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DE102008001960A1 - Pump i.e. fuel high-pressure pump, for fuel injecting device of internal-combustion engine, has pump housing with main housing and flange made of aluminum, that is converted into layer of alumina ceramic in area of surface at bearing areas - Google Patents

Pump i.e. fuel high-pressure pump, for fuel injecting device of internal-combustion engine, has pump housing with main housing and flange made of aluminum, that is converted into layer of alumina ceramic in area of surface at bearing areas Download PDF

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Abstract

The pump has a pump housing (10) and a drive shaft (12) for moving a pump element (20). The shaft is rotatably supported in the housing by bearing areas (11a, 11b) formed as sliding bearings. The bearing areas are formed by recesses (40a, 40b) in the housing. The housing has a main housing (14) and a flange (15) made of aluminum or aluminum alloy, which is converted into a layer of alumina ceramic in an area of a surface at the bearing areas. Components arranged in the housing are converted into oxide ceramic which is formed from Keronite(RTM: Electrolytic surface treatment).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe nach der Gattung des Anspruchs 1.The Invention is based on a pump, in particular high-pressure fuel pump according to the preamble of claim 1.

Eine solche Pumpe in Form einer Kraftstoffhochdruckpumpe ist durch die DE 10 2006 041 673 A1 bekannt. Diese Pumpe weist ein Pumpengehäuse auf und eine Antriebswelle, durch die wenigstens ein Pumpenelement der Pumpe bewegt wird. Das Pumpengehäuse wird durch ein Hauptgehäuse, einen Flansch und ein Hochdruckgehäuse gebildet. Die Antriebswelle ist sowohl im Hauptgehäuse, als auch im Flansch über je eine als Gleitlager ausgebildete Lagerstelle drehbar gelagert. Dazu ist zwischen Antriebswelle und Hauptgehäuse bzw. Flansch jeweils eine Lagerbuchse angeordnet, die die erforderlichen Gleiteigenschaften sicherstellt.Such a pump in the form of a high-pressure fuel pump is through DE 10 2006 041 673 A1 known. This pump has a pump housing and a drive shaft through which at least one pump element of the pump is moved. The pump housing is formed by a main housing, a flange and a high-pressure housing. The drive shaft is rotatably mounted both in the main housing, as well as in the flange via a respective trained as a sliding bearing bearing. For this purpose, a bearing bush is arranged between the drive shaft and main housing or flange, which ensures the required sliding properties.

Aus der DE 10 2006 041 673 A1 ist es weiterhin bekannt, Bauteile der Pumpe, insbesondere eine Laufrolle und/oder einen Rollenschuh, mit einer verschleißresistenten Beschichtung zu versehen. Eine Beschichtung hat jedoch den Nachteil, dass sie auf das jeweilige Substrat aufgebracht wird und damit die Maßhaltigkeit des Bauteiles beeinträchtigt.From the DE 10 2006 041 673 A1 It is also known to provide components of the pump, in particular a roller and / or a roller shoe, with a wear-resistant coating. However, a coating has the disadvantage that it is applied to the respective substrate and thus affects the dimensional accuracy of the component.

