EP2627903A1 - Hochdruckpumpe für eine kraftstoffeinspritzvorrichtung - Google Patents

Hochdruckpumpe für eine kraftstoffeinspritzvorrichtung

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EP2627903A1
EP2627903A1 EP11754404.9A EP11754404A EP2627903A1 EP 2627903 A1 EP2627903 A1 EP 2627903A1 EP 11754404 A EP11754404 A EP 11754404A EP 2627903 A1 EP2627903 A1 EP 2627903A1
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EP
European Patent Office
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tappet
pressure pump
eccentric
pump
pump according
Prior art date
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Application number
EP11754404.9A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP2627903B1 (de
Inventor
Alfons Schoetz
Markus Schetter
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP2627903B1 publication Critical patent/EP2627903B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • 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
    • F04B1/0413—Cams
    • F04B1/0417—Cams consisting of two or more cylindrical elements, e.g. rollers
    • 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
    • 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
    • F04B1/0426—Arrangements for pressing the pistons against the actuated cam; Arrangements for connecting the pistons to the actuated cam
    • 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
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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 present invention relates to a high pressure pump of a fuel injection device, which can be used in particular for a common rail injection device of an internal combustion engine.
  • the high-pressure pump comprises a pump or drive shaft, which is rotationally rigidly connected to an eccentric and is in operative connection with a pump element.
  • the one bucket tappet, an element piston and a plunger spring enclosing pump element is associated with a housing bore of an engine block.
  • the element piston which is drive-connected to the eccentric via the cup tappet and can be moved in a cylinder bore, delimits a pump working chamber connected to a suction valve and a high-pressure valve.
  • Such high-pressure pumps are used in motor vehicle construction in order to achieve a necessary volume flow and required fluid pressure for a common-rail system.
  • the high-pressure pump is subject to heavy loads, in particular mechanical stresses, so that high demands are placed on the material and on the construction.
  • the bucket tappet operatively connected to an eccentric or a cam track effects a conversion from the rotational movement of the drive shaft into an oscillating stroke movement of an element or pump piston.
  • the lifting movement of the element piston can be divided into a suction and compression stroke.
  • fuel is sucked into a pump working space via a suction valve.
  • the fuel is compressed and conveyed via an open high-pressure valve in a memory (rail).
  • DE 101 57 076 A1 discloses a plunger piston for a high-pressure pump with a plunger, which includes an axially and radially guided roller and a piston fixedly connected to the plunger. To guide the roller on the plunger it is provided with a roller shoe in which the roller is rotatable and inserted with an axial play.
  • a high-pressure pump which has a drive shaft with eccentric, which cooperates with a pump element. Between the element piston and the eccentric, a support element or a roller shoe is arranged, in which a rotatably mounted, rolling on the eccentric roller is inserted.
  • a relatively large amount of wear due to increased friction between the directly operatively connected components arises.
  • the increased friction affects the rotational movement of the roller, whereby slippage between the roller and the eccentric can occur and the wear increases.
  • the object of the invention is to provide a high-pressure pump with a simplified, robust and friction-optimized drive connection between the eccentric and the bucket tappet, which withstands high mechanical loads and is easy to produce.
  • a drive connection between the bucket tappet and the eccentric comprises a rotatably mounted on the eccentric race on which the bucket tappet is non-positively supported.
  • the tappet is thus drivingly connected via the rotatably mounted race indirectly to the eccentric.
  • the eccentric enclosing and a relative movement to the eccentric exercising race advantageously causes a decoupled drive connection or power transmission between the tappet and the eccentric.
  • This arrangement reduces the transverse force absorption of the bucket tappet and consequently advantageously reduced lateral or transverse forces can be realized by the bucket tappet in its guide on the housing bore.
  • the inventive concept provides a simplified and robust drive connection between the eccentric and bucket tappets, the advantageous heavy loads, in particular mechanical stresses withstand, which has a positive effect on the life.
  • the friction-optimized drive connection is also independent of friction conditions, which were to be considered in previous solutions between a bucket tappet and eccentric, for example between a roller and an eccentric.
  • the inventive robust drive connection is insensitive to different
  • a further advantage of the invention is that the drive connection according to the invention can be transferred both to high-pressure pumps with a 1-fold cam system or eccentric system and to high-pressure pumps with a 2-fold cam system.
  • the friction connection according to the invention advantageously results in reduced friction.
  • the invention can advantageously be realized a permanent drive connection between the eccentric and the bucket tappet, which can also be used for highly dynamic systems with correspondingly high pump pressures and pump speeds.
