WO2013124103A1

WO2013124103A1 - Hochdruckpumpe

Info

Publication number: WO2013124103A1
Application number: PCT/EP2013/051113
Authority: WO
Inventors: Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2013-08-29
Also published as: DE102012202720A1

Abstract

Hochdruckpumpe (1) zum Fördern eines Fluides, insbesondere Kraftstoff, z. B. Diesel, umfassend vorzugsweise eine Antriebswelle (2) mit wenigstens einem Nocken (3), ein Gehäuse (8), wenigstens einen Kolben (5), wenigstens einen Zylinder (6) zur Lagerung des wenigstens einen Kolbens (5), einen Arbeitsraum (29), einen Einlasskanal (22) zum Einleiten des Fluides in den Arbeitsraum (29), einen Auslasskanal (24) zum Ausleiten des Fluides aus dem Arbeitsraum (29), einen Rücklaufkanal (14) zum Ableiten des zwischen dem Kolben (5) und dem Zylinder (6) abströmenden Leckagefluides, wobei der Rücklaufkanal (14) fluidleitend mit dem Einlasskanal (22) verbunden ist.

Description

Beschreibung Titel

Hochdruckpumpe

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 , ein Hochdruckeinspritzsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 13 und einen Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 15.

Stand der Technik

In Hochdruckeinspritzsystemen für Verbrennungsmotoren, insbesondere in Common-Rail-Einspritzsystemen von Diesel- oder Benzinmotoren, sorgt eine Hochdruckpumpe dauernd für die Aufrechterhaltung des Druckes in dem

Hochdruckspeicher des Common-Rail-Einspritzsystems. Die Hochdruckpumpe kann beispielsweise durch eine Nockenwelle des Verbrennungsmotors mittels einer Antriebswelle angetrieben werden. Für die Förderung des Kraftstoffs zur Hochdruckpumpe werden Vorförderpumpen, z. B. eine Zahnrad- oder

Drehschieberpumpe, verwendet, die der Hochdruckpumpe vorgeschaltet sind. Die Vorförderpumpe fördert den Kraftstoff von einem Kraftstofftank durch eine Kraftstoffleitung zu der Hochdruckpumpe.

Als Hochdruckpumpen werden unter anderem Kolbenpumpen eingesetzt. In einem Gehäuse ist eine Antriebswelle gelagert. Radial dazu sind Kolben in einem Zylinder angeordnet. Auf der Antriebswelle mit wenigstens einem Nocken liegt eine Laufrolle mit einer Rollen-Rollfläche auf, die in einem Rollenschuh gelagert ist. Der Rollenschuh ist mit dem Kolben verbunden, so dass der Kolben zu einer oszillierenden Translationsbewegung gezwungen ist. Eine Feder bringt auf den Rollenschuh eine radial zu der Antriebswelle gerichtet Kraft auf, so dass die Laufrolle in ständigen Kontakt zu der Antriebswelle steht. Die Laufrolle steht mit der Rollen-Rollfläche an einer Wellen-Rollfläche als Oberfläche der Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken in Kontakt mit der Antriebswelle. Die Laufrolle ist mittels eines Gleitlagers in dem Rollenschuh gelagert. Hochdruckpumpen als Steckpumpen für Verbrennungsmotoren sind in den Verbrennungsmotor integriert und eine Nockenwelle oder eine andere Welle des

Verbrennungsmotors bildet die Antriebswelle des Verbrennungsmotors.

Außerdem ist die Hochdruckpumpe mit Öl bzw. Schmieröl des

Verbrennungsmotors geschmiert, so dass ein Dichtelement erforderlich ist, um zwischen den Kolben und dem Zylinder abströmenden Leckagekraftstoff von einem Schmierraum der Hochdruckpumpe fern zu halten. Der abströmende

Leckagekraftstoff wird vor dem Dichtelement mit einer Rücklaufleitung als Rücklaufkanal in einen Kraftstofftank zurück geleitet. In nachteiliger weise ist diese Rücklaufleitung in der Herstellung und Montage teuer, so dass hierfür hohe Kosten anfallen.

Die DE 10 2006 045 933 A1 zeigt eine Hochdruckpumpe zur Kraftstoffhochdruckförderung. Die Hochdruckpumpe weist eine Antriebswelle mit Nocken auf.

Zylindrische Rollen sind von Rollenschuhen gelagert und liegen auf den Nocken auf. Die Rollenschuhe sind mittels einer Stößelbaugruppe in einer Bohrung eines Teils des Gehäuses gelagert. Die Pumpenelemente sind an der

Stößelbaugruppe befestigt. Eine Schraubenfeder drückt die Stößelbaugruppe auf die Nocken.