Will man bei einer derartigen Pumpe das Pumpengehäuse zwecks Gewichtersparnis aus Aluminium herstellen, ist es bekannt, eine spezielle Wärmebehandlung und/oder eine Harteloxierung des Pumpengehäuses durchzuführen, um die geforderte Dauerhaltbarkeit zu erzielen. Hierdurch werden hohe Fertigungskosten verursacht.Want in such a pump, the pump housing in order To save weight from aluminum, it is known to have a special heat treatment and / or hard anodizing perform the pump housing to the required durability to achieve. This causes high production costs.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Pumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Antriebswelle direkt im Pumpengehäuse gelagert werden kann und eine spezielle Lagerung über eine Lagerbuchse entfällt. Dies hat Vorteile hinsichtlich des Gewichts und der Fertigungskosten. Da die Oberfläche des Pumpengehäuses nicht durch Beschichtung, sondern durch Umwandlung in eine Aluminiumoxidkeramik gehärtet ist, ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Maßhaltigkeit.The Pump according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the drive shaft can be stored directly in the pump housing and a special Storage via a bearing bush is eliminated. This has advantages in terms of weight and manufacturing costs. There the surface of the pump housing not by coating, but cured by conversion to an alumina ceramic is, there are advantages in dimensional accuracy.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Pumpe angegeben.In the dependent claims are advantageous embodiments and further developments of the pump according to the invention specified.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. 1 zeigt eine Pumpe in einem Längsschnitt gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description. 1 shows a pump in a longitudinal section according to an embodiment of the invention.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In 1 ist eine Pumpe dargestellt, die beispielsweise eine Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine ist. Die Hochdruckpumpe weist ein Gehäuse 10 auf, das mehrteilig durch ein Hauptgehäuse 14 und einen Flansch 15 gebildet ist. Eine rotierend angetriebene Antriebswelle 12 ist im Gehäuse 10 über zwei in Richtung der Drehachse 13 der Antriebswelle 12 voneinander beabstandete Lagerstellen 11a, 11b im Flansch 15 und Hauptgehäuse 14 drehbar gelagert. Die Lagerstellen 11a, 11b können in verschiedenen Teilen des Gehäuses 10 angeordnet sein und werden nachfolgend noch näher erläutert.In 1 a pump is shown, which is for example a high-pressure fuel pump for a fuel injection device of an internal combustion engine. The high-pressure pump has a housing 10 on, the multipart through a main body 14 and a flange 15 is formed. A rotating driven drive shaft 12 is in the case 10 about two in the direction of the axis of rotation 13 the drive shaft 12 spaced bearings 11a . 11b in the flange 15 and main body 14 rotatably mounted. The bearings 11a . 11b can in different parts of the case 10 be arranged and will be explained in more detail below.

In einem zwischen den beiden Lagerstellen 11a, 11b liegenden Bereich weist die Antriebswelle 12 wenigstens einen Nocken 16 oder Exzenter auf, wobei der Nocken 16 auch als Mehrfachnocken ausgebildet sein kann. Die Hochdruckpumpe weist wenigstens ein oder mehrere Pumpenelemente mit jeweils einem Pumpenkolben 20 auf, der durch den Nocken 16 der Antriebswelle 12 mittelbar in einer Hubbewegung in zumindest annähernd radialer Richtung zur Drehachse 13 der Antriebsewelle 12 angetrieben wird. Der Pumpenkolben 20 stützt sich beispielsweise über ein Stützelement 44 und eine in diesem drehbar gelagerte Rolle 46 am Nocken 16 ab. Der Pumpenkolben 20 und das Stützelement 44 werden durch eine vorgespannte Feder 52 zum Nocken 16 hin beaufschlagt. Der Pumpenkolben 20 ist in einer Zylinderbohrung 28 in einem an das Hauptgehäuse 14 angesetzten Hochdruckgehäuse 24 dicht verschiebbar geführt und begrenzt mit seiner der Antriebswelle 12 abgewandten Stirnseite in der Zylinderbohrung 28 einen Pumpenarbeitsraum 30.In one between the two bearings 11a . 11b lying area has the drive shaft 12 at least one cam 16 or eccentric, wherein the cam 16 can also be designed as a multiple cam. The high-pressure pump has at least one or more pump elements, each with a pump piston 20 on that by the cam 16 the drive shaft 12 indirectly in a lifting movement in at least approximately radial direction to the axis of rotation 13 the drive shaft 12 is driven. The pump piston 20 is supported for example via a support element 44 and a rotatably mounted in this role 46 on the cam 16 from. The pump piston 20 and the support element 44 be through a preloaded spring 52 to the cam 16 acted upon. The pump piston 20 is in a cylinder bore 28 in one to the main body 14 attached high-pressure housing 24 guided tightly displaceable and limited with its the drive shaft 12 opposite end face in the cylinder bore 28 a pump workroom 30 ,

