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Title:
CONNECTION PIECE FOR A HIGH-PRESSURE FUEL PUMP, AND HIGH-PRESSURE FUEL PUMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/007571
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a connection piece (22) for connecting an outlet of a high-pressure fuel pump (16) to a high-pressure region (18) of a fuel system (10) in an internal combustion engine.

Inventors:
LIENERT, Edmund-Arnold (Pfarrgasse 8/1, Moeglingen, 71696, DE)
MARTIN, Florian (Alfred-Daeuble Str. 16, Ditzingen, 71254, DE)
Application Number:
EP2018/062376
Publication Date:
January 10, 2019
Filing Date:
May 14, 2018
Export Citation:
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Assignee:
ROBERT BOSCH GMBH (Postfach 30 02 20, Stuttgart, 70442, DE)
International Classes:
F02M55/02; F16L25/14
Domestic Patent References:
WO2013182213A12013-12-12
Foreign References:
US6352067B12002-03-05
GB2058948A1981-04-15
US20020053341A12002-05-09
DE3844371A11990-07-05
DE2705489A11978-08-17
Other References:
None
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Claims:
Ansprüche

1 . Anschlussstutzen (22) zur Verbindung eines Auslasses einer

Kraftstoffhochdruckpumpe (16) mit einem Hochdruckbereich (18) eines Kraftstoffsystems (10) einer Brennkraftmaschine mit einer ersten

Anschlussöffnung (30), die zur Verbindung mit dem Auslass der

Kraftstoffhochdruckpumpe (16) vorgesehen ist und eine erste

Öffnungsachse (32) aufweist, und mit einer zweiten Anschlussöffnung (38), die zur Verbindung mit dem Hochdruckbereich (18) vorgesehen ist und eine zweite Öffnungsachse (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Öffnungsachse (40) ungleichachsig mit der ersten Öffnungsachse (32) angeordnet ist.

2. Anschlussstutzen (22) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Öffnungsachse (32) und die zweite Öffnungsachse (40) in einer Ebene (46) liegen.

3. Anschlussstutzen (22) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Öffnungsachse (40) parallel zu der ersten Öffnungsachse (32) angeordnet ist.

4. Anschlussstutzen (22) nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anschlussöffnung (30) und die zweite Anschlussöffnung (38) jeweils auf gegenüberliegenden Seiten (48, 50) des Anschlussstutzen (22) liegen.

5. Anschlussstutzen (22) nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Anschlussöffnung (38) einen sich entlang der zweiten Öffnungsachse (40) aufweitenden

Querschnitt (52) aufweist. Anschlussstutzen (22) nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anschlussöffnung (30) mit einer ersten Öffnungsfläche (36) in die Außenseite des

Anschlussstutzens (22) mündet und die zweite Anschlussöffnung (38) mit einer zweiten Öffnungsfläche (44) in die Außenseite des Anschlussstutzens (22) mündet, wobei die erste Öffnungsfläche (36) größer ist als die zweite Öffnungsfläche (44).

Anschlussstutzen (22) nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anschlussöffnung (30) und die zweite Anschlussöffnung (38) in einem einstückig ausgebildeten Grundkörper (54) des Anschlussstutzens (22) angeordnet sind,

vorzugsweise wobei der Anschlussstutzen (22) einstückig ausgebildet ist.

Anschlussstutzen (22) nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste

Anschlussöffnung (30) in einem ersten Stutzenelement (56) angeordnet ist und die zweite Anschlussöffnung (38) in einem getrennt gefertigten zweiten Stutzenelement (58), vorzugsweise das rotationssymmetrisch ausgebildet ist, angeordnet ist, und das erste Stutzenelement (56) mit dem zweiten Stutzenelement (58), vorzugsweise über eine Schraubverbindung oder eine fluiddichte, insbesondere stoffschlüssige, Verbindung, insbesondere eine Schweißnaht, verbunden ist.

