DE60022588T2

DE60022588T2 - Hochdruckpumpe mit einem abnehmbaren auf/zu-Ventil zum Fördern von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60022588T2
Application number: DE2000622588
Authority: DE
Inventors: Sisto Luigi De Matthaeis; Angelo Beatrice
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2020-07-01
Also published as: US6406278B1; CN1279345A; ITTO990573A1; EP1065371A3; DE60022588D1; ES2247983T3; EP1065371B1; IT1308781B1; KR20010015123A; RU2248460C2; JP2001027165A; CN1133004C; EP1065371A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe mit einem abnehmbaren auf/zu-Ventil zum Fördern von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine, insbesondere einem Fahrzeugmotor.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es sind verschiedene Arten von Hochdruckkraftstoffförderpumpen bekannt, denen im Allgemeinen Kraftstoff von einem normalen Tank durch eine Niederdruckpumpe zugeführt wird. Die Hochdruckpumpe umfasst normalerweise ein auf/zu-Ventil, das durch den ihm durch die Niederdruckpumpe zugeführten Kraftstoff automatisch geöffnet wird.
Der Körper bekannter Hochdruckpumpen umschließt mindestens eine Kraftstoffdruckkammer und eine Betätigungskammer, in der Pumpenbetätigungsglieder untergebracht sind; und das auf/zu-Ventil ist im Pumpenkörper ausgebildet und umfasst eine Verschluss, der dazu ausgeführt ist, einen Kraftstofffluss zur Betätigungskammer zu gewährleisten, selbst wenn das Ventil geschlossen ist, um die Betätigungsglieder zu schmieren und zu kühlen.
Insbesondere bei einer bekannten Radialkolbenpumpe sind im Pumpenkörper drei Zylinder untergebracht, in denen jeweilige Kolben gleiten, die von einem gemeinsamen Nocken aktiviert werden, der von einer durch die Antriebswelle aktivierten Welle getragen wird; der Nocken ist innerhalb der Betätigungskammer oder des Betätigungsgehäuses der Pumpe untergebracht; und der Verschluss liegt in Form eines hohlen Zylinders vor und gleitet entlang der Wand eines radialen Lochs im Pumpenkörper.
Des Weiteren weist der Pumpenkörper eine Kraftstoffförderleitung zum Fördern von Kraftstoff von dem radialen Loch zu den Zylindern auf; die Förderleitung wird durch die laterale Wand des Verschlusses verschlossen; und zum Schmieren und Kühlen der Pumpenwelle, des Nockens und der verschiedenen Pumpenkörper- und Kolbenreibflächen weist der Verschluss auch ein kalibriertes axiales Loch auf, das einen kontinuierlichen Kraftstofffluss zum Gehäuse gestattet.
Um zu verhindern, dass sich Kraftstoff in einem Motorzylinder ansammelt, falls die jeweilige Einspritzdüse versagt, oder dass Kraftstoff aus der Betätigungskammer gesaugt wird, falls die Versorgung durch die Niederdruckpumpe unterbrochen wird, zum Beispiel aufgrund eines Fehlers oder bei Aktivierung einer Notfallprozedur, wird der Verschluss durch eine Druckfeder automatisch geschlossen, wenn der Druck des zuströmenden Kraftstoffs unter einem gegebenen Wert fällt. Die Feder liegt an einer perforierten Platte an, die normalerweise am gegenüberliegenden Ende des Führungslochs des Verschlusses befestigt, zum Beispiel damit verschweißt, ist.
Um zu gewährleisten, dass die Hochdruckpumpe auch dann geschmiert wird, wenn Kraftstofffluss am Einlass gering ist – zum Beispiel wenn der Motor angestellt und die Niederdruckpumpe direkt durch die Brennkraftmaschine aktiviert wird – ist das Loch des auf/zu-Ventils durch eine Zusatzleitung direkt mit der Betätigungskammer verbunden. Eine Hochdruckpumpe dieser Art wird in der DE 196 52 831 offenbart.
