Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Pumpe, insbesondere

Kraftstoffhochdruckpumpe, nach der Gattung des Anspruchs 1.

Eine solche Pumpe in Form einer Kraftstoffhochdruckpumpe ist durch die DE 10 2004 013 244 AI bekannt. Diese Pumpe weist wenigstens ein Pumpenelement auf, das einen in einer Zylinderbohrung eines Pumpengehäuseteils beweglichen Pumpenkolben aufweist, durch den in der Zylinderbohrung ein

Pumpenarbeitsraum begrenzt wird. Das Pumpenelement weist ein Einlassventil auf, durch der Pumpenarbeitsraum mit Fördermedium befüllbar ist. Das

Einlassventil weist ein Ventilgehäuse auf, in dem ein Ventilglied beweglich angeordnet ist. Das Ventilgehäuse ist in eine Aufnahme des Pumpengehäuseteils des Pumpenelements eingesetzt und mittels einer Verschlussschraube in

Richtung der Längsachse der Zylinderbohrung gegen das Pumpengehäuseteil verspannt. Zwischen dem Pumpengehäuseteil und dem Ventilgehäuse muss eine Abdichtung gegen den beim Förderhub des Pumpenkolbens im

Pumpenarbeitsraum auftretenden hohen Förderdruck sichergestellt werden. Unter der Wirkung des Förderdrucks können Verformungen des Pumpengehäuseteils und/oder des Ventilgehäuses auftreten, die eine Abdichtung erschweren, da diese bei der bekannten Pumpe zu einer Verringerung der zwischen dem

Ventilgehäuse und dem Pumpengehäuseteil wirkenden Dichtkraft führen können. Außerdem kann es zu Relativbewegungen des Pumpengehäuseteils zum

Ventilgehäuse kommen, durch die ein Reibverschleiß zwischen diesen Teilen verursacht wird. Offenbarung der Erfindung

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, die Dichtkraft zwischen dem Ventilgehäuse und dem Pumpenarbeitsraum durch den im Pumpenarbeitsraum herrschenden Druck unterstützt wird, so dass eine sichere Abdichtung des Pumpenarbeitsraums erreicht ist.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und

Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Pumpe angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 hat den Vorteil, dass durch den im Pumpenarbeitsraum herrschenden Förderdruck der Ansatz des Pumpengehäuseteils aufgeweitet wird, und die Dichtkraft zwischen dem Ansatz und dem diesen mit seiner Ausnehmung umgebenden Ventilgehäuse erhöht wird. Die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ermöglicht auf einfache Weise eine Verspannung in radialer Richtung zwischen dem Ansatz des Pumpengehäuseteils und der Ausnehmung des Ventilgehäuses. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 5 ist sichergestellt, dass der im

Pumpenarbeitsraum herrschende Druck zumindest im wesentlichen nur auf die Innenfläche des Ansatzes und nicht auf die Innenfläche der Ausnehmung des Ventilgehäuses wirkt und somit eine Aufweitung des Ventilgehäuses vermieden ist.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1

ausschnittsweise eine Pumpe in einem Längsschnitt mit einem Einlassventil, Figur 2 in vergrößerter Darstellung das Einlassventil der Pumpe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und Figur 3 das Einlassventil gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Figur 1 ist in vereinfachter Darstellung ausschnittsweise eine Pumpe gezeigt, die vorzugsweise eine Kraftstoffhochdruckpumpe für eine

Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine ist. Die Pumpe weist wenigstens ein Pumpenelement 10 auf, das wiederum einen Pumpenkolben 12 aufweist, der zumindest mittelbar durch eine Antriebswelle 14 in einer

Hubbewegung angetrieben wird. Die Antriebswelle 14 weist einen oder mehrere Nocken 16 oder Exzenter auf, über den die Drehbewegung der Antriebswelle 14 in die Hubbewegung des Pumpenkolbens 12 umgesetzt wird. Der Pumpenkolben 12 stützt sich über einen Stößel 18 am Nocken 16 oder Exzenter der

Antriebswelle 14 ab.