  • the concept according to the invention which can be implemented easily, ensures reliable, precise operation, combined with low wear, which results in an overall increase in efficiency.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the bucket tappet on the drive side is associated with a designated also as a force receiving device sliding plate.
  • the preferably pressed into the cup tappet and fixed in position sliding plate is supported with a contact surface on the associated contact surface of the eccentric enclosing race, wherein the contact surfaces together form a contact zone.
  • the sliding plate is made of a material adapted to the given loads and lubricant conditions. To achieve a high wear resistance, it makes sense, for example, to produce the sliding plate made of hard metal or a ceramic material.
  • the tappet with integrated sliding plate is further characterized by a simplified and component-optimized
  • the tappet advantageously requires neither a position-oriented mounting position nor an anti-twist device, which simplifies assembly.
  • the inventive simplified and cost-optimized bucket tappet concept also offers a cost advantage over known solutions of tappets with roller shoe and integrated role.
  • the race is rotatably mounted on the eccentric shaft via a rolling bearing or sliding bearing.
  • a rolling bearing or sliding bearing By the use of commercial Wälz- or Plain bearings can be a robust, proven and inexpensive storage of the race on the eccentric shaft can be realized.
  • roller bearings are preferably cylindrical roller bearings, since the storage has to absorb any axial forces. Due to the small radial space required, it is preferable to use needle bearings for the bearing of the race.
  • Another particular embodiment of the invention is characterized in that at least one of the mutually facing contact surfaces of the sliding plate and the race is slightly convex or convex. This measure advantageously compensates for slight angular errors that can occur during production due to permissible position and / or shape tolerances.
  • the convexity also serves to reduce the contact area between the slide plate and the raceway to line contact, thereby advantageously reducing friction.
  • the invention further includes a coating of at least one contact surface with a friction-reducing material.
  • the high pressure pump designed as a plug-in pump is used as a structural unit with a plug-in pump body in a housing bore of the engine block.
  • a cylinder bore is introduced, which is intended to guide the element piston and at the same time forms the pump working space.
  • the structural design of the invention further includes different solutions for guiding the bucket tappet.
  • An outer guide of the tappet is preferred, in which a tappet body of the tappet is guided over a lateral surface in the housing bore of the engine block. This outer guide of the tappet prevents deformation of the guide of the element piston in the shaft portion.
  • a space-optimized arrangement of the plunger spring is also provided for the designed as a plug-pump high-pressure pump.
  • the plunger spring is supported on an integrated inside the cup tappet spring plate, wherein the plunger spring is guided over a greater length within the plunger body. The mutual spring end of the plunger spring is enclosed for guiding by a board of the plug-in pump body.
  • At least one preferably circumferential lubrication groove is introduced in a lateral surface of the tappet body, which are connected via associated passage bores with a plunger interior.
  • This measure has the effect that a lubricant, in particular the fuel delivered by the high-pressure pump, enters the annular gap which is established between the housing bore of the engine block and the lateral surface of the cup tappet.
  • the lubricant passes for cooling and lubrication in the defined by the race and the sliding plate contact zone of the drive connection between the eccentric and the bucket tappet.
  • the sliding plate of the tappet includes at least one flood hole.
  • Figure 1 is a sectional view of a high-pressure pump with a drive connection according to the invention between eccentric and bucket tappets.
  • a high-pressure pump 1 for a fuel injection device is one
  • Internal combustion engine is shown, which is preferably intended for a common rail injection system of a diesel internal combustion engine.
  • fuel under high pressure in a not shown in Fig. 1 memory (rail) is promoted. dert, from which the fuel is injected via fuel injectors targeted in associated combustion chambers of an internal combustion engine.
  • the high-pressure pump 1 forms a radial piston pump, which is used as a plug-in pump with a plug-in pump body 2 in an engine block 3 or housing.
  • the plug-in pump body 2 is adjoined by a low-pressure unit 4, which may also be referred to as a cylinder head.
  • a low-pressure unit 4 which may also be referred to as a cylinder head.
  • the drive shaft may be a shaft of the internal combustion engine, for example, the camshaft or a balancer shaft.
  • the eccentric 6 is surrounded by a race 9, which is rotatably mounted on the eccentric 6 via a roller bearing 10, in particular a needle bearing with cylindrical rolling elements 1 1 and which is drivingly connected to a tappet 13 of a pump element 8.
  • the pump element 8 comprises the bucket tappet 13, in which an element piston 12 or pump piston is held, as well as a tappet spring 14.