Bei dieser bekannten Pumpenart sind das maschinelle Herausarbeiten des radialen Lochs im Pumpenkörper, das Befestigen der Platte und das Anbringen der Feder schwierige, kostenintensive Arbeitsgänge, die zeitaufwendig sind und hochqualifizierte Arbeitskräfte erfordern. Des Weiteren begrenzt die perforierte Platte an dem zum Gehäuse weisenden Ende des Lochs zu einem gewissen Grad den Außendurchmesser des Nockens und somit die Leistung der Pumpe unter gegebenen Bedingungen.
Schließlich werden die Förder- und die Zusatzleitung jeweils durch zwei Löcher definiert, die im Pumpenkörper überkreuz angeordnet sind und unter Verwendung eines Bohrwerkzeugs von außerhalb des Lochs hergestellt werden; und beide Querbohrungen müssen durch Einzwängen von normalerweise kugelförmigen Stopfen in die Löcher an jeweiligen Enden geschlossen werden.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer äußerst einfachen, zuverlässigen Hochdruckpumpe mit einem auf/zu-Ventil, dessen Herstellung kostengünstig und dessen Montage leicht ist, um die oben erwähnten Nachteile bekannter Pumpen mit den auf/zu-Ventilen zu beseitigen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Hochdruckpumpe gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es werden zwei bevorzugte, nicht einschränkende Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; darin zeigen:
1 eine als Teilschnitt ausgeführte Seitenansicht einer Hochdruckpumpe mit einem auf/zu-Ventil zum Fördern von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung;
2 einen Spiegelteilschnitt eines Teils von 1 in einem größeren Maßstab; und
3 einen Schnitt des auf/zu-Ventils von 2 in einem größeren Maßstab.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In 1 zeigt die Zahl 5 insgesamt eine Hochdruckpumpe zum Fördern von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine, zum Beispiel einem Fahrzeug. Der Pumpe 5 wird von einem normalen Tank durch eine von einem Elektromotor, der bestromt wird, wenn der Motor angeschaltet ist, (nicht gezeigte) angetriebene Niederdruckpumpe Kraftstoff zugeführt.
Die Hochdruckpumpe 5 ist jener Art, die drei Radialkolben 6 umfasst, die in drei radial innerhalb eines Körpers 8 der Pumpe 5 angeordneten Zylindern 7 gleiten; jeder Zylinder 7 ist durch eine Platte 9 geschlossen, die ein Einlassventil 11 und ein Druckventil 12 stützt; und jeder Zylinder 7 und die jeweilige Platte 9 sind durch einen entsprechenden Verriegelungskopf 13 mit dem Körper 8 verriegelt.
Die Kolben 6 werden durch einen einzigen Nocken 14 nacheinander aktiviert, der integral mit einer durch die Antriebswelle der Brennkraftmaschine angetriebenen Welle 16 ausgebildet ist. Der Nocken 14 wirkt über einen Ring 17 auf die Kolben 6 ein, der für jeden Kolben 6 einen verkleideten Teil 18 aufweist, der mit einem am Kolben 6 befestigten Schuh 19 zusammenwirkt; und jeder Schuh 19 wird durch eine entsprechende Feder 21 zum Nocken geschoben.
Der Spalt zwischen dem Ende jedes Kolbens 6 und der jeweiligen Platte 9 definiert eine Druckkammer 22, so dass die drei Druckkammern 22 natürlich im Körper 8 untergebracht sind. Der Raum im Körper 8, in dem die Zylinder 7 untergebracht sind und in dem sich die Welle 16 und der Nocken 14 drehen, bildet eine Betätigungskammer 23 der Pumpe 5, wobei die Kammer durch einen auf bekannte Weise am Körper 8 befestigten Flansch 24 geschlossen ist; die Welle 16 ist auf drehbare und fluiddichte Weise am Flansch 24 angebracht; und die Kammer 23 steht auf bekannte Weise mit einer in den Tank ablassende Ablassleitung 25 in Verbindung.
