Hochdruckpumpe, insbesondere für eine

Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Hochdruckpumpe, insbesondere für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.

Eine solche Hochdruckpumpe ist durch die DE 199 07 311 Al bekannt. Diese Hochdruckpumpe weist ein Pumpengehause und wenigstens ein im Pumpengehause angeordnetes Pumpenelement auf. Das Pumpenelement weist einen durch eine Antriebswelle der Hochdruckpumpe in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben auf. Der Pumpenkolben ist in einer Zylinderbohrung eines Pumpengehauseteils der Hochdruckpumpe dicht gefuhrt und begrenzt in der Zylinderbohrung einen Pumpenarbeitsraum. Der Pumpenkolben stutzt sich zumindest mittelbar über einen hohlzylinderformigen Stößel an der Antriebswelle ab. Der Stößel ist in einer Bohrung eines Pumpengehauseteils in Richtung der Langsachse des Pumpenkolbens verschiebbar gefuhrt. Unter Umstanden kann es zu einer Verdrehung des Stoßeis um seine Langsachse in der Bohrung kommen, wodurch ein erhöhter Verschleiss des Stoßeis und/oder des Pumpengehauses sowie gegebenenfalls weiterer Teile der Hochdruckpumpe verursacht wird. übliche Verdrehsicherungen für den Stößel sind aufwendig in der Herstellung und Montage.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemaße Hochdruckpumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass eine Verdrehsicherung des Stoßeis mit einfachen Mitteln gewahrleistet ist. Bei der Kugel handelt es sich um ein Standardteil, das als Zulieferteil kostengünstig erworben werden kann.

In den abhangigen Ansprüchen sind vorteilhafte

Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemaßen Hochdruckpumpe angegeben. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ist eine geringe Reibung bei der Verdrehsicherung des Stoßeis erreicht, da zumindest an einer Abstutzung der Kugel am Stößel Rollreibung vorliegt. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 3 wird eine sichere Anlage der Kugel in der Nut des Stoßeis erreicht. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 4 wird eine besonders geringe Reibung erreicht, da sowohl zwischen der Kugel und dem Stößel als auch zwischen der Kugel und der Aufnahme

Rollreibung vorliegt. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 8 ist eine besonders einfache Montage der Aufnahme und der Kugel ermöglicht.

Zeichnung

Zwei Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung naher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer

Brennkraftmaschine in einem Längsschnitt, Figur 2 einen in Figur 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Hochdruckpumpe in vergrößerter Darstellung gemäß einem ersten Ausfuhrungsbeispiel, Figur 3 die Hochdruckpumpe in einem Schnitt entlang Linie III-III in Figur 2, Figur 4 einen in Figur 3 mit IV bezeichneten Ausschnitt in nochmals

vergrößerter Darstellung und Figur 5 den Ausschnitt II der Hochdruckpumpe gemäß einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel.

Beschreibung der Ausfuhrungsbeispiele

In den Figuren 1 bis 5 ist eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine dargestellt. Die Hochdruckpumpe weist ein mehrteiliges Pumpengehause 10 auf, in dem eine durch die Brennkraftmaschine rotierend angetriebene Antriebswelle 12 angeordnet ist. Die Antriebswelle 12 ist beispielsweise über zwei in Richtung der Drehachse 13 der Antriebswelle 12 voneinander beabstandete Lagerstellen drehbar gelagert. Die Lagerstellen können in verschiedenen Teilen des Pumpengehauses 10 angeordnet sein, beispielsweise kann eine erste Lagerstelle in einem Grundkorper 14 des Pumpengehauses 10 und eine zweite Lagerstelle in einem mit dem Grundkorper 14 verbundenen Flanschteil 15 angeordnet sein .

