam 6 of the drive shaft 3 out.
  • the spring 12 is formed as the pump piston 5 surrounding and projecting into the plunger body 18 helical compression spring.
  • the spring 12 is supported on the one hand on the cylinder head 8 and on the other hand on a spring plate 21.
  • the spring plate 21 is connected to the pump piston 5 and is located on a side facing away from a roller shoe 22 of the annular web (not shown in detail here).
  • the spring 12 thus acts on the spring plate 21 both on the pump piston 5 and on the plunger body 18 to press them as described above, against the cam 6 of the drive shaft 3.
  • a cylindrical roller 23 is rotatably mounted in a cylinder-section-shaped receptacle on the cam 6 of the drive shaft 3 facing side of the roller shoe 22.
  • FIG. 1B shows an enlarged section of FIG. 1A, indicated by reference numeral 24 in FIG. 1A, in the area of the pump working space 11.
  • the pump working space 1 1 is in the manner described above by the pump piston 5 with its end facing away from the drive shaft 3 in the
  • Cylinder bore 9 limited.
  • the pump piston 5 is shown here in a position at a top dead center, wherein the direction of movement of the pump piston 5 is indicated in the cylinder bore 9 in the subsequent then caused by the rotational movement of the drive shaft 3 downward movement by the arrow 25.
  • a dead space volume 27 can be seen, which also extends along the pump piston 5 around the annular undercut 28.
  • the gap 29, which is present between the outer circumference of the pump piston 5 and the inner wall of Zylinderborhung 9 here is 0.23 mm.
  • a rear dead volume 27 ' which is located on the side facing away from the fuel drain channel 14, technically superfluous.
  • FIG. 2 shows a section of a high-pressure pump 1 according to an embodiment, wherein the dead space volume 27 is executed eccentrically around the pump piston 5.
  • Reference number 30 schematically indicates the diameter D of 5 mm of a radially supplied milling cutter for producing the eccentric design of the dead space volume 27.
  • the rear dead space volume 27 'shown in FIG. 1B is opposite to the fuel drain channel 14, by providing a eccentric undercut 28 has been eliminated.
  • FIG. 3 shows a further detail of a high-pressure pump 1 according to an embodiment, wherein the undercut 28 is designed eccentrically around the pump piston 5.
  • the undercut 28 is designed eccentrically around the pump piston 5.
  • it is about the outer Circumference of the pump piston 5 around only a Totraumvolumen 27 formed between a portion of the outer periphery of the pump piston 5 and the cylinder bore, not shown here, which is on the side of the fuel drain channel (also not shown here, see Fig. 1 B).
  • the double arrows marked Di, D 2 and D 3 indicate respective first, second and third diameters in the indicated directions, where Di is 6.5 mm, D 2 is 5 mm and D 3 is 7.2 mm.
  • the height H of the undercut 28 in the embodiment is 8.73 mm.
  • the high-pressure pump 1, in which a rear, the fuel drain passage opposite dead space volume is eliminated by providing the eccentric undercut around the pump piston around, has an improved delivery characteristics with significantly increased delivery rate.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe (1) für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine, welche zumindest ein Pumpenelement (4) mit einem Pumpenkolben (5) aufweist, welcher in einem Pumpenarbeitsraum (11) angeordnet ist und durch die Drehung einer Antriebswelle (3) mittelbar in einer Hubbewegung in im Wesentlichen radialer Richtung zu einer Drehachse (7) der Antriebswelle (3) angetrieben wird, wobei ein Totraumvolumen (27) in dem Pumpenarbeitsraum (11) um den Pumpenkolben (5) herum exzentrisch ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Titel
Hochdruckpumpe Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Zum Beaufschlagen des Kraftstoffs in einem Kraftstoffeinspritzsystem, wie beispielsweise in einem Common Rail System, werden unter anderem Radialkolben mit einem oder mehreren Pumpenkolben eingesetzt, welche von einer Antriebs- welle mittelbar beispielsweise über einen Nocken oder einen Exzenter in eine
Hubbewegung versetzt werden, um einen Saughub, während welchem Kraftstoff in einen Pumpenarbeitsraum der Hochdruckpumpe eingesaugt wird, und einen Druckhub auszuführen, in welchem der angesaugte Kraftstoff komprimiert wird und an den Hochdruckspeicher des Common Rail Systems ausgegeben wird.