Aus der DE 103 56 262 A1 ist eine Radialkolbenpumpe zur

Kraftstoffhochdruckerzeugung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von

Brennkraftmaschinen bekannt. In einem Pumpengehäuse ist eine Antriebswelle gelagert. Kolben stützen sich an der Antriebswelle ab, so dass durch Drehen der Antriebswelle die Kolben hin und her bewegt werden. Zwischen den Kolben und der Antriebswelle sind Stößel angeordnet.

Offenbarung der Erfindung

Vorteile der Erfindung Erfindungsgemäße Hochdruckpumpe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zum Fördern eines Fluides, insbesondere Kraftstoff, z. B. Diesel, umfassend vorzugsweise eine Antriebswelle mit wenigstens einem Nocken, ein Gehäuse, wenigstens einen Kolben, wenigstens einen Zylinder zur Lagerung des wenigstens einen Kolbens, einen Arbeitsraum, einen Einlasskanal zum Einleiten des Fluides in den Arbeitsraum, einen Auslasskanal zum Ausleiten des Fluides aus dem Arbeitsraum, einen Rücklaufkanal zum Ableiten des zwischen dem Kolben und dem Zylinder abströmenden Leckagefluides, wobei der

Rücklaufkanal fluidleitend mit dem Einlasskanal verbunden ist. In vorteilhafter Weise erfordert dadurch die Hochdruckpumpe keinen aufwendigen und teuren

Rücklaufkanal als Rücklaufleitung, der zu dem Kraftstofftank geführt ist. Dadurch können wesentliche Kosten bei der Herstellung der Hochdruckpumpe eingespart werden. Ferner ist auch eine Spülung des Spieles bzw. des Abstandes zwischen dem wenigstens einen Kolben und dem wenigstens einen von dem Gehäuse der Hochdruckpumpe begrenzten Zylinders gewährleistet, wenn von der

Hochdruckpumpe beispielsweise aufgrund eines geschlossenen Zumesseinheit kein Kraftstoff gefördert wird. Der Leckagekraftstoff kann dabei durch das Spiel zwischen dem Kolben und den Zylindern sowie anschließend durch den

Rücklaufkanal in den Einlasskanal geleitet werden, so dass sich dadurch ein Kreislauf ausbilden kann zur Spülung bzw. Schmierung des wenigstens einen

Kolbens an dem wenigstens einen Zylinder.

Insbesondere mündet der Rücklaufkanal in den Einlasskanal. Der Rücklaufkanal mündet dabei unmittelbar in den Einlasskanal, so dass in vorteilhafter Weise keine weiteren zusätzlichen Kanäle erforderlich sind, um den Leckagekraftstoff bzw. das Leckagefluid von dem Rücklaufkanal in den Einlasskanal zu leiten.

In einer weiteren Ausgestaltung ist an dem Einlasskanal ein Einlassventil, insbesondere Einlassrückschlagventil, angeordnet und/oder an dem

Auslasskanal ist ein Auslassventil, insbesondere Auslassrückschlagventil, angeordnet.

In einer ergänzenden Ausführungsform mündet der Rücklaufkanal in

Strömungsrichtung des Fluides bzw. Leckagefluides vor dem Einlassventil in den Einlasskanal. Im Allgemeinen ist der Einlasskanal von dem Einlassventil zu dem

Arbeitsraum sehr kurz und aufgrund der Ausbildung des Einlassventiles als Rückschlagventil kann die Leckageflüssigkeit bzw. das Leckagefluid das

Einlassventil durchströmen und dadurch in den Arbeitsraum zur Spülung und Schmierung des Kolbens an dem Zylinder strömen.

Vorzugsweise umfasst die Hochdruckpumpe ein auf dem wenigstens einen Kolben aufliegendes Dichtelement, insbesondere einen Dichtring, zur Abdichtung des zwischen dem wenigstens einen Kolben und dem wenigstens einen Zylinder abströmenden Leckagefluides und vorzugsweise mündet der Rücklaufkanal in Strömungsrichtung des abströmenden Leckagefluides vor dem Dichtelement zu dem Dichtelement. Das Dichtelement dient dazu, die Schmierung des Kolbens an dem Zylinder mittels Kraftstoff von der Schmierung der übrigen

Hochdruckpumpe in einem Schmierraum zu trennen. Die Hochdruckpumpe ist dabei als Hochdrucksteckpumpe ausgebildet und ist am Schmierraum mittels Öl bzw. Schmieröl des Verbrennungsmotors geschmiert. Aufgrund des Spieles oder des Abstandes strömt zwischen dem Kolben und dem Zylinder das Leckagefluid durch und von dem Dichtelement wird das Leckagefluid abgehalten und abgedichtet und kann durch den Rücklaufkanal wieder zurück in den Arbeitsraum strömen zur Schmierung und Kühlung des Kolbens. Die übrigen Komponenten, welche in dem Schmierraum vom dem Öl geschmiert sind, sind beispielsweise die Gleitlagerung der Laufrolle an einem Rollenschuh und eine Kontaktfläche zwischen der Laufrolle und der Antriebswelle.