In einem zwischen den beiden Lagerstellen liegenden Bereich weist die Antriebswelle 12 wenigstens einen Nocken 16 oder einen exzentrisch zu ihrer Drehachse 13 ausgebildeten Abschnitt auf, wobei der Nocken 16 auch als Mehrfachnocken ausgebildet sein kann. Die Hochdruckpumpe weist wenigstens ein oder mehrere im Gehäuse 10 angeordnete Pumpenelemente 18 mit jeweils einem Pumpenkolben 20 auf, der durch den Nocken 16 der Antriebswelle 12 in einer Hubbewegung in zumindest annähernd radialer Richtung zur Drehachse 13 der Antriebsewelle 12 angetrieben wird. Im Bereich jedes Pumpenelements 18 ist ein mit dem Grundkorper 14 verbundenes Pumpengehauseteil 22 vorgesehen, das als Zylinderkopf ausgebildet ist. Das Pumpengehauseteil 22 weist einen an einer Außenseite des Grundkorpers 14 anliegenden Flansch 24 und einen durch eine öffnung im Grundkorper 14 zur Antriebswelle 12 hin durchragenden,

zumindest annähernd zylinderförmigen Ansatz 26 mit gegenüber dem Flansch 24 kleinerem Durchmesser auf. Der Pumpenkolben 20 ist in einer im Ansatz 26 ausgebildeten Zylinderbohrung 28 im Pumpengehauseteil 22 dicht verschiebbar gefuhrt und begrenzt mit seiner der Antriebswelle 12 abgewandten Stirnseite in der Zylinderbohrung 28 einen Pumpenarbeitsraum 30. Die Zylinderbohrung 28 kann sich bis in den Flansch 24 hinein erstrecken, in dem dann der Pumpenarbeitsraum 30 angeordnet ist. Der Pumpenarbeitsraum 30 weist über einen im

Pumpengehause 10 verlaufenden Kraftstoffzulaufkanal 32 eine Verbindung mit einem Kraftstoffzulauf, beispielsweise einer Forderpumpe auf. An der Mundung des Kraftstoffzulaufkanals 32 in den Pumpenarbeitsraum 30 ist ein in den Pumpenarbeitsraum 30 öffnendes Einlassventil 34 angeordnet. Der Pumpenarbeitsraum 30 weist ausserdem über einen im Pumpengehause 10 verlaufenden Kraftstoffablaufkanal 36 eine Verbindung mit einem Auslass auf, der beispielsweise mit einem Hochdruckspeicher 110 verbunden ist. Mit dem Hochdruckspeicher 110 sind ein oder vorzugsweise mehrere an den Zylindern der Brennkraftmaschine angeordnete Injektoren 120 verbunden, durch die Kraftstoff in die Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. An der Mundung des Kraftstoffablaufkanals 36 in den Pumpenarbeitsraum 30 ist ein aus dem Pumpenarbeitsraum 30 öffnendes Auslassventil 38 angeordnet .

Zwischen dem Pumpenkolben 20 und dem Nocken 16 der Antriebswelle 12 ist ein Stößel 40 angeordnet, über den sich der Pumpenkolben 20 zumindest mittelbar am Nocken 16 der Antriebswelle 12 abstutzt. Der Stößel 40 ist hohlzylinderformig mit rundem Außenquerschnitt ausgebildet und ist in einer Bohrung 42 des Grundkorpers 14 des Pumpengehauses 10 in Richtung der Langsachse 21 des Pumpenkolbens 20 verschiebbar gefuhrt. Die Langsachse 41 des Stoßeis 40 ist somit zumindest im wesentlichen

identisch mit der Langsachse 21 des Pumpenkolbens 20. Im Stößel 40 ist in dessen der Antriebswelle 12 zugewandtem Endbereich ein Stutzelement 44 eingesetzt, in dem eine Rolle 46 drehbar gelagert ist, die auf dem Nocken 16 der Antriebswelle 12 abrollt. Die Drehachse 47 der Rolle 46 ist zumindest annähernd parallel zur Drehachse 13 der Antriebswelle 12. Das Stutzelement 44 weist auf seiner der Antriebswelle 12 zugewandten Seite eine Vertiefung 48 auf, in der die Rolle 46 gelagert ist.