  • the cup tappet 13 is guided without rotation in a radially extending to the axis 5 of the drive shaft housing bore 16 of the engine block 3.
  • the cup tappet 13 is supported on the raceway 9 of the eccentric member 6 via a sliding plate 18 inserted in a form-fitting manner in a receptacle 17 of the cup tappet 5 and fixed in position.
  • In the operating state causes the rotating eccentric 6 in conjunction with the race 9, an oscillating movement of the tappet 13 and the associated element piston 12 which is guided in a cylinder bore 19 of a shaft portion 20 of the plug-in pump body 2.
  • the element piston 8 defines a pump working space 21 to which a suction valve 22 and a high-pressure valve 23 are assigned.
  • the suction valve 22 opens, whereby the pump working chamber 21 fuel from the low pressure unit 4 can be supplied.
  • a delivery stroke (upward movement) of the element piston 8 leads to the closure of the suction valve 22 and a fuel compression, before the fuel on the the function of a
  • Non-return valve exerting high-pressure valve 23 is conveyed in a further fuel line to a high-pressure accumulator (Rail).
  • the one restoring force on the tappet 13 triggering plunger spring 14 is supported between the plug-in pump body 2 and a spring plate 24 of the tappet 13 and causes a frictional support of the tappet 13 on the Running ring 9.
  • the plunger spring 14 surrounds the shaft portion 20 of the plug-in pump body 2, wherein a first spring end of the plunger spring 14 is enclosed by a board 25 of the plug-in pump body 2 and the further entering the tappet 13, supported on the spring plate 24 spring end on the outside of the plunger body 15 is enclosed.
  • the eccentric 6 enclosing raceway 9 is supported via a convex, convex contact surface 27 on a correspondingly shaped counter surface, the contact surface 28 of the sliding plate 18 of the tappet 13.
  • a friction-reducing coating at least one contact surface 27, 28 is additionally suitable.
  • the tappet 13 shows the tappet 13 as a single part in an enlarged view and illustrates further details.
  • the used in the tappet 13, for supporting the plunger spring 14 certain spring plate 24 simultaneously causes a support of the element piston 12 on the tappet 13.
  • the element piston 12 is inserted in a central opening 26 of the spring plate 24 and through an opening 26 cross-end board 35 secured. Since the plunger body 15 are guided in the engine block 3 and the element piston 12 in the shaft portion 20 and thus in separate components, the element piston 12 is preferably performed with a small angular error compensating clearance in the opening 26 of the spring plate 24.
  • Lubricant also in the direction of the eccentric 6 and applied for lubrication and cooling a contact zone 33 (Fig. 1) between the raceway 9 and the slide plate 18.
  • a plurality of flood bores 34 are introduced in the slide plate 18, which allow a flow of lubricant to targeted to lubricate and cool the components of the contact zone 33.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe (1) einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die insbesondere für eine Common-Rail-Einspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden kann. Die Hochdruckpumpe (1) umfasst eine Pumpen- oder Antriebswelle, die mit einem Exzenter (6) drehstarr verbunden ist sowie zumindest ein Pumpenelement (8). Das einen Tassenstößel (13), einen Elementkolben (12) sowie eine Stößelfeder (14) einschließende Pumpenelement (8) ist in einer Gehäusebohrung (16) eines Motorblocks (3) eingesetzt. Der von der Stößelfeder (14) beaufschlagte Tassenstößel (13) steht mit dem hubbeweglich in einer Zylinderbohrung (19) eines Schaftabschnitts (20) geführten Elementkolben (12) in Verbindung, der einen mit einem Saugventil (22) und einem Hochdruckventil (23) verbundenen Pumpenarbeitsraum (21) begrenzt. Eine Antriebsverbindung zwischen dem Tassenstößel (13) und dem Exzenter (6) umfasst einen drehbar auf dem Exzenter (6) gelagerten Laufring (9), an dem die Gleitplatte (18) des Tassenstößels (13) kraftschlüssig abgestützt ist.

Description

Beschreibung
Titel
Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtunq
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, die insbesondere für eine Common-Rail-Einspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden kann. Die Hochdruckpumpe umfasst eine Pumpen- oder Antriebswelle, die mit einem Exzenter drehstarr verbunden ist sowie mit einem Pumpen- element in einer Wirkverbindung steht. Das einen Tassenstößel, einen Elementkolben sowie eine Stößelfeder einschließende Pumpenelement ist einer Gehäusebohrung eines Motorblocks zugeordnet. Der mit dem Exzenter über den Tassenstößel antriebsverbundene und hubbeweglich in einer Zylinderbohrung geführte Elementkolben begrenzt einen mit einem Saugventil und einem Hochdruckventil verbundenen Pumpen- arbeitsraum.
