Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
HIGH-PRESSURE FUEL PUMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/003657
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a high-pressure fuel pump for a fuel injection system of an internal combustion engine, comprising a pump housing (2) and at least two pump elements, each of which comprises a piston (11, 12) that can be moved back and forth in a guided manner. In order to provide a high-pressure fuel pump that is easy to assemble and inexpensive to produce, the pistons (11, 12) are driven directly by an eccentric ring (5) of an eccentric drive (6).

Inventors:
BOECKING, Friedrich (Kahlhieb 34, Stuttgart, 70499, DE)
Application Number:
EP2010/056800
Publication Date:
January 13, 2011
Filing Date:
May 18, 2010
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ROBERT BOSCH GMBH (Postfach 30 02 20, Stuttgart, 70442, DE)
BOECKING, Friedrich (Kahlhieb 34, Stuttgart, 70499, DE)
International Classes:
F02M59/06; F02M59/10; F04B1/04; F04B9/04
Foreign References:
US5573386A
DE19625686A1
DE2243137A1
US20050265867A1
DE19503621A1
Attorney, Agent or Firm:
ROBERT BOSCH GMBH (Postfach 30 02 20, Stuttgart, 70442, DE)
Download PDF:
Claims:
Ansprüche

1 . Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einem Pumpengehäuse (2) und mit mindestens zwei Pumpenelementen, die jeweils einen hin und her bewegbar geführten KoI- ben (1 1 ,12) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (1 1 ,12) durch einen Exzenterring (5) eines Exzenterantriebs (6) direkt angetrieben sind.

2. Kraftstoffhochdruckpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffhochdruckpumpe (1 ) zwei Kolben (1 1 ,12) umfasst, deren

Bewegungsachsen (15,16) parallel zueinander angeordnet sind.

3. Kraftstoffhochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kolben (1 1 ,12) durch einen Bügel (20) miteinander gekoppelt sind.

4. Kraftstoffhochdruckpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel (20) die Gestalt eines Kreisbogens mit zwei Enden (21 ,22) aufweist, die jeweils einen Kolbenfuß (10,13) umgreifen.

5. Kraftstoffhochdruckpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (1 1 ,12) durch den Bügel (20) gegen den Exzenterring (5) vorgespannt sind. 6. Kraftstoffh och d ruckpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (2) einen Antriebsraum (4) umfasst, in welchem der Exzenterring (5) und der Bügel (20) angeordnet sind.

7. Kraftstoffhochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (2) pro Kolben (1 1 ,12) jeweils eine Elementbohrung (27,28) aufweist, in die ein Zylinderkopf (31 ,32) genau eingepasst ist.

8. Kraftstoffhochdruckpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (31 ,32) eine Führungsbohrung (33) aufweist, in welcher der zugehörige Kolben (11 ,12) direkt geführt ist.

9. Kraftstoffhochdruckpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (11 ,12) in dem zugehörigen Zylinderkopf (31 ,32) einen Ar- beitsraum (34) begrenzt, in welchem eine Ventilfeder (35) zwischen dem

Kolben (11 ) und einem Saugventilkörper (36) vorgespannt ist.

10. Kraftstoffhochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (2) aus einem Gussma- terial gegossen ist.

Description:
Beschreibung

Titel

Kraftstoffhochdruckpumpe Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einem Pumpengehäuse und mit mindestens zwei Pumpenelementen, die jeweils einen hin und her bewegbar geführten Kolben umfassen.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 197 05 205 A1 und der europäischen Patentanmeldung EP 1 519 033 A2 sind zum Beispiel H och druckkraftstoff pumpen bekannt, bei denen sich eine Kolbenfeder über einen Federteller und eine Stützscheibe in axialer Richtung an einem Kolben abstützt.

Offenbarung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftstoffh och d ruckpumpe gemäß dem Ober- begriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.