Am Stößel 40 oder am Pumpenkolben 20 greift eine vorgespannte Ruckstellfeder 52 an, die sich am Pumpengehauseteil 22 abstutzt. Durch die Ruckstellfeder 52 werden der Pumpenkolben 20 und der Stößel 40 zum Nocken 16 der Antriebswelle 12 hin beaufschlagt, so dass die Anlage der Rolle 44 am Nocken 16 auch beim zur Antriebswelle 12 hin gerichteten Saughub des Pumpenkolbens 20 und auch bei hoher Drehzahl der Antriebswelle 12 sichergestellt ist. Der Pumpenkolben 20 kann mit dem Stößel 40 gekoppelt sein, zumindest in Richtung von dessen Langsachse 21. Alternativ kann der Pumpenkolben 20 auch nicht mit dem Stößel 40 verbunden sein, wobei dann durch die Ruckstellfeder 52 die Anlage des Pumpenkolbens 20 am Stößel 40 sichergestellt wird. Es kann vorgesehen sein, dass die Ruckstellfeder 52 beispielsweise über einen Federteller 53 an einem im

Durchmesser vergrößerten Kolbenfuß des Pumpenkolbens 20 angreift, der dadurch in Anlage an einem am Stößel 40 von dessen Mantel nach innen ragenden Flansch gehalten wird, der wiederum in Anlage am Stutzelement 44 gehalten wird, so dass der gesamte Verbund aus Pumpenkolben 20, Stößel 40 und Stutzelement 44 mit Rolle 46 zum Nocken 16 der Antriebswelle 12 hin beaufschlagt ist.

Im Außenmantel des Stoßeis 40 ist wenigstens eine in Richtung von dessen Langsachse 41 verlaufende Nut 56 angeordnet, die vorzugsweise im Querschnitt zumindest

annähernd kreisabschnittformig geformt ist. In die Nut 56 greift zumindest annähernd radial zur Langsachse 41 des Stoßeis 40 eine Kugel 58 mit einem Teil ihres Umfangs ein, die im Pumpengehause 10 in tangentialer Richtung zum Stößel 40 fixiert ist. In den Figuren 2 bis 4 ist die

Hochdruckpumpe gemäß einem ersten Ausfuhrungsbeispiel dargestellt, bei dem die Kugel 58 in einer Aufnahme 60 in Richtung der Langsachse 41 des Stoßeis 40 beweglich gefuhrt ist. Die Aufnahme 60 weist dabei wie in Figur 2 und 4 dargestellt eine rinnenformige Vertiefung 62 auf, die im Querschnitt senkrecht zur Langsachse 41 des Stoßeis 40 zumindest im wesentlichen prismatisch ausgebildet ist und zwei einander gegenüberliegende schräge Wände aufweist, an denen die Kugel 58 jeweils anliegt. Die Kugel 58 taucht mit einem Teil ihres Umfangs in die Vertiefung 62 ein und ist dadurch in tangentialer Richtung des Stoßeis 40 fixiert, so dass der Stößel 40 durch die Kugel 58 gegen Verdrehen um seine Langsachse 41 gesichert ist. Bei der Hubbewegung des Stoßeis 40 zusammen mit dem Pumpenkolben 20 rollt die Kugel 58 sowohl in der Nut 56 des Stoßeis 40 als auch in der

Vertiefung 62 der Aufnahme 60 ab, so dass nur eine geringe Rollreibung auftritt.

Die Aufnahme 60 ist wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt beispielsweise in einer zumindest annähernd radial bezuglich der Langsachse 41 des Stoßeis 40 angeordneten Bohrung 64 im Grundkorper 14 des Pumpengehauses 10 eingesetzt. Die Aufnahme 60 ist dabei zylinderförmig ausgebildet, wobei auf deren dem Stößel 40 zugewandten Innenseite die Vertiefung 62 ausgebildet ist. Die Bohrung 64 ist zur Außenseite des Grundkorpers 14 des Pumpengehauses 10 hin mittels eines Stopfens 66 verschlossen. Zwischen dem Stopfen 66 und der Aufnahme 60 ist vorzugsweise eine vorgespannte Feder 68, beispielsweise eine Schraubendruckfeder, eingespannt, durch die die in der Bohrung 64 verschiebbare Aufnahme 60 und damit die Kugel 58