Der Körper 8 besteht aus Gusseisen und die Köpfe 13 aus Stahl; der Körper 8 und die Köpfe 13 weisen drei Einlassleitungen 26 auf, die mit einer durch eine ringförmige Nut 27 am Flansch 24 definierten Leitung in Verbindung stehen; jede Leitung 26 steht weiterhin über das entsprechenden Einlassventil 11 mit der entsprechenden Druckkammer 22 in Verbindung; und jeder Kopf 13 weist des Weiteren eine Druckleitung 28 auf, die über das entsprechende Druckventil 12 die Druckkammer 22 mit einer Förderleitung 29 der Pumpe 5 verbindet.
Darüber hinaus weist der Körper 8 eine Förderleitung 30 auf, die mit der ringförmigen Nut 27 des Flansches 24 und deshalb mit den Druckkammern 22 in Verbindung steht; und am anderen Ende kommt die Leitung 30 an einer zylindrischen Wand 31 eines zylindrischen radialen Lochs 32 heraus, das im Körper 8 ausgebildet ist und mit der Betätigungskammer 23 in Verbindung steht. Das Loch 32 ist durch eine Einlassleitung 33 mit der Niederdruckpumpe verbunden und weist ein insgesamt durch 34 angezeigtes auf/zu-Ventil auf.
Gemäß der Erfindung wird das auf/zu-Ventil 34 durch eine unabhängige Betriebsanordnung definiert, die fluiddicht in dem Loch 32 eingesetzt werden kann und die deshalb vollständig getrennt von der Pumpe 5 hergestellt werden kann. Die Ventil(34)-Anordnung (3) umfasst eine Hülse 36 mit einer zylindrischen Innenfläche 37, in der ein hohler zylindrischer Verschluss 38 gleitet.
Insbesondere ist der Verschluss 38 kolben- oder becherförmig und umfasst eine zylindrische Seitenwand 39, die genau entlang der Innenfläche 37 der Hülse 36 gleitet, so dass sowohl die Innenfläche 37 als auch die Außenfläche der Wand 39 des Verschlusses 38 auf einen hohen Präzisionsgrad maschinell bearbeitet werden müssen.
Des Weiteren umfasst der Verschluss 38 eine flache Wand 40 mit einem kalibrierten Loch 41, das den Durchtritt einer bestimmten Kraftstoffmenge gestattet, selbst wenn das Ventil 34 durch den Verschluss 38 geschlossen ist; und eine Schrauben-Druckfeder 42 ist im Verschluss 38 eingeführt und liegt an einem Stützelement an.
Insbesondere wird das Stützelement durch eine kreisförmige Platte 43 definiert, die am Ende eines ersten axialen Teils 44 der Hülse 36 befestigt, zum Beispiel kraftschlüssig angebracht oder damit verschweißt, ist und ein Loch 46 aufweist, das Kraftstofffluss aus der Einlassleitung 33 zur Betätigungskammer 23 (1) gestattet, um die sich bewegenden, sich berührenden Teile, das heißt die Welle 16, den Nocken 14, den Ring 17 und die Schuhe 19 der Kolben 6, zu schmieren.
Des Weiteren umfasst die Hülse 36 einen zweiten axialen Teil 47 (2 und 3), mit dem ein Ende 48 der Kraftstoffeinlassleitung 33 verbunden ist. Der Außendurchmesser des Teils 47 ist größer als der des Teils 44, so dass das radiale Loch 32 einen axialen Teil 49 zur Unterbringung des Teils 44 der Hülse 36 und einen einen größeren Durchmesser aufweisenden axialen Teil 51 zur Unterbringung des Teils 47 der Hülse 36 aufweist.