Eine derartige Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei Common Rail Einspritzsystemen ist z. B. aus DE 102 21 305 A1 bekannt. Die Radialkolbenpumpe weist mehrere bezüglich einer in einem Pumpengehäuse gelagerten Antriebswelle radial angeordnete Pumpenelemente auf, die von der An- triebswelle betätigt werden und je eine Saugseite und eine Hochdruckseite aufweisen. Die Pumpenelemente sind darüber hinaus mit Hochdruckkanälen im Pumpengehäuse verbunden, die jeweils die Hochdruckseite eines Pumpenelements mit einem Hochdruckanschluss verbinden. Eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte Hochdruckpumpe ist in DE 10
2008 001 890 A1 beschrieben, wobei die Hochdruckpumpe entweder als Radial- oder Reihenkolbenpumpe ausgebildet sein kann. Die Hochdruckpumpe weist eine Pumpenbaugruppe und eine Antriebwelle auf, wobei an der Antriebswelle ein der Pumpenbaugruppe zugeordneter Nocken vorgesehen ist. Die Pumpenbaugruppe umfasst einen Kolben und einen Stößelkörper, wobei der Kolben von den Nocken der Antriebswelle mittels des Stößelkörpers antreibbar ist.
Die im Stand der Technik bekannten Hochdruckpumpen sind dabei derartig ausgebildet, dass sich im Pumpenarbeitsraum ein Totraumvolumen um einen oberen Totpunkt des Pumpenkolbens herum erstreckt, wobei um den Pumpenkolben herum ein konzentrischer Freistich vorgesehen ist. Während des Betriebs der
Hochdruckpumpe wird der Kraftstoff in dem Totraumvolumen komprimiert und entspannt, wodurch eine unerwünschte Wärmeentwicklung und ein Effizienzverlust entsteht. Daher ist es erforderlich, eine Hochdruckpumpe zu schaffen, bei welcher das
Totraumvolumen und der damit verbundene Effizienzverlust reduziert wird.
Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäß wird eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine vorgesehen, welche zumindest ein Pumpenelement mit einem Pumpenkolben aufweist, welcher in einem Pumpenarbeitsraum angeordnet ist und durch die Drehung einer Antriebswelle mittelbar in einer Hubbewegung in im Wesentlichen radialer Richtung zu einer Drehachse der Antriebswelle angetrieben wird, wobei ein Totraumvolumen in dem Pumpenarbeitsraum um den Pumpenkolben herum exzentrisch ausgebildet ist. Durch die exzentrische Ausbildung des Totraumvolumens um den Pumpenkolben herum wird dieses reduziert, und somit auch die unerwünschte Wärmeentwicklung, wobei die
Effizienz der Hochdruckpumpe während der Hochdruckerzeugung gesteigert wird. Durch die exzentrische Ausbildung des Totraumvolumens um den Pumpenkolben herum wird insgesamt die Fördercharakteristik der Hochdruckpumpe verbessert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Pumpenelement in einem Zylinderkopf der Hochdruckpumpe ausgebildet.
Gemäß noch einer bevorzugten Ausführungsform ist um einen oberen Totpunkt des Pumpenkolbens herum ein Freistich in dem Zylinderkopf vorgesehen.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Freistich exzentrisch um den Pumpenkolben herum ausgebildet. Hierdurch wird, wie bereits ausgeführt, das Totraumvolumen reduziert und die Effizienz bei der Hochdruckerzeugung gesteigert.
Vorzugsweise ist der Pumpenarbeitsraum mit einem Kraftstoffablaufkanal verbunden, durch welchen mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff aus der Hochdruckpumpe abgeleitet wird.
