WO2005111405A1 - Hochdruckpumpe für eine kraftstoffeinspritzeinrichtung einer brennkraftmaschine - Google Patents

Hochdruckpumpe für eine kraftstoffeinspritzeinrichtung einer brennkraftmaschine Download PDF

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WO2005111405A1
WO2005111405A1 PCT/EP2005/050864 EP2005050864W WO2005111405A1 WO 2005111405 A1 WO2005111405 A1 WO 2005111405A1 EP 2005050864 W EP2005050864 W EP 2005050864W WO 2005111405 A1 WO2005111405 A1 WO 2005111405A1
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WO
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piston
drive shaft
pump
support element
pressure pump
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PCT/EP2005/050864
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French (fr)
Inventor
Peter Boehland
Godehard Nentwig
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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Priority to US11/579,258 priority patent/US7513190B2/en
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    • F04B1/0408—Pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/02—Fuel-injection apparatus having means for reducing wear

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure pump for a fuel injection device of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Such a high pressure pump is known from DE 198 44 326 AI.
  • This high-pressure pump has a rotatingly driven drive shaft and at least one pump element with a pump piston driven at least indirectly in one stroke by the drive shaft.
  • the pump piston is guided in a cylinder bore and delimits a pump working space with its end facing away from the drive shaft.
  • the pump piston is supported at least indirectly on the drive shaft.
  • the drive shaft has a section eccentric to its axis of rotation, on which a ring is rotatably mounted, on which the pump piston is supported directly with its piston foot or via a tappet. The ring does not rotate with the drive shaft, but a sliding movement occurs between the piston foot or the plunger and the ring during operation of the high pressure pump.
  • Lubrication of the contact area between the piston foot or the plunger and the ring takes place only through the fuel present in the interior of the high-pressure pump, so that, under certain circumstances, severe wear occurs on the pump piston and / or on the plunger and / or on the ring, which ultimately leads to failure of the High pressure pump can lead.
  • the plunger can be in a hole in the housing of the high pressure pump be slidably guided to support transverse forces so that they do not act on the pump piston. Lubrication between the tappet and the bore likewise takes place only through the fuel present in the interior of the high-pressure pump, so that high wear can also occur on the tappet and / or on the housing.
  • a high-pressure pump for a fuel injection device in which the drive shaft has at least one cam on which the pump piston is supported via a tappet and a roller rotatably mounted in the tappet.
  • the roller bearing is also only lubricated by the fuel inside the high-pressure pump, so that wear can also occur here.
  • the high-pressure pump according to the invention with the features according to claim 1 has the advantage that the lubrication in the region of the support of the pump piston towards the drive shaft is improved and the wear is thereby reduced.
  • fuel is supplied to the area of the support of the pump piston for lubrication as a result of a leakage which inevitably occurs as a result of the play between the pump piston and the cylinder bore and is under increased pressure during the delivery stroke of the pump piston for lubrication.
  • the embodiment according to claim 2 enables lubrication of the support of the piston foot towards the drive shaft.
  • the embodiment according to claim 3 enables lubrication of the support of the support element towards the drive shaft.
  • the training according to claim 4 enables the angular position between the pump piston and the support element to be changed, so that the angular position of the support element can be aligned with the drive shaft independently of the pump piston.
  • the design according to claims 6 and 7 enables the arrangement of a fuel cushion with a large area between the piston foot or the support element and the ring and thus a further improvement of the lubrication.
  • the design according to claim 9 enables lubrication of the bearing of the roller.
  • the embodiment according to claim 12 enables a further improved lubrication of the bearing of the roller.
  • the design according to claim 13 or 14 enables an improvement in the lubrication of the guide of the piston foot or the support element.
  • the embodiment according to claim 15 enables simple manufacture of the at least one line.
  • FIG. 1 shows a high-pressure pump for a fuel injection device of an internal combustion engine in a longitudinal section
  • FIG. 2 shows the high-pressure pump in a cross-section along line II-II in FIG. 1
  • FIG. 3 shows a section of the high-pressure pump designated by III in FIG 4 to 7 show section III with versions modified compared to FIG. 3
  • FIG. 8 show section III according to a second exemplary embodiment
  • FIGS. 9 to 11 show section III with versions modified compared to FIG.
  • the high-pressure pump has a housing 10 which can be constructed in several parts and in which a drive shaft 12 which can be driven in rotation is arranged.
  • the drive shaft 12 is rotatably mounted in the housing 10 via two bearing points spaced apart in the direction of the axis of rotation 13 of the drive shaft 12.
  • the bearings can be arranged in different parts of the housing 10.
  • the drive shaft 12 has at least one cam or section 26 which is eccentric to its axis of rotation 13, the cam 26 also being able to be designed as a multiple cam.
  • the high-pressure pump has at least one or more pump elements 32 arranged in the housing 10, each with a pump piston 34, which is driven by the cam or eccentric section 26 of the drive shaft 12 in a stroke movement in at least approximately radial direction to the axis of rotation 13 of the drive shaft 12.
  • the pump piston 34 is guided in a cylinder bore 36 in the housing 10 or an insert in the housing 10 in a tightly displaceable manner and delimits one in the cylinder bore 36 with its end face remote from the drive shaft 12
  • the pump work space 38 has a connection to a fuel feed, for example a feed pump, via a fuel feed channel 40 running in the housing 10.