Der Körper 8 der Pumpe 5 weist eine Zusatzleitung 52 auf, die sich zwischen dem Loch 32 und der Betätigungskammer 23 befindet, um selbst bei unzureichendem Kraftstofffluss aus der Leitung 33 eine ausreichende Schmierung der sich bewegenden Teile zu gewährleisten. Beide Leitungen 30 und 52 enden an der Wand 31 des Lochs 32 in zwei Öffnungen 53 und 54 (1), die sich an dem einen größeren Durchmesser aufweisenden Teil 51 des Lochs 32 und vorzugsweise in gleichem Abstand vom äußeren Ende des Lochs 32 befinden.
Der Teil 47 (2 und 3) der Hülse 36 weist zwei radiale Öffnungen 56 und 57 auf, die sich im Gebrauch an den Öffnungen 53 und 54 im Loch 32 befinden und im Ruhezustand durch die Seitenwand 39 des Verschlusses 38 verschlossen werden. Jeder Teil 44, 47 der Hülse 36 weist einen jeweiligen ringförmigen Sitz 58, 59 zur Unterbringung einer jeweiligen elastischen Dichtung 61, 62 auf; der Sitz 59 befindet sich am Teil 47, so dass sich die Öffnungen 56 und 57 zwischen den beiden Dichtungen 61 und 62 befinden; und der Teil 47 weist einen Ansatz oder Flansch 63 auf, der mittels einer Schraube 64 entfernbar mit dem Körper 8 der Pumpe 5 verbunden ist.
Gemäß einem bestimmten Aspekt der Erfindung wird der Durchmesser des Teils 51 des Lochs 32 und deshalb der Außendurchmesser des Teils 47 der Hülse 36 so ausgewählt, dass die Förderleitung 30 unter Verwendung eines Bohrwerkzeugs durch den Teil 51 des Lochs 32 so hergestellt werden kann, dass die Leitung 30 bezüglich der Achse des Lochs 32 geneigt ist, aber keinen Stopfen erfordert.
Die Zusatzleitung kann wiederum so angeordnet sein, dass sie durch einen bezüglich der Achse des Lochs 32 geneigten Teil 66 mit dem Loch 32 verbunden ist, und auch unter Verwendung eines Bohrwerkzeugs durch den Teil 51 des Lochs 32 hergestellt werden. Insbesondere kann die Zusatzleitung 52 bezüglich der Achse des Lochs 32 etwas geneigt sein, so dass der Teil 66 verkürzt ist, und erfordert in jedem Fall nur einen Kugelstopfen 67 zum Schließen des Endes außerhalb des Körpers der Pumpe 5.
Die Vorteile der Hochdruckpumpe gemäß der Erfindung im Vergleich zu bekannten Pumpen gehen. aus der vorhergehenden Beschreibung hervor. Insbesondere macht die unabhängige Betriebsanordnung des Ventils 34 die Herstellung des Ventils 34 leichter und kostengünstiger und verhindert auch jegliche Behinderung zwischen dem Ring 17 des Nockens 14 und der Stützplatte 43 der Feder 42, wodurch eine Erhöhung der Pumpenleistung durch einfaches Vergrößern des Durchmessers des Nockens 14 ermöglicht wird.
Der größere Durchmesser des Außenteils 51 des Lochs 32 ermöglicht wiederum, dass die Förderleitung 30 und/oder der Teil 66 der Zusatzleitung 52 unter Verwendung eines Bohrwerkzeugs durch das Loch 32 geformt werden, wodurch die maschinelle Herstellung der Leitungen 30 und 52 weiter vereinfacht wird. Und schließlich braucht die Fläche 31 des Lochs 32 nicht auf einen hohen Präzisionsgrad maschinell bearbeitet zu werden, da sie die Bewegung des Verschlusses 38 nicht führt, wodurch die Kosten der maschinellen Bearbeitung weiter reduziert werden.