Noch bevorzugter ist es, wenn die Exzentrizität des Freistichs um den Pumpenkolben herum derartig ausgebildet ist, dass das Totraumvolumen gegenüberliegend dem Kraftstoffablaufkanal verringert wird, insbesondere entfernt wird. Das „hintere" Totraumvolumen gegenüberliegend dem Kraftstoffablaufkanal bzw. der Totraum auf der dem Auslass abgewandten Seite ist technisch überflüssig und schädlich für die Effizienz der Hochdruckerzeugung. Da die Strömung des Kraftstoffs im Pumpenarbeitsraum sich vorwiegend auf die Abflussseite konzentriert, bleibt insbesondere die Eliminierung des hinteren Totraumvolumens ohne große Auswirkungen, die kritisch für die Hochdruckerzeugung oder die Lebensdauer der Hochdruckpumpe sein könnten. Durch Verringern bzw. komplettes Eliminieren insbesondere dieses technisch überflüssigen hinteren Totraumvolumens wird die Effizienz der Hochdruckerzeugung noch weiter verbessert.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Freistich durch Fräsen hergestellt. Insbesondere kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform durch exzentrische Ausführung der Freistellung einer radialen Zustellung eines Fräsers in Richtung des Hochdruckabflusses der hintere Teil bzw. das hintere Totraumvolumen des gemäß dem Stand der Technik derzeit verwendeten ringförmigen Freistichs kann entfallen bzw. kann deutlich minimiert werden. Der radial zugestellte Fräser kann variiert werden, so dass beispielsweise in einem Magazin vorhandene Fräser zur Herstellung verwendet werden können. Die Her- Stellung des exzentrischen Freistichs mittels Fräsen ist gut in den Herstellungsablauf der Hochdruckpumpe integrierbar, da der Fräsvorgang in der Weichteilbearbeitung vorgenommen wird. Es ist jedoch auch jegliches vergleichbares Herstellungsverfahren, mittels welchem ein exzentrischer Freistich im hinteren Totraumvolumen hergestellt werden kann, einsetzbar.
Vorzugsweise liegt ein radiales Spaltmaß zwischen dem Pumpenkolben und einer Zylinderbohrung in dem Zylinderkopf im Bereich des Kraftstoffablaufkanals bei bis zu 0,6 mm, insbesondere zwischen 0,35 mm und 0,5 mm. Um die Drucküberhöhung im Hochdruckbereich durch Drosseleffekte zum Kraftstoffablaufkanal beim Förderhub der Hochdruckpumpe zu reduzieren, kann das Spaltmaß optional je nach geometrischer Förderleistung der Hochdruckpumpe vergrößert bzw. variiert werden. Diese Drucküberhöhung wird gemäß der Ausführungsform vorteilhafter weise gering gehalten und liegt beispielsweise bei einem radialen Spaltmaß von 0,35 mm unterhalb von 10 bar. Bei einem Betriebsdruck der Hochdruckpumpe von ca. 1600 bar bis 2000 bar stellt dies eine vergleichsweise sehr kleine Drucküberhöhung und somit einen akzeptabler Wert dar. Darüber hinaus tritt die beim Förderhub entstehende Drucküberhöhung an unkritischen Stellen der Hochdruckpumpe auf.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Hochdruckpumpe als Radialkolbenpumpe ausgebildet. Vorzugsweise wird die Radialkolbenpumpe im Dieseleinspritzbereich, insbesondere in Common Rail Systemen, eingesetzt. Sie kann jedoch auch in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, die nicht mit Dieseleinspritztechnik arbeiten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1A einen Schnitt durch einen Abschnitt einer Hochdruckpumpe gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 1 B einen vergrößerten Ausschnitt von Fig. 1A; Fig. 2 einen Ausschnitt einer Hochdruckpumpe gemäß einer Ausführungsform; und
Fig. 3 einen weiteren Ausschnitt einer Hochdruckpumpe gemäß einer Ausfüh- rungsform.
