EP3374624A1 - Pumpe, insbesondere hochdruckpumpe eines kraftstoffeinspritzsystems - Google Patents

Pumpe, insbesondere hochdruckpumpe eines kraftstoffeinspritzsystems

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Publication number
EP3374624A1
EP3374624A1 EP16779128.4A EP16779128A EP3374624A1 EP 3374624 A1 EP3374624 A1 EP 3374624A1 EP 16779128 A EP16779128 A EP 16779128A EP 3374624 A1 EP3374624 A1 EP 3374624A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
spring plate
plunger
assembly
plunger body
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
EP16779128.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jochen Knust
Martin Hoeller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
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 EP3374624A1 publication Critical patent/EP3374624A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • 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
    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a pump, in particular a high pressure pump of a fuel injection system, having the features of the preamble of claim 1.
  • a high-pressure pump of a fuel injection system is known from DE 10 2009 000 835 AI.
  • the pump has a pump cylinder head which in turn has a pump cylinder and a cylinder bore.
  • a pump piston is arranged, which is translationally moved up and down and cooperates via a plunger assembly with a drive unit, wherein the pump piston is connected to a spring plate and rests against the plunger assembly.
  • a sealing element between the pump piston and the pump cylinder head is arranged and a plunger spring is supported via the spring plate in a plunger body of the plunger assembly.
  • this pump is designed so that you can be used for example in a crankcase of an internal combustion engine.
  • the pump piston of the pump interacts with a camshaft arranged in the internal combustion engine via a roller tappet, and during operation of the internal combustion engine, the pump piston is moved in a translatory manner up and down by the rotational movement of the camshaft.
  • fuel is admitted into a pump working chamber of the pump via a suction valve, which cooperates with a nozzle-shaped low-pressure connection of the pump.
  • a form of expression in the pump that a captive is formed by means of an outer sleeve between the pump cylinder head and the plunger assembly.
  • the inventive design of the pump, in particular the high-pressure pump, with the features of claim 1 has the advantage that, unlike in the prior art, a captive can be formed with the already existing components, so that no additional component is needed.
  • the existing components are structurally easily adapted to train the corresponding captive.
  • the captive is formed by two forms:
  • the pump piston is held together with a pump cylinder head via a frictional connection, which is achieved by a sealing element.
  • the pump piston is connected on the other side by means of the spring plate form-fitting manner with the plunger body.
  • the pump cylinder head and a plunger assembly are firmly connected together enough that unwanted disassembly of both elements is prevented by the weight of the plunger assembly. This is advantageous because this allows the entire pump can be easily transported as a part and the pump can be installed at the customer in just one assembly step.
  • claim 2 is fixed by inserting the spring plate in the plunger body of the pump piston in the axial direction with the plunger body. It is advantageous that, as a result, the pump piston using the fixing elements Federteller received an axially fixed unit with the plunger assembly, whereby a mounting assembly on the connecting element pump piston is made possible.
  • connection between the spring plate and the plunger body is formed positively.
  • the connection is more stable than a purely non-positive connection and loosening or loosening the connection between the spring plate and plunger body is only possible with difficulty.
  • an increase in the mechanical load capacity can be achieved.
  • the inventive design of the pump that is formed by the connecting element pump piston an assembly assembly of the pump cylinder head and the plunger assembly, as described in claim 4. This simplifies the logistics before assembly and the assembly process itself, since the pump can be better transported and installed as a composite assembly, as is the case with a 2-part solution.
  • the pump during transport in unassembled state ie before installation in, for example, an internal combustion engine, forms a captive.
  • the friction of the seal is reduced and the movement of the pump piston can be done with less force.
  • the spring plate has at its outer diameter one or more radial projections, which are in particular formed as a snap edge or latching edge. Furthermore, these radial projections, as described in claim 8, be made resilient.
  • This expression of the spring plate improves in particular the detent of the spring plate described in claim 6 in the plunger body in a variety of ways. First, the assembly and the production of a positive connection between the spring plate and the plunger body by means of the provided radial projections with less effort possible because the radial projections cause less friction due to the lower friction surface - compared to the surface and thus frictional resistance of a completely circumferential excess on the spring plate. Another measure improving the inventive feature is the resilient design of the radial projections.
  • the assembly of the spring plate in the plunger body is simplified and the maximum expenditure on assembly forces can be reduced. Furthermore, due to the elasticity of the radial projections and the resilient design of the radial projections, after which the outer diameter of the spring plate has been moved past an inner elevation of the plunger body, the spring plate automatically moves into the end position to form a positive connection. Also, the stability of the positive connection of the spring plate with the plunger body in the fully assembled state is significantly increased by the resilient design of the radial projections of the spring plate.
  • the internal elevation on the plunger body has a waveform in its incoming and outgoing area. This contributes to the fact that the assembly of the spring plate in the plunger body, to form a positive connection, is simplified and thus reduces the assembly effort and the assembly time is shortened.
  • the two edges are rounded at the circumferential outer diameter of the spring plate.
  • FIG. 1 shows a pump according to the invention in a perspective view
  • FIG. 2 shows a section of the pump, designated II in FIG. 1, in an enlarged view, with a cylinder head assembly and a plunger assembly;
  • FIG. 3 shows an enlarged detail of a section of a tappet body designated IV in FIG. 2, wherein in particular the axial fixing of a pump piston on the tappet body is represented by means of a spring plate,
  • FIG. 4 shows a section of the spring plate labeled V in FIG. 2 in an enlarged view with rounded and unrounded edges;
  • FIG. 5 shows a top view of the spring plate with two exemplary positions of the radial projections, designated by A-A in FIG.