Natürlich können an der hier beschriebenen Hochdruckpumpe Änderungen durchgeführt werden, ohne deshalb vom Schutzbereich der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Zum Beispiel können die Kolben 6 der Pumpe 5 anders angeordnet werden als beschrieben; die Pumpe kann woanders als an einem Fahrzeugmotor angebracht werden; und die Zusatzleitung 52 kann weggelassen werden.

Claims

Hochdruckpumpe mit einem abnehmbaren auf/zu-Ventil zum Fördern von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine, wobei die Pumpe einen Körper (8) mit mindestens einer Kraftstoffverdichtungskammer (22) und einer Betätigungsglieder (14, 16, 17, 19) der Pumpe umschließenden Betätigungskammer (23) umfasst; wobei das auf/zu-Ventil (34) mit einer Einlassleitung (33) der Pumpe verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (34) durch eine unabhängige Betriebsanordnung definiert wird, die fluiddicht in ein Loch (32) im Körper (8) eingesetzt werden kann; wobei das Loch (32) die Einlassleitung (33) mit der Betätigungskammer (23) verbindet; wobei die Anordnung des Ventils (34) eine Hülse (36) mit einer Öffnung (56) umfasst, die durch einen in der Hülse (36) gleitenden Verschluss (38) verschlossen ist; wobei die Öffnung (56) an einer Kraftstoffförderleitung (30) angeordnet ist und die Förderleitung (30) zwischen dem Loch (32) und der Verdichtungskammer (22) im Körper (8) vorgesehen ist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (38) becherförmig ist und durch eine Druckfeder (42) in der geschlossenen Stellung gehalten wird; wobei ein mit der Hülse (36) körperlich bewegbares Stützelement (43) zum Abstützen der Feder (42) ausgeführt ist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (38) eine flache Wand (40) mit einem kalibrierten Loch (41) umfasst; wobei das Element durch eine in der Hülse (36) befestigte perforierte Platte (43) definiert wird.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (36) einen die Platte (43) stützenden ersten axialen Teil (44) und einen die Öffnung (56) aufweisenden zweiten axialen Teil (47) aufweist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil (47) einen Ansatz (63) zur Verbindung mit dem Körper (8) mittels mindestens einer Schraube (64) aufweist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil (44) einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der des zweiten Teils (47); wobei das Loch (32) zwei axiale Teile (49, 51) mit Durchmessern aufweist, die jenen der axialen Teile (44, 47) der Hülse (36) entsprechen.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die fluiddichte Abdichtung der Hülse (36) in dem Loch (32) mittels zweier Dichtungen (61, 62) erreicht wird, die in zwei sich auf gegenüberliegenden Seiten der Öffnung (56) befindenden ringförmigen Sitzen (58, 59) untergebracht sind.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Sitze (58, 59) jeweils an den axialen Teilen (44, 47) der Hülse (36) befinden.
Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitung (30) gerade und bezüglich der Achse des Lochs (32) geneigt ist; wobei die Förderleitung (30) unter Verwendung eines Bohrwerkzeugs durch den einen größeren Durchmesser aufweisenden Teil (51) des Lochs (32) hergestellt ist.
Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (8) eine Zusatzleitung (52) zur direkten Verbindung des Lochs (32) mit der Betätigungskammer (23) aufweist; wobei die Hülse (36) eine weitere Öffnung (57) besitzt, die an der Zusatzleitung (52) innerhalb des Lochs (32) positioniert ist.
Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die ringförmigen Sitze (58,59) auch auf einander gegenüberliegenden Seiten der weiteren Öffnung (57) befinden.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzleitung (52) einen Teil (66) aufweist, der bezüglich der Achse des Lochs (32) geneigt ist; wobei der Teil (66) der Zusatzleitung (52) unter Verwendung eines Bohrwerkzeugs durch den einen größeren Durchmesser aufweisenden Teil (51) des Lochs (32) hergestellt ist.