Ausführungsformen der Erfindung
In Fig. 1 ist ein Schnitt durch einen Abschnitt einer Hochdruckpumpe 1 für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Die hier dargestellte Hochdruckpumpe 1 ist eine Radialkolbenpumpe und wird in einem Common Rail System verwendet.
Die Hochdruckpumpe 1 gemäß dem Stand der Technik weist ein Gehäuse 2 auf, in dem eine rotierend angetriebene Antriebswelle 3 angeordnet ist, die als Nockenwelle ausgebildet ist. Die Hochdruckpumpe 1 weist wenigstens ein oder mehrere in jeweils einem Zylinderkopf 8 angeordnete Pumpenelemente 4 mit jeweils einem Pumpenkolben 5 auf, der durch einen Nocken 6 der Antriebswelle 3 mittelbar in einer Hubbewegung in zumindest annähernd radialer Richtung zu einer Drehachse 7 der Antriebswelle 3 angetrieben wird. Der Pumpenkolben 5 ist in einer Zylinderbohrung 9 in einem Schaftabschnitt 10 des Zylinderkopfs 8 dicht verschiebbar geführt und begrenzt mit seiner der Antriebswelle 3 abgewandten Stirnseite in der Zylinderbohrung 9 einen Pumpenarbeitsraum 1 1 . Um den Schaftabschnitt 10 herum ist eine Feder 12 angeordnet.
Der Pumpenarbeitsraum 1 1 weist über einen im Gehäuse 2 verlaufenden Kraftstoffzulaufkanal (nicht dargestellt) eine Verbindung mit einem Kraftstoffzulauf beispielsweise einer Förderpumpe auf. An der Mündung des Kraftstoffzulaufkanals in den Pumpenarbeitsraum 1 1 ist ein in den Pumpenarbeitsraum 1 1 öffnendes Einlassventil 13 angeordnet. Der Pumpenarbeitsraum 1 1 weist außerdem über einen im Zylinderkopf 8 verlaufenden Kraftstoffablaufkanal 14 eine Verbindung mit einem Auslass auf, der beispielsweise mit einem Hochdruckspeicher 15 verbunden ist. Mit dem Hochdruckspeicher 15 sind ein oder vorzugsweise mehrere an den Zylindern der Brennkraftmaschine angeordnete Injektoren 16 verbunden, durch die Kraftstoff in die Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. An der Mündung des Kraftstoffablaufkanals 14 in den Pumpenarbeitsraum 1 1 ist ein aus dem Pumpenarbeitsraum 1 1 öffnendes Auslassventil 17 angeordnet.
Dem Pumpenelement 4 ist eine Stößelbaugruppe zugeordnet, über die sich der Pumpenkolben 5 am Nocken 6 der Antriebswelle 3 abstützt. Die Stößelbaugruppe umfasst einen hohlzylindrischen Stößelkörper 18, der in einer Bohrung 19 verschiebbar geführt ist. Der Pumpenkolben 5 weist einen kleineren Durchmesser auf als der Stößelkörper 18 und ragt mit seinem dem Pumpenarbeitsraum 1 1 abgewandten Endbereich aus der Zylinderbohrung 9 heraus und in den Stößelkörper 18 hinein. An seinem dem Pumpenarbeitsraum 1 1 abgewandten Ende kann der Pumpenkolben 5 einen im Durchmesser gegenüber seinem übrigen Bereich vergrößerten Kolbenfuß 20 aufweisen.