Das Pumpenelement 10 weist ein Gehäuse 20 auf, in dem in einer

Zylinderbohrung 22 der Pumpenkolben 12 dicht geführt ist, wobei das

Gehäuseteil 20 nachfolgend als Zylinderkopf bezeichnet wird. Mit seinem der Antriebswelle 14 abgewandten Ende begrenzt der Pumpenkolben 12 in der Zylinderbohrung 22 einen Pumpenarbeitsraum 24. Der Pumpenarbeitsraum 24 weist über ein Einlassventil 26, das ein in den Pumpenarbeitsraum 24 hinein öffnendes Einlassrückschlagventil sein kann, eine Verbindung mit einem Zulauf 28 auf, über den der Pumpenarbeitsraum 24 beim radial nach innen zur

Antriebseinrichtung 14 gerichteten Saughub des Pumpenkolbens 12 mit Kraftstoff befüllt wird. Der Pumpenarbeitsraum 24 weist außerdem über ein Auslassventil 30, das beispielsweise ein aus dem Pumpenarbeitsraum 24 heraus öffnendes Auslassrückschlagventil ist, eine Verbindung mit einem Ablauf 32 auf, der zu einem Hochdruckspeicher 34 führen kann und über den beim radial nach außen von der Antriebseinrichtung 14 weg gerichteten Förderhub des Pumpenkolbens 12 Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 24 verdrängt wird.

In Figur 2 ist das Einlassventil 26 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vergrößert dargestellt. Das Einlassventil 26 weist ein näherungsweise

plattenförmiges Ventilgehäuse 40 auf, das in eine Aufnahme 42 des

Zylinderkopfs 20 eingesetzt ist. Die Aufnahme 42 ist als Bohrung ausgebildet, die sich an die Zylinderbohrung 22 anschließt und weist einen größeren

Durchmesser als die Zylinderbohrung 22 auf. Am Übergang von der Zylinderbohrung 22 zur Aufnahme 42 ist infolge des Durchmesserunterschieds eine Ringschulter 44 gebildet. Der Zylinderkopf 20 weist einen den Endbereich der Zylinderbohrung 22 mit dem Pumpenarbeitsraum 24 umgebenden hohlen Ansatz 46 auf, der in Richtung der Längsachse 23 der Zylinderbohrung 22 über die Ringschulter 44 hinaus in die Aufnahme 42 ragt. Der Ansatz 46 ist so ausgebildet, dass sich dessen Außenquerschnitt in Richtung der Längsachse 23 zum Ende der Zylinderbohrung 22 hin verjüngt. Vorzugsweise ist der Ansatz 46 so ausgebildet, dass sich dessen Außenquerschnitt zumindest annähernd konisch verjüngt. Der Innendurchmesser des Ansatzes 46, der die

Zylinderbohrung 22 bildet, ist konstant. Vorzugsweise ist der Ansatz 46 kegelstumpfförmig ausgebildet, wobei an dessen in die Aufnahme 42 ragendem Ende eine zumindest annähernd senkrecht zur Längsachse 23 verlaufende, zumindest annähernd ebene Ringfläche 48 vorhanden ist.

Das Ventilgehäuse 40 weist eine zentrale Bohrung 50 auf, deren Längsachse 51 zumindest annähernd koaxial zur Längsachse 23 der Zylinderbohrung 22 verläuft. Die Bohrung 50 weist einen dem Pumpenarbeitsraum 24 zugewandten Abschnitt 150 mit großem Durchmesser und einen dem Pumpenarbeitsraum 24

abgewandten Abschnitt 250 mit kleinerem Durchmesser auf. Am in den

Pumpenarbeitsraum 24 mündenden Endbereich des Abschnitts 150 ist ein Ventilsitz 52 angeordnet, der beispielsweise zumindest annähernd konisch ausgebildet ist. Im Ventilgehäuse 40 ist außerdem wenigstens eine Querbohrung 54 vorgesehen, die einerseits am Umfang des Ventilgehäuses 40 und

andererseits im Abschnitt 150 der Bohrung 50 mündet. Vorzugsweise sind mehrere gleichmäßig über den Umfang des Ventilgehäuses 40 verteilt angeordnete Querbohrungen 54 vorgesehen, wobei die Querbohrungen 54 zumindest annähernd radial zur Längsachse 51 der Bohrung 50 verlaufen.