In einer Variante ist in Strömungsrichtung des zwischen dem wenigstens einen Kolben und dem wenigstens einen Zylinder abströmenden Leckagefluides an dem Gehäuse eine Aussparung, insbesondere ein Ringraum oder eine Ringnut, ausgebildet zur Aufnahme des Leckagefluides und vorzugsweise des

Dichtelementes und vorzugsweise ist in der Aussparung das Dichtelement angeordnet. Die Aussparung ist erforderlich zur formschlüssigen Aufnahme des Dichtelementes und vorzugsweise des Halteelementes. Dadurch können das Dichtelement und vorzugsweise das Halteelement formschlüssig an dem

Gehäuse der Hochdruckpumpe befestigt werden und das Dichtelement liegt dabei unter einer radialen Druckkraft auf dem Kolben auf, so dass aufgrund der elastischen Eigenschaften des Dichtelementes, welches beispielsweise als ein Dichtring aus Gummi ausgebildet ist, eine sichere Abdichtung des

Leckagefluides gewährleistet ist, so dass das Leckagefluid nicht in den

Schmierraum gelangt, welcher vom Öl des Verbrennungsmotors geschmiert ist. Zweckmäßig umfasst die Hochdruckpumpe ein Halteelement, insbesondere einen Haltering, zum Halten des Dichtelementes und vorzugsweise ist das Halteelement in der Aussparung angeordnet. Das Halteelement ist erforderlich, um das Dichtelement in Bewegungsrichtung des Kolbens zwischen einem unteren Ende der Aussparung und dem Halteelement unter einer axialen Druckkraft zu halten und zu fixieren.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Haltelement eine

Rücklauföffnung zum Einleiten des abströmenden Leckagefluides in den Rücklaufkanal und/oder das Halteelement ist von dem Dichtelement gebildet. Sofern das Halteelement von dem Dichtelement gebildet ist, stellt das

Halteelement kein zusätzliches Bauteil in Ergänzung zu dem Dichtelement dar, sondern das Halteelement ist von dem Dichtelement gebildet, so dass dieses selbst auf einem oberen Ende der Aussparung, welches von dem Gehäuse gebildet ist, aufliegt.

Insbesondere mündet der Rücklaufkanal in die Aussparung, insbesondere an einem dem Arbeitsraum zugewandten Endbereich der Aussparung. Das Leckagefluid strömt vom Arbeitsraum kommend durch das Spiel zwischen Zylinder und Kolben zu der Aussparung, so dass dadurch aufgrund dieser Ausrichtung des Rücklaufkanales an der Aussparung das Leckagefluid nach dem Eintritt in die Aussparung in den Rücklaufkanal strömen kann, ohne dass ein größerer Bereich der Aussparung von dem Leckagefluid zu durchströmen ist. Dadurch treten in vorteilhafter Weise nur sehr geringe Strömungswiderstände beim Durchströmen des Leckagefluides durch die Aussparung auf.

In einer weiteren Ausgestaltung ist der Rücklaufkanal, insbesondere

ausschließlich, als eine Rücklaufbohrung in dem Gehäuse ausgebildet. Der Rücklaufkanal kann dadurch besonders einfach bei der Herstellung der

Hochdruckpumpe hergestellt werden, indem lediglich in das Gehäuse eine Rücklaufbohrung, z. B. spanabhebend, eingearbeitet wird. Dadurch fallen nur sehr geringe Kosten für den Rücklaufkanal in dem Gehäuse der

Hochdruckpumpe an bei der Herstellung. In einer ergänzenden Variante stützt sich der wenigstens eine Kolben mittelbar mittels wenigstens einer Laufrolle mit einer Rollen-Rollfläche auf einer Wellen- Rollfläche der Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken ab, so dass von dem wenigstens einen Kolben eine Translationsbewegung aufgrund einer Rotationsbewegung der Antriebswelle ausführbar ist.