Stand der Technik
Derartige Hochdruckpumpen werden im Kraftfahrzeugbau eingesetzt, um einen not- wendigen Volumenstrom und erforderlichen Fluiddruck für eine Common-Rail-
Kraftstoffeinrichtung bereit zu stellen. Die Hochdruckpumpe unterliegt starken Belastungen, insbesondere mechanischen Beanspruchungen, so dass an das Material und an die Konstruktion hohe Anforderungen gestellt werden. Der mit einem Exzenter oder einer Nockenbahn in Wirkverbindung stehende Tassenstößel bewirkt eine Umwand- lung von der Drehbewegung der Antriebswelle in eine oszillierende Hubbewegung eines Element- oder Pumpenkolbens. Die Hubbewegung des Elementkolbens kann in einen Saug- und Verdichtungshub unterteilt werden. Beim Saughub wird Kraftstoff über ein Saugventil in einen Pumpenarbeitsraum angesaugt. Bei dem sich anschließenden Verdichtungshub wird der Kraftstoff verdichtet und über ein geöffnetes Hochdruckventil in einen Speicher (Rail) gefördert. Aufgrund der sich einstellenden Reibung zwischen dem Elementkolben und einer Zylinderbohrung sowie einer Tassenstößelführung ist eine die Rückstellkraft ausübende Stößelfeder eingesetzt, die einen kraftschlüssigen Kontakt zwischen dem Tassenstößel und dem Exzenter herstellt. Die DE 101 57 076 A1 offenbart einen Stößelkolben für eine Hochdruckpumpe mit einem Stößel, der eine axial und radial geführte Rolle einschließt sowie einen mit dem Stößel fest verbundenen Kolben. Zur Führung der Rolle an dem Stößel ist dieser mit einem Rollenschuh versehen, in dem die Rolle mit einem axialen Spiel drehbar und eingesetzt ist.
Aus der DE 199 07 31 1 A1 ist eine Hochdruckpumpe bekannt, die eine Antriebswelle mit Exzenter aufweist, der mit einem Pumpenelement zusammenwirkt. Zwischen dem Elementkolben und dem Exzenter ist ein Stützelement oder ein Rollenschuh angeordnet, in dem eine drehbar gelagerte, auf dem Exzenter abrollende Rolle eingesetzt ist. Bei diesem Aufbau besteht die Gefahr, dass ein relativ großer Verschleiß aufgrund erhöhter Reibung zwischen den in einer unmittelbaren Wirkverbindung stehenden Bauteilen entsteht. Die erhöhte Reibung beeinflusst die Drehbewegung der Rolle, wodurch Schlupf zwischen der Rolle und dem Exzenter auftreten kann und der Verschleiß zunimmt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Hochdruckpumpe mit einer vereinfachten, robusten und reibungsoptimierten Antriebsverbindung zwischen dem Exzenter und dem Tassenstößel zu schaffen, die hohen mechanischen Belastungen standhält und einfach herstellbar ist.
Offenbarung der Erfindung Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Antriebsverbindung zwischen dem Tassenstößel und dem Exzenter einen drehbar auf dem Exzenter gelagerten Laufring um- fasst, an dem der Tassenstößel kraftschlüssig abgestützt ist. Der Tassenstößel ist somit über den drehbar gelagerten Laufring mittelbar mit dem Exzenter antriebsverbunden.
Der erfindungsgemäße, den Exzenter umschließende sowie eine Relativbewegung zu dem Exzenter ausübende Laufring bewirkt vorteilhaft eine entkoppelte Antriebsverbindung oder Kraftübertragung zwischen dem Tassenstößel und dem Exzenter. Diese Anordnung reduziert die Querkraftaufnahme des Tassenstößels und folglich lassen sich vorteilhaft reduzierte Seiten- oder Querkräfte vom Tassenstößel in dessen Führung an der Gehäusebohrung realisieren. Das erfindungsgemäße Konzept schafft eine vereinfachte und robuste Antriebsverbindung zwischen Exzenter und Tassenstößel, die vorteilhaft starken Belastungen, insbesondere mechanischen Beanspruchungen standhält, was sich positiv auf die Lebensdauer auswirkt. Die reibungsoptimierte Antriebsverbindung ist weiterhin unabhängig gegenüber Reibverhältnissen, die bei bisherigen Lösungen zwischen einem Tassenstößel und Exzenter zu berücksichtigen waren, beispielsweise zwischen einer Rolle und einem Exzenter. Außerdem ist die erfin- dungsgemäße robuste Antriebsverbindung unempfindlich gegenüber unterschiedlichen
Kraftstoffviskositäten .