  • FIG. 6 shows a section of the spring plate labeled VII in FIG. 5 according to a first exemplary embodiment of the radial projections
  • FIG. 7 shows a section of the spring plate labeled VII in FIG. 5 according to a second exemplary embodiment of the radial projections
  • FIG. 8 shows a section of the spring plate labeled VII in FIG. 5 according to a third exemplary embodiment of the radial projections
  • FIG. 9 shows a section of the spring plate designated VII in FIG. 5 according to a fourth exemplary embodiment of the radial projections
  • FIG. 10 shows a section of the tappet body designated by VI in FIG. 3 in an enlarged view, wherein in particular the incoming and outgoing area in the insertion direction (VIII) forms a waveform.
  • Fig. 1 shows a perspective view of a pump 1, which is designed as a high-pressure fuel pump and is preferably installed in a common-rail injection system and which in particular has a suction valve 2.
  • a pump 1 fuel supplied from a low-pressure fuel system comprising at least one tank, a filter and a low-pressure pump is conveyed via a high-pressure port 7 into a high-pressure accumulator, from which the fuel stored there is taken from fuel injectors for injection into assigned combustion chambers of an internal combustion engine .
  • the region of a plunger assembly 9 can be seen, which is connected to a drive device, not shown, which in particular has a camshaft, which puts the plunger assembly 9 and thus a pump piston 13 in a translational up and down movement.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a first embodiment of the pump 1 according to the invention.
  • the pump 1 has a cylinder head assembly 3 and the plunger assembly 9, which in turn comprise further individual parts.
  • the cylinder head assembly 3 has, inter alia, as individual parts, a pump cylinder head 5 which comprises a pump cylinder 4 and a cylinder bore 11, wherein the cylinder bore 11 forms a cylindrical and oblong opening.
  • a pump cylinder head 5 which comprises a pump cylinder 4 and a cylinder bore 11, wherein the cylinder bore 11 forms a cylindrical and oblong opening.
  • the one Has enlarged foot 41 on the pump cylinder 4 side facing away.
  • the pump piston 13 is cylindrical in the radial direction and elongate in the axial direction, so that the pump piston with its side remote from the enlarged foot 41 fits into the cylindrical and oblong opening of the cylinder bore.
  • the sealing element 15 is located in the pump cylinder head 5 and has at least one sealing lip on the pump piston 13 under prestress.
  • the sealing element 15 is formed cylindrically in particular in the region of the sealing lip and the contact area with the pump piston 13. Furthermore, the cylinder head assembly 3 has a limited in the cylinder bore 11 through the pump piston 13 pump chamber 35, which is only partially visible in Fig. 2, and a plunger spring 19, which is located on the pump cylinder head 5 in Appendix.
  • the plunger spring 19 has the function of the cylinder head assembly 3 and the plunger body assembly 9, where the plunger spring 19 is in each case in abutment in the installed state and operation to push apart to ensure the translational downward movement.
  • the plunger spring 19 is located with a plunger body 21 via a spring plate 17 in abutment and thus exerts an axial force on the plunger body 21 and the plunger assembly 9 from. In particular, the spring force of the translational force, which results from the rotational movement of the camshaft
  • the plunger spring 19 is not biased and thus exerts no force on the adjacent components.
  • the plunger body assembly 9 of the pump 1 has the plunger body 21, a bearing pin 23, a roller 25 and the spring plate 17.
  • the roller 25 is rotatably mounted, for example via a sliding bearing, on the plunger body 21 by means of the bearing pin 23. This allows rolling of the roller 25 on the camshaft.
  • the roller 25 is cylindrical on the outer surface and has in its interior a likewise cylindrical opening which extends parallel to the cylindrical outer surface. In this cylindrical opening of the roller 25 of the cylindrical bearing pin 23 is inserted and connected after complete assembly with the plunger body 21 so that the bearing pin 23 can not move out by itself in the axial direction.
  • the translational movement direction of the pump piston 13 extends in the radial direction of the cylindrical shape of the roller 25 and the bearing pin 23.
  • the plunger body 21 has, at least in partial areas, a cylindrical shape, which runs parallel to the direction of the cylindrical shape of the pump piston 13.
  • the plunger body 21 has a circumferential elevation 27 and a circumferential shoulder 37 and a first recess 39 on its pump piston 13 facing the inside, as shown in Fig. 3.
  • the circumferential elevation 27 may at least partially describe a rounded or beveled curve 33.
  • the expression of the sealing element 15 with at least one sealing lip which bears under pretension on the pump piston 13 causes a clamping force which holds the pump piston 13 non-positively in the cylinder bore 11 in the axial direction and thus forms the upper part of the assembly assembly.
  • the holding force that acts on the pump piston 13 caused by the sealing element 15 biasing clamping force is so great that it at least the force of the dead weight of the plunger assembly 9 including the plunger spring 19 and the pump piston piston 13 corresponds.
  • Fig. 3 shows how the lower part of the assembly assembly is formed between the pump piston 13 and the plunger body 21 by means of the spring plate 17.