Kraftstoffhochdruckpumpe (16) für ein Kraftstoff System (10) einer

Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen

Anschlussstutzen (22) nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche umfasst, der am Auslass der Kraftstoffh och d ruckpumpe (16) angebracht ist und mit dem Hochdruckbereich (18) des Kraftstoff Systems (10) verbindbar ist.

Description:
Beschreibung Titel

Anschlussstutzen für eine Kraftstoffhochdruckpumpe und

Kraftstoffhochdruckpumpe

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Anschlussstutzen zur Verbindung eines Auslasses einer Kraftstoffhochdruckpumpe mit einem Hochdruckbereich eines

Kraftstoffsystems einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des

Anspruchs 1 sowie eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit einem Anschlussstutzen.

Kraftstoffhochdruckpumpen werden in Kraftstoffsystemen eingesetzt, um Kraftstoff von einem in einem Niederdruckbereich herrschenden Vordruck auf einen Einspritzdruck, der für eine Kraftstoffeinspritzung erforderlich ist, zu verdichten. Derartige Kraftstoffhochdruckpumpen weisen üblicherweise mindestens einen Kolben auf, der üblicherweise durch eine Nocke oder eine Exzenterscheibe axial bewegt werden kann. Durch die axiale Bewegung des Kolbens wird in einem Saughub Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich über ein Mengensteuerventil in einen Förderraum angesaugt. In einem Förderhub wird der Kraftstoff im Kolbenraum verdichtet und über ein Auslassventil einem Auslass der Kraftstoffh och d ruckpumpe zugeführt. An dem Auslass der

Kraftstoffhochdruckpumpe ist üblicherweise ein Anschlussstutzen angeordnet. Über den Anschlussstutzen ist der Auslass der Kraftstoffh och d ruckpumpe mit einem üblicherweise ein Rail umfassenden Hochdruckbereich verbunden.

Offenbarung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Anschlussstutzen bereit zu stellen, der eine flexible Verwendung der Kraftstoffpumpe ermöglicht. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es außerdem, eine flexibel einsetzbare

Kraftstoffhochdruckpumpe bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch einen Anschlussstutzen nach Anspruch 1 bzw. durch eine Kraftstoffhochdruckpumpe nach Anspruch 9 gelöst. Der erfindungsgemäße Anschlussstutzen weist eine erste Anschlussöffnung, die zur Verbindung mit dem Auslass der Kraftstoffhochdruckpumpe vorgesehen ist und eine erste

Öffnungsachse aufweist, und eine zweite Anschlussöffnung, die zur Verbindung mit dem Hochdruckbereich vorgesehen ist und eine zweite Öffnungsachse aufweist, auf, wobei die zweiten Öffnungsachse ungleichachsig mit der ersten Öffnungsachse angeordnet ist. Durch die ungleichachsige Anordnung der Öffnungsachsen wird eine flexible räumliche Anordnung der

Kraftstoffhochdruckpumpe gegenüber dem Hochdruckbereich, insbesondere dem Rail, ermöglicht. Es kann beispielsweise ein Versatz oder eine Querstellung zwischen der Ausrichtung des Hochdruckbereichs bzw. dessen Anschlusses und der Ausrichtung der Kraftstoffhochdruckpumpe durch den erfindungsgemäßen Anschlussstutzen überbrückt werden. Auch können beispielsweise der Anschluss des Hochdruckbereichs und der Auslass der Kraftstoffh och d ruckpumpe mit gleicher Ausrichtung bzw. Öffnungsrichtung übereinander oder nebeneinander angeordnet sein, wobei beide problemlos mittels des erfindungsgemäßen Anschlussstutzens verbunden werden können. Die erste Öffnungsachse und die zweite Öffnungsachse können aber beispielsweise auch windschief zueinander verlaufen.

Unter der Öffnungsachse der jeweiligen Anschlussöffnungen ist dabei eine Gerade zu verstehen, die durch den Flächenmittelpunkt der jeweiligen

Öffnungsfläche verläuft und orthogonal zur Öffnungsfläche angeordnet ist.