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Antriebsverbindung gemäß der Erfindung sowohl auf Hochdruckpumpen mit einem 1 -fach Nockensystem oder Ex- zentersystem als auch auf Hochdruckpumpen mit einem 2-fach Nockensystem übertragbar ist. Im Vergleich zu bekannten Lösungen, bei denen der Tassenstößel über eine im Rollenschuh integrierte Rolle an dem Exzenter abgestützt ist, stellt sich durch die erfindungsgemäße Antriebsverbindung vorteilhaft eine reduzierte Reibung ein. Durch die Erfindung kann vorteilhaft eine dauerfeste Antriebsverbindung zwischen dem Ex- zenter und dem Tassenstößel realisiert werden, die auch für hochdynamische Systeme mit entsprechend hohen Pumpendrücken und Pumpendrehzahlen einsetzbar ist.
Gleichzeitig gewährt das erfindungsgemäße, einfach umsetzbare Konzept einen zuverlässigen, präzisen Betrieb, verbunden mit einem geringen Verschleiß, wodurch sich insgesamt eine Effizienzsteigerung einstellt.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass dem Tassenstößel an- triebsseitig eine auch als Kraftaufnahmeeinrichtung zu bezeichnende Gleitplatte zugeordnet ist. Die vorzugsweise in den Tassenstößel eingepresste und lagefixierte Gleitplatte ist mit einer Kontaktfläche an der zugehörigen Kontaktfläche des den Exzenter umschließenden Laufrings abgestützt, wobei die Kontaktflächen gemeinsam eine Kontaktzone bilden. Vorteilhaft ist die Gleitplatte aus einem an die gegebenen Belastungen und Schmierstoffverhältnisse angepassten Werkstoff hergestellt. Zur Erzielung einer hohen Verschleißfestigkeit bietet es sich beispielsweise an, die Gleitplatte aus Hartmetall oder einem keramischen Werkstoff herzustellen. Der Tassenstößel mit integrierter Gleitplatte zeichnet sich weiterhin aus durch einen vereinfachten und bauteiloptimierten
Aufbau. Bedingt durch die Gleitplatte benötigt der Tassenstößel vorteilhaft weder eine lageorientierte Einbaulage noch eine Verdrehsicherung, wodurch sich die Montage vereinfacht. Das erfindungsgemäße vereinfachte und kostenoptimierte Tassenstößel- konzept bietet außerdem gegenüber bekannten Lösungen von Tassenstößeln mit Rol- lenschuh und integrierter Rolle einen Kostenvorteil.
Zur Reibungsminimierung ist der Laufring über ein Wälzlager oder Gleitlager auf der Exzenterwelle drehbar gelagert. Durch die Verwendung handelsüblicher Wälz- oder Gleitlager kann eine robuste, bewährte und kostengünstige Lagerung des Laufrings auf der Exzenterwelle realisiert werden. Als Wälzlager eignen sich bevorzugt Zylinderrollenlager, da die Lagerung keine axialen Kräfte aufzunehmen hat. Aufgrund des geringen erforderlichen radialen Bauraums können für die Lagerung des Laufrings bevor- zugt Nadellager eingesetzt werden.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der zueinander gerichteten Kontaktflächen der Gleitplatte sowie des Laufrings leicht ballig oder konvex ausgebildet ist. Diese Maßnahme gleicht vor- teilhaft leichte Winkelfehler aus, die bei der Fertigung aufgrund zulässiger Lage- und / oder Formtoleranzen auftreten können. Die konvexe Ausbildung dient außerdem dazu, die Kontaktzone zwischen der Gleitplatte und dem Laufring bis auf einen Linienkontakt zu verkleinern, wodurch sich die Reibung vorteilhaft reduziert. Zur Erzielung einer erhöhten Lebensdauer der Antriebsverbindung ist erfindungsgemäß vorgesehen, zumindest eine Kontaktfläche des Laufrings oder der Gleitplatte mit einem Werkstoff hoher Verschleißfestigkeit zu beschichten. Alternativ oder ergänzend dazu schließt die Erfindung weiterhin eine Beschichtung zumindest einer Kontaktfläche mit einem reibungsmindernden Werkstoff ein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die als Steckpumpe ausgebildete Hochdruckpumpe als eine Baueinheit mit einem Steckpumpenkörper in einer Gehäusebohrung des Motorblocks eingesetzt. In einem Schaftabschnitt des Steckpumpenkörpers ist eine Zylinderbohrung eingebracht, die zur Führung des Elementkolbens bestimmt ist und die gleichzeitig den Pumpenarbeitsraum bildet. Vorteilhaft bietet die
Erfindung die Möglichkeit eine Hochdruckpumpe zu schaffen, bei der das Prinzip einer Steckpumpe mit einer Antriebsverbindung kombiniert ist, die einen auf der Exzenterwelle gelagerten Laufring sowie einen Tassenstößel mit integrierter Gleitplatte aufweist.
