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Title:
HIGH-PRESSURE FUEL PUMP FOR OPERATING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/135709
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a high-pressure fuel pump for operating an internal combustion engine, comprising a pump housing (1), in which at least two pump plunger, which are in contact with a pump camshaft supported in the center of the pump housing (1), are guided in plunger bores (2a to 2c) in a displaceable manner, and on which a pump cylinder head (4a to 4c; 4a' to 4c') each is placed above the plunger bores (2a to 2c), wherein a pressure chamber is disposed in each pump cylinder head (4a to 4c; 4a' to 4c') above the at least two pump plungers, wherein upon a movement of the respective pump plunger fuel can be suctioned in by way of a suction valve (9) and subsequently compressed to high pressure, wherein the fuel of the pressure chambers, being pressurized with high pressure, can be merged in a common high-pressure connection (10) by way of high-pressure valves and high-pressure lines (6, 7), wherein the merging of the fuel pressurized with high pressure and the high-pressure connection (10) are further positioned in one of the at least two pump cylinder heads (4a; 4a').

Inventors:
Boecking, Friedrich (Kahlhieb 34, Stuttgart, 70499, DE)
Application Number:
EP2009/052674
Publication Date:
November 12, 2009
Filing Date:
March 06, 2009
Export Citation:
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Assignee:
ROBERT BOSCH GMBH (Postfach 30 02 20, Stuttgart, 70442, DE)
Boecking, Friedrich (Kahlhieb 34, Stuttgart, 70499, DE)
International Classes:
F04B1/04; F02M59/08; F04B53/16
Domestic Patent References:
WO2004033905A1
Foreign References:
DE102006006555A1
DE19802476A1
DE19726572A1
EP1188926A2
DE19725563A1
DE4213781C2
EP1184572A2
Attorney, Agent or Firm:
ROBERT BOSCH GMBH (Postfach 30 02 20, Stuttgart, 70442, DE)
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Claims:

Ansprüche :

1. Hochdruckkraftstoffpumpe zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Pumpengehäuse (1) , in welchem mindestens zwei Pumpenkolben, welche mit einer in der Mitte des Pumpengehäuses (1) gelagerten Pumpennockenwelle in Kontakt stehen, in Kolbenbohrungen (2a-2c) verschiebbar geführt sind und auf welchem oberhalb der Kolbenbohrungen (2a-2c) jeweils ein Pumpenzylinderkopf (4a-4c; 4a' -4c') aufgesetzt ist, wobei oberhalb der mindestens zwei Pumpenkolben, in dem jeweiligen Pumpenzylinderkopf (4a-4c; 4a' -4c') jeweils ein Druckraum angeordnet ist, in welchem bei Bewegung des jeweiligen Pumpenkolbens über jeweils ein Saugventil (9) Kraftstoff ansaugbar und anschließend auf Hochdruck verdichtbar ist, wobei der unter Hochdruck stehende Kraftstoff der Druckräume über Hochdruckventile und Hochdruckleitungen (6, 7) in einem gemeinsamen Hochdruckanschluss (10) zusammenführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammenführung des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs und der Hochdruckanschluss (10) in einem der mindestens zwei Pumpenzylinderköpfe (4a; 4a') platziert sind.

2. Hochdruckkraftstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckleitungen (6, 7) in dem den Hochdruckanschluss (10) aufweisenden Pumpenzylinderkopf

(4a; 4a') exzentrisch in einer Hochdruckventilbohrung (5a) münden, welche im weiteren Verlauf mit dem Hochdruckanschluss

(10) in Verbindung steht.

3. Hochdruckkraftstoffpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Pumpenzylinderköpfe (4a-4c; 4a' -4c') über Metalldichtungen mit Siggen (8a-8c) im Bereich der Hochdruckleitungen (6 ,7) gegenüber dem Pumpengehäuse (1) abgedichtet sind.

4. Hochdruckkraftstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von zwei Pumpenkolben die Pumpenzylinderköpfe (4a-4c; 4a' -4c') gegenüberliegend angeordnet sind und dass zur Verbindung der zwei Pumpenzylinderköpfe (4a-4c; 4a' -4c') die Hochdruckleitung (6 ,7) durch das Pumpengehäuse (1) im Bereich einer Lagerung mit kleinem Durchmesser der Pumpennockenwelle hindurchgeführt ist.

5. Hochdruckkraftstoffpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von drei Pumpenkolben die Pumpenzylinderköpfe (4a-4c; 4a' -4c') in einem 120°-Winkel zueinander angeordnet sind, von denen bei einem Pumpenzylinderkopf (4a; 4a') die Hochdruckleitungen (6, 7) zur Verbindung mit den beiden anderen exzentrisch in die Hochdruckventilbohrung (5a) zur Verbindung mit dem gemeinsamen Hochdruckanschluss (10) münden.

6. Hochdruckkraftstoffpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenzylinderköpfe (4a-4c) alle zwei Anschlüsse für Hochdruckleitungen (6, 7) aufweisen, wobei bei den Pumpenzylinderkopfen (4b, 4c), in welchen nicht der Hochdruckanschluss (10) platziert ist, ein Anschluss durch das Pumpengehäuse (1) verschlossen ist.

7. Hochdruckkraftstoffpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckleitungen (6, 7) jeweils senkrecht zur Kontaktfläche mit dem Pumpengehäuse (1) in die Pumpenzylinderköpfe (4a' -4c') geführt sind.

8. Brennkraftmaschine zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges, umfassend eine Hochdruckkraftstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1-7.

Description:

Hochdruckkraftstoffpumpe zum Betrieb einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckkraftstoffpumpe zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Pumpengehäuse, in welchem mindestens zwei Pumpenkolben, welche mit einer in der Mitte des Pumpengehäuses gelagerten Pumpennockenwelle in Kontakt stehen, in Kolbenbohrungen verschiebbar geführt sind und auf welchem oberhalb der

Kolbenbohrungen jeweils ein Pumpenzylinderkopf aufgesetzt ist, wobei oberhalb der mindestens zwei Pumpenkolben, in dem jeweiligen Pumpenzylinderkopf jeweils ein Druckraum angeordnet ist, in welchem bei Bewegung des jeweiligen Pumpenkolbens über jeweils ein Saugventil Kraftstoff ansaugbar und anschließend auf Hochdruck verdichtbar ist, wobei der unter Hochdruck stehende Kraftstoff der Druckräume über Hochdruckventile und Hochdruckleitungen in einem gemeinsamen Hochdruckanschluss zusammenführbar ist.

Stand der Technik

Aus der DE 42 13 781 C2 ist bereits eine Hochdruckkraftstoffpumpe für Verbrennungsmotoren bekannt, bei welcher drei Pumpenkolben im 120° Winkel zueinander in einem Pumpengehäuse angeordnet sind. Diese Pumpenkolben werden über eine im Pumpengehäuse gelagerte Pumpennockenwelle mittels eines gemeinsamen Nockens angetrieben. Durch diesen Kontakt zwischen Nocken und dem jeweiligen Pumpenkolben wird eine Rotation der

Pumpennockenwelle in eine translatorische Bewegung des jeweiligen Pumpenkolbens umgesetzt, was in auf dem

Pumpengehäuse aufgesetzten Pumpenzylinderköpfen und oberhalb des jeweiligen Pumpenkolbens angeordneten Druckräumen zu einem Ansaugen von Kraftstoff und anschließendem Verdichten führt. Der auf Hochdruck verdichtete Kraftstoff wird im Anschluss daran zu einem Hochdruckanschluss im Pumpenzylinderköpf geleitet, über welchen die Hochdruckkraftstoffpumpe mit einem Hochdruckspeicher der Brennkraftmaschine in Kontakt steht. Allerdings ist hierbei auch eine Zusammenlegung der Hochdruckleitungen der einzelnen Pumpenzylinderköpfe im Pumpengehäuse zu einem gemeinsamen Hochdruckanschluss üblich.