Das Einlassventil 26 weist ein kolbenförmiges Ventilglied 56 auf, das einen Schaft 58 und einen an diesen anschließenden, im Durchmesser vergrößerten Kopf 60 aufweist. Das Ventilglied 56 ist mit seinem Schaft 58 im Abschnitt 250 der Bohrung 50 des Ventilgehäuses 40 verschiebbar geführt und dessen Kopf 60 ragt zum Pumpenarbeitsraum 24 hin aus dem Abschnitt 150 der Bohrung 50 heraus. Auf der dem Ventilgehäuse 40 zugewandten Seite des Kopfs 60 des Ventilglieds 56 ist eine Dichtfläche 62 angeordnet, die mit dem Ventilsitz 52 zusammenwirkt. Die Dichtfläche 62 kann zumindest annähernd konisch ausgebildet sein, jedoch mit anderem Konuswinkel als der Ventilsitz 52. Das dem Kopf 60 abgewandte Ende des Schafts 58 ragt auf der dem Pumpenarbeitsraum 24 abgewandten Seite des Ventilgehäuses 40 aus dem Bohrungsabschnitt 250 heraus und an diesem ist ein Federteller 64 befestigt. Zwischen dem Federteller 64 und dem Ventilgehäuse 40 ist eine Schließfeder 66 eingespannt, durch die das Ventilglied 56 in Schließrichtung beaufschlagt ist.

Das Ventilgehäuse 40 weist auf seiner dem Zylinderkopf 20 zugewandten Seite einen in Richtung der Längsachse 23 über den Ventilsitz 52 hinausragenden zylinderförmigen Fortsatz 68 mit einer Ausnehmung 70 auf. Bei in die Aufnahme 42 eingesetztem Ventilgehäuse 40 ragt der Ansatz 46 des Zylinderkopfs 20 in die Ausnehmung 70 des Ventilgehäuses 40 hinein und das Ventilgehäuse 40 umgibt mit seinem Fortsatz 68 den Ansatz 46. Die Ausnehmung 70 ist so ausgebildet, dass sich deren Innenquerschnitt in Richtung der Längsachse 23 zum

Zylinderkopf 20 hin vergrößert. Vorzugsweise ist die Ausnehmung 70 so ausgebildet, dass sich deren Innenquerschnitt zumindest annähernd konisch erweitert. Der Konuswinkel α der Ausnehmung 70 ist vorzugsweise größer als der Konuswinkel ß des Ansatzes 46 des Zylinderkopfs 20. Hierdurch ist erreicht, dass der Ansatz 46 mit seinem Außenmantel mit der an dessen Übergang zu der Ringfläche 48 gebildeten Kante 49 am Innenmantel der Ausnehmung 70 zur Anlage kommt. Der im Pumpenarbeitsraum 24 herrschende Druck kann somit nicht auf die Ausnehmung 70 des Ventilgehäuses 40 wirken sondern nur auf die Innenfläche der Zylinderbohrung 22 und damit des Ansatzes 46. Die

Ausnehmung 70 des Ventilgehäuses 40 wird somit durch den im

Pumpenarbeitsraum 24 herrschenden Druck nicht aufgeweitet. Außerdem wird durch diese Ausbildung das Totvolumen des Pumpenarbeitsraums 24 gering gehalten. Das Ventilgehäuse 40 kommt weder an der Ringschulter 44 noch an der Ringfläche 48 zur Anlage sondern nur an der Kante 49 des Ansatzes 46. Es kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Ansatz 46 und der Ausnehmung 70 ein ringförmiges Dichtelement 72 angeordnet ist

Das Ventilgehäuse 40 wird durch eine in den mit einem Innengewinde

versehenen Endbereich der Aufnahme 42 eingeschraubte Verschlussschraube 74 in Richtung der Längsachse 23 gegen den Außenmantel des Ansatzes 46 verspannt. Die Verschlussschraube 74 weist auf ihrer dem Ventilgehäuse 40 zugewandten Seite eine Ausnehmung 76 auf, in die das Ende des Schafts 58 des Ventilglieds 56 mit dem Federteller 64 und der Schließfeder 66 hineinragt. Die Ausnehmung 76 der Verschlussschraube 74 und das angrenzende

Ventilgehäuse 40 begrenzen einen Ventilraum, in dem der aus dem

Bohrungsabschnitt 250 ragende Endbereich des Schafts 58 des Ventilglieds 56 sowie der Federteller 64 und die Schließfeder 66 angeordnet sind. In der Aufnahme 42 ist ein das Ventilgehäuse 40 umgebender Ringraum 78 gebildet, in den der Zulauf 28 mündet und von dem die Querbohrungen 54 in das

Einlassventil 26 abführen.