  • An inlet valve 42 opening into the pump work chamber 38 is arranged at the mouth of the fuel feed channel 40 into the pump work chamber 38.
  • the pump work chamber 38 also has a connection to an outlet via a fuel drain channel 44 running in the housing 10, said outlet being connected, for example, to a high-pressure accumulator 110.
  • High pressure accumulators 110 are one or preferably more Injectors 120 arranged in the cylinders of the internal combustion engine are connected, through which fuel is injected into the cylinders of the internal combustion engine.
  • An outlet valve 46 opening out of the pump work chamber 38 is arranged at the mouth of the fuel drain channel 44 into the pump work chamber 38.
  • FIG. 3 shows a section III of the high-pressure pump according to a first exemplary embodiment.
  • the drive shaft 12 has the eccentric section 26 on which a ring 50 is rotatably mounted.
  • the ring 50 has a flattened area 52 for each pump element 32 with an at least substantially flat surface.
  • the pump piston 34 of each pump element is supported on the flattened portion 52 of the ring 50
  • Support element 54 in the form of a plunger.
  • the support element 54 is connected to the pump piston 34 at least in the direction of the longitudinal axis 35 of the pump piston 34.
  • a preloaded pressure spring 56 is clamped between the housing 10 and the support element 54, by means of which the support element 54 is held in contact with the flattened portion 52 of the ring 50, even when the pump piston 34 and together with this the support element 54 during the suction stroke of the pump piston 34 moved inwards to the drive shaft 12.
  • the support element 54 can be in the form of a bore 58 of the
  • the support element 54 has an at least substantially flat end face with which it rests on the flattened portion 52 of the ring 50.
  • the line 60 is, for example formed by a longitudinal bore 160 and a transverse bore 260 by the pump piston 34.
  • the line 60 continues in the form of a bore 360 through the support element 54, which is connected to the longitudinal bore 160 in the pump piston 34 and opens on the side of the support element 54 facing the flattened portion 52 of the ring 50. Since the pump piston 34 must be displaceable in the cylinder bore 36, a small annular gap is present between the latter and the cylinder bore 36.
  • fuel is compressed under high pressure in the pump work chamber 38.
  • the connection between the pump piston 34 and the support element 54 is designed such that changes in the angular position between the pump piston 34 and the support element 54 are possible.
  • the end of the pump piston 34 facing the support element 54 can be convexly curved, for example at least approximately spherically curved.
  • a recess 55 can be formed in the support element 54, into which the end of the pump piston 34 is inserted, the recess 55 being able to narrow towards the ring 50, for example at least approximately in the shape of a truncated cone.
  • This configuration of the pump piston 34 and the support element 54 creates an articulated connection which enables changes in the angular position, so that the support element 54 can always lie flat against the flattened portion 52 of the ring 50.
  • the bore 360 can also have a section with a large diameter toward the flattened portion 52 of the ring 50 and a section with a small diameter towards the pump piston 34, a step 361 being present between the bore sections.
  • a fuel cushion with a large area is arranged between the support element 54 and the flattened portion 52 of the ring 50, and good lubrication is thereby achieved.
  • FIG. 6 shows a further variant of the support element 54, in which at least one groove 62 connected to the bore 360 is made in the end face of the support element 54 facing the flattened area 52 of the ring 50.
  • At least one groove 62 extending approximately radially to the longitudinal axis 35 of the pump piston 34 can be provided, or several, for example two, grooves 62 rotated by 90 ° to one another can be provided. It can further be provided that the at least one radial groove 62 opens into an annular groove 64.
  • the annular groove 64 is preferably arranged at least approximately concentrically with the bore 360. As shown in FIG. 6, a plurality of annular grooves 64 can also be provided, which are arranged at least approximately concentrically around the bore 360 on different diameters.
  • FIG. 7 shows the high-pressure pump according to a further embodiment modified compared to FIG. 3, in which the separate support element is dispensed with and instead the pump piston 34 has a piston foot 70 which is enlarged in diameter compared to its area guided in ''"'of the cylinder bore 36 and which on the Flattening 52 of ring 50 rests at least approximately flat on the side of the piston foot 70 facing the flattening 52.
  • the longitudinal bore 160 through the pump piston 34 opens on the side of the piston foot 70 facing the flattening 52.
  • the pressure spring 56 is between the housing 10 and 7 is the same as in the embodiment according to FIG.
  • FIG. 8 shows the high-pressure pump according to a second exemplary embodiment, in which the drive shaft 26 has at least one cam 26.
  • the pump piston 34 is supported on the cam 26 of the drive shaft 12 via a support element 72 and a roller 74 rotatably mounted in the support element 72.
  • the pump piston 34 is connected to the support element 72 at least in the direction of its longitudinal axis 35, no articulated connection as in the first exemplary embodiment being required.
  • the pressure spring 56 is between the housing 10 and the
  • Support element 72 clamped.
  • the support element 72 can be slidably guided in a receptacle in the form of a bore 58 in the housing 10.
  • the support element 72 has a concave recess 76 on its side facing the cam 26, in which the roller 74 is rotatably mounted.
  • the roller 74 is at least approximately cylindrical and its axis of rotation 75 extends at least approximately parallel to the axis of rotation 13 of the drive shaft 12.
  • the roller 74 rolls on the cam 26, so that no sliding movement occurs between the roller 74 and the cam 26.