  • the spring plate 17 is connected to the pump piston 13 such that the spring plate 17 in the middle has an opening 45 which is large enough that a
  • Pump piston shaft 47 can be pushed through, the enlarged foot 41 of the pump piston 13, however, is larger in diameter than the opening 45 and the pump piston after a successful push thus applied with its enlarged foot 41 on the spring plate, as shown in Fig. 3.
  • the enlarged foot 41 of the pump piston 13 is brought into abutment with the plunger body 21 on the shoulder 37 in the region of the first recess 39, in particular so that the enlarged foot 41 is placed centrally in the region of the first recess 39.
  • the outer diameter of the spring plate 17 and the circumferential elevation on the inside of the plunger body 21 have a slight excess to each other.
  • the spring plate 17 is inserted into the open region of the plunger body 21 and moved over the circumferential in the radial direction elevation 27 of the plunger body 21, so that the spring plate 17 passes by means of a detent in the end position and in the axial direction positively between paragraph 37 and the elevation 27.
  • an embodiment of the spring plate 17 may in particular have the radius 31 at the originally non-rounded edges 43. Furthermore, it is shown in FIG. 4 that the spring plate 17 has the opening 45 in the region of a center line 8. In Fig. 5 the designated AA top view of Fig. 4 of the spring plate 17 is shown. Furthermore, here in the middle of the spring plate, the opening 45 is shown and in the region VI on the outer diameter of the spring plate 17, a radial projection 6 is shown. This radial projection 6 can in particular be designed several times on the circumference of the spring plate 17, preferably uniformly distributed over the handling, but at least once.
  • FIG. 6 shows a first exemplary embodiment of the radial projection 6, in which the radial projection 6 is embodied such that it protrudes radially as a bulge over a relatively small area of the circumference of the spring plate 17 and thus increases the outside diameter in this area ,
  • the regular course of the outer diameter without radial projection 6 is shown in dashed lines in FIG. 6 as a reference.
  • FIG. 7 shows a second exemplary embodiment of the radial projection 6.
  • the radial projection 6 is designed so that a bulge protrudes radially over a relatively large area of the circumference of the spring plate 17.
  • the regular course of the outer diameter without radial projection 6 is shown in dashed lines in FIG. 7 as a reference.
  • Fig. 8 a third embodiment of the radial projection 6 is shown.
  • the radial projection 6 is pronounced S-shaped.
  • the radial projection 6 forms a, in the circumferential direction over a circumferential region si extending, S-shaped nose 14 and a second recess 12 from.
  • an end portion 16 of the nose 14 is connected to the spring plate 17, wherein the other end portion 16 extends relative to the spring plate 17 with a radial distance.
  • a radial elastic deformability of the free end portion 16 of the nose 14 is made possible.
  • the outer diameter of the spring plate 17 is increased.
  • the regular course of the outer diameter without a radial projection 6 is shown by dashed lines in FIG. 8 as a reference.
  • a fourth embodiment of the radial projection 6 is shown.
  • the radial projection 6 is pronounced S-shaped.
  • the contour of the radial projection 6 is S-shaped and is formed as the, in the circumferential direction over a peripheral region S2 extending, S-shaped nose 14 and a second recess 12.
  • the outer diameter of the spring plate 17 is increased.
  • the regular course of the outer diameter without radial projection 6 is shown in dashed lines in FIG. 8 as a reference.
  • the circumferential area S2 in FIG. 9 is larger than the circumferential area si in FIG. 8.
  • the lug 14 in the fourth embodiment is more easily elastically deformable compared with the third exemplary embodiment.
  • Fig. 10 shows further assembly enhancing forms of the elements, in particular the rounded profile 33 of the plunger body 21 in the area of the circumferential elevation 27.
  • This allows the spring plate 17 are moved in the insertion direction VIII with less force applied to the elevation 27 and in its final position between the elevation 27 and the paragraph 37 of the plunger body 21 are moved by means of the detent.
  • These inventive expression supporting properties are in particular the small excess between the elements spring plate 17 and plunger body 21, which ensures a sustained positive connection.
  • a radius 31 of the spring plate acts as a further, the assembly-enhancing expression.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Für eine Pumpe (1), insbesondere eine Hochdruckpumpe eines Kraftstoffein- spritzsystems, mit einem Pumpenzylinderkopf (5) der einen Pumpenzylinder (4) und eine Zylinderbohrung (11) aufweist, mit einem in der Zylinderbohrung (11) angeordneten Pumpenkolben (13), der translatorisch auf-und abbewegbar ist und über eine Stößel-Baugruppe (9) mit einer Antriebseinrichtung zusammen- wirkt, wobei der Pumpenkolben (13) mit einem Federteller (17) verbunden ist und an der Stößel-Baugruppe (9) anliegt,wobei ein Dichtelement (15) zwischen dem Pumpenkolben (13)und dem Pumpenzylinderkopf (5) angeordnet ist und wobei sich eine Stößelfeder (19) über den Federteller (17) in einem Stößelkörper (21) der Stößel-Baugruppe (9) abstützt,wird vorgeschlagen dass der Federteller(17) im Stößelkörper (21) gehalten ist und dass der Pumpenkolben(13) über eine vor- spannende Klemmkraft des Dichtelements (15) kraftschlüssig indem Pumpenzy- linderkopf (5) gehalten ist.