In einer weiteren Variante ist eine Kontaktfläche zwischen der Rollen-Rollfläche und der Wellen-Rollfläche mittels Öl, insbesondere Öl eines

Verbrennungsmotors, geschmiert und/oder die wenigstens eine Laufrolle ist mittels wenigstens einen Gleitlagers bzw. einer Gleitlagerung in wenigstens einem Rollenschuh gelagert und das Gleitlager ist mittels Öl, insbesondere Öl des Verbrennungsmotors, geschmiert. Die Kontaktfläche zwischen der Rollen- Rollfäche und der Wellen-Rollfläche sowie die Gleitlagerung der Laufrolle an dem Rollschuh sind somit mittels Öl des Verbrennungsmotors geschmiert und diese Komponenten sind in dem Schmierraum der Hochdruckpumpe angeordnet, welcher von dem Öl, insbesondere Schmieröl, des Verbrennungsmotors geschmiert ist. Da die Antriebswelle auch die Nockenwelle darstellt, wird diese ohnehin vom Schmieröl des Verbrennungsmotors geschmiert, so dass diese Komponenten der Hochdruckpumpe vom Öl des Verbrennungsmotors mitgeschmiert werden können. Abgetrennt hiervon ist die Schmierung des Kolbens an dem Zylinder, da hier mittels des Dichtelementes eine Abtrennung der Schmierung mit Öl und einer Schmierung und Kühlung des Kolbens an dem Zylinder mittels Kraftstoff ausgeführt ist.

Erfindungsgemäßes Hochdruckeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Hochdruckpumpe, ein Hochdruck-Rail, vorzugsweise eine Vorförderpumpe zum Fördern eines

Kraftstoffes von einem Kraftstofftank zu der Hochdruckpumpe, wobei die Hochdruckpumpe als eine in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Hochdruckpumpe ausgebildet ist.

In einer weiteren Variante weist das Hochdruckeinspritzsystem eine

Zumesseinheit auf, welche die von der Vorförderpumpe zu der Hochdruckpumpe geförderte Menge an Kraftstoff pro Zeiteinheit steuert oder regelt. Erfindungsgemäßer Verbrennungsmotor mit einem Hochdruckeinspritzsystem, wobei das Hochdruckeinspritzsystem als ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Hochdruckeinspritzsystem ausgebildet ist und/oder der

Verbrennungsmotor eine in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Hochdruckpumpe umfasst und/oder die Hochdruckpumpe als eine in den Verbrennungsmotor integrierte Hochdrucksteckpumpe ausgebildet ist und/oder die wenigstens eine Antriebswelle der Hochdruckpumpe eine Nockenwelle oder eine andere Welle des Verbrennungsmotors ist und/oder die Hochdruckpumpe mit Öl des Verbrennungsmotors geschmiert ist.

Zweckmäßig ist die Hochdruckpumpe als eine Hochdrucksteckpumpe ausgebildet.

In einer weiteren Ausführungsform umgreift in einem Schnitt senkrecht zu einer Längsachse als Rotationsachse die wenigstens eine Laufrolle das Gleitlager zu mehr als 50 % die wenigstens einen Laufrolle.

In einer weiteren Variante wird eine Exzenterwelle als eine Antriebswelle mit wenigstens einem Nocken betrachtet.

Der von der Hochdruckpumpe erzeugbare Druck in dem Hochdruck-Rail liegt beispielsweise im Bereich von 1000 bis 3000 bar z. B. für Dieselmotoren oder zwischen 40 bar und 400 bar z. B. für Benzinmotoren.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter

Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Hochdruckpumpe in einem ersten

Ausführungsbeispiel

Fig. 2 eine Detailansicht an einer Aussparung der Hochdruckpumpe gemäß Fig. 1 , Fig. 3 einen Schnitt A-A gemäß Fig. 1 einer Laufrolle mit Rollenschuh und einer Antriebswelle,

Fig. 4 eine stark schematisierte Ansicht eines Hochdruckeinspritzsystems und

Ausführungsformen der Erfindung

In Fig. 1 ist ein Längsschnitt einer als Hochdrucksteckpumpe 41 ausgebildeten Hochdruckpumpe 1 für ein Hochdruckeinspritzsystem 36 dargestellt. Die

Hochdruckpumpe 1 dient dazu, Kraftstoff, z. B. Benzin oder Diesel, zu einem Verbrennungsmotor 39 unter Hochdruck zu fördern. Der von der

Hochdruckpumpe 1 erzeugbare Druck liegt beispielsweise in einem Bereich zwischen 1000 und 3000 bar.

