DE102008001839A1

DE102008001839A1 - Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102008001839A1
Application number: DE200810001839
Authority: DE
Inventors: Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-05-19
Filing date: 2008-05-19
Publication date: 2009-11-26

Abstract

Eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Gehäuse (1) und zumindest einer Steckpumpe (2) zur Kraftstoffhochdruckversorgung des Kraftstoffeinspritzsystems, umfassend eine um eine Achse (19) rotierende Antriebswelle (3) mit einem in radialer Richtung vorspringenden Nocken, an den das Ende von zumindest einem in einem Zylinder hin- und herbewegbaren Kolben (5) mit einer Druckfeder (6) angepresst ist, wobei das Ende in einer Tasse (7) starr festgelegt ist, die in oder auf einer den Zylinder (8) konzentrisch umschließenden Führungsfläche geführt ist. Der Nocken ist als Doppelnocken (9) ausgebildet und hat, von der Achse (19) aus betrachtet, spiegelbildlich in die einander entgegengesetzten Richtungen vorspringende Teilnocken, wobei die Antriebswelle (3) eine Rotationsachse hat, die auf eine gedachten, winkelhalbierenden Fläche (18) angeordnet ist, die in der gemeinsamen Schnittkante der gedachten Verlängerung von zwei ebenen Außenflächen (11) des Gehäuses (1) angeordnet ist, die einander unter einem Winkel von 90° in der Schnittkante durchschneiden, und dass die Außenflächen (11) von Bohrungen (12) durchbrochen sind, in die zwei einander unter einem Winkel von 90° zugeordnete Einsteckpumpen (4) eingesetzt sind, mit Kolben (5), die beide mit dem Doppelnocken (9) in Eingriff stehen.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einer Verbrennungskraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Eine solche Pumpe ist aus der DE19522306B4 bekannt. Dabei ist für die Hochdruckversorgung der Brennräume mit Kraftstoff eine Steckpumpe vorgesehen, die in eine Bohrung des Zylinderkopfes eingefügt ist und mit einem einfachen Nocken der Nockenwelle in Eingriff steht. Bei einer Umdrehung der Nockenwelle ergibt sich dabei jeweils ein Pumpenhub, was für viele Anwendungen unzureichend ist. Es besteht daher der Wunsch, die Förderleistung zu vergrößern.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kraftstoffhochdruckpumpe mit den Merkmalen von Anspruch 1 hat den Vorteil, jede Steckpumpe je Umdrehung der Antriebswelle zwei Pumpenhübe ausführt, was einer Verdoppelung der Förderleistung entspricht. Außerdem sind einem einzelnen Doppelnocken jeweils zwei Steckpumpen zugeordnet, mit der Folge, dass sich je Umdrehung der Antriebswelle vier Pumpenhübe ergeben, die im Abstand einer 90° Umdrehung der Antriebswelle aufeinanderfolgen. Dadurch ist es nicht erforderlich, die Antriebswelle zu verstärken oder zu verlängern oder größere Steckpumpen als bisher zu verwenden, um eine Vervierfachung der Förderleistung zu erzielen. Hierdurch ergeben sich deutlich erweiterte Anwendungsmöglichkeiten gegenüber allen bisher bekannten Bauformen.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe angegeben.
Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 2 wird eine Möglichkeit angeboten, die Hochdruckanschlüsse sämtlicher Steckpumpen in einer Versorgungsleiste zu bündeln. Der Anschluss der einzelnen Steckpumpe und damit zugleich die Montage vereinfachen sich dadurch erheblich.
Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 3 wird eine Möglichkeit angeboten, die Niederdruckanschlüsse sämtlicher Steckpumpen in einer Versorgungsleiste zu bündeln. Der Anschluss der einzelnen Steckpumpe und damit zugleich die Montage vereinfachen sich dadurch erheblich.
Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 4 erübrigt es sich bei der Montage, besondere Aufmerksamkeit auf die korrekte Abdichtung zu verwenden. Es genügt vielmehr, die zu verbindenden Teile korrekt zusammenzufügen und in der erforderlichen Weise zu verpressen, was bei einer gegenseitigen Verschraubung lediglich der Anwendung eines einfach zu ermittelnden, spezifisch vorgeschriebenen Drehmoments bedarf. Dies kann von Industrierobotern erzeugt und in einer Massenproduktion bei einer automatischen Montage gleichbleibend generiert werden.
Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 5 wird sichergestellt, dass in den die einzelnen Leitungsdurchbrüche unmittelbar umschließenden Bereichen der einander gegenüberliegenden Dichtflächen der Steckpumpen und der Versorgungsleiste die maximalen Flächenpressungen auftreten. Dadurch können auch unter dem Einfluss von Kapillarkräften keine Kraftstoffbestandteile den Dichtspalt zwischen den Dichtflächen passieren.
Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 6 wird eine alternative Bauform angegeben, bei der die im Bereich der Dichtflächen angeordneten Ein- und Ausgänge durch austauschbare Dichtringe abgedichtet sind. Bei einem Austausch einer Komponente erübrigt es sich dadurch, alle den Dichtspalt berührenden Komponenten zu erneuern, was im Reparaturfall zu einer Kostenersparnis führt.
Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 7 werden besonders günstig verfügbare, zum Teil genormte Dichtringe zwischen den Dichtflächen zur Anwendung gebracht, die in einer Werkstatt bevorratet werden können und dadurch im Reparaturfall sofort verfügbar sind.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Eine beispielhafte Ausführung der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Sie wird nachfolgend näher erläutert.