Description

Beschreibung Titel
Pumpe, insbesondere Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere eine Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Eine Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems ist durch die DE 10 2009 000 835 AI bekannt. Die Pumpe weist einen Pumpenzylinderkopf der wiederum einen Pumpenzylinder und eine Zylinderbohrung aufweist. In der Zylinderbohrung ist ein Pumpenkolben angeordnet, der translatorisch auf- und abbewegbar ist und über eine Stößel-Baugruppe mit einer Antriebseinheit zusammenwirkt, wobei der Pumpenkolben mit einem Federteller verbunden ist und an der Stößel- Baugruppe anliegt. Des weiteren ist ein Dichtelelement zwischen dem Pumpenkolben und dem Pumpenzylinderkopf angeordnet und eine Stößelfeder stützt sich über den Federteller in einem Stößelkörper der Stößel-Baugruppe ab.
Zudem ist diese Pumpe so ausgebildet, dass Sie beispielsweise in ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden kann. Der Pumpenkolben der Pumpe wirkt über einen Rollenstößel mit einer in der Brennkraftmaschine angeordneten Nockenwelle zusammen und beim Betrieb der Brennkraftmaschine wird der Pumpenkolben durch die Drehbewegung der Nockenwelle translatorisch auf und ab bewegt. Bei einer Abwärtsbewegung des Pumpenkolbens wird über ein Saugventil, das mit einem stutzenförmig ausgebildeten Niederdruckanschluss der Pumpe zusammenwirkt, Kraftstoff in einen Pumpenarbeitsraum der Pumpe eingelassen. Weiterhin ist eine Ausprägungsform bei der Pumpe, dass eine Verliersicherung mittels einer außen liegenden Hülse zwischen dem Pumpenzylinderkopf und der Stößel-Baugruppe ausgebildet wird. Die aus der DE 10 2009 000 835 AI bekannte Hochdruckpumpe hat den Nachteil, dass für die Verliersicherung mit der außenliegenden Hülse ein zusätzliches Bauteil erfordert. Dies bedeutet zudem dass auch ein zusätzlicher Montageschritt erforderlich wird. Dadurch steigt die Fehleranfälligkeit bei der Montage, die Montagekosten werden aufgrund des zusätzlichen Montageschrittes erhöht und auch die Materialkosten steigen aufgrund des zusätzlichen Bauteils.
Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Pumpe, insbesondere der Hochdruckpumpe, mit den Merkmalen aus Anspruch 1 hat den Vorteil, dass, anders als im Stand der Technik, eine Verliersicherung mit den schon vorhanden Bauteilen ausgebildet werden kann, so dass kein zustätzliches Bauteil benötigt wird. Die bereits vorhandenen Bauteile werden konstruktiv leicht angepasst, um die entsprechende Verliersicherung ausbilden zu können. Die Verliersicherung wird durch zwei Ausprägungen ausgebildet:
Zum einen wird der Pumpenkolben über einen Kraftschluss, der durch ein Dichtelement erzielt wird, mit einem Pumpenzylinderkopf zusammengehalten. Zum anderen wird der Pumpenkolben auf der anderen Seite mittels des Federtellers formschlüssig mit dem Stößelkörper verbunden. Dadurch sind der Pumpenzylinderkopf und eine Stößel-Baugruppe fest genug miteinander verbunden, dass ein ungewollte Demontage beider Elemente durch das Eigengewicht der Stößel-Baugruppe verhindert wird. Vorteilhaft ist dies, da hierdurch die gesamte Pumpe problemlos als ein Teil transportiert werden kann und die Pumpe kann beim Kunden in nur einem Montageschritt verbaut werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Pumpe möglich. Gemäß Anspruch 2 ist durch das Einlegen des Federtellers in den Stößelkörper der Pumpenkolben in axialer Richtung mit dem Stößelkörper fixiert. Vorteilhaft ist es, dass hierdurch der Pumpenkolben unter Verwendung der fixierenden Elemente Federteller eine axial fixierte Einheit mit der Stößel-Baugruppe eingeht, wodurch ein Montageverbund über das verbindende Element Pumpenkolben ermöglicht wird.
Vorteilhaft ist es, wie in Anspruch 3 beschrieben, dass die Verbindung zwischen dem Federteller und dem Stößelkörper formschlüssig ausgebildet ist. Dadurch ist die Verbindung stabiler, als eine rein kraftschlüssige Verbindung und ein Lockern oder Lösen der Verbindung zwischen Federteller und Stößelkörper ist nur erschwert möglich. Dadurch lässt sich eine Steigerung der mechanischen Belastbarkeit erzielen.
Weiterhin ist es durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Pumpe vorteilhaft, dass durch das verbindendende Element Pumpenkolben eine Montageverbund vom Pumpenzylinderkopf und der Stößel-Baugruppe ausgebildet wird, wie in Anspruch 4 beschrieben. Dadurch wird die Logistik vor der Montage und der Montageprozess an sich vereinfacht, da die Pumpe als Montageverbund besser transportiert und verbaut werden kann, als dies bei einer 2-teiligen Lösung der Fall ist.
Gemäß Anspruch 5 ist gewährleistet, dass die Pumpe während des Transports in unmontiertem Zustand, also vor dem Einbau in beispielsweise eine Brennkraftmaschine, eine Verliersicherung ausbildet. Nach dem erfolgten Einbau und einem Durchspülen der Pumpe mit Kraftstoff oder Schmierstoff wird die Reibung der Dichtung verringert und die Bewegung des Pumpenkolbens kann mit weniger Kraftaufwand erfolgen.