  • a sliding movement occurs between the roller 74 and the support element 72.
  • the line 60 runs through the pump piston 34 and continues in the support element 72 and opens into the recess 76.
  • the bearing of the roller 74 in the support element 72 is thus supplied with fuel from the pump work chamber 38 for lubrication via the line 60. Hydrodynamic lubrication can be achieved between the roller 74 and the support element 72.
  • FIG. 9 shows one compared to FIG. 8 Modified embodiment of the high pressure pump is shown, in which the longitudinal bore 160 through the pump piston 34 and the bore 360 through the support element 72 with respect to the longitudinal axis 35 of the pump piston 34 are arranged offset in the direction of rotation 11 of the drive shaft 12.
  • the direction of rotation of the roller 74 is illustrated in FIG. 9 by the arrow with the reference number 79.
  • the bore 360 thus does not open in the center of the recess 76, but offset with respect to the axis of rotation 75 of the roller 74 in the direction of rotation 11 of the drive shaft 12.
  • the roller 74 rotates in the direction of rotation 79, fuel escaping from the bore 360 is carried into the recess 76, as a result of which the lubrication between the roller 74 and the support element 72 is further improved.
  • FIG. 10 shows an embodiment of the high-pressure pump that is modified compared to the embodiment according to FIG. 8 with respect to the support element 72.
  • the support member 72 is slidably guided in the bore 58 of the housing 10 of the high pressure pump.
  • the support element 72 has at least one branch line in the form of a transverse bore 80 which is connected to the bore 360 and opens into the bore 58 on the circumference of the support element 72.
  • at least one continuous transverse bore 80 is provided in the support element 72, which runs at least approximately perpendicular to the axis of rotation 13 of the drive shaft 12.
  • the at least one transverse bore 80 in the support element 72 improves the lubrication of the guide of the support element 72 in the bore 58.
  • the at least one transverse bore 80 can also be provided in the designs of the high-pressure pump according to FIGS. 1 to 9, in order to improve the lubrication of the guidance of the support element 54 or of the piston foot 70 in the bore 58.
  • FIG. 11 shows the high-pressure pump according to an embodiment modified compared to the second exemplary embodiment according to FIG. 8, in which the separate support element is omitted and the roller 74 directly in a recess 76 in a piston foot 78 of the piston which is enlarged in diameter compared to its region in the cylinder bore 36
  • Pump piston 34 is rotatably mounted. The line 60 through the pump piston 34 opens into the recess 76 and thus enables the bearing 74 to be lubricated.
  • the pressure spring 56 is clamped between the housing 10 and the piston foot 78.
  • at least one transverse bore 80 can additionally be provided in the piston foot 78 in order to improve the lubrication of the guidance of the piston foot 78 in the bore 58 of the housing 10.
  • the pump piston 34 When the drive shaft 12 rotates, the pump piston 34 is driven in one stroke movement. During the suction stroke of the pump piston 34, during which it moves radially inward, the pump working chamber 38 is filled with fuel by the fuel inlet anal 40 with the inlet valve 42 open, the outlet valve 46 being closed. During the delivery stroke of the pump piston 34, during which it moves radially outward, fuel is pumped through the pump piston 34 under high pressure
  • Fuel outlet channel 44 is conveyed to high-pressure accumulator 110 with outlet valve 46 open, inlet valve 42 being closed.
  • outlet valve 46 open, inlet valve 42 being closed.

Abstract

Die Hochdruckpumpe weist eine rotierend angetriebene Antriebswelle (12) auf und wenigstens ein Pumpenelement (32), das einen durch die Antriebswelle (12) zumindest mittelbar in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben (34) aufweist, der in einer Zylinderbohrung (36) geführt ist und mit seinem der Antriebswelle (12) abgewandten Ende einen Pumpenarbeitsraum (38) begrenzt. Der Pumpenkolben (34) stützt sich zumindest mittelbar an der Antriebswelle (12) ab. Durch den Pumpenkolben (34) verläuft wenigstens eine Leitung (60), die am Umfang des Pumpenkolbens (34) in der Zylinderbohrung (36) mit Abstand von dem den Pumpenarbeitsraum (38) begrenzenden Ende des Pumpenkolbens (34) mündet und die zum Bereich der Abstützung des Pumpenkolbens (34) zur Antriebswelle (12) hin führt.

Description

Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.