Die Stößelbaugruppe und der Pumpenkolben 5 werden durch die vorgespannte Feder 12 zum Nocken 6 der Antriebswelle 3 hin gedrückt. Die Feder 12 ist als den Pumpenkolben 5 umgebende und in den Stößelkörper 18 hineinragende Schraubendruckfeder ausgebildet. Die Feder 12 stützt sich einerseits am Zylinderkopf 8 und andererseits an einem Federteller 21 ab. Der Federteller 21 ist mit dem Pumpenkolben 5 verbunden und liegt auf einer einem Rollenschuh 22 abgewandten Seite des Ringstegs (hier nicht im Detail dargestellt) an. Die Feder 12 wirkt somit über den Federteller 21 sowohl auf den Pumpenkolben 5 als auch auf den Stößelkörper 18, um diese wie oben beschrieben, gegen den Nocken 6 der Antriebswelle 3 zu drücken. In den Stößelkörper 18 ist von dessen der Antriebswelle 3 zugewandter Seite her der Rollenschuh 22 eingefügt. Im Rollenschuh 22 ist in einer zylinderabschnittförmigen Aufnahme auf der dem Nocken 6 der Antriebswelle 3 zugewandten Seite des Rollenschuhs 22 eine zylindrische Rolle 23 drehbar gelagert.
Bei Drehung der Antriebswelle 3 um die Drehachse 7 her die Drehbewegung somit über den Nocken 6 und die Stößelbaugruppe auf den Pumpenkolben 5 übertragen, um diesen auf und ab zu bewegen, wodurch entsprechen ein Saughub zum Fördern des Kraftstoffs in das Pumpenelement und ein Druckhub zum Verdichten des in das Pumpenelement geförderten Kraftstoffs ausgeführt wird. Der verdichtete bzw. mit Druck beaufschlagte Kraftstoff wird dann über das Auslassventil 17 dem Hochdruckspeicher 15 zugeführt. Fig. 1 B zeigt einen vergrößerten, in Fig. 1A durch Bezugszeichen 24 gekennzeichneten Ausschnitt von Fig. 1A im Bereich des Pumpenarbeitsraums 1 1 . Der Pumpenarbeitsraum 1 1 wird auf die oben beschriebene Art und Weise durch den Pumpenkolben 5 mit seiner der Antriebswelle 3 abgewandten Stirnseite in der
Zylinderbohrung 9 begrenzt. Der Pumpenkolben 5 ist hier in einer Position an einem oberen Totpunkt dargestellt, wobei die Bewegungsrichtung des Pumpenkolbens 5 in der Zylinderbohrung 9 bei der sich dann anschließenden durch die Drehbewegung der Antriebswelle 3 verursachten Abwärtsbewegung durch den Pfeil 25 angedeutet ist. Darüber hinaus ist in der Figur der Kraftstoffablaufkanal
14 erkennbar, durch den der beim Druckhub des Pumpenkolbens 5 mit Hochdruck beaufschlage Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 1 1 abgeleitet wird. Die Strömungsrichtung des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs ist durch den Pfeil 26 angedeutet. Oberhalb des sich am oberen Totpunkt befindenden Pum- penkolbens 5 ist ein Totraumvolumen 27 erkennbar, welches sich ebenfalls entlang des Pumpenkolbens 5 um den ringförmigen Freistich 28 erstreckt. Das Spaltmass 29, welches zwischen dem äußeren Umfang des Pumpenkolbens 5 und der Innenwand der Zylinderborhung 9 vorhanden ist, beträgt hier 0,23 mm. Wie bereits diskutiert, ist ein hinteres Totraumvolumen 27', welches sich auf der dem Kraftstoffablaufkanal 14 abgewandten Seite befindet, technisch überflüssig.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt einer Hochdruckpumpe 1 gemäß einer Ausführungsform, wobei das Totraumvolumen 27 um den Pumpenkolben 5 herum exzentrisch ausgeführt ist. Bezugszeichen 30 kennzeichnet dabei schematisch den Durchmesser D von 5 mm eines radial zugestellten Fräsers zur Herstellung der exzentrischen Ausbildung des Totraumvolumens 27. Wie erkennbar ist, ist das in Fig. 1 B dargestellte hintere Totraumvolumen 27', welches dem Kraftstoffablaufkanal 14 gegenüberliegt, durch Vorsehen eines exzentrischen Freistichs 28 eliminiert worden. Dagegen beträgt ein Spaltmaß 29, welches zwischen dem äuße- ren Umfang des Pumpenkolbens 5 und der Innenwand der Zylinderborhung 9 an der dem Kraftstoffablaufkanal 14 zugewandten Seite vorhanden ist, hier 0,35 mm.