Der Pumpenarbeitsraum 30 weist über einen Kraftstoffzulaufkanal 32 eine Verbindung mit einem Kraftstoffzulauf, beispielsweise einer Förderpumpe auf. An der Mündung des Kraftstoffzulaufkanals 32 in den Pumpenarbeitsraum 30 ist ein in den Pumpenarbeitsraum 30 öffnendes Einlassrückschlagventil 34 angeordnet. Der Pumpenarbeitsraum 30 weist ausserdem über einen im Hochdruckgehäuse 24 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 Mündung des Kraftstoffablaufkanals 36 in den Pumpenarbeitsraum 30 ist ein aus dem Pumpenarbeitsraum 30 öffnendes Auslassrückschlagventil 38 angeordnet.The pump workroom 30 has a fuel inlet channel 32 a connection with a fuel inlet, for example, a feed pump. At the mouth of the fuel inlet duct 32 into the pump workroom 30 is one in the pump work space 30 opening inlet check valve 34 arranged. The pump workroom 30 also has a in the high pressure housing 24 extending fuel drain channel 36 a connection with an outlet, for example, with a high-pressure accumulator 110 connected is. With the high-pressure accumulator 110 are one or preferably a plurality of arranged on the cylinders of the internal combustion engine injectors 120 is connected, is injected through the fuel into the cylinders of the internal combustion engine. At the mouth of the fuel drainage channel 36 into the pump workroom 30 is one out the pump work space 30 opening outlet check valve 38 arranged.

Bei der Drehbewegung der Antriebswelle 12 wird der Pumpenkolben 20 zumindest mittelbar in einer Hubbewegung angetrieben. 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 befüllt, wobei das Auslassventil 38 geschlossen ist. Der Pumpenkolben 20 wird bei dessen Saughub durch die Feder 52 über die Stützeinrichtung 44 und die Rolle 46 in Anlage am Nocken 18 bzw. Exzenter gehalten. Beim Förderhub 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 gefördert, wobei das Einlassventil 34 geschlossen ist.During the rotary movement of the drive shaft 12 becomes the pump piston 20 at least indirectly driven in a lifting movement. During the suction stroke of the pump piston 20 , in which this moves radially inward, the pump working space 30 through the fuel inlet channel 32 with the inlet valve open 34 filled with fuel, with the exhaust valve 38 closed is. The pump piston 20 is at its suction stroke by the spring 52 over the support device 44 and the role 46 in contact with the cam 18 or eccentric held. During the delivery stroke of the pump piston 20 , in which this moves radially outward, is through the pump piston 20 Fuel under high pressure through the fuel drain channel 36 with the exhaust valve open 38 to the high-pressure accumulator 110 promoted, the inlet valve 34 closed is.

Die Lagerstellen 11a, 11b der Antriebswelle 12 sind als Gleitlager ausgebildet, wobei das jeweilige Gehäuseteil 14, 15 jeweils eine entsprechende, vorzugsweise als Bohrung ausgeführte Ausnehmung aufweist, in der ein Abschnitt der Antriebswelle 12 angeordnet ist. Zwischen der Antriebswelle 12 und den Ausnehmungen 40a, 40b der Gehäuseteile 14, 15 ist aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung keine Lagerbuchse erforderlich. Vielmehr ist die Antriebswelle 12 direkt in den Ausnehmungen 40a, 40b gelagert.The bearings 11a . 11b the drive shaft 12 are designed as sliding bearings, wherein the respective housing part 14 . 15 each having a corresponding, preferably designed as a bore recess, in which a portion of the drive shaft 12 is arranged. Between the drive shaft 12 and the recesses 40a . 40b the housing parts 14 . 15 is due to the inventive design no bearing bush required. Rather, the drive shaft 12 directly in the recesses 40a . 40b stored.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens eines der Gehäuseteile 14, 15 und/oder die Antriebswelle 12 mit einer gehärteten Oberfläche versehen sind. Wenigstens eines der Gehäuseteile 14, 15 ist dabei aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt und ist im Bereich seiner Oberfläche in eine Schicht aus einer Aluminiumoxidkeramik umgewandelt. Die Oxidkeramik ist vorzugsweise aus Keronite® gebildet. Durch Polieren der oxidkeramik können niedrige Reibwerte erzielt weren (vorteilhaft für Laufflächen, z. B. Lager, Stößelbohrung. Es können Trockenschmierstoffe wie z. B. PTFE in die Schicht eingelagert sein. Neben den Gehäuseteilen 14, 15 können weitere im Pumpengehäuse 10 angeordnete Bauteile oberflächlich in eine Schicht aus Oxidkeramik umgewandelt sein. Die weiteren Bauteile können einen Pressverband bilden. Ein derartiger Pressverband kann beispielsweise an einer radial umlaufenden Verbindungsstelle 41 zwischen Flansch 14 und Hauptgehäuse 15 vorgesehen sein.According to the invention it is provided that at least one of the housing parts 14 . 15 and / or the drive shaft 12 are provided with a hardened surface. At least one of the housing parts 14 . 15 is made of aluminum or an aluminum alloy and is converted in the region of its surface in a layer of an aluminum oxide ceramic. The oxide ceramic is preferably formed of Keronite ®. By polishing the oxide ceramic, low coefficients of friction can be achieved (advantageous for running surfaces, eg bearings, ram bores, dry lubricants such as PTFE can be embedded in the layer 14 . 15 can more in the pump housing 10 arranged components to be superficially converted into a layer of oxide ceramic. The other components can form a press fit. Such a press fit can, for example, at a radially circumferential joint 41 between flange 14 and main body 15 be provided.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102006041673 A1 [0002, 0003] - DE 102006041673 A1 [0002, 0003]