1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Verbrennungskraftmaschine in einem Bereich von einer Gehäuseecke, in dem zwei Steckpumpen montiert sind, die gemeinsam mit einem einzigen Doppelnocken einer einzigen Antriebswelle in Verbindung stehen.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die in 1 gezeigte Verbrennungskraftmaschine umfasst ein Gehäuse 1, dass im wesentlichen quaderförmiger Gestalt ist und das im Bereich von einer Ecke eine sich parallel zur Längsrichtung erstreckende Antriebswelle 3 enthält, die um ihre Achse 19 rotiert und mit einem Doppelnocken 9 versehen ist. Der Doppelnocken besteht aus zwei spiegelbildlich in radialer Richtung radial nach außen vorspringenden Teilnocken, bezogen auf die Rotationsachse 19. An die Teilnocken sind die Enden von Kolben 5 von Druckfedern 6 elastisch angepresst. Bei rotierender Antriebswelle 3 verschieben sich die Kolben 5 in den sie aufnehmenden Zylindern 8 in Richtung des zugehörigen Pumpenraumes 21 hin- und her, wobei abwechselnd Kraftstoff über einen Niederdruckeingang 15, 16 angesogen und über einen Hochdruckausgang 20 ausgepresst und in einen nicht dargestellten Hochdrucksammler überführt wird, an den die ebenfalls nicht gezeigten Injektoren der Verbrennungskraftmaschine angeschlossen sind. Die Kolben 5 sind außerhalb der Zylinder 8 an jeweils einer Tasse 7 starr festgelegt, die in oder auf einer die Zylinder 8 konzentrisch umschließenden Führungsfläche geführt ist. Dadurch werden Querkräfte von der Kolbenpassung ferngehalten, die sich vor allem beim Pumpenhub ergeben können.
Die von den Teilnocken berührten Kolben der Steckpumpen 2 werden dadurch bei einer vollen Umdrehung der Antriebswelle 3 jeweils zweimal in den sie umschließenden Zylindern 8 in Richtung der Pumpenräume 21 verschoben, was zwei Pumpenhüben entspricht. Die Kolben 5 der beiden Steckpumpen 2 werden dabei nach jeweils einer 90° Umdrehung der Antriebswelle 3 in Richtung ihres Pumpenraums 21 verschoben. Trotz einer Vervierfachung des geförderten Volumens ist es daher nicht erforderlich, die Antriebswelle 3 zu verstärken oder einen weiteren Nocken an der Antriebswelle anzubringen.
Zur Erzielung diesen Effektes ist der Nocken als Doppelnocken 9 ausgebildet ist und, von der Achse 19 betrachtet, spiegelbildlich in die einander entgegengesetzten Richtungen vorspringende Teilnocken hat, dass die Antriebswelle 3 eine Rotationsachse hat, die auf einer gedachten, winkelhalbierenden Fläche 18 angeordnet ist, die in der gemeinsamen Schnittkante der gedachten Verlängerung von zwei ebenen Außenflächen 11 des Gehäuses 1 angeordnet ist, die einander unter einem Winkel von 90° in der Schnittkante durchschneiden und dass die Außenflächen 11 von Bohrungen 12 durchbrochen sind, in die zwei einander unter einem Winkel von 90° zugeordnete Einsteckpumpen 4 eingesetzt sind, mit Kolben 5, die beide mit dem Doppelnocken 9 in Eingriff stehen.
Die Schnittkante kann körperlich vorhanden sein. Im vorliegenden Fall ist die Schnittkante nicht körperlich vorhanden, weil die betreffende Ecke der Verbrennungskraftmaschine 1 abgerundet ausgebildet ist, um Verletzungsrisiken beim Handling zu vermeiden. Die Außenflächen sind jedoch eben ausgebildet und als Schnittkante wird bei einer solchen Bauform die Schnittkante angenommen, die sich ergibt, wenn man sich die Außenflächen stetig ergänzt denkt bis zu einer Stelle, an der sie sich gegenseitig unter einem Winkel von 90° durchschneiden. In dieser Stelle ist die Winkelhalbierende zwischen den einander unter einem Winkel von 90° zugeordneten Außenflächen zu errichten, auf der die Achse 19 der Antriebswelle 3 angeordnet ist.
Die Bohrungen 12, in die die Steckpumpen 2 eingefügt sind, durchdringen die Außenflächen 11 der Verbrennungskraftmaschine senkrecht. Die gedachten Verlängerungen ihrer Mittellinien durchschneiden daher einander ebenfalls in der Achse 19 der Antriebswelle 3.
Die Schnittkante der gedacht verlängerten Außenflächen 11 ist außenseitig von einer Versorgungsleiste 14 übergriffen, die sich parallel zu der Achse 19 erstreckt, wobei die Versorgungsleiste 14 für jede Steckpumpe 4 mit zumindest einen Hochdruckeingang 20 versehen sein kann, der mit dem entsprechenden Hochdruckausgang der zugehörigen Steckpumpe 2 dicht verpressbar ist, und wobei alle Hochdruckeingänge 20 mit einem nicht dargestellten, ersten Hochdrucksammler für Kraftstoff verbunden sind.
Die Versorgungsleiste 14 hat bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel für jede Steckpumpe 2 einen Niederdruckausgang 15, der mit dem entsprechenden Niederdruckeingang der entsprechenden Steckpumpe 2 dicht verpressbar ist, wobei alle Niederdruckausgänge 15 an einen zweiten Sammler 16 der Versorgungsleiste 14 angeschlossen sind.
Die Hoch- und die Niederdruckausgänge der Versorgungsleiste 14 und der Steckpumpen 2 können auf den einander zugewandten Flächen in versetzten Ebenen angeordnet sein, um Berührungen zu vermeiden. Die Einsteckpumpen 2 und/oder die Versorgungsleiste sind 14 auf den einander zugewandten Flächen 17 mit einer dichtenden Beschichtung aus einem polymeren Werkstoff versehen, bevorzugt aus Gummi.
Die Beschichtung ist an die Flächen 17 durch Anvulkanisieren angeformt und in den die Ein- und Ausgänge umschließenden Bereichen verdickt ausgebildet, um an diesen Stellen bei der senkrechten Verpressung der Dichtflächen miteinander die größte spezifische Flächenpressung zu erzielen und auf diese Weise eine besonders zuverlässige Abdichtung.
Die Einsteckpumpen 2 und/oder die Versorgungsleiste 14 können in den die Ein- und Ausgänge umschließenden Bereichen der Dichtflächen mit Ringnuten zur Einfügung von Dichtringen versehen sein, was die Reparaturfähigkeit verbessert. Die Dichtringe können dabei durch O-Ringe aus polymerem oder metallischem Werkstoff gebildet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19522306 B4 [0002]