Fig. 3 zeigt einen weiteren Ausschnitt einer Hochdruckpumpe 1 gemäß einer Ausführungsform, wobei der Freistich 28 um den Pumpenkolben 5 herum exzentrisch ausgeführt ist. Wie in der Figur erkennbar ist, wird dabei um den äußeren Umfang des Pumpenkolbens 5 herum lediglich ein Totraumvolumen 27 zwischen einem Abschnitt des äußeren Umfangs des Pumpenkolbens 5 und der hier nicht dargestellten Zylinderbohrung gebildet, welcher sich auf der Seite des Kraftstoffablaufkanals (hier ebenfalls nicht dargestellt, siehe Fig. 1 B) befindet. Die mit D-i , D2 und D3 gekennzeichneten Doppelpfeile zeigen einen jeweiligen ersten, zweiten und dritten Durchmesser in den eingezeichneten Richtungen an, wobei D-i 6,5 mm, D2 5 mm und D3 7,2 mm beträgt. Die Höhe H des Freistichs 28 beträgt in der Ausführungsform 8,73 mm. Die Hochdruckpumpe 1 , bei welcher ein hinteres, dem Kraftstoffablaufkanal gegenüberliegendes Totraumvolumen durch Vorsehen des exzentrischen Freistichs um den Pumpenkolben herum eliminiert wird, weist eine verbesserte Fördercharakteristik mit deutlich erhöhter Förderrate auf.

Claims

Ansprüche
1 . Hochdruckpumpe (1 ) für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine, welche zumindest ein Pumpenelement (4) mit einem Pumpenkolben (5) aufweist, welcher in einem Pumpenarbeitsraum (1 1 ) angeordnet ist und durch die Drehung einer Antriebswelle (3) mittelbar in einer Hubbewegung in im Wesentlichen radialer Richtung zu einer Drehachse (7) der Antriebswelle (3) angetrieben wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Totraumvolumen (27) in dem Pumpenarbeitsraum (1 1 ) um den Pumpenkolben (5) herum exzentrisch ausgebildet ist.
2. Hochdruckpumpe (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Pumpenelement () in einem Zylinderkopf (8) der Hochdruckpumpe (1 ) ausgebildet ist.
3. Hochdruckpumpe (1 ) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
um einen oberen Totpunkt des Pumpenkolbens (5) herum ein Freistich (28) in dem Zylinderkopf (8) vorgesehen ist.
4. Hochdruckpumpe (1 ) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Freistich (38) exzentrisch um den Pumpenkolben (5) herum ausgebildet ist.
5. Hochdruckpumpe (1 ) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
der Pumpenarbeitsraum (1 1 ) mit einem Kraftstoffablaufkanal (14) verbunden ist, durch welchen mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff aus der Hochdruckpumpe (1 ) abgeleitet wird.
6. Hochdruckpumpe (1 ) nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die Exzentrizität des Freistichs (28) um den Pumpenkolben (5) herum derartig ausgebildet ist, dass das Totraumvolumen (27) gegenüberliegend dem Kraftstoffablaufkanal (14) verringert wird, insbesondere entfernt wird.
7. Hochdruckpumpe (1 ) nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
der Freistich (28) durch Fräsen hergestellt ist.
8. Hochdruckpumpe (1 ) nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
ein radiales Spaltmaß (29) zwischen dem Pumpenkolben und einer Zylinderbohrung (9) in dem Zylinderkopf (8), welches im Bereich des Kraftstoffablaufkanals (14) bis zu 0,6 mm liegt.
9. Hochdruckpumpe (1 ) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die Hochdruckpumpe (1 ) als Radialkolbenpumpe ausgebildet ist.
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