Der konstruktive Aufbau der Erfindung schließt weiterhin unterschiedliche Lösungen zur Führung des Tassenstößels ein. Bevorzugt ist eine äußere Führung des Tassenstößels, bei der ein Stößelkörper des Tassenstößels über eine Mantelfläche in der Gehäusebohrung des Motorblocks geführt ist. Diese Außenführung des Tassenstößels unterbindet eine Deformation der Führung des Elementkolbens in dem Schaftabschnitt.
Alternativ dazu bietet sich an, den Tassenstößel innenseitig an dem Schaftabschnitt des Steckpumpenkörpers zu führen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist für die als Steckpumpe ausgeführte Hochdruckpumpe außerdem eine bauraumoptimierte Anordnung der Stößelfeder vorgesehen. Dazu ist die Stößelfeder an einem innerhalb des Tassenstößels integrierten Federteller abgestützt, wobei die Stößelfeder über eine größere Länge innerhalb des Stößelkörpers geführt ist. Das gegenseitige Federende der Stößelfeder ist zur Führung von einem Bord des Steckpumpenkörpers umschlossen.
Zur gezielten und effektiven Schmierung der Führung des Tassenstößels in der Gehäusebohrung ist in einer Mantelfläche des Stößelkörpers zumindest eine bevorzugt umlaufende Schmiernut eingebracht, die über zugehörige Durchtrittsbohrungen mit einem Stößelinnenraum verbunden sind. Diese Maßnahme bewirkt, dass ein Schmierstoff, insbesondere der durch die Hochdruckpumpe geförderte Kraftstoff in den sich zwischen der Gehäusebohrung des Motorblocks und der Mantelfläche des Tassenstößels einstellenden Ringspalt eintritt. Dadurch kann eine optimale, reibungsmindernde Schmierung des Tassenstößels realisiert werden. Weiterhin gelangt der Schmierstoff zur Kühlung und Schmierung in die von dem Laufring und der Gleitplatte definierte Kontaktzone der Antriebsverbindung zwischen dem Exzenter und dem Tassenstößel. Als eine ergänzende Maßnahme zur Schmierstoffversorgung der Kontaktzone schließt die Gleitplatte des Tassenstößels zumindest eine Flutbohrung ein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben sind. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Hochdruckpumpe mit einer erfindungsgemäßen Antriebsverbindung zwischen Exzenter und Tassenstößel;
Fig. 2 als Einzelteilzeichnung den Tassenstößel gemäß Fig. 1.
In Figur 1 ist eine Hochdruckpumpe 1 für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer
Brennkraftmaschine dargestellt, die bevorzugt für ein Common-Rail-Einspritzsystem einer Diesel-Brennkraftmaschine bestimmt ist. Durch die Hochdruckpumpe 1 wird Kraftstoff unter Hochdruck in einen in Fig. 1 nicht abgebildeten Speicher (Rail) geför- dert, aus dem der Kraftstoff über Kraftstoffinjektoren gezielt in zugeordnete Brennräume einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Die Hochdruckpumpe 1 bildet eine Radialkolbenpumpe, die als Steckpumpe mit einem Steckpumpenkörper 2 in einem Motorblock 3 oder Gehäuse eingesetzt ist. An den Steckpumpenkörper 2 schließt sich ei- ne auch als Zylinderkopf zu bezeichnende Niederdruckeinheit 4 an. Eine im Motorblock
3 drehbare Antriebswelle mit einer Achse 5 ist mit einem Exzenter 6 verbunden, dessen Mittelachse 7 eine Exzentrizität S gegenüber der Achse 5 aufweist. Die Antriebswelle kann eine Welle der Brennkraftmaschine sein, beispielsweise deren Nockenwelle oder eine Ausgleichswelle.