Eine solche Hochdruckpumpe ist durch die DE 198 44 326 AI bekannt. Diese Hochdruckpumpe weist eine rotierend angetriebene Antriebswelle und wenigstens ein Pumpenelement mit einem durch die Antriebswelle zumindest mittelbar in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben auf. Der Pumpenkolben ist in einer Zylinderbohrung geführt und begrenzt mit seinem der Antriebswelle abgewandten Ende einen Pumpenarbeitsraum. Der Pumpenkolben stützt sich zumindest mittelbar an der Antriebswelle ab. Die Antriebswelle weist dabei einen zu ihrer Drehachse exzentrischen Abschnitt auf, auf dem ein Ring drehbar gelagert ist, an dem sich der Pumpenkolben direkt mit seinem Kolbenfuß oder über einen Stößel abstützt. Der Ring dreht sich dabei nicht mit der Antriebswelle mit, jedoch tritt beim Betrieb der Hochdruckpumpe eine Gleitbewegung zwischen dem Kolbenfuß oder dem Stößel und dem Ring auf. Eine Schmierung des Kontaktbereichs zwischen dem Kolbenfuß oder dem Stößel und dem Ring erfolgt nur durch den im Inneren der Hochdruckpumpe vorhandenen Kraftstoff, so dass unter Umständen ein starker Verschleiß am Pumpenkolben und/oder am Stößel und/oder am Ring auftritt, der schließlich zum Ausfall der Hochdruckpumpe führen kann. Der Stößel kann in einer Bohrung im Gehäuse der Hochdruckpumpe verschiebbar geführt sein, um Querkräfte abzustützen, damit diese nicht auf den Pumpenkolben wirken. Eine Schmierung zwischen dem Stößel und der Bohrung erfolgt dabei ebenfalls nur durch den im Inneren der Hochdruckpumpe vorhandenen Kraftstoff, so dass auch am Stößel und/oder am Gehäuse ein hoher Verschleiß auftreten kann. Durch die DE 199 07 311 A ist ebenfalls eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung bekannt, bei der die Antriebswelle wenigstens einen Nocken aufweist, an dem sich der Pumpenkolben über einen Stößel und eine im Stößel drehbar gelagerte Rolle abstützt. Die Lagerung der Rolle wird dabei ebenfalls nur durch den im Inneren der Hochdruckpumpe vorhandenen Kraftstoff geschmiert, so dass auch hier Verschleiß auftreten kann.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Hochdruckpumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Schmierung im Bereich der Abstützung des Pumpenkolbens zur Antriebswelle hin verbessert ist und dadurch der Verschleiß verringert ist. Über die wenigstens eine Leitung durch den Pumpenkolben wird dabei infolge einer zwangsläufig infolge des Spiels zwischen dem Pumpenkolben und der Zylinderbohrung vorhandender Leckage hindurchtretender, beim Förderhub des Pumpenkolbens unter erhöhtem Druck stehender Kraftstoff zur Schmierung dem Bereich der Abstützung des Pumpenkolbens zugeführt.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ermöglicht eine Schmierung der Abstützung des Kolbenfußes zur Antriebswelle hin. Die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine Schmierung der Abstützung des Stützelements zur Antriebswelle hin. Die Ausbildung gemäß Anspruch 4 ermöglicht eine Änderung der Winkelstellung zwischen dem Pumpenkolben und dem Stützelement, so dass sich das Stützelement in seiner Winkelstellung unabhängig vom Pumpenkolben zur Antriebswelle ausrichten kann. Die Ausbildung gemäß den Ansprüchen 6 und 7 ermöglicht die Anordnung eines Kraftstoffpolsters mit großer Fläche zwischen dem Kolbenfuß bzw. dem Stützelement und dem Ring und damit eine weitere Verbesserung der Schmierung. Die Ausbildung gemäß Anspruch 9 ermöglicht eine Schmierung der Lagerung der Rolle. Die Ausbildung gemäß Anspruch 12 ermöglicht eine weiter verbesserte Schmierung der Lagerung der Rolle. Die Ausbildung gemäß Anspruch 13 oder 14 ermöglicht eine Verbesserung der Schmierung der Führung des Kolbenfußes bzw. des Stützelements. Die Ausbildung gemäß Anspruch 15 ermöglicht eine einfache Herstellung der wenigstens einen Leitung.
Zeichnung
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung^ dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine in einem Längsschnitt, Figur 2 die Hochdruckpumpe in einem Querschnitt entlang Linie II-II in Figur 1, Figur 3 einen in Figur 2 mit III bezeichneten Ausschnitt der Hochdruckpumpe in vergrößerter Darstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Figuren 4 bis 7 den Ausschnitt III mit gegenüber Figur 3 modifizierten Ausführungen, Figur 8 den Ausschnitt III gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und Figuren 9 bis 11 den Ausschnitt III mit gegenüber Figur 8 modifizierten A sführungen.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele In den Figuren 1 bis 11 ist eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine dargestellt. Die Hochdruckpumpe weist ein Gehäuse 10 auf, das mehrteilig ausgebildet sein kann und in dem eine rotierend antreibbare Antriebswelle 12 angeordnet ist. Die Antriebswelle 12 ist im Gehäuse 10 über zwei in Richtung der Drehachse 13 der Antriebswelle 12 voneinander beabstandete Lagerstellen drehbar gelagert. Die Lagerstellen können in verschiedenen Teilen des Gehäuses 10 angeordnet sein.