Claims (7)

Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe, mit einem Pumpengehäuse (10) und mit einer Antriebswelle (12), durch die wenigstens ein Pumpenelement (20) bewegt wird, wobei die Antriebswelle (12) im Gehäuse (10) über wenigstens eine als Gleitlager ausgebildete Lagerstelle (11a, 11b) drehbar gelagert ist, wobei die Lagerstelle (11a, 11b) durch eine Ausnehmung (40a, 40b) im Pumpengehäuse (10) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (10) ein Hauptgehäuse (14) und/oder einen Flansch (15) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung umfasst, das im Bereich seiner Oberfläche zumindest an den Gleitlagerstellen (11a, 11b) in eine Schicht aus Aluminiumoxidkeramik umgewandelt ist.Pump, in particular high-pressure fuel pump, with a pump housing ( 10 ) and with a drive shaft ( 12 ), through which at least one pump element ( 20 ) is moved, wherein the drive shaft ( 12 ) in the housing ( 10 ) via at least one bearing bearing designed as a sliding bearing ( 11a . 11b ) is rotatably mounted, wherein the bearing point ( 11a . 11b ) through a recess ( 40a . 40b ) in the pump housing ( 10 ), characterized in that the pump housing ( 10 ) a main housing ( 14 ) and / or a flange ( 15 ) made of aluminum or an aluminum alloy, which in the region of its surface at least at the sliding bearing points ( 11a . 11b ) is converted into a layer of alumina ceramic. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidkeramik aus Keronite® gebildet ist.Pump according to claim 1, characterized in that the oxide ceramic from Keronite ® is formed. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass weitere im Pumpengehäuse (10, 17) angeordnete Bauteile oberflächlich in eine Oxidkeramik umgewandelt sind.Pump according to claim 1 or 2, characterized in that further in the pump housing ( 10 . 17 ) arranged components are superficially converted into an oxide ceramic. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Bauteile einen Pressverband bilden.Pump according to claim 3, characterized in that the other components form a press fit. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus Oxidkeramik zumindest teilweise poliert ist.Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the layer of oxide ceramic at least partially polished. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Schicht aus Oxidkeramik ein Trockenschmierstoff wie z. B. PTFE eingelagert ist.Pump according to one of the preceding claims, characterized in that in the layer of oxide ceramics a Dry lubricant such. B. PTFE is embedded. Gehäuseteil für eine Kraftstoffhochdruckpumpe, mit wenigstens einer Ausnehmung (40a, 40b) für eine Gleitlagerstelle (11a, 11b) zur Lagerung einer Antriebswelle (12), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (14, 15) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht und im Bereich seiner Oberfläche zumindest an den Gleitlagerstellen (11a, 11b) in eine Schicht aus Aluminiumoxidkeramik umgewandelt ist.Housing part for a high-pressure fuel pump, with at least one recess ( 40a . 40b ) for a sliding bearing ( 11a . 11b ) for supporting a drive shaft ( 12 ), characterized in that the housing part ( 14 . 15 ) consists of aluminum or an aluminum alloy and in the region of its surface at least at the sliding bearing points ( 11a . 11b ) is converted into a layer of alumina ceramic.
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