Der Exzenter 6 ist von einem Laufring 9 umschlossen, der über ein Wälzlager 10, insbesondere ein Nadellager, mit zylindrischen Wälzkörpern 1 1 drehbar auf dem Exzenter 6 gelagert ist und der mit einem Tassenstößel 13 eines Pumpenelements 8 antriebsverbunden ist. Das Pumpenelement 8 umfasst den Tassenstößel 13, in dem ein Ele- mentkolben 12 oder Pumpenkolben gehalten ist sowie eine Stößelfeder 14. Über einen
Stößelkörper 15 ist der Tassenstößel 13 ohne eine Verdrehsicherung in einer radial zur Achse 5 der Antriebswelle verlaufenden Gehäusebohrung 16 des Motorblocks 3 geführt. Über eine formschlüssig in einer Aufnahme 17 des Tassenstößels 5 eingesetzten und lagefixierten Gleitplatte 18 ist der Tassenstößel 13 an dem Laufring 9 des Exzen- ters 6 abgestützt. Im Betriebszustand bewirkt der rotierende Exzenter 6 in Verbindung mit dem Laufring 9 eine oszillierende Bewegung des Tassenstößels 13 und des damit verbundenen Elementkolbens 12, der in einer Zylinderbohrung 19 eines Schaftabschnitts 20 des Steckpumpenkörpers 2 geführt ist. Der Elementkolben 8 begrenzt einen Pumpenarbeitsraum 21 , dem ein Saugventil 22 sowie ein Hochdruckventil 23 zugeordnet ist. Bei einem Saughub (Abwärtsbewegung) des Elementkolbens 8 öffnet sich das Saugventil 22, wodurch dem Pumpenarbeitsraum 21 Kraftstoff aus der Niederdruckeinheit 4 zugeführt werden kann. Ein Förderhub (Aufwärtsbewegung) des Elementkolbens 8 führt zur Schließung des Saugventils 22 und einer Kraftstoffkomprimierung, bevor der Kraftstoff über ein die Funktion eines
Rückschlagventils ausübendes Hochdruckventil 23 in eine weiterführende Kraftstoffleitung zu einem Hochdruckspeicher (Rail) gefördert wird. Eine Exzentrizität S zwischen der Achse 5 der Antriebs- oder Pumpenwelle zu der Mittelachse 7 des Exzenters 6 bestimmt gleichzeitig einen maximalen Hub des Elementkolbens 12.
Die eine Rückstellkraft auf den Tassenstößel 13 auslösende Stößelfeder 14 ist zwischen dem Steckpumpenkörper 2 und einem Federteller 24 des Tassenstößels 13 abgestützt und bewirkt eine kraftschlüssige Abstützung des Tassenstößels 13 an dem Laufring 9. Dabei umschließt die Stößelfeder 14 den Schaftabschnitt 20 des Steckpumpenkörpers 2, wobei ein erstes Federende der Stößelfeder 14 von einem Bord 25 des Steckpumpenkörpers 2 umschlossen ist und das weitere in den Tassenstößel 13 eintretende, an dem Federteller 24 abgestützte Federende außenseitig von dem Stößelkörper 15 umschlossen wird.
Zum Ausgleich von kleinen Winkelfehlern, beispielsweise bedingt durch Fertigungstoleranzen einzelner Bauteile, ist der den Exzenter 6 umschließende Laufring 9 über eine ballige, konvexe Kontaktfläche 27 an einer entsprechend gestalteten Gegenfläche, der Kontaktfläche 28 der Gleitplatte 18 des Tassenstößels 13 abgestützt. Zur Erzielung optimaler Reibungsverhältnisse bietet sich ergänzend dazu eine reibungsmindernde Be- schichtung zumindest einer Kontaktfläche 27, 28 an.