In einem zwischen den beiden Lagerstellen liegenden Bereich weist die Antriebswelle 12 wenigstens einen Nocken oder zu ihrer Drehachse 13 exzentrischen Abschnitt 26 auf, wobei der Nocken 26 auch als Mehrfachnocken ausgebildet sein kann. Die Hochdruckpumpe weist wenigstens ein oder mehrere im Gehäuse 10 angeordnete Pumpenelemente 32 mit jeweils einem Pumpenkolben 34 auf, der durch den Nocken oder exzentrischen Abschnitt 26 der Antriebswelle 12 in einer Hubbewegung in zumindest annähernd radialer Richtung zur Drehachse 13 der Antriebsewelle 12 angetrieben wird. Der Pumpenkolben 34 ist in einer Zylinderbohrung 36 im Gehäuse 10 oder einem Einsatz im Gehäuse 10 dicht verschiebbar geführt und begrenzt mit seiner der Antriebswelle 12 abgewandten Stirnseite in der Zylinderbohrung 36 einen
Pumpenarbeitsraum 38. Der Pumpenarbeitsraum 38 weist über einen im Gehäuse 10 verlaufenden Kraftstoffzulaufkanal 40 eine Verbindung mit einem Kraftstoffzulauf, beispielsweise einer Förderpumpe auf. An der Mündung des Kraftstoffzulaufkanals 40 in den Pumpenarbeitsraum 38 ist ein in den Pumpenarbeitsraum 38 öffnendes Einlassventil 42 angeordnet. Der Pumpenarbeitsraum 38 weist ausserdem über einen im Gehäuse 10 verlaufenden Kraftstoffablaufkanal 44 eine Verbindung mit einem Auslass auf, der beispielsweise mit einem Hochdruckspeicher 110 verbunden ist. Mit dem
Hochdruckspeicher 110 sind ein oder vorzugsweise mehrere an den Zylindern der Brennkraftmaschine angeordnete Injektoren 120 verbunden, durch die Kraftstoff in die Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. An der Mündung des Kraftstoffablaufkanals 44 in den Pumpenarbeitsraum 38 ist ein aus dem Pumpenarbeitsraum 38 öffnendes Auslassventil 46 angeordnet.
In Figur 3 ist ein Ausschnitt III der Hochdruckpumpe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Antriebswelle 12 weist dabei den exzentrischen Abschnitt 26 auf, auf dem ein Ring 50 drehbar gelagert ist. Der Ring 50 weist in seinem Umfang für jedes Pumpenelement 32 jeweils eine Abflachung 52 mit einer zumindest im wesentlichen ebenen Fläche auf. Der Pumpenkolben 34 jedes Pumpenelements stützt sich an der Abflachung 52 des Rings 50 über ein
Stützelement 54 in Form eines Stößels ab. Das Stützelement 54 ist mit dem Pumpenkolben 34 zumindest in Richtung der Längsachse 35 des Pumpenkolbens 34 verbunden. Zwischen dem Gehäuse 10 und dem Stützelement 54 ist eine vorgespannte Anpressfeder 56 eingespannt, durch die das Stützelement 54 in Anlage an der Abflachung 52 des Rings 50 gehalten wird, auch wenn sich der Pumpenkolben 34 und zusammen mit diesem das Stützelement 54 beim Saughub des Pumpenkolbens 34 zur Antriebswelle 12 hin nach innen bewegt. Das Stützelement 54 kann in einer Aufnahme in Form einer Bohrung 58 des
Gehäuses 10 verschiebbar geführt sein. Das Stützelement 54 weist eine zumindest im wesentlichen ebene Stirnseite auf, mit der es an der Abflachung 52 des Rings 50 anliegt.
Durch den Pumpenkolben 34 verläuft wenigstens eine Leitung 60, die an ihrem einen Ende am Umfang des Pumpenkolbens 34 innerhalb der Zylinderbohrung 36 mit Abstand von der den Pumpenarbeitsraum 38 begrenzenden Stirnseite des Pumpenkolbens 34 mündet und die an ihrem anderen Ende an der dem Stützelement 54 zugewandten Stirnseite des
Pumpenkolbens 34 mündet. Die Leitung 60 ist beispielsweise durch eine Längsbohrung 160 und eine Querbohrung 260 durch den Pumpenkolben 34 gebildet. Die Leitung 60 setzt sich in Form einer Bohrung 360 durch das Stützelement 54 fort, die mit der Längsbohrung 160 im Pumpenkolben 34 in Verbindung steht und die auf der der Abflachung 52 des Rings 50 zugewandten Seite des Stützelements 54 mündet. Da der Pumpenkolben 34 in der Zylinderbohrung 36 verschiebbar sein muss ist zwischen diesem und der Zylinderbohrung 36 ein kleiner Ringspalt vorhanden. Beim Förderhub des Pumpenkolbens 34, bei dem dieser durch den exzentrischen Abschnitt 26 der Antriebswelle 12 nach außen bewegt wird, wird im Pumpenarbeitsraum 38 Kraftstoff unter Hochdruck verdichtet. Infolge des Ringspalts zwischen dem Pumpenkolben 34 und der Zylinderbohrung 36 gelangt eine geringe Leckmenge an Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 38 in die Querbohrung 260 des Pumpenkolbens 34, von dieser in die Längsbohrung 260, tritt aus dieser über in die Bohrung 360 im Stützelement 54 und tritt aus dieser aus. Somit wird dem Bereich der Abstützung des Pumpenkolbens 34 an der Antriebswelle 12, die durch das Stützelement 54 und den Ring 50 gebildet ist, unter erhöhteπvOruck stehender Kraftstoff zugeführt, wodurch die Schmierung wesentlich verbessert wird und damit der Verschleiß verringert wird. Durch die Anordnung der Querbohrung 260 und die Dimensionierung der Leitung 60 insgesamt kann die zugeführte Kraftstoffmenge und der Druck des zugeführten Kraftstoffs beeinflusst werden. Je näher die Querbohrung 260 an der den Pumpenarbeitsraum 38 begrenzenden Stirnseite des Pumpenkolbens 34 angeordnet ist, desto größer ist die zur Schmierung zugeführte Kraftstoffmenge und desto höher ist der Druck, unter dem der zugeführte Kraftstoff steht. Bei ausreichend hohem Kraftstoffdruck und ausreichend großer Kraftstoffmenge kann eine hydrodynamische Schmierung zwischen dem Stützelement 54 und dem Ring 50 erreicht werden, so dass kein Verschleiß auftritt. Die Verbindung zwischen dem Pumpenkolben 34 und dem Stützelement 54 ist derart ausgebildet, dass Änderungen der Winkellage zwischen dem Pumpenkolben 34 und dem Stützelement 54 möglich sind. Hierbei kann beispielsweise das dem Stützelement 54 zugewandte Ende des Pumpenkolbens 34 konvex gewölbt, beispielsweise zumindest annähernd kugelförmig gewölbt ausgebildet sein. Im Stützelement 54 kann eine Vertiefung 55 ausgebildet sein, in die das Ende des Pumpenkolbens 34 eingesetzt ist, wobei die Vertiefung 55 sich zum Ring 50 hin verengen kann, beispielsweise zumindest annähernd kegeistumpfförmig. Durch diese Ausbildung des Pumpenkolbens 34 und des Stützelements 54 wird eine gelenkartige Verbindung geschaffen, die Änderungen der Winkellage ermöglicht, so dass das Stützelement 54 stets plan an der Abflachung 52 des Rings 50 anliegen kann.