zum Stößel 40 hin gepresst wird. In einer Ringnut des Stopfens 66 kann ein elastischer Dichtring 70, beispielsweise ein O-Ring, angeordnet sein, um das Innere des Pumpengehauses 10 nach außen abzudichten. Es kann vorgesehen sein, dass der Stopfen 66 in die Bohrung 64 eingeschraubt oder eingepresst ist. Außerdem kann vorgesehen sein, dass das Flanschteil 15 in mit dem Grundkorper 14 zusammengebautem Zustand die Bohrung 64 zumindest teilweise überdeckt und somit den Stopfen 66 in der Bohrung 64 sichert. Die Aufnahme 60 mit der Kugel 58, der Stopfen 66 und die Feder 68 werden vor dem Zusammenbau des Pumpengehauses 10 in die Bohrung 64 von der Außenseite des Grundkorpers 14 her eingesetzt. Bei der Montage der Aufnahme 60 muss sichergestellt sein, dass deren Vertiefung 62 exakt parallel zur Nut 56 des Stoßeis 40 ausgerichtet ist, um die Hubbewegung des Stoßeis 40 bei geringstmoglicher Reibung zu ermöglichen.

Die Tiefe der Nut 56 im Stößel 40 und damit die Eintauchtiefe der Kugel 58 in die Nut 56 sowie die Vorspannung der Feder 68 bestimmen die Große des Drehmoments gegen das der Stößel 40 gegen Verdrehung gesichert werden kann. Je großer die Tiefe der Nut 56 und damit die Eintauchtiefe der Kugel 58 in diese ist und je großer die Vorspannung der Feder 68 ist, desto großer ist das Drehmoment, gegen das der Stößel 40 gegen Verdrehung gesichert werden kann.

In Figur 5 ist die Hochdruckpumpe gemäß einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel dargestellt, bei dem der grundsatzliche Aufbau der Hochdruckpumpe gleich wie beim ersten Ausfuhrungsbeispiel ist, jedoch die Aufnahme 160 für die Kugel 58 modifiziert ist. Die Aufnahme 160 weist auf ihrer dem Stößel 40 zugewandten Seite eine kugelkalottenformige Vertiefung 162 auf, in der die Kugel 58 drehbar gelagert ist. Die Aufnahme 160 ist in eine Sackbohrung eines die

Bohrung 64 im Grundkorper 14 des Pumpengehauses 10 verschließenden Stopfens 166 verschiebbar eingesetzt. Zwischen dem Stopfen 166 und der Aufnahme 160 ist die vorgespannte Feder 68 angeordnet. Vorteilhaft bei der Ausfuhrung der Hochdruckpumpe gemäß dem zweiten

Ausfuhrungsbeispiel ist, dass die Aufnahme 160 einfacher ausgebildet ist als beim ersten Ausfuhrungsbeispiel und dass die Aufnahme 160 in beliebigen Drehstellungen in das Pumpengehause 10 eingesetzt werden kann. Allerdings ist beim zweiten Ausfuhrungsbeispiel nur zwischen der Kugel 58 und dem Stößel 40 Rollreibung vorhanden, wahrend zwischen der Kugel 58 und der Aufnahme 160 Gleitreibung vorliegt.

Beim Saughub des Pumpenkolbens 20, bei dem sich dieser radial nach innen bewegt, wird der Pumpenarbeitsraum 30 durch den Kraftstoffzulaufkanal 32 bei geöffnetem Einlassventil 34 mit Kraftstoff befullt, wobei das Auslassventil 38 geschlossen ist. Beim Forderhub des Pumpenkolbens 20, bei dem sich dieser radial nach aussen bewegt, wird durch den Pumpenkolben 20 Kraftstoff unter

Hochdruck durch den Kraftstoffablaufkanal 36 bei geöffnetem Auslassventil 38 zum Hochdruckspeicher 110 gefordert, wobei das Einlassventil 34 geschlossen ist.