Die Aufgabe ist bei einer Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit einem Pumpengehäuse und mit mindestens zwei Pumpenelementen, die jeweils einen hin und her bewegbar geführten Kolben umfassen, dadurch gelöst, dass die Kolben durch einen Exzenterring eines Exzenterantriebs direkt angetrieben sind. Direkter Antrieb bedeutet ohne Zwischenschaltung von Kopplungselementen, wie Stößel, Kolbenschuhen und/oder Laufrollen, wie sie bei bekannten Kraftstoffh och d ruckpumpen verwendet werden. Die erfindungsgemäße Kraftstoffh och d ruckpumpe umfasst vorzugsweise genau zwei Kolben, die durch den Exzenterring direkt angetrieben sind. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffh och d ruckpumpe zwei Kolben umfasst, deren Bewegungsachsen parallel zueinander angeordnet sind. Im Betrieb der Kraftstoffhochdruckpumpe werden die beiden Kolben hin und her bewegt, um Kraft- stoff anzusaugen und mit Hochdruck zu beaufschlagen. Die Bewegungsachsen der Kolben sind, vorzugsweise in Abhängigkeit von der Exzentrizität des Exzenterrings, versetzt zueinander angeordnet.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kolben durch einen Bügel miteinander gekoppelt sind. Durch den Bügel werden die beiden Kolben auf einfache Art und Weise mit Ihren dem Exzenterring zugewandten Enden in Anlage an dem Exzenterring gehalten. Zusätzliche Bauteile, wie Stößel, Kolbenschuhe oder Laufrollen, können entfallen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel die Gestalt eines Kreisbogens mit zwei Enden aufweist, die jeweils einen Kolbenfuß umgreifen. Die Bügelenden sind vorzugsweise an die Gestalt der Kolbenfüße angepasst. Die Kolbenfüße weisen vorzugsweise einen zunehmenden Außendurchmesser auf.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben durch den Bügel gegen den Exzenterring vorgespannt sind. Die Steifigkeit des Bügels entspricht vorzugsweise der Steifigkeit einer adäquaten Stößelfeder mit einer Federsteifigkeit von 300 bis 500

Newton pro Quadratmillimeter.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse einen Antriebsraum um- fasst, in welchem der Exzenterring und der Bügel angeordnet sind. Der Antriebsraum steht zum Beispiel über einen Rücklaufkanal mit einem Rücklauf in Verbindung.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse pro Kolben jeweils eine E- lementbohrung aufweist, in die ein Zylinderkopf genau eingepasst ist. Der Zylin- derkopf ist vorzugsweise aus einem anderen Material als das Pumpengehäuse gebildet.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf eine Führungsbohrung aufweist, in welcher der zugehörige Kolben direkt geführt ist. Weitere Elemente zur Führung des Kolbens können entfallen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben in dem zugehörigen Zylinderkopf einen Arbeitsraum begrenzt, in welchem eine Ventilfeder zwischen dem Kolben und einem Saugventilkörper vorgespannt ist. Die Ventilfeder kann auch als Rückstellfeder für den Kolben verwendet werden. Durch die Vorspannkraft der Ventilfeder kann der Kolben mit seinem dem Arbeitsraum abgewandten Ende gegen den Exzenterring des Exzenterantriebs gedrückt werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse aus einem Gussmaterial gegossen ist. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung ist das Pumpen- gehäuse aus einem preisgünstigen Gussmaterial, wie Grauguss GG40, hergestellt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Es zeigt:

Figur 1 eine erfindungsgemäße Kraftstoffh och d ruckpumpe im Schnitt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels In Figur 1 ist eine Kraftstoffhochdruckpumpe 1 mit einem Pumpengehäuse 2 im

Schnitt dargestellt. Das Pumpengehäuse 2 begrenzt einen Antriebsraum 4, in welchem ein Exzenterring 5 durch einen Exzenterantrieb 6 angetrieben ist. Außen an dem Exzenterring 5 befindet sich ein Kolbenfuß 10 eines ersten Kolbens 1 1 in Anlage. Ein zweiter Kolben 12 liegt mit einem Kolbenfuß 13 ebenfalls an dem Exzenterring 5 an.

Die beiden Kolben 1 1 und 12 bewegen sich entlang von Bewegungsachsen 15, 16 hin und her, wenn sie durch den Exzenterantrieb 6 über den Exzenterring 5 angetrieben werden. Dabei wird eine Drehbewegung des Exzenterantriebs 6 in eine Hin- und Herbewegung der Kolben 1 1 , 12 entlang der Bewegungsachsen 15, 16 umgewandelt, welche den Längsachsen der Kolben 1 1 , 12 entsprechen.

Die beiden Bewegungsachsen 15, 16 sind in Abhängigkeit von der Exzentrizität des Exzenterantriebs 6 versetzt zueinander parallel angeordnet.

Die Kolben 1 1 und 12 haben die Gestalt von geraden Kreiszylindern, die mit ei- nem Ende in den Antriebsraum 4 ragen. An diesen Enden sind die Kolbenfüße

10 und 13 ausgebildet, die einen sich erweiternden Außendurchmesser aufweisen. An den freien Enden der Kolbenfüße 10 und 13 ist eine Anlagefläche ausgebildet, mit denen die Kolbenfüße 10 und 13 an dem Exzenterring 5 anliegen. Die Anlageflächen an den Kolbenfüßen 10 und 13 können eben oder leicht ballig ausgeführt sein.