In Figur 4 ist die Hochdruckpumpe gemäß einer gegenüber Figur 3 modifizierten Ausführung dargestellt, bei der sich die Bohrung 360 im Stützelement 54 auf dessen der
■■*•' Abflachung 52 des Rings 50 zugewandter Seite im Durchmesser erweitert, beispielsweise zumindest annähernd konisch erweitert. Durch diese Ausbildung der Bohrung 360 wird zwischen der Abflachung 52 des Rings 50 und dem Stützelement 54 ein Kraftstoffpolster mit einer großen Fläche angeordnet und damit eine gute Schmierung erreicht. Alternativ kann die Bohrung 360 auch wie in Figur 5 dargestellt zur Abflachung 52 des Rings 50 hin einen Abschnitt mit großem Durchmesser aufweisen und zum Pumpenkolben 34 hin einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser, wobei zwischen den Bohrungsabschnitten eine Stufe 361 vorhanden ist. Auch bei dieser Ausbildung wird zwischen dem Stützelement 54 und der Abflachung 52 des Rings 50 ein Kraftstoffpolster mit großer Fläche angeordnet und dadurch eine gute Schmierung erreicht. In Figur 6 ist eine weitere Variante des Stützelements 54 dargestellt, bei der in der der Abflachung 52 des Rings 50 zugewandten Stirnseite des Stützelements 54 wenigstens eine mit der Bohrung 360 verbundene Nut 62 eingebracht ist. Es kann dabei wenigstens eine etwa radial zur Längsachse 35 des Pumpenkolbens 34 verlaufende Nut 62 vorgesehen sein oder es können mehrere, beispielsweise zwei um 90° zueinander verdrehte Nuten 62 vorgesehen sein. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine radiale Nut 62 in eine ringförmige Nut 64 mündet. Die ringförmige Nut 64 ist dabei vorzugsweise zumindest annähernd konzentrisch zur Bohrung 360 angeordnet. Es können auch wie in Figur 6 dargestellt mehrere ringförmige Nuten 64 vorgesehen sein, die auf unterschiedlichen Durchmessern zumindest annähernd konzentrisch um die Bohrung 360 angeordnet sind.
In Figur 7 ist die Hochdruckpumpe gemäß einer weiteren gegenüber Figur 3 modifizierten Ausführung dargestellt, bei der das separate Stützelement entfällt und stattdessen der Pumpenkolben 34 einen im Durchmesser gegenüber seinem in ''"' der Zylinderbohrung 36 geführten Bereich vergrößerten Kolbenfuß 70 aufweist, der an der Abflachung 52 des Rings 50 anliegt. Die der Abflachung 52 zugewandte Seite des Kolbenfußes 70 ist zumindest annähernd eben ausgebildet. Die Längsbohrung 160 durch den Pumpenkolben 34 mündet auf der der Abflachung 52 zugewandten Seite des Kolbenfußes 70. Die Anpressfeder 56 ist zwischen dem Gehäuse 10 und dem Kolbenfuß 70 eingespannt. Die Funktion der Ausführung gemäß Figur 7 ist gleich wie bei der Ausführung gemäß Figur 3, indem über die durch den Pumpenkolben 34 verlaufende Leitung 60 Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 38 zur Schmierung in den Bereich der Abstützung des Kolbenfußes 70 an der Abflachung 52 des Rings 50 geführt wird. Die Ausbildungen gemäß den Figuren 4 bis 6 können analog auch bei der Ausführung gemäß Figur 7 vorgesehen werden. In Figur 8 ist die Hochdruckpumpe gemäß einem zweiten Ausführungbeispiel dargestellt, bei dem die Antriebswelle 26 wenigstens einen Nocken 26 aufweist. Der Pumpenkolben 34 stützt sich am Nocken 26 der Antriebswelle 12 über ein Stützelement 72 und eine im Stützelement 72 drehbar gelagerte Rolle 74 ab. Der Pumpenkolben 34 ist mit dem Stützelement 72 zumindest in Richtung seiner Längsachse 35 verbunden, wobei keine gelenkartige Verbindung wie beim ersten Ausführungsbeispiel erforderlich ist. Die Anpressfeder 56 ist zwischen dem Gehäuse 10 und dem
Stützelement 72 eingespannt. Das Stützelement 72 kann in einer Aufnahme in Form einer Bohrung 58 im Gehäuse 10 verschiebbar geführt sein. Das Stützelement 72 weist auf seiner dem Nocken 26 zugewandten Seite eine konkave Vertiefung 76 auf, in der die Rolle 74 drehbar gelagert ist. Die Rolle 74 ist zumindest annähernd zylinderförmig ausgebildet und deren Drehachse 75 verläuft zumindest annähernd parallel zur Drehachse 13 der Antriebswelle 12. Die Rolle 74 wälzt auf dem Nocken 26 ab, so dass zwischen der Rolle 74 und dem Nocken 26 keine Gleitbewegung auftritt. Zwischen der^Rolle 74 und dem Stützelement 72 tritt eine Gleitbewegung auf. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel verläuft durch den Pumpenkolben 34 die Leitung 60, die sich im Stützelement 72 fortsetzt und in die Vertiefung 76 mündet. Somit wird der Lagerung der Rolle 74 im Stützelement 72 über die Leitung 60 Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 38 zur Schmierung zugeführt. Zwischen der Rolle 74 und dem Stützelement 72 kann dabei eine hydrodynamische Schmierung erreicht werden.