Die Hochdruckpumpe 1 weist eine Antriebswelle 2 mit zwei Nocken 3 auf, die um eine Rotationsachse 26 eine Rotationsbewegung ausführt. Die Antriebswelle 2 ist eine Nockenwelle 46 des Verbrennungsmotors 39. Die Rotationsachse 26 liegt in der Zeichenebene von Fig. 1 und steht senkrecht auf der Zeichenebene von Fig. 3. Ein Kolben 5 ist in einem Zylinder 6 gelagert, der von einem Gehäuse 8 gebildet ist. Ein Arbeitsraum 29 wird von dem Zylinder 6, dem Gehäuse 8 und dem Kolben 5 begrenzt. Der Zylinder 6 ist dabei von dem Gehäuse 8 der Hochdruckpumpe 1 gebildet oder begrenzt. In den Arbeitsraum 29 mündet ein Einlasskanal 22 mit einem Einlassventil 19 als Einlassrückschlagventil 19 und ein Auslasskanal 24 mit einem Auslassventil 20 als Auslassrückschlagventil 20.

Durch den Einlasskanal 22 strömt der Kraftstoff in den Arbeitsraum 29 ein und durch den Auslasskanal 24 strömt der Kraftstoff unter Hochdruck aus den Arbeitsraum 29 Wieder aus. Das Einlassventil 19, z. B. ein Rückschlagventil, ist dahingehend ausgebildet, dass nur Kraftstoff in den Arbeitsraum 29 einströmen kann und das Auslassventil 20, z. B. ein Rückschlagventil, ist dahingehend ausgebildet, dass nur Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 29 ausströmen kann. Das Volumen des Arbeitsraumes 29 wird aufgrund einer oszillierenden Hubbewegung des Kolbens 5 verändert. Der Kolben 5 stützt sich mittelbar auf der Antriebswelle 2 ab. Am Ende des Kolbens 5 bzw. Pumpenkolbens 5 ist ein Rollenschuh 9 mit einer Laufrolle 10 befestigt. Eine Laufrolle 10 kann dabei eine

Rotationsbewegung ausführen, deren Rotationsachse 25 in der Zeichenebene gemäß Fig. 1 liegt und senkrecht auf der Zeichenebene von Fig. 3 steht. Die Antriebswelle 2 mit dem wenigstens einen Nocken 3 weist eine Wellen-Rollfläche 4 und die Laufrolle 10 eine Rollen-Rollfläche 11 auf. Die Rollen-Lauffläche 1 1 der Laufrolle 10 rollt sich auf der Wellen-Rollfläche 4 der Antriebswelle 2 mit den beiden Nocken 3 an einer Kontaktfläche 12 ab. Der Rollenschuh 9 ist in einer von dem Gehäuse 8 gebildeten Rollenschuhlagerung als Gleitlager gelagert. Eine Feder 27 bzw. Spiralfeder 27 als elastisches Element 28, die zwischen dem Gehäuse 8 und dem Rollenschuh 9 eingespannt ist, bringt auf den Rollenschuh 9 eine Druckkraft auf, so dass die Rollen-

Rollfläche 11 der Laufrolle 10 in ständigen Kontakt mit der Wellen-Rollfläche 4 der Antriebswelle 2 steht. Der Rollenschuh 9 und der Kolben 5 führen damit gemeinsam eine oszillierende Hubbewegung aus. Die Hochdruckpumpe 1 ist als Hochdrucksteckpumpe 41 ausgebildet, d. h. dass das Gehäuse 8 der Hochdrucksteckpumpe 41 mittels Fixierungselementen 45 an einem Verbrennungsmotorgehäuse 40 befestigt ist. Die Hochdruckpumpe 1 als Hochdrucksteckpumpe 41 kann somit in eine entsprechend komplementär ausgebildete Ausnehmung an dem Verbrennungsmotorgehäuse 40 eingefügt und eingeschoben und anschließend mittels der Fixierungselemente 45 an dem

Verbrennungsmotorgehäuse 40 befestigt werden.