Betreffend Anspruch 6 ist es möglich, aufgrund der konstruktiven Ausprägung des Stößelkörpers und des Federtellers, mittels Rastung des Federtellers in den Stößelkörper, eine formschlüssige zwischen den beiden Elementen herzustellen. Die Montage mittels einer Rastung zum Herstellen einer formschlüssigen Verbindung ist hier relativ einfach und ohne großen Zeitaufwand möglich, was zu einer Kostenreduzierung führt.
Zudem ist in Anspruch 7 beschrieben, dass der Federteller an seinem Außendurchmesser einen oder mehrere radiale Vorsprünge aufweist, die insbesondere als Schnappkante oder Rastkante ausgebildet sind. Des weiteren können diese radialen Vorsprünge, wie in Anspruch 8 beschrieben, federnd ausgeführt sein. Diese Ausprägung des Federtellers verbessert insbesondere die in Anspruch 6 beschriebene Rastung des Federtellers in den Stößelkörper in vielfältiger Weise. Zum einen ist die Montage und die Herstellung einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Federteller und dem Stößelkörper mittels der vorgesehenen radialen Vorsprünge mit weniger Aufwand möglich, da die radialen Vorsprünge weniger Reibung aufgrund der geringeren Reiboberfläche verursachen - im Vergleich zur Oberfläche und somit Reibungswiderstand eines komplett umlaufenden Übermaßes am Federteller. Eine weitere die erfindungsgemäße Ausprägung verbessernde Maßnahme ist die federnde Ausführung der radialen Vorsprünge. Dadurch wird die Montage des Federtellers im Stößelkörper vereinfacht wird und die maximal aufzuwenden Montagekräfte verringert werden. Des weiteren bewegt sich der Federteller, aufgrund der Elastizität der radialen Vorsprünge und der federnde Ausführung der radialen Vorsprünge, nach dem der Ausßendurchmesser des Federtellers an einer innenliegenden Überhöhung des Stößelkörpers vorbeibewegt wurde, selbstständig in die Endposition zur Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung. Auch wird durch die federnde Ausführung der radialen Vorsprünge des Federtellers die Stabilität der formschlüssigen Verbindung des Federtellers mit dem Stößelkörper im fertig montierten Zustand deutlich erhöht.
Des Weiteren wird in Anspruch 9 beschrieben, dass die innenliegende Überhöhung am Stößelkörper in Ihrem einlaufenden und auslaufenden Bereich eine Wellenform aufweist. Dies trägt dazu bei, dass die Montage des Federtellers im Stößelkörper, zum Ausbilden eine formschlüssigen Verbindung, vereinfacht wird und somit der Montageaufwand reduziert und die Montagezeit verkürzt wird. Gemäß Anspruch 10 sind die beiden Kanten am umlaufenden Außendurchmesser des Federtellers abgerundet. Dadurch können stark reduzierte Montagekräfte bei einer Rastung des Federtellers im Stößelkörper erzielt werden und das Risiko einer Verkantung des Federtellers bei der Montage wird zusätzliche reduziert. Somit ergibt sich eine stark verminderte Fehleranfälligkeit bei der Montage, verkürzte Montagezeiten und somit reduzierte Kosten. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Pumpe in einer perspektivischen Darstellung,
Figur 2 einen in Figur 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Pumpe in vergrößerter Darstellung mit einer Zylinderkopf-Baugruppe und einer Stößel-Baugruppe,
Figur 3 einen in Figur 2 mit IV bezeichneten Ausschnitt eines Stößelkörpers in vergrößerter Darstellung wobei insbesondere die axiale Fixierung eines Pumpenkolbens am Stößelkörper mittels eines Federtellers dargestellt ist,
Figur 4 einen in Figur 2 mit V bezeichneten Ausschnitt des Federtellers in vergrößerter Darstellung mit gerundeten und ungerundeten Kanten, Figur 5 einen in Figur 4 mit A-A bezeichnete Draufsicht des Federtellers mit zwei beispielhaft dargestellten Positionen der radialen Vorsprünge,
Figur 6 einen in Figur 5 mit VII bezeichneten Ausschnitt des Federtellers gemäß einem ersten Ausführungbeispiel der radialen Vorsprünge,
Figur 7 einen in Figur 5 mit VII bezeichneten Ausschnitt des Federtellers gemäß einem zweiten Ausführungbeispiel der radialen Vor- sprünge,
Figur 8 einen in Figur 5 mit VII bezeichneten Ausschnitt des Federtellers gemäß einem dritten Ausführungbeispiel der radialen Vorsprünge, Figur 9 einen in Figur 5 mit VII bezeichneten Ausschnitt des Federtellers gemäß einem vierten Ausführungbeispiel der radialen Vorsprunge,
Figur 10 einen in Figur 3 mit VI bezeichneten Ausschnitt des Stößelkörpers in vergrößerter Darstellung, wobei insbesondere der einlaufende und auslaufende Bereich in Einschieberichtung (VIII) eine Wellenform ausbildet.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Pumpe 1, die als Kraftstoffhochdruckpumpe ausgebildet ist und vorzugsweise bei einem Common-Rail-Ein- spritzsystem verbaut ist und die insbesondere ein Saugventil 2 aufweist. Mittels der Pumpe 1 wird von einem Kraftstoffniederdrucksystem, das zumindest einen Tank, einen Filter und eine Niederdruckpumpe aufweist, bereitgestellter Kraft- stoffüber einen Hochdruckanschluss 7 in einen Hochdruckspeicher gefördert, aus dem der dort gespeicherte Kraftstoff von Kraftstoffinjektoren zur Einspritzung in zugeordnete Brennräume einer Brennkraftmaschine entnommen wird. Zudem ist der Bereich einer Stößel-Baugruppe 9 zu erkennen, die mit einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung verbunden ist , welche insbesondere über eine Nockenwelle verfügt, die die Stößel-Baugruppe 9 und somit ein Pumpenkolben 13 in eine translatorische Auf- und Ab-Bewegung versetzt.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Pumpe 1. Die Pumpe 1 weist eine Zylinderkopf-Baugruppe 3 und die Stößel-Baugruppe 9 auf, die wiederum weitere Einzelteile aufweisen.