Die Längsbohrung 160 durch den Pumpenkolben 34 und die Bohrung 360 durch das Stützelement 72 verläuft bei der Ausführung gemäß Figur 8 zumindest annähernd koaxial zur Längsachse 35 des Pumpenkolbens 34 und die Bohrung 360 mündet etwa mittig in die Vertiefung 76, in der die Rolle 74 gelagert ist. In Figur 9 ist eine gegenüber Figur 8 modifizierte Ausführung der Hochdruckpumpe dargestellt, bei der die Längsbohrung 160 durch den Pumpenkolben 34 und die Bohrung 360 durch das Stützelement 72 bezüglich der Längsachse 35 des Pumpenkolbens 34 in Drehrichtung 11 der Antriebswelle 12 versetzt angeordnet sind. Die Drehrichtung der Rolle 74 ist in Figur 9 durch den Pfeil mit der Bezugszahl 79 verdeutlicht. Die Bohrung 360 mündet somit nicht mittig in die Vertiefung 76, sondern bezüglich der Drehachse 75 der Rolle 74 in Drehrichtung 11 der Antriebswelle 12 versetzt. Bei der Drehbewegung der Rolle 74 in Drehrichtung 79 wird durch diese aus der Bohrung 360 austretender Kraftstoff in die Vertiefung 76 mitgeführt, wodurch die Schmierung zwischender Rolle 74 und dem Stützelement 72 weiter verbessert wird.
In Figur 10 ist eine gegenüber der Ausführung gemäß Figur 8 in Bezug auf das Stützelement 72 modifizierte Ausführung der Hochdruckpumpe dargestellt. Das Stützelement 72 ist in der Bohrung 58 des Gehäuses 10 der Hochdruckpumpe verschiebbar geführt. Das Stützelement 72 weist zusätzlich zu der Bohrung 360 wenigstens eine mit' der Bohrung 360 verbundene und am Umfang des Stützelements 72 in der Bohrung 58 mündende Zweigleitung in Form einer Querbohrung 80 auf. Vorzugsweise ist wie in Figur 10 dargestellt wenigstens eine durchgehende Querbohrung 80 im Stützelement 72 vorgesehen, die zumindest annähernd senkrecht zur Drehachse 13 der Antriebswelle 12 verläuft. Durch die wenigstens eine Querbohrung 80 im Stützelement 72 wird die Schmierung der Führung des Stützelements 72 in der Bohrung 58 verbessert. Die wenigstens eine Querbohrung 80 kann auch bei den Ausführungen der Hochdruckpumpe gemäß den Figuren 1 bis 9 vorgesehen werden, um die Schmierung der Führung des Stützelements 54 oder des Kolbenfußes 70 in der Bohrung 58 zu verbessern. In Figur 11 ist die Hochdruckpumpe gemäß einer gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8 modifizierten Ausführung dargestellt, bei der das separate Stützelement entfällt und die Rolle 74 direkt in einer Vertiefung 76 in einem gegenüber seinem in der Zylinderbohrung 36 geführten Bereich im Durchmesser vergrößerten Kolbenfuß 78 des Pumpenkolbens 34 drehbar gelagert ist. Die Leitung 60 durch den Pumpenkolben 34 mündet in die Vertiefung 76 und ermöglicht damit die Schmierung der Lagerung der Rolle 74. Die Anpressfeder 56 ist zwischen dem Gehäuse 10 und dem Kolbenfuß 78 eingespannt. Im Kolbenfuß 78 kann analog zu der Ausführung gemäß Figur 10 zusätzlich wenigstens eine Querbohrung 80 vorgesehen sein, um die Schmierung der Führung des Kolbenfußes 78 in der Bohrung 58 des Gehäuses 10 zu verbessern.