In das Gehäuse 8 der Hochdrucksteckpumpe 41 ist eine Aussparung 18 eingearbeitet, die als Ringraum 34 oder als Ringnut 34 ausgebildet ist. Innerhalb dieses Ringraumes 34 ist ein als Dichtring 16 ausgebildetes Dichtelement 17 angeordnet und ein als Haltering 43 ausgebildetes Halteelement 42. Der Dichtring 16 besteht dabei aus einem elastischen Material, z. B. Gummi, und aufgrund der Geometrie des Ringraumes 34 liegt der Dichtring 16 unter einer elastischen radialen Druckkraft oder Druckspannung außenseitig auf dem Kolben 5 auf. Zur Fixierung des Dichtringes 16 in axialer Richtung des Kolbens 5 ist dieser obenseitig von dem Halteelement 42 und untenseitig von dem

Gehäuse 8 gehalten. Dabei liegt der Dichtring 16 auch in axialer Richtung unter einer Druckvorspannung zwischen dem Halteelement 42 und dem Gehäuse 8 auf, welches untenseitig die Aussparung 18 begrenzt. In das Gehäuse 8 der Hochdruckpumpe 1 ist ein Rücklaufkanal 14 eingearbeitet, der als

Rücklaufbohrung 15 kostengünstig spanabhebend in das Gehäuse 8 eingebohrt ist. Ferner weist das Halteelement 42 eine Rücklauföffnung 44 (Fig. 2) auf.

Komponenten der Hochdruckpumpe 1 , die innerhalb eines Schmierraumes 47 angeordnet sind, sind dabei von Öl bzw. Schmieröl des Verbrennungsmotors 39 geschmiert. Diese Komponenten sind beispielsweise die Laufrolle 10, welche mittels einer Gleitlagerung 13 an dem Rollenschuh 9 gelagert ist sowie die

Kontaktfläche 12 zwischen der Laufrolle 10 und der Antriebswelle 2.

Gegebenenfalls ist auch der Kolben 5 unterhalb des Dichtelementes 17 vom Schmieröl des Verbrennungsmotors 39 geschmiert. Das Dichtelement 17 liegt unter einer radialen Druckkraft auf dem Kolben 5 auf.

Der Kolben 5 ist unter einem Spiel oder einem Abstand mittels einer

Gleitlagerung an dem Zylinder 6 gelagert. Aufgrund der hohen in dem

Arbeitsraum 29 auftretenden Drücke, z. B. zwischen 4000 und 5000 bar, strömt Kraftstoff zwischen diesem Spiel oder Abstand zwischen dem Kolben 5 und dem Zylinder 6 als Leckagefluid bzw. als Leckagekraftstoff zu dem Dichtelement 17.

Der Leckagekraftstoff, welcher zwischen dem Kolben 5 und dem Zylinder 6 zu dem Dichtelement 17 gelangt, ist erforderlich, um den Kolben 5 aufgrund der Gleitlagerung an dem Zylinder 6 zu schmieren und zu kühlen wegen der

Hubbewegung des Kolbens 5. Diese Leckageflüssigkeit als Leckagekraftstoff darf dabei nicht in den Schmierraum 47 eindringen, welcher vom Schmieröl des

Verbrennungsmotors 39 geschmiert ist. Aus diesem Grund ist das Dichtelement 17 erforderlich. Dieser Leckagekraftstoff wird aufgrund der Abdichtung mittels des Dichtelementes 17 in die Aussparung 18 oberhalb des Dichtelementes 17 eingeleitet und dort aufgehalten und anschließend durch den Rücklaufkanal 14 in den Einlasskanal 22 wieder zurückgeleitet. Dabei kann der Leckagekraftstoff auch durch die Rücklauföffnung 44 an dem Halteelement 42 in den

Rücklaufkanal 14 einströmen. In einem Schubbetrieb eines Kraftfahrzeuges ist es beispielsweise erforderlich, dass kein Kraftstoff zu dem Verbrennungsmotor 39 von der Hochdruckpumpe 1 gefördert wird. Hierzu ist die Zumesseinheit 37 in diesem Schubbetrieb geschlossen und dadurch gelangt kein Kraftstoff durch den

Einlasskanal 22 in den Arbeitsraum 29. Aufgrund der nur sehr geringen Mengen an Leckagekraftstoff zur Schmierung und Kühlung des Kolbens 5 an dem

Zylinder 6 ist jedoch trotzdem eine ausreichende Kühlung und Schmierung des Kolbens 5 während eines Schubbetriebes gewährleistet. Beispielsweise kann bei einem Saughub des Kolbens 5 Kraftstoff aus dem Einlasskanal 22 in den

Arbeitsraum 29 und anschließend durch das Spiel zwischen dem Kolben 5 und dem Zylinder 6 in die Aussparung 18 einströmen aufgrund des geöffneten Einlassventiles 19 während eines Saughubes. Auch während eines Druckhubes des Kolbens 5 bei einem geschlossenen Einlassventil 19 kann aufgrund der erforderlichen geringen Mengen an Leckagekraftstoff dieser durch das Spiel zwischen dem Kolben 5 und dem Zylinder 6 strömen, da der Kraftstoff in dem

Rücklaufkanal 14 und dem Einlasskanal 22 kompressibel ist.