Nachteilhaft am bekannten Stand der Technik ist, dass durch eine derartige Zusammenlegung der Hochdruckleitungen

Verschneidungen im Pumpengehäuse entstehen, welche aufgrund einer niedrigen Hochdruckfestigkeit des Pumpengehäuses zu einer Beschränkung des Druckes des Kraftstoffs führen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochdruckkraftstoffpumpe zu schaffen, bei welcher eine höhere Hochdruckfestigkeit erreicht wird.

Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die darauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.

Die Erfindung umfasst die technische Lehre, dass eine Zusammenführung des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs und der Hochdruckanschluss in einem der Pumpenzylinderköpfe platziert sind. Die Pumpenzylinderköpfe weisen aufgrund der Tatsache, dass es sich um gehärtete Bauteile handelt, eine höhere Festigkeit auf, so dass sich Verschneidungen und die Platzierung des Hochdruckanschlusses in diesem Bereich belastungstechnisch geringer auswirken.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung münden die Hochdruckleitungen in dem den Hochdruckanschluss aufweisenden Pumpenzylinderköpf exzentrisch in einer Hochdruckventilbohrung, welche im weiteren Verlauf mit dem Hochdruckanschluss in Verbindung steht. Durch das exzentrische Einmünden kann die

Hochdruckfestigkeit in diesem Bereich weiter gesteigert werden, während das Zusammenfassen der Hochdruckleitungen der einzelnen Pumpenzylinderköpfe im Bereich der Hochdruckventilbohrung einen kompakten Aufbau darstellt.

In Weiterbildung der Erfindung sind die mindestens zwei Pumpenzylinderköpfe über Metalldichtungen mit Siggen im Bereich der Hochdruckleitungen gegenüber dem Pumpengehäuse abgedichtet. Auf diese Art und Weise wird eine zuverlässige Abdichtung der Hochdruckleitungen im Bereich der

Kontaktfläche zwischen dem Pumpengehäuse und dem jeweiligen Pumpenzylinderköpf erreicht.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind bei Verwendung von zwei Pumpenkolben die Pumpenzylinderköpfe gegenüberliegend angeordnet, während zur Verbindung der zwei Pumpenzylinderköpfe die

Hochdruckleitung durch das Pumpengehäuse im Bereich einer Lagerung mit kleinem Durchmesser der Pumpennockenwelle hindurch geführt ist. Dies hat den Vorteil, dass die Hochdruckleitung gerade durch das Pumpengehäuse hindurch geführt werden kann und folglich keine Verschneidung im Bereich der Pumpennockenwelle im Pumpengehäuse entsteht.

In Weiterbildung der Erfindung sind bei Verwendung von drei Pumpenkolben die Pumpenzylinderköpfe in einem 120° Winkel zueinander angeordnet, von denen bei einem

Pumpenzylinderköpf die Hochdruckleitungen zur Verbindung mit den beiden anderen exzentrisch in die

Hochdruckventilbohrung zur Verbindung mit dem gemeinsamen Hochdruckanschluss münden. Auf diese Art und Weise kann bei einer Kraftstoffpumpe mit drei Pumpenkolben eine

Zusammenfassung des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs im Hinblick auf eine optimale Hochdruckfestigkeit erreicht werden .

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Pumpenzylinderköpfe alle zwei Anschlüsse für

Hochdruckleitungen auf, wobei bei den Pumpenzylinderköpfen, in welchen nicht der Hochdruckanschluss platziert ist, ein Anschluss durch das Pumpengehäuse verschlossen ist. Dies hat den Vorteil, dass für alle Pumpenzylinderköpfe die gleichen Bauteile verwendet werden können, die zweite Leitung aber nur bei dem Pumpenzylinderköpf zum Tragen kommt, in welchem der Hochdruckanschluss platziert ist.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Hochdruckleitungen jeweils senkrecht zur Kontaktfläche mit dem Pumpengehäuse

in die Pumpenzylinderköpfe geführt. Auf diese Art und Weise kann der abzudichtende Querschnitt klein gehalten werden.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter

Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt .

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigt:

Figur 1 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen

Hochdruckkraftstoffpumpe gemäß einer ersten Ausführungsform;

Figur 2 eine Schnittdarstellung geschnitten entlang der Linie A-A in Figur 1 ;

Figur 3 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen

Hochdruckkraftstoffpumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform; und

Figur 4 eine Schnittdarstellung geschnitten entlang der Linie B-B in Figur 3.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

In Figur 1 ist eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Hochdruckkraftstoffpumpe gemäß einer ersten Ausführungsform zu sehen, welche über ein Pumpengehäuse 1 verfügt, in welchem drei, in einem 120°

Winkel zueinander angeordnete Kolbenbohrungen 2a bis 2c vorgesehen sind. Zudem ist in der Mitte des Pumpengehäuses 1 eine Bohrung 3 für eine hier nicht dargestellte Pumpennockenwelle platziert. Oberhalb jeder Kolbenbohrung 2a bis 2c ist jeweils ein Pumpenzylinderkopf 4a bis 4c auf das Pumpengehäuse 1 aufgesetzt. Die Pumpenzylinderkopfe 4a bis 4c verfügen jeweils über eine Hochdruckventilbohrung 5a bis 5c, in welchem jeweils ein Hochdruckventil platziert ist, zu welchem der verdichtete Kraftstoff bei einer Aufwärtsbewegung des jeweiligen Pumpenkolbens gefördert wird. Diese Hochdruckventilbohrungen 5a bis 5c weisen jeweils zwei exzentrische Verbindungsleitungen auf, welche zu der jeweiligen Bodenfläche des Pumpenzylinderkopfs 4a bis 4c führen. über diese Leitungen steht die Hochdruckventilbohrung 5a des Pumpenzylinderkopfes 4a zum einen mittels einer im Pumpengehäuse 1 angeordneten Hochdruckleitung 6 mit der Hochdruckventilbohrung 5c des Pumpenzylinderkopfes 4c und zum anderen mittels einer Hochdruckleitung 7, welche ebenfalls im Pumpengehäuse 1 angeordnet ist, mit der Hochdruckventilbohrung 5b des

Pumpenzylinderkopfes 4b in Verbindung. Um eine Leckage des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs zu vermeiden, sind zudem zwischen den Pumpenzylinderkopfen 4a bis 4c und dem Pumpengehäuse 1 Metalldichtungen mit Siggen 8a bis 8c angeordnet. In der Figur 2 ist eine Schnittansicht des

Pumpenzylinderkopfes 4a entlang der Linie A-A zu sehen. Aus dieser Ansicht ist die Anordnung der Hochdruckventilbohrung 5a relativ zu der Kolbenbohrung 2a ersichtlich. Zudem kann die beiderseitige Einmündung der Verbindungsleitungen zu den Hochdruckleitungen 6 und 7 ausgehend von der

Grundfläche des Pumpenzylinderkopfes 4a erkannt werden. Auf der der Hochdruckventilbohrung 5a gegenüberliegenden Seite

der Kolbenbohrung 2a ist ein Saugventil 9 angeordnet über welches bei einer Saugbewegung des jeweiligen Pumpenkolbens unter Niederdruck stehender Kraftstoff angesaugt wird. Am Ende der Hochdruckventilbohrung 5a ist zudem ein Hochdruckanschluss 10 zu Verbindung mit einem

Hochdruckspeicher der Brennkraftmaschine vorgesehen.

Aus Figur 3 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hochdruckkraftstoffpumpe zu sehen. Im Unterschied zu der vorher beschriebenen Ausführungsform sind hierbei die Hochdruckleitungen 6 und 7 nicht in einer Ebene des Pumpengehäuses 1 angeordnet, sondern liegen hintereinander. In den Pumpenzylinderköpfen 4a' bis 4c' sind zudem die Verbindungsleitungen zu den Hochdruckleitungen 6 und 7 senkrecht zu der Grundfläche der Pumpenzylinderköpfe 4a' bis 4c' ausgebildet. Das Einmünden dieser Verbindungsleitungen ist aus Figur 4, welche eine Schnittdarstellung des Pumpenzylinderköpfes 4a' entlang der Linie B-B darstellt, ersichtlicht . Dabei kann gesehen werden, dass die Verbindungsleitungen hintereinander in die Hochdruckventilbohrung 5a einmünden.