Bei der Drehbewegung der Antriebswelle 12 wird der Pumpenkolben 34 in einer Hubbewegung angetrieben. Beim Saughub des Pumpenkolbens 34, bei dem sich dieser radial nach innen bewegt, wird der Pumpenarbeitsraum 38 durch den Kraftstoffzulauf anal 40 bei geöffnetem Einlassventil 42 mit Kraftstoff befüllt, wobei das Auslassventil 46 geschlossen ist. Beim Förderhub des Pumpenkolbens 34, bei dem sich dieser radial nach aussen bewegt, wird durch den Pumpenkolben 34 Kraftstoff unter Hochdruck durch den
Kraftstoffablaufkanal 44 bei geöffnetem Auslassventil 46 zum Hochdruckspeicher 110 gefördert, wobei das Einlassventil 42 geschlossen ist. Beim Förderhub des Pumpenkolbens 34 tritt die höchste Belastung zwischen dem Ring 50 und dem Stützelement 54 oder dem Kolbenfuß 70 bzw. zwischen der Rolle 74 und dem Stützelement 72 oder dem Kolbenfuß 78 auf, wobei dann durch den aus dem Pumpenarbeitsraum 38 über die Leitung 60 zugeführten Kraftstoff in diesem Bereich eine ausreichende Schmierung sichergestellt ist.

Claims

Ansprüche
1. Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine mit einer rotierend angetriebenen Antriebswelle (12) , mit wenigstens einem Pumpenelement (32) , das einen durch die Antriebswelle (12) zumindest mittelbar in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben (34) aufweist, der in einer Zylinderbohrung (36) geführt ist und mit seinem der Antriebswelle (12) abgewandten Ende einen Pumpenarbeitsraum (38) begrenzt, wobei sich der Pumpenkolben (34) zumindest mittelbar an der Antriebswelle (12) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Pumpenkolben (34) wenigstens eine Leitung (60) verläuft, die am Umfang des Pumpenkolbens %34) in der Zylinderbohrung (36) mit Abstand von dem den Pumpenarbeitsraum (38) begrenzenden Ende des Pumpenkolbens (34) mündet und die zum Bereich der Abstützung des Pumpenkolbens (34) zur Antriebswelle (12) hin führt.
2. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Pumpenkolben (34) über einen im Querschnitt gegenüber dessen in der Zylinderbohrung (36) geführtem Bereich vergrößerten Kolbenfuß (70) zumindest mittelbar an der Antriebswelle (12) abstützt und dass die wenigstens eine Leitung (60) auf der der Antriebswelle (12) zugewandten Seite des Kolbenfußes (70) mündet.
3. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Pumpenkolben (34) über ein Stützelement (54) zumindest mittelbar an der Antriebswelle (12) abstützt und dass die wenigstens eine Leitung (60) sich im Stützelement (54) fortsetzt und auf der der Antriebswelle (12) zugewandten Seite des Stützelements (54) mündet.
4. Hochdruckpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (34) und das Stützelement (54) gelenkartig miteinander verbunden sind.
5. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (12) einen zu ihrer Drehachse (13) exzentrischen Abschnitt (26) aufweist, auf dem ein Ring (50) drehbar gelagert ist, an dem sich der Pumpenkolben (34) mit seinem Kolbenfuß (70) oder über das Stützelement (54) abstützt.
6. Hochdruckpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Leitung (60) an deren dem Ring (50) zugewandtem Mündungsbereich gegenüber dem übrigen Querschnitt der Leitung (60) vergrößert ist.
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7. Hochdruckpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der dem Ring (50) zugewandten Stirnseite des Kolbenfußes (70) oder des Stützelements (54) wenigstens eine mit der Leitung (60) verbundene Nut (62; 64) angeordnet ist.
8. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (50) im Bereich der Anlage des Kolbenfußes (70) oder des Stützelements (54) eine zumindest im wesentlichen ebene Fläche (52) aufweist.
9. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Pumpenkolben (34) über eine auf einem Nocken (26) der Antriebswelle (12) abwälzende, drehbar gelagerte Holle (74) abstützt und dass die wenigstens eine Leitung (60) im Bereich der Lagerung (76) der Rolle (74) mündet.
10. Hochdruckpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (74) in einem Stützelement (72) drehbar gelagert ist, an dem sich der Pumpenkolben (34) mit seinem der Antriebswelle (12) zugewandten Ende abstützt.
11. Hochdruckpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (74) in einem der Antriebswelle (12) zugewandten Kolbenfuß (78) des Pumpenkolbens (34) drehbar gelagert ist.
12. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung der Leitung (60) in die Lagerung (76) der Rolle (74) gegenüber der Drehachse (35) der Rolle (35) in Drehrichtung (11) der Antriebswelle (12) versetzt angeordnet ist.
13. Hochdruckpumpe nach Anspruch 2 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenfuß (70; 78) in einer Aufnahme (58) verschiebbar geführt ist und dass von der Leitung (60) wenigstens eine am Umfang des Kolbenfußes (70; 78) innerhalb der Aufnahme (58) mündende Zweigleitung (80) abführt.
14. Hochdruckpumpe nach Anspruch 3 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (54; 72) in einer Aufnahme (58) verschiebbar geführt ist und dass von der Leitung (60) wenigstens eine am Umfang des Stützelements (54; 72) innerhalb der Aufnahme (58) mündende Zweigleitung (80) abführt.
15. Hochdruckpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Leitung
(60) wenigstens eine Längsbohrung (160) und wenigstens eine am Umfang des Pumpenkolbens (34) mündende Querbohrung (260) im Pumpenkolben (34) umfasst.
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