Unter einem Anschlussstutzen ist dabei ein Bauteil zu verstehen das unmittelbar mit der Kraftstoffhochdruckpumpe bzw. einem Gehäuse der

Kraftstoffhochdruckpumpe verbunden ist. Der Anschlussstutzen schließt sich also direkt an die Kraftstoffhochdruckpumpe an und bildet den Übergang zum Hochdruckbereich. Bevorzugterweise weist der Anschlussstutzen, beispielsweise als Schraubengewinde ausgeführte, Verbindungseinrichtungen auf, um mit dem Gehäuse der Kraftstoffhochdruckpumpe und/oder mit dem Hochdruckbereich bzw. einer Hochdruckleitung oder direkt dem Rail verbunden zu werden. Bevorzugt ist, wenn die erste Öffnungsachse und die zweite Öffnungsachse in einer Ebene liegen. Hierdurch werden gewisse Querkräfte auf die Verbindungen des Anschlussstutzens mit der Hochdruckpumpe bzw. mit dem

Hochdruckbereich (bspw. dem Rail) vermieden. Derartige Querkräfte können bei längerer Betriebsdauer zu einer Leckage am Anschlussstutzen führen oder etwaige Gewinde des Anschlussstutzens derart belasten, dass sich die Gewinde verformen und ihre Funktionstüchtigkeit einbüßen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die zweite Öffnungsachse parallel zu der ersten Öffnungsachse angeordnet. Hierdurch sind Schrägstellungen und damit verbundenen Belastungen auf die Verbindung des Anschlussstutzens mit der Kraftstoffpumpe bzw. dem Hochdruckbereich ausgeschlossen.

Vorteilhaft ist auch, wenn die erste Anschlussöffnung und die zweite

Anschlussöffnung jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Anschlussstutzen liegen. Ein derartiger Anschlussstutzen ist in der vorgesehenen Montageposition räumlich zwischen Hochdruckpumpe und Hochdruckbereich angeordnet, was sich positiv auf die Lebensdauer der Verbindung auswirkt.

Bevorzugt ist, wenn die zweite Anschlussöffnung einen sich entlang der zweiten Öffnungsachse aufweitenden Querschnitt aufweist. Durch die ungleichachsige Anordnung der Öffnungsachsen kann es zu unerwünschten

strömungsmechanischen Effekten kommen, die durch den sich aufweitenden Querschnitt der zweiten Anschlussöffnung verringert bzw. ausgeglichen werden können.

Von Vorteil ist, wenn die erste Anschlussöffnung mit einer ersten Öffnungsfläche in die Außenseite des Anschlussstutzens mündet und die zweite

Anschlussöffnung mit einer zweiten Öffnungsfläche in die Außenseite des Anschlussstutzens mündet, wobei die erste Öffnungsfläche größer ist als die zweite Öffnungsfläche. Hierdurch lässt sich der Anschlussstutzen trotz ungleichachsiger Anordnung der Öffnungsachsen in einfacher und damit kostengünstiger weise herstellen. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die erste Anschlussöffnung und die zweite Anschlussöffnung in einem einstückig ausgebildeten Grundkörper des Anschlussstutzens angeordnet, vorzugsweise wobei der Anschlussstutzen einstückig ausgebildet ist. Ein derartiger Anschlussstutzen lässt sich

kostengünstig herstellen und eine fluiddichte Verbindung zwischen erster

Anschlussöffnung und zweiter Anschlussöffnung ist stets problemlos gegeben.

