-
Die
Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe.
-
Vorzugsweise
werden derartige Hochdruckpumpen als Förderpumpen zur Förderung
von Fluid für ein Speichereinspritzsystem für
Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen verwendet.
-
Speichereinspritzsysteme
für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeuge, beispielsweise
in Common-Rail-Systemen, sollen den notwendigen Volumenstrom und
den erforderlichen Fluiddruck bereitstellen können. Die
Hochdruckpumpe unterliegt in Speichereinspritzsystemen für
Kraftfahrzeuge starken Belastungen, insbesondere mechanischen Beanspruchungen.
Insbesondere müssen von derartigen Hockdruckpumpen große
Kräfte aufgenommen werden können. Damit werden
sowohl hohe Anforderungen an das Material als auch an die Konstruktion der
Hockdruckpumpe gestellt.
-
Da
Hochdruckpumpen Drücken von beispielsweise bis zu 2000
bar ausgesetzt sind, müssen sie hohen Beanspruchungen standhalten.
-
Die
DE 101 57 076 A1 offenbart
einen Stößelkolben für eine Hochdruckpumpe,
mit einem Stößel, der eine axial und radial geführte
Rolle trägt, und einem mit dem Stößel
fest verbundenen Kolben. Die axiale und/oder radiale Führung
der Rolle an dem Stößel kann mittels eines mit
dem Stößel fest verbundenen Rollenschuhs bewerkstelligt
werden, in welchem die Rolle drehbar mit einem axialen Spiel eingebracht
ist.
-
Die
DE 103 55 027 A1 offenbart
eine Hochdruckpumpe, insbesondere für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung
einer Brennkraftmaschine. Die Hochdruckpumpe weist wenigstens ein
Pumpenelement auf, das einen Pumpenkolben hat, der einen Pumpenarbeitsraum
begrenzt und der zumindest mittelbar durch eine Antriebswelle gegen
die Kraft einer Rückstellfeder in einer Hubbewegung angetrieben wird.
Der Pumpenkolben stützt sich zumindest mittelbar über
einen hülsenförmigen Stößel
in der Antriebswelle ab und die Rückstellfeder greift zumindest am
Pumpenkolben an. In den Stößel ist ein Stützelement
eingesetzt, an dem sich der Pumpenkolben zur Antriebswelle hin abstützt
und das sich zumindest mittelbar an der Antriebswelle abstützt.
Die Rückstellfeder greift über einen Federteller
am Pumpenkolben und am Stößel an. Der Federteller
ist in Bewegungsrichtung des Pumpenkolbens derart elastisch verformbar,
dass durch dessen elastische Verformung Abweichungen der Lage von
dessen Anlageflächen am Pumpenkolben und am Stößel
ausgeglichen werden.
-
Die
DE 103 55 028 A1 offenbart
eine Hochdruckpumpe, insbesondere für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung
einer Brennkraftmaschine. Die Hochdruckpumpe weist wenigstens ein
Pumpenelement auf, mit einem durch eine Antriebswelle in einer Hubbewegung
angetriebenen Pumpenkolben. Der Pumpenkolben stützt sich
zumindest mittelbar über einen Stößel
und eine im Stößel drehbar gelagerte Rolle auf
der Antriebswelle ab. Der Pumpenkolben und der Stößel
sind durch eine vorgespannte Rückstellfeder zur Antriebswelle
hin beaufschlagt. Der Pumpenkolben und der Stößel
sind einstückig ausgebildet.
-
Die
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hochdruckpumpe zu schaffen, die
auch bei hohen Pumpendrücken einen zuverlässigen
und präzisen Betrieb ermöglicht und dabei einem möglichst
geringen Verschleiß unterliegt. Zugleich soll die Hochdruckpumpe
kostengünstig herstellbar sein.