Die Zylinderkopf-Baugruppe 3 weist unter anderem als Einzelteile einen Pum- penzylinderkopf 5, der einen Pumpenzylinder 4 und eine Zylinderbohrung 11 um- fasst, wobei die Zylinderbohrung 11 eine zylindrische und längliche Öffnung ausbildet. In der Zylinderbohrung 11 wird der Pumpenkolben 13 geführt, der einen vergrößerten Fuß 41 auf der dem Pumpenzylinder 4 abgewandten Seite aufweist. Der Pumpenkolben 13 ist in radialer Richtung zylindrisch und in axialer Richtung länglich ausgebildet, so dass der Pumpenkolben mit seiner vom vergrößerten Fuß 41 abgewandten Seite in die zylindrische und längliche Öffnung der Zylinderbohrung passt. Zwischen dem Pumpenzylinder 4 und dem Pumpenkolben 13 befindet sich zudem ein Dichtelement 15. Das Dichtelement 15 befindet sich im Pumpenzylinderkopf 5 und weist wenigstens eine am Pumpenkolben 13 unter Vorspannung anliegende Dichtlippe auf. Das Dichtelement 15 ist insbesondere im Bereich der Dichtlippe und des Kontaktbereichs mit dem Pumpenkolben 13 zylindrisch ausgeformt. Des weiteren weist die Zylinderkopf-Baugruppe 3 einen in der Zylinderbohrung 11 durch den Pumpenkolben 13 begrenzten Pumpenarbeitsraum 35 auf, der in Fig. 2 nur teilweise zu sehen ist, und eine Stößelfeder 19, die sich am Pumpenzylinderkopf 5 in Anlage befindet. Die Stößelfeder 19 hat die Funktion die Zylinderkopf-Baugruppe 3 und die Stößelkörper-Baugruppe 9, an denen sich die Stößelfeder 19 jeweils in Anlage befindet, im verbauten Zustand und Betrieb auseinanderzudrücken, um die translatorische Abwärtsbewegung sicherzustellen. Die Stößelfeder 19 befindet sich mit einem Stößelkörper 21 über einen Federteller 17 in Anlage und übt somit eine axiale Kraft auf den Stößelkörper 21 und die Stößel-Baugruppe 9 aus. Insbesondere wirkt die Federkraft der translatorischen Kraft, die aus der Drehbewegung der Nockenwelle resultiert
, entgegen. Im Rahmen des unverbauten Montageverbunds, der insbesondere als Verliersicherung ausgebildet ist, ist die Stößelfeder 19 nicht vorgespannt und übt somit keine Kraft auf die anliegenden Bauteile aus.
Die Stößelkörper-Baugruppe 9 der Pumpe 1 weist den Stößelkörper 21 , einen Lagerbolzen 23, eine Laufrolle 25 und den Federteller 17 auf. Die Laufrolle 25 ist drehbar, beispielsweise über ein Gleitlager, am Stößelkörper 21 mittels des Lagerbolzens 23 gelagert. Dadurch wird ein Abrollen der Laufrolle 25 auf der Nockenwelle ermöglicht. Die Laufrolle 25 ist an der äußeren Oberfläche zylindrisch ausgeführt und besitzt in ihrem Inneren eine ebenfalls zylindrische Öffnung, die parallel zur zylindrische Außenoberfläche verläuft. In diese zylindrische Öffnung der Laufrolle 25 wird der zylindrische Lagerbolzen 23 eingeführt und nach vollständiger Montage mit dem Stößelkörper 21 so verbunden, dass sich der Lagerbolzen 23 nicht mehr von selbst in axialer Richtung herausbewegen kann. Die translatorische Bewegungsrichtung des Pumpenkolbens 13 verläuft in radialer Richtung der zylindrischen Ausprägung der Laufrolle 25 und des Lagerbolzens 23. Der Stößelkörper 21 weist, zumindest in Teilbereichen, eine zylindrische Ausprägung auf, die parallel zur Richtung der zylindrischen Ausprägung des Pumpenkolbens 13 verläuft. Der Stößelkörper 21 weist eine umlaufende Überhöhung 27 und einen umlaufenden Absatz 37 und eine erste Aussparung 39 auf seiner dem Pumpenkolben 13 zugewandten Innenseite auf, wie in Fig. 3 dargestellt.
Die umlaufende Überhöhung 27 kann zumindest Abschnittsweise einen gerundeten oder geschrägten Verlauf 33 beschreiben.