Alternativ zu der zuletzt genannten Ausführungsform ist bevorzugt, wenn die erste Anschlussöffnung in einem ersten Stutzenelement angeordnet ist und die zweite Anschlussöffnung in einem getrennt gefertigten zweiten Stutzenelement, vorzugsweise das rotationssymmetrisch ausgebildet ist, angeordnet ist, und das erste Stutzenelement mit dem zweiten Stutzenelement, vorzugsweise unmittelbar, insbesondere über eine Schraubverbindung oder eine

stoffschlüssige Verbindung, insbesondere eine Schweißnaht, verbunden ist. Eine derartige Ausführungsform ermöglicht es, selbst komplizierte relative Stellungen der Öffnungsachsen mit geringem Fertigungsaufwand zu realisieren. Das erste Stutzenelement und/oder das zweite Stutzenelement können in einfacher Bauweise getrennt voneinander hergestellt werden. Beispielsweise können die Anschlussöffnungen als einfache Bohrungen ausgeführt werden und durch eine entsprechende Verbindung der beiden Stutzenelemente kann dennoch eine gewünschte und gegebenenfalls komplexe und nicht durch Bohrvorgänge in einem Vollmaterial realisierbare ungleichachsige Stellung der Öffnungsachsen realisiert werden. Eine derartige Ausführungsform hat außerdem den Vorteil, dass das erste Stutzenelement mit unterschiedlichen zweiten Stutzenelementen kombinierbar ausgeführt sein kann um, den Anschlussstutzen variabel zu gestalten.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist auch eine Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine, wobei die

Kraftstoffhochdruckpumpe einen Anschlussstutzen umfasst, der einer oder mehreren der oben genannten Ausführungsformen entspricht und am Auslass der Kraftstoffhochdruckpumpe angebracht ist und mit dem Hochdruckbereich des Kraftstoffsystems verbindbar ist. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand der Zeichnungen erläutert werden, wobei die

Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffsystems einer

Brennkraftmaschine mit einer als Kolbenpumpe ausgebildeten

Kraftstoffhochdruckpumpe;

Figur 2 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines

erfindungsgemäßen Anschlussstutzens; und

Figur 3 eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Anschlussstutzens.

Ein Kraftstoffsystem trägt in Figur 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Es umfasst einen Kraftstoffbehälter 12, der Kraftstoff enthält und aus dem eine Vorförderpumpe 14 den Kraftstoff zu einer als Kolbenpumpe ausgebildeten Kraftstoffhochdruckpumpe 16 fördert. Die Kraftstoffh och d ruckpumpe 16 verdichtet den Kraftstoff auf ein für eine Einspritzung ausreichend hohes

Druckniveau und fördert ihn zu einem Hochdruckbereich 18, der ein Kraftstoffrail 20 umfasst. Am Übergang zwischen der Kraftstoffh och d ruckpumpe 16 und dem Hochdruckbereich 18 ist ein Anschlussstutzen 22 angeordnet.

An das Kraftstoffrail 20 sind mehrere Injektoren 24 angeschlossen. Die Injektoren 24 spritzen den Kraftstoff direkt in ihnen zugeordnete Brennräume 26 ein. Die als Kolbenpumpe ausgeführte Kraftstoffhochdruckpumpe 16 wird von einer

Brennkraftmaschine, welche die Brennräume 26 umfasst, mechanisch angetrieben, was durch die Verbindung 28 angedeutet ist.

In Figur 2 ist der Anschlussstutzen 22 in einer Schnittansicht im Detail dargestellt. Der Anschlussstutzen 22 weißt eine erste Anschlussöffnung 30 auf, die zur Verbindung mit dem Auslass der Kraftstoffhochdruckpumpe 16 vorgesehen ist. Die erste Anschlussöffnung 30 weist eine erste Öffnungsachse 32 auf. Die erste Öffnungsachse 32 der ersten Anschlussöffnung 30 entspricht dabei einer Geraden, die durch einen mit einem Kreuz gekennzeichneten ersten Flächenmittelpunkt 34 der ersten Öffnungsfläche 36 verläuft, wobei die erste Öffnungsachse 32 orthogonal zur ersten Öffnungsfläche 36 angeordnet ist.