In Fig. 4 ist in stark schematisierter Darstellung das Hochdruckeinspritzsystem 36 für ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) abgebildet mit einem Hochdruck-Rail 30 oder einem Kraftstoffverteilerrohr 31. Von dem Hochdruck-Rail 30 wird der

Kraftstoff mittels Ventilen (nicht dargestellt) in den Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors 39 eingespritzt. Eine Vorförderpumpe 35 fördert Kraftstoff von einem Kraftstofftank 32 durch eine Kraftstoffleitung 33 zu der

Hochdruckpumpe 1 gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel. Die

Hochdruckpumpe 1 und die Vorförderpumpe 35 werden dabei von der

Antriebswelle 2 (nicht in Fig. 4 dargestellt) angetrieben. Die Antriebswelle 2 ist eine Nockenwelle 46 oder eine andere Welle, z. B. Kurbelwelle, des

Verbrennungsmotors 39. Das Hochdruck-Rail 30 dient - wie bereits beschrieben - dazu, den Kraftstoff in den Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors 39 einzuspritzen. Der von der Vorförderpumpe 35 geförderte Kraftstoff wird durch die Kraftstoffleitung 33 zu der Hochdruckpumpe 1 geleitet. Eine Zumesseinheit 37 steuert und/oder regelt die der Hochdruckpumpe 1 zugeleitete Menge an Kraftstoff. Insgesamt betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe 1 wesentliche Vorteile verbunden. Die Hochdruckpumpe 1 weist als Rücklaufkanal 14 eine in das Gehäuse 8 eingearbeitete Rücklaufbohrung 15, die in den

Einlasskanal 22 mündet, auf. Dadurch kann in sämtlichen Betriebszuständen eines Verbrennungsmotors 39 mit der Hochdruckpumpe 1 eine Schmierung und Kühlung des Kolbens 5 an dem Zylinder 6 mittels des geförderten Fluides, nämlich Kraftstoff, gewährleistet werden, da der Leckagekraftstoff durch das Spiel zwischen dem Kolben 5 und dem Zylinder 6 in sämtlichen

Betriebszuständen strömen kann. Die Rücklaufbohrung 15 ist bei der Herstellung der Hochdruckpumpe 1 besonders einfach und preiswert spanabhebend in das Gehäuse 1 einzuarbeiten, so dass dadurch keine aufwendige und teuere

Rücklaufleitung erforderlich ist. Die Hochdruckpumpe als Hochdrucksteckpumpe 41 kann besonders einfach an dem

Verbrennungsmotorgehäuse 40 befestigt werden und die übrigen Komponenten der Hochdruckpumpe 1 , nämlich die Antriebswelle 2 und die Laufrolle 10 sowie der Rollenschuh 9, sind besonders kostengünstig von dem Schmieröl des Verbrennungsmotors 39 geschmiert. Die Hochdruckpumpe 1 benötigt außerdem keine gesonderte Antriebswelle 2, da diese aufgrund der Ausbildung als Hochdrucksteckpumpe 41 von einer Welle, z. B. der Nockenwelle 46, des Verbrennungsmotors 39 gebildet ist.

Claims

Ansprüche

Hochdruckpumpe (1) zum Fördern eines Fluides, insbesondere Kraftstoff, z. B. Diesel, umfassend

- vorzugsweise eine Antriebswelle (2) mit wenigstens einem Nocken

(3),

- ein Gehäuse (8),

- wenigstens einen Kolben (5),

- wenigstens einen Zylinder (6) zur Lagerung des wenigstens einen Kolbens (5),

- einen Arbeitsraum (29),

- einen Einlasskanal (22) zum Einleiten des Fluides in den Arbeitsraum

(29),

- einen Auslasskanal (24) zum Ausleiten des Fluides aus dem

Arbeitsraum (29),

- einen Rücklaufkanal (14) zum Ableiten des zwischen dem Kolben (5) und dem Zylinder (6) abströmenden Leckagefluides, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklaufkanal (14) fluidleitend mit dem Einlasskanal (22) verbunden ist.

Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklaufkanal (14) in den Einlasskanal (22) mündet.

3. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Einlasskanal (22) ein Einlassventil (19), insbesondere

Einlassrückschlagventil (19), angeordnet ist

und/oder

an dem Auslasskanal (24) ein Auslassventil (20), insbesondere

Auslassrückschlagventil (20), angeordnet ist.

Hochdruckpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklaufkanal (14) in Strömungsrichtung des Fluides bzw.

Leckagefluides vor dem Einlassventil (19) in den Einlasskanal (22) mündet.

Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (1) ein auf dem wenigstens einen Kolben (5) aufliegendes Dichtelement (17), insbesondere einen Dichtring (16), umfasst zur Abdichtung des zwischen dem wenigstens einen Kolben (5) und dem wenigstens einen Zylinder (6) abströmenden Leckagefluides und vorzugsweise der Rücklaufkanal (14) in Strömungsrichtung des abströmenden Leckagefluides vor dem Dichtelement (17) zu dem

Dichtelement (17) mündet.

Hochdruckpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung des zwischen dem wenigstens einen Kolben (5) und dem wenigstens einen Zylinder (6) abströmenden Leckagefluides an dem Gehäuse (8) eine Aussparung (18), insbesondere ein Ringraum (34) oder eine Ringnut (34), ausgebildet ist zur Aufnahme des Leckagefluides und vorzugsweise in der Aussparung (18) das Dichtelement (17) angeordnet ist.

7. Hochdruckpumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (1) ein Halteelement (42), insbesondere einen Haltering (43), zum Halten des Dichtelementes (17) umfasst und vorzugsweise das Halteelement (42) in der Aussparung (18) angeordnet ist.

8. Hochdruckpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltelement (42) eine Rücklauföffnung (44) zum Einleiten des abströmenden Leckagefluides in den Rücklaufkanal (14) umfasst und/oder

das Halteelement (42) von dem Dichtelement (17) gebildet ist.

9. Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklaufkanal (14) in die Aussparung (18) mündet, insbesondere an einem dem Arbeitsraum (29) zugewandten Endbereich der Aussparung (18).

10. Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklaufkanal (14), insbesondere ausschließlich, als eine Rücklaufbohrung (15) in dem Gehäuse (8) ausgebildet ist.

1 1. Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der wenigstens eine Kolben (5) mittelbar mittels wenigstens einer Laufrolle (10) mit einer Rollen-Rollfläche (1 1) auf einer Wellen-Rollfläche (4) der Antriebswelle (2) mit dem wenigstens einen Nocken (3) abstützt, so dass von dem wenigstens einen Kolben (5) eine

Translationsbewegung aufgrund einer Rotationsbewegung der

Antriebswelle (2) ausführbar ist.

12. Hochdruckpumpe nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontaktfläche (12) zwischen der Rollen-Rollfläche (11) und der Wellen-Rollfläche (4) mittels Öl, insbesondere Öl eines

Verbrennungsmotors (39), geschmiert ist

und/oder

die wenigstens eine Laufrolle (10) mittels wenigstens einen Gleitlagers (13) bzw. einer Gleitlagerung (13) in wenigstens einem Rollenschuh (9) gelagert ist und das Gleitlager (13) mittels Öl, insbesondere Öl des Verbrennungsmotors (39), geschmiert ist.

13. Hochdruckeinspritzsystem (36) für einen Verbrennungsmotor (39), umfassend

- eine Hochdruckpumpe (1),

- ein Hochdruck-Rail (30),

- vorzugsweise eine Vorförderpumpe (35) zum Fördern eines

Kraftstoffes von einem Kraftstofftank (32) zu der Hochdruckpumpe

(1), dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (1) als Hochdruckpumpe (1) gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.

14. Hochdruckeinspritzsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochdruckeinspritzsystem (36) eine Zumesseinheit (37) aufweist, welche die von der Vorförderpumpe (35) zu der Hochdruckpumpe (1) geförderte Menge an Kraftstoff pro Zeiteinheit steuert oder regelt.

15. Verbrennungsmotor (39) mit einem Hochdruckeinspritzsystem (36), dadurch gekennzeichnet, dass das Hochdruckeinspritzsystem (36) gemäß Anspruch 13 oder 14 ausgebildet ist und/oder der Verbrennungsmotor (39) eine

Hochdruckpumpe (1) gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 12 umfasst und/oder die Hochdruckpumpe (1) als eine in den

Verbrennungsmotor (39) integrierte Hochdrucksteckpumpe (41) ausgebildet ist und/oder die wenigstens eine Antriebswelle (2) der Hochdruckpumpe (1) eine Nockenwelle (46) oder eine andere Welle (46) des Verbrennungsmotors (39) ist und/oder die Hochdruckpumpe (1) mit Öl des Verbrennungsmotors (39) geschmiert ist.