-
Die
Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen
Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
-
Die
Erfindung zeichnet sich aus durch eine Hochdruckpumpe zur Förderung
eines Fluids, mit einem Pumpengehäuse, einer in dem Pumpengehäuse
drehbar gelagerten Antriebswelle, über die die Hochdruckpumpe
antreibbar ist, und einer Pumpeneinheit, die aufweist einen Zylinder
mit einer Zylinderlängsachse und einer Zylinderkammer,
in der ein Pumpenkolben axial bewegbar angeordnet ist, einen Stößel,
einen mechanisch mit dem Stößel gekoppelten Rollenschuh,
und eine in dem Rollenschuh um eine Rollenlängsachse drehbar
gelagert Rolle. Der Pumpenkolben stützt sich mittels des
Stößels, des Rollenschuhs und der Rolle an der
Antriebswelle ab. Der Rollenschuh weist wenigstens zwei sich in
Richtung der Rollenlängsachse erstreckende und in Richtung
der Zylinderlängsachse gegeneinander bewegbar angeordnete
Rollenschuhsegmente auf, die ausgebildet sind zu einer bezüglich
der Zylinderlängsachse radialen Verteilung einer vom Rollenschuh
auf die Rolle in Richtung der Zylinderlängsachse übertragenen
Druckkraft.
-
Um
die Bewegung der wenigstens zwei Rollenschuhsegmente in Richtung
der Zylinderlängsachse gegeneinander zu ermöglichen,
können diese voneinander separat ausgebildet sein. Sie
können jedoch auch mechanisch miteinander gekoppelt sein, soweit
diese Kopplung die Bewegung der wenigstens zwei Rollenschuhsegmente
in Richtung der Zylinderlängsachse gegeneinander erlaubt.
-
Dies
hat den Vorteil, dass die Druckbelastung auf die Rolle gleichmäßig
verteilt werden kann, wodurch der Verschleiß der Rolle
niedrig sein kann. Damit können für die Rolle
kostengünstige Werkstoffe eingesetzt werden. Des Weiteren
sind eine Reduzierung der Größe der Bauteile und
damit ein sehr kompaktes Design der Hochdruckpumpe möglich. Die
Hochdruckpumpe kann mit höheren Drücken als bisher üblich
betrieben werden. Darüber hinaus sind die Schmierbedingungen
zwischen Rollenschuh und Rolle sehr gut, wodurch eine geringe Reibung
zwischen Rollenschuh und Rolle möglich ist. Des Weiteren
ist ein hohes Reibmoment zwischen Rolle und Antriebswelle möglich,
wodurch ein Schlupf zwischen Rolle und Antriebswelle vermieden werden kann.
Insgesamt kann dies zu einer hohen Betriebssicherheit der Hochdruckpumpe
führen.
-
In
einer vorteilhaften Ausführungsform der Hochdruckpumpe
sind die Rollenschuhsegmente als Platten ausgebildet. Diese erstrecken
sich parallel zu einer Ebene, die in Richtung der Zylinderlängsachse und
der Rollenlängsachse aufgespannt ist. Die als Platten ausgebildeten
Rollenschuhsegmente können die Druckkraft örtlich
hoch aufgelöst vom Rollenschuh auf die Rolle übertragen.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Hochdruckpumpe
bilden die als Platten ausgebildeten Rollenschuhsegmente einen Plattenstapel.
Damit ist eine mechanisch sehr stabile Ausbildung des Rollenschuhs
bei sehr guter räumlicher Auflösung der Kraftübertragung
vom Rollenschuh auf die Rolle möglich.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Hochdruckpumpe
haben die als Platten ausgebildeten Rollenschuhsegmente eine im
Wesentlichen gleiche Dicke, die etwa das 0,1-fache der Breite des
Rollenschuhs in einer Richtung senkrecht zu der Zylinderlängsachse
und senkrecht zu der Rollenlängsachse ist. Damit ist eine
gleichmäßige Kraftverteilung der vom Rollenschuh
auf die Rolle in Richtung der Zylinderlängsachse übertragenen
Druckkraft über die gesamte Breite des Rollenschuhs möglich.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Hochdruckpumpe
ist in dem Rollenschuh ein sich in Richtung der Rollenlängsachse
erstreckender Einschnitt ausgebildet, durch den zwei der Rollenschuhsegmente
voneinander beabstandet sind, wobei die dem Einschnitt benachbarten
Rollenschuhsegmente in Richtung der Zylinderlängsachse gegeneinander
bewegbar sind und der Einschnitt so ausgebildet ist, dass die zwei
durch den Einschnitt voneinander beabstandeten Rollenschuhsegmente an
einer Mantelfläche der Rolle anlegbar sind. Der Einschnitt
kann einfach in Rollenschuh eingebracht werden. Darüber