Die Ausprägung des Dichtelements 15 mit mindestens einer Dichtlippe die unter Vorspannung am Pumpenkolben 13 anliegt bewirkt eine Klemmkraft, die den Pumpenkolben 13 kraftschlüssig in der Zylinderbohrung 11 in axialer Richtung hält und somit den oberen Teil des Montageverbunds ausbildet. Die Haltekraft, die durch das Dichtelement 15 bewirkte vorspannende Klemmkraft auf den Pumpenkolben 13 wirkt, ist so groß ist, dass diese mindestens der Kraft des Eigengewichts der Stößel-Baugruppe 9 einschließlich der Stößelfeder 19 und des Pum- penkolbens 13 entspricht.
Fig. 3 zeigt, wie der untere Teil des Montageverbunds wird zwischen dem Pumpenkolben 13 und dem Stößelkörper 21 mittels des Federtellers 17 ausgebildet ist. Der Federteller 17 ist mit dem Pumpenkolben 13 derart verbunden, dass der Federteller 17 in der Mitte eine Öffnung 45 aufweist, die groß genug ist, dass ein
Pumpenkolbenschaft 47 hindurchgeschoben werden kann, der vergrößerte Fuß 41 des Pumpenkolbens 13 jedoch vom Durchmesser größer ist als die Öffnung 45 und der Pumpenkolben nach einem erfolgten Durchschieben somit mit seinem vergrößerten Fuß 41 am Federteller anliegt, wie in Fig. 3 dargestellt.
Hierzu wird der vergrößerte Fuß 41 des Pumpenkolbens 13 mit dem Stößelkörper 21 auf dem Absatz 37 im Bereich der ersten Aussparung 39 in Anlage gebracht, insbesondere so, dass der vergrößerte Fuß 41 mittig im Bereich der ersten Aussparung 39 platziert ist. Der Außendurchmesser des Federtellers 17 und die umlaufende Überhöhung auf der Innenseite des Stößelkörpers 21 weisen zu- einander ein leichtes Übermaß auf. Zur formschlüssigen Fixierung des Pumpenkolbens 13 wird der Federteller 17 in den offenen Bereich des Stößelkörpers 21 eingelegt und über die in radialer Richtung umlaufenden Überhöhung 27 des Stößelkörpers 21 hinwegbewegt, so dass der Federteller 17 mittels einer Rastung in die Endposition gelangt und in axialer Richtung formschlüssig zwischen dem Ab- satz 37 und der Überhöhung 27 gehalten wird. Hierbei wird zudem, wie in Fig. 3 ersichtlich, der vergrößerte Fuß 41 des Pumpenkolbens 13 in axialer Richtung formschlüssig zwischen dem Federteller 17 und dem Stößelkörper 21 in axialer Richtung fixiert. Bezogen auf Fig. 4 kann eine Ausführungsform des Federtellers 17 insbesondere den Radius 31 an den ursprünglich nicht-gerundeten Kanten 43 aufweisen. Des weiteren ist in Fig. 4 dargestellt, dass der Federteller 17 im Bereich einer Mittellinie 8 die Öffnung 45 aufweist. In Fig. 5 ist die mit A-A bezeichnete Draufsicht aus Fig. 4 des Federtellers 17 dargestellt. Weitherhin ist hier in der Mitte des Federtellers die Öffnung 45 dargestellt und im Bereich VI am Außendurchmesser des Federtellers 17 ist ein radialer Vorsprung 6 dargestellt. Dieser radiale Vorsprung 6 kann insbesondere mehrmals am Umfang des Federtellers 17 ausgeführt sein, vorzugsweise gleich- mäßig über den Umgang verteilt, zumindest jedoch einmal.
In Fig. 6 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des radialen Vorsprungs 6 dargestellt, bei dem der radiale Vorsprung 6 so ausgeführt ist, dass dieser als Ausbuchtung über einen relativ kleinen Bereich des Umfangs des Federtellers 17 radial hin- ausragt und somit in diesem Bereich den Außendurchmesser vergrößert. Der reguläre Verlauf des Außendurchmessers ohne radialen Vorsprung 6 ist in Fig. 6 als Referenz gestrichelt dargestellt.
In Fig. 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des radialen Vorsprung 6 darge- stellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der radiale Vorsprung 6 so ausgeführt, dass eine Ausbuchtung über einen relativ großen Bereich des Umfangs des Federtellers 17 radial hinausragt. Der reguläre Verlauf des Außendurchmessers ohne radialen Vorsprung 6 ist in Fig. 7 als Referenz gestrichelt dargestellt. In Fig. 8 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des radialen Vorsprungs 6 dargestellt.
Hierbei ist der radiale Vorsprung 6 S-förmig ausgeprägt. Der radiale Vorsprung 6 bildet eine, sich in Umfangsrichtung über einen Umfangsbereich si erstreckende, s-förmige Nase 14 aus und eine zweite Aussparung 12 aus. Hierbei ist ein Endbereich 16 der Nase 14 mit dem Federteller 17 verbunden, wobei der andere Endbereich 16 gegenüber dem Federteller 17 mit radialem Abstand verläuft. Hierdurch wird eine radiale elastische Verformbarkeit des freien Endbereichs 16 der Nase 14 ermöglicht. In dem Bereich der Nase 14 des radialen Vorsprungs 6 ist der Außendurchmesser des Federtellers 17 vergrößert. Der reguläre Verlauf des Außendurchmessers ohne radialen Vorsprung 6 ist in Fig. 8 als Referenz ge- strichelt dargestellt.