Die Kolbenfüße 10 und 13 sind durch einen Bügel 20 miteinander gekoppelt. Der Bügel 20 hat im Wesentlichen die Gestalt eines Kreisbogens, dessen Enden 21 , 22 jeweils einen Kolbenfuß 10, 13 umgreifen. Der Bügel 20 ist vorzugsweise so gestaltet und ausgelegt, dass über den Bügel 20 eine geringe Vorspannkraft auf die Kolbenfüße 10 und 13 aufgebracht wird, um die Kolbenfüße 10 und 13 in Anlage an dem Exzenterring 5 zu halten. Der Bügel 20 ist vorzugsweise so steif wie eine adäquate Stößelfeder mit einer Federsteifigkeit von 300 bis 500 Newton pro Millimeter ausgelegt.

Das Pumpengehäuse 2 weist zwei Durchgangslöcher 27, 28 auf, die von dem Arbeitsraum 34 ausgehen und auch als Elementbohrungen bezeichnet werden. In die beiden Durchgangslöcher 27, 28 ist jeweils ein Zylinderkopf 31 , 32 einge- passt, der den Antriebsraum 4 nach außen abschließt. Die Zylinderköpfe 31 , 32 sind gleich ausgeführt und werden daher im Folgenden nur anhand des Zylinderkopfs 31 ausführlich beschrieben. Der Zylinderkopf 31 weist eine Führungsbohrung 33 auf, in welcher der Kolben 1 1 hin und her bewegbar geführt ist. Der Kolben 1 1 ragt mit seinem dem Exzenterring 5 abgewandten Ende in einen Arbeitsraum 34, in dem eine Ventilfeder 35 angeordnet ist. Die Ventilfeder 35 ist in axialer Richtung, das heißt in Richtung der Bewegungsachse 15, zwischen dem Kolben 11 und einem Saugventilkörper

36 eingespannt, der zum Beispiel als Rückschlagventilkugel ausgeführt ist.

Der Saugventilkörper 36 und die Ventilfeder 35 stellen ein Rückschlagventil dar, über das durch einen Saugkanal 38 Kraftstoff in den Arbeitsraum 34 gelangt. Der Saugkanal 38 umfasst zwei Bohrungen 41 , 42 in dem Zylinderkopf 31 und eine weitere Bohrung 43 in dem Pumpengehäuse 2. Die Bohrung 43 steht über einen Zulauf 45 mit einem Kraftstofftank in Verbindung, über den, vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer elektrischen Vorförderpumpe, Kraftstoff in den Arbeitsraum 34 gelangt beziehungsweise angesaugt wird.

Von dem Arbeitsraum 34 erstreckt sich ein Hochdruckkanal 48, in welchem ein Druckventil angeordnet ist, zu einem zentralen Kraftstoffhochdruckspeicher, der auch als Rail bezeichnet wird. Die Verbindung zum Rail ist durch einen Pfeil 54 angedeutet. Das Druckventil umfasst einen Druckventilkörper 50, der durch eine Druckventilfeder 51 so vorgespannt ist, dass mit Hochdruck beaufschlagter

Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 34 zum Rail gelangt beziehungsweise gefördert werden kann, aber ein unerwünschtes Rückströmen von Kraftstoff verhindert wird. Von dem Antriebsraum 4 geht ein Rücklaufkanal 56 aus, über den Leckage oder

Schmiermittel aus dem Antriebsraum 4 abgeführt wird. Der Rücklaufkanal 56 ist in dem Pumpengehäuse 2 ausgebildet.

Durch die erfindungsgemäße Kraftstoffh och d ruckpumpe 1 wird eine besonders einfach aufgebaute Pumpe geschaffen, die hohe Drehzahlen ermöglicht. Die

Kraftstoffh och d ruckpumpe 1 ist vorzugsweise nicht mit einer integrierten Mengenregelung ausgestattet, so dass der Zulauf 45 über das Pumpengehäuse 2 erfolgen kann, und nicht über die Zylinderköpfe 31 , 32. Der einfache Aufbau des Pumpengehäuses 2 liefert den Vorteil, dass weitere Zusatzbohrungen mit den Zylinderköpfen 31 , 32 entfallen können. Eine notwendige Nullförderdrossel kann in eine Zumesseinheit, zum Beispiel in eine elektronische Vorförderpumpe, integriert werden. Der Rücklauf 56 ist gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ebenfalls in das Pumpengehäuse integriert. Das einfach aufgebaute Pumpengehäuse wird gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung kostengünstig aus Grauguss GG40 gegossen. Die Zylinderköpfe 32, 32 sind ohne Stößelfedern und ohne Mengenregelung ausgeführt, so dass sie genau in das Pumpengehäuse 2 eingepasst werden können.