Claims

Verbrennungskraftmaschine mit einem Gehäuse (1) und zumindest einer Steckpumpe (2) zur Kraftstoffhochdruckversorgung des Kraftstoffeinspritzsystems, umfassend eine um eine Achse 19 rotierende Antriebswelle (3) mit einem in radialer Richtung vorspringenden Nocken, an den das Ende von zumindest einem in einem Zylinder hin- und herbwegbaren Kolben (5) mit einer Druckfeder (6) angepresst ist, wobei das Ende in einer Tasse (7) starr festgelegt ist, die in oder auf einer den Zylinder (8) konzentrisch umschließenden Führungsfläche geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken als Doppelnocken (9) ausgebildet ist und, von der Achse (19) betrachtet, spiegelbildlich in die einander entgegengesetzten Richtungen vorspringende Teilnocken hat, dass die Antriebswelle (3) eine Rotationsachse hat, die auf einer gedachten, winkelhalbierenden Fläche (18) angeordnet ist, die in der gemeinsamen Schnittkante der gedachten Verlängerung von zwei ebenen Außenflächen (11) des Gehäuses (1) angeordnet ist, die einander unter einem Winkel von 90° in der Schnittkante durchschneiden und dass die Außenflächen (11) von Bohrungen (12) durchbrochen sind, in die zwei einander unter einem Winkel von 90° zugeordnete Einsteckpumpen (4) eingesetzt sind, mit Kolben (5), die beide mit dem Doppelnocken (9) in Eingriff stehen.
Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittkante von einer Versorgungsleiste (14) übergriffen ist, die sich parallel zu der Achse (19) erstreckt, dass die Versorgungsleiste (14) für jede Steckpumpe (4) zumindest einen Hochdruckeingang (20) versehen ist, der mit dem entsprechenden Hochdruckausgang der zugehören Steckpumpe (2) dicht verpressbar ist, und dass alle Hochdruckeingänge (20) mit einem zentralen, ersten Sammler verbunden sind.
Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleiste (14) für jede Steckpumpe (2) zumindest einen Niederdruckausgang (15) hat, der mit dem entsprechenden Niederdruckeingang der entsprechenden Steckpumpe (2) dicht verpressbar ist und dass alle Niederdruckausgänge (15) an einen zweiten Sammler (16) der Versorgungsleiste (14) angeschlossen sind.
Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckpumpen (2) und/oder die Versorgungsleiste (14) auf den einander zugewandten Flächen (17) mit einer dichtenden Beschichtung aus einem polymeren Werkstoff versehen sind.
Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung an die Flächen (17) angeformt und in den die Ein- und Ausgänge umschließenden Bereichen verdickt ausgebildet ist.
Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsteckpumpen (2) und/oder die Versorgungsleiste (14) in den die Ein- und Ausgänge umschließenden Bereichen mit Ringnuten zur Einfügung von Dichtringen versehen sind.
Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtringe durch O-Ringe aus polymerem oder metallischem Werkstoff gebildet sind.