In Fig. 9 ist ein viertes Ausführungsbeispiel des radialen Vorsprungs 6 dargestellt. Hierbei ist der radiale Vorsprung 6 S-förmig ausgeprägt. Die Kontur des radialen Vorsprungs 6 verläuft S-förmig und ist als die, sich in Umfangsrichtung über einen Umfangsbereich S2 erstreckende, s-förmige Nase 14 und eine zweite Aussparung 12 ausgebildet. In dem Bereich der Nase 14 des radialen Vorsprungs 6 ist der Außendurchmesser des Federtellers 17 vergrößert. Der reguläre Verlauf des Außendurchmessers ohne radialen Vorsprung 6 ist in Fig. 8 als Referenz gestrichelt dargestellt.
Der Umfangsbereich S2 bei Fig. 9 größer als der Umfangsbereich si bei Fig. 8. Dadurch ist die Nase 14 im vierten Ausführungsbeispiel leichter elastisch verformbar verglichen mit dem dritten Ausführungsbeispiel.
Fig. 10 zeigt weitere die Montage verbessernde Ausprägungen der Elemente, insbesondere den gerundeten Verlauf 33 des Stößelkörpers 21 im Bereich der umlaufenden Überhöhung 27. Dadurch kann der Federteller 17 in Einschieberichtung VIII mit weniger Kraftaufbringung an der Überhöhung 27 vorbeibewegt werden und in seine endgültige Position zwischen der Überhöhung 27 und dem Absatz 37 des Stößelkörpers 21 mittels der Rastung bewegt werden. Diese erfinderische Ausprägung unterstützende Eigenschaften sind insbesondere das geringe Übermaß zwischen den Elementen Federteller 17 und Stößelkörper 21, die für eine nachhaltige formschlüssige Verbindung sorgt. Weiterhin wirkt ein Radius 31 des Federteller als weitere, die Montage verbessernde Ausprägung.

Claims

Ansprüche
1. Pumpe (1), insbesondere eine Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems, mit einem Pumpenzylinderkopf (5) der einen Pumpenzylinder (4) und eine Zylinderbohrung (11) aufweist, mit einem in der Zylinderbohrung (11) angeordneten Pumpenkolben (13), der translatorisch auf- und abbewegbar ist und über eine Stößel-Baugruppe (9) mit einer Antriebseinrichtung zusammenwirkt, wobei der Pumpenkolben (13) mit einem Federteller (17) verbunden ist und an der Stößel-Baugruppe (9) anliegt, wobei ein Dichtelement (15) zwischen dem Pumpenkolben (13) und dem Pumpenzylinderkopf (5) angeordnet ist und wobei sich eine Stößelfeder (19) über den Federteller (17) in einem Stößelkörper (21) der Stößel-Baugruppe (9) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass der Federteller (17) im Stößelkörper (21) gehalten ist und dass der Pumpenkolben (13) über eine vorspannende Klemmkraft des Dichtelements (15) kraftschlüssig in dem Pumpenzylinderkopf (5) gehalten ist.
2. Pumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federteller (17) den Pumpenkolben (13) in axialer Richtung am Stößelkörper (21) fixiert.
3. Pumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federteller (17) formschlüssig mit dem Stößelkörper (21) verbunden ist.
4. Pumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenzylinderkopf (5) und die Stößel-Baugruppe (9) durch das verbindende Element Pumpenkolben (13) zu einem Montageverbund zusammengeführt werden.
5. Pumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch das Dichtelement (15) bewirkte vorspannende Klemmkraft auf den Pumpenkolben (13) so groß ist, dass diese mindestens der Kraft des Eigengewichts der Stößel-Baugruppe (9) und des Pumpenkolbens (13) entspricht.
6. Pumpe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung des Federtellers (17) mit dem Stößelkörper (21) über eine umlaufende Überhöhung (27) an einem Innendurchmesser (29) des Stößelkörper (21) realisiert wird, wobei der Außendurchmesser des Federtellers (17) ein geringes Übermaß gegenüber dem Innendurchmesser (29) des Stößelkörpers (21) an der Überhöhung (27) aufweist, wodurch insbesondere eine Rastung des Federtellers (17) hinter der Überhöhung (27) im Stößelkörper (21) ermöglicht wird.
7. Pumpe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Federteller (17) an seinem Außendurchmesser mindestens einen oder mehrere radiale Vorsprünge (6) aufweist.
8. Pumpe (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der eine radiale Vorsprung (6) am Außendurchmesser des Federtellers federnd ausgeführt ist, so dass sich der Bereich des maximalen Außendurchmessers des Federtellers (17) beim Vorbeibewegen an der Überhöhung (27) verändert, insbesondere verkleinert und reversibel und temporär begrenzt erfolgt und sich der Außendurchmesser nach dem erfolgten Einschieben des Federtellers (17) in den Stößelkörper (21) elastisch zurückbewegt.
9. Pumpe (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Überhöhung (27) am Stößelkörper (21) in Ihrem einlaufenden und/oder auslaufenden Bereich einen gerundeten oder angeschrägten Verlauf (33) aufweist.
10. Pumpe (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kanten am umlaufenden Außendurchmesser des Federtellers (17) gerundet sind.
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