Der Anschlussstutzen 22 weist auch eine zweite Anschlussöffnung 38 auf, die zur Verbindung mit dem Hochdruckbereich 18 vorgesehen ist. Die zweite

Anschlussöffnung 38 weist eine zweite Öffnungsachse 40 auf. Die zweite Öffnungsachse 40 der zweiten Anschlussöffnung 38 entspricht dabei einer Geraden, die durch einen mit einem Kreuz gekennzeichneten zweiten

Flächenmittelpunkt 42 der zweiten Öffnungsfläche 44 verläuft, wobei die zweite Öffnungsachse 40 orthogonal zur zweiten Öffnungsfläche 44 angeordnet ist. Mit den jeweiligen Öffnungsflächen 36 bzw. 44 der Anschlussöffnungen 30 bzw. 38 sind die lichten Flächen gemeint, mit denen die Anschlussöffnungen 30 bzw. 38 in die Außenseite des Anschlussstutzens 22 münden. Die zweite Öffnungsachse 40 ist ungleichachsig mit der ersten Öffnungsachse 32 angeordnet. Die zweite Öffnungsachse 40 liegt mit der ersten Öffnungsachse 32 in einer Ebene 46, die der Schnittebene von Figur 2 entspricht. Die zweite Öffnungsachse 40 ist auch parallel zu der ersten Öffnungsachse 32 angeordnet. Die erste Anschlussöffnung 30 liegt auf einer ersten Seite 48 des

Anschlussstutzens 22. Der ersten Seite 48 des Anschlussstutzens 22 liegt eine zweite Seite 50 des Anschlussstutzens 22 gegenüber. Auf der zweiten Seite 50 des Anschlussstutzens 22 ist die zweite Anschlussöffnung 38 angeordnet. Die zweite Anschlussöffnung 38 weist einen sich entlang der zweiten

Öffnungsachse 40 aufweitenden Querschnitt 52 auf.

Bei der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform des Anschlussstutzens 22 sind die erste Anschlussöffnung 30 und die zweite Anschlussöffnung 38 in einem einstückig ausgebildeten Grundkörper 54 des Anschlussstutzens 22 angeordnet. Der Grundkörper 54 des Anschlussstutzens 22 bildet vorliegend den

Anschlussstutzen 22, damit ist gemeint, dass der Anschlussstutzen 22 keine weiteren an den Grundkörper 54 angefügten Bestandteile umfasst.

Eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anschlussstutzens 22 ist in Figur 3 dargestellt. Der Anschlussstutzen 22 aus Figur 3 ist ähnlich dem Anschlussstutzen 22 aus Figur 2 aufgebaut. Der Anschlussstutzen 22 aus Figur 3 unterscheidet sich jedoch von dem Anschlussstutzen 22 aus Figur 2 dadurch, dass er keinen einstückig ausgebildeten Grundkörper 54 umfasst. Statt dem einstückig ausgebildeten Grundkörper 54 umfasst der Anschlussstutzen 22 aus Figur 3 ein erstes Stutzenelement 56 und ein zweites Stutzenelement 58.

Das erste Stutzenelement 56 umfasst die erste Anschlussöffnung 30, während das zweite Stützelement 58 die zweite Anschlussöffnung 38 umfasst. Das erste Stutzenelement 56 ist getrennt von dem zweiten Stutzenelement 58 gefertigt. Vorliegend ist das zweite Stutzenelement 58 rotationssymmetrisch ausgebildet. Diese rotationssymmetrische Ausbildung ist jedoch nicht zwingend. Um den Anschlussstutzen 22 zu bilden sind die beiden Stutzenelemente 56, 58 miteinander verbunden. Vorliegend sind die beiden Stutzenelemente 56, 58 miteinander verschraubt. Die beiden Stutzenelemente 56,58 können jedoch auch auf eine andere fluidisch dichte Weise miteinander verbunden sein,

beispielsweise können sie miteinander verschweißt sein.