Beim Förderhub des Pumpenkolbens 12 wird durch diesen im

Pumpenarbeitsraum 24 Hochdruck erzeugt. Durch den Hochdruck wird der Ansatz 46 des Zylinderkopfs 20 in radialer Richtung bezüglich der Längsachse 23 elastisch aufgeweitet und gegen die Ausnehmung 70 des Ventilgehäuses 40 gepresst. Hierdurch wird die zwischen dem Ventilgehäuse 40 und dem

Zylinderkopf 20 wirkende Dichtkraft erhöht und eine sichere Abdichtung des Pumpenarbeitsraums 24 erreicht. Mit zunehmendem Druck im

Pumpenarbeitsraum 24 wird dabei die Dichtkraft erhöht.

In Figur 3 ist das Einlassventil 26 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt bei dem der grundsätzliche Aufbau des Ventilgehäuses 140 und des Pumpengehäuseteils 120 gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist und daher nachfolgend nur die abweichenden Ausbildung beschrieben werden. Das Ventilgehäuse 140 weist einen über den Kopf 60 des Ventilglieds 56 in Richtung der Längsachse 23 hinausragenden Fortsatz 168 auf, an dessen Stirnseite eine sich quer, vorzugsweise zumindest annähernd senkrecht zur Längsachse 23 erstreckende Anlagefläche 180 angeordnet ist. Im Pumpengehäuseteil 120 ist am Übergang von der Zylinderbohrung 22 zur Aufnahme 42 eine Ringschulter 144 gebildet, die eine Gegenfläche für die Anlagefläche 180 des Ventilgehäuses 140 bildet. Das Ventilgehäuse 140 wird durch die Verschlussschraube 74 mit ihrer Anlagefläche 180 direkt oder über einen Dichtring 172 gegen die Ringschulter 144 des Pumpengehäuseteils 120 gepresst. Der Pumpenarbeitsraum 24 setzt sich aus der Zylinderbohrung 22 in den Fortsatz 168 des Ventilgehäuses 140 in Form einer Bohrung 182 im Ventilgehäuse 140 fort. Die Bohrung 182 weist vorzugsweise zumindest annähernd den selben Durchmesser auf wie die Zylinderbohrung 22. Die Bohrung 182 im Ventilgehäuse 140 weist zwischen der Anlagefläche 180 und dem Kopf 60 des Ventilglieds 56 eine Durchmessererweiterung oder Querschnittserweiterung 184 auf. Durch die Querschnittserweiterung 184 ist am Ventilgehäuse 140 ein radial zur Längsachse 23 nach innen ragender Kragen 186 gebildet, an dem auf dessen der

Ringschulter 144 zugewandter Seite die Anlagefläche 180 angeordnet ist und auf dessen der Anlagefläche 180 abgewandter Seite eine Innenfläche 188 angeordnet ist, die den Pumpenarebitsraum 24 begrenzt und somit von dem im Pumpenarbeitsraum 24 herrschenden Druck beaufschlagt ist. Der Kragen 186 weist eine gegenüber dem sonstigen Ventilgehäuse 140 relativ geringe

Wandstärke auf und ist daher unter dem Einfluss des im Pumpenarbeitsraums 24 herrschenden Druck in Richtung der Längsachse 23 elastisch verformbar. Durch den im Pumpenarbeitsraum 24 herrschenden Druck wird der Kragen 186 des Ventilgehäuses 140 mit seiner Anlagefläche 180 direkt oder über den Dichtring 172 gegen die Ringschulter 144 des Pumpengehäuseteils 120 grepresst und somit die Dichtkraft erhöht.