Die Figur 2 zeigt den Tassenstößel 13 als Einzelteil in einer vergrößerten Darstellung und verdeutlicht weitere Details. Der in dem Tassenstößel 13 eingesetzte, zur AbStützung der Stößelfeder 14 bestimmte Federteller 24 bewirkt gleichzeitig eine Halterung des Elementkolbens 12 an dem Tassenstößel 13. Dazu ist der Elementkolben 12 in einer zentralen Öffnung 26 des Federtellers 24 eingesetzt und durch einen die Öffnung 26 übergreifenden endseitigen Bord 35 gesichert. Da der Stößelkörper 15 im Motorblock 3 und der Elementkolben 12 im Schaftabschnitt 20 und damit in getrennten Bauteilen geführt sind, ist der Elementkolben 12 bevorzugt mit einer kleine Winkelfehler ausgleichenden Spielpassung in der Öffnung 26 des Federtellers 24 geführt. Als Maßnahme um die Reibung des Stößelkörpers 15 in der Gehäusebohrung 16 des Motorblocks 3 zu verbessern ist in einer Mantelfläche 29 des Stößelkörpers 15 eine bevorzugt umlaufende Schmiernut 30 eingebracht mit umfangsverteilt angeordneten Durchtrittsbohrungen 31 . Damit kann gezielt ein Schmierstoff oder der von der Hochdruckpumpe 1 geförderte Kraftstoff in einen von dem Stößelkörper 15 und der Gehäusebohrung 16 radial begrenzten Ringspalt 32 (Fig. 1 ) eintreten. Von dort gelangt der
Schmierstoff auch in Richtung des Exzenters 6 und beaufschlagt zur Schmierung und Kühlung eine Kontaktzone 33 (Fig. 1 ) zwischen dem Laufring 9 und der Gleitplatte 18. Zusätzlich sind in der Gleitplatte 18 mehrere Flutbohrungen 34 eingebracht, die ein Durchströmen von Schmierstoff ermöglichen, um gezielt die Bauteile der Kontaktzone 33 zu schmieren und zu kühlen.

Claims

Patentansprüche
1 . Hochdruckpumpe (1 ) einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, insbesondere für eine Common-Rail-Einspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine, mit einer Pumpenwel- le, die mit einem Exzenter (6) drehstarr verbunden ist sowie mit zumindest einem in einer Gehäusebohrung (16) eines Motorblocks (3) eingesetzten Pumpenelement (8), das einen mit dem Exzenter (6) über einen Tassenstößel (13) antriebsverbundenen, hubbeweglich in einer Zylinderbohrung (19) eines Schaftabschnitts (20) geführten Elementkolben (12) einschließt sowie eine den Tassenstößel (13) beaufschlagende Stö- ßelfeder (14), wobei der Elementkolben (12) einen mit einem Saugventil (22) und einem Hochdruckventil (23) verbundenen Pumpenarbeitsraum (21 ) begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsverbindung zwischen dem Tassenstößel (13) und dem Exzenter (6) einen drehbar auf dem Exzenter (6) gelagerten Laufring (9) umfasst, an dem der Tassenstößel (13) kraftschlüssig abgestützt ist.
2. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Tassenstößel (13) antriebsseitig eine Gleitplatte (18) einschließt, die als Kontaktfläche (28) gemeinsam mit einer Kontaktfläche (27) des den Exzenter (6) umschließenden Laufrings (9) eine Kontaktzone (33) bildet.
3. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Laufring (9) über ein Wälzlager (10) oder Gleitlager auf dem Exzenter (6) drehbar gelagert ist.
4. Hochdruckpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Wälzlager (10) ein Zylinderrollenlager oder Nadellager zur Lagerung des Laufrings (9) vorgesehen ist.
5. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufring (9) und / oder die Gleitplatte (18) eine ballig oder konvex ausgebildete Kontaktfläche (27,28) aufweisen.
6. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (27) des Laufrings (9) und / oder die Kontaktfläche (28) der Gleitplatte (18) reibungsmindernd beschichtet ist.
7. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die als Steckpumpe ausgebildete Hochdruckpumpe (1 ) mit einem Steckpumpenkörper (2) in der Gehäusebohrung (16) des Motorblocks (3) eingesetzt ist und die zur Führung des Elementkolbens (12) und Bildung eines Pumpenarbeitsraums (8) bestimmte Zylinderbohrung (19) in einem Schaftabschnitt (20) des Steckpumpenkörpers (2) eingebracht ist.
8. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Tassenstößel (13) außenseitig über einen Stößelkörper (15) in der Gehäusebohrung (16) des Motorblocks (3) oder innenseitig an dem Steckpumpenschaft (20) des Steckpumpenkörpers (2) geführt ist.
9. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stößelfeder (14) mit einem Federende an einem Federteller (24) abgestützt ist, der in dem Tassenstößel (13) integriert ist.
10. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Schmierstoffversorgung einer Führung des Tassenstößels (13) in dem Stößelkörper (15) zumindest eine Schmiernut (30) eingebracht ist, die über zugehörige Durchtrittsbohrungen (31 ) mit einem Innenraum des Tassenstößels (13) verbunden ist.
1 1 . Hochdruckpumpe nach Anspruchl oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schmierstoffversorgung der Kontaktzone (33) zwischen der Gleitplatte (18) und dem Laufring (9) zumindest eine Flutbohrung (34) in der Gleitplatte (18) eingebracht ist.
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