hinaus können die Rollenschuhsegmente miteinander einstückig
ausgebildet sein und gleichwohl die Bewegung der Rollenschuhsegmente in
Richtung der Zylinderlängsachse gegeneinander ermöglicht
sein. Insbesondere ist durch den Einschnitt eine gleichmäßige
und ganzflächige Anlage der einzelnen Rollenschuhsegmente
an der Mantelfläche der Rolle unter Belastung durch den
Pumpenkolben ermöglicht.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Hochdruckpumpe
weist der Rollenschuh mindestens einen Gleitabschnitt auf, der einem
der Rollenschuhsegmente zugeordnet und separat von dem einen der
Rollenschuhsegmente ausgebildet und mechanisch mit dem einen der
Rollenschuhsegmente gekoppelt ist, und der an einer Mantelfläche der
Rolle anlegbar ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass der Kraftfluss
von dem Rollenschuh auf die Rolle in sicherer Weise über
den Gleitabschnitt des Rollenschuhsegments erfolgen kann.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Hochdruckpumpe
ist zwischen dem Gleitabschnitt und dem dem Gleitabschnitt zugeordneten Rollenschuhsegment
ein Kopplungselement angeordnet. Das Kopplungselement ist ausgebildet
zur Kopplung des Gleitabschnitts mit dem dem Gleitabschnitt zugeordneten
Rollenschuhsegment und zur Positionierung des Gleitabschnitts an
der Mantelfläche der Rolle. Dies hat den Vorteil, dass
der Kraftfluss von dem Rollenschuhsegment auf den Gleitabschnitt
einfach über das Kopplungselement erfolgen kann.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Hochdruckpumpe
ist der Rollenschuh ausgebildet, um bezüglich eines axialen
Teils der Mantelfläche der Rolle die Rolle mit einem Umschlingungswinkel
von mindestens 180° bezogen auf einen Querschnitt der zylinderförmigen
Rolle aufzunehmen. Damit kann die Rolle formschlüssig und
damit sicher in dem Rollenschuh gelagert sein.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Hochdruckpumpe
nimmt der Querschnitt des Pumpenkolbens bezogen auf die Zylinderlängsachse
in einem axialen Abschnitt des Pumpenkolbens in Richtung zu dem
Rollenschuh hin zu. Dies hat den Vorteil, dass die von dem Pumpenkolben über
den Rollenschuh auf die Rolle in Richtung der Zylinderlängsachse übertragene
Druckkraft über die gesamte Querschnittsfläche
quer zur Zylinderlängsachse gleichmäßig
verteilt sein kann.
-
Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind nachfolgend anhand der schematischen
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine
schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Hochdruckpumpe
in einem Längsschnitt, und
-
2 eine
schematische Ansicht einer Stößelbaugruppe der
Hochdruckpumpe in einer weiteren Ausführungsform,
-
3 eine
Schnittansicht der Stößelbaugruppe entlang der
Linie III-III' der 2,
-
4 eine
schematische Ansicht eines Teils der Stößelbaugruppe
in einer weiteren Ausführungsform der Hochdruckpumpe, und
-
5 eine
schematische Ansicht eines Teils der Stößelbaugruppe
in einer weiteren Ausführungsform der Hochdruckpumpe.
-
Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend
mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
-
Die
Figuren zeigen eine Hochdruckpumpe 10 mit einem Pumpengehäuse 12 und
einer Pumpeneinheit 13. Die Hochdruckpumpe 10 kann
weitere nicht dargestellte Pumpeneinheiten aufweisen. Die Hochdruckpumpe 10 kann
insbesondere zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei einem Speichereinspritzsystem
einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs verwendet werden.
-
Das
Pumpengehäuse 12 ist vorzugsweise aus einem Metall
gebildet. Das Metall weist vorzugsweise Aluminium oder eine Aluminiumverbindung auf.
-
Die
Hochdruckpumpe 10 weist zentral eine Antriebswelle 16 auf,
die mit zwei Nocken 20 in Wirkverbindung steht und in einer
Drehachse D drehbar in dem Pumpengehäuse 12 gelagert
ist. Die Anzahl der Förder- und Kompressionshübe
kann über die Anzahl der Nocken 20 vorgegeben
werden. Die Anzahl der Förder- beziehungsweise Kompressionshübe entspricht
dabei der Anzahl der Nocken 20. In der hier dargestellten
bevorzugten Ausführungsform hat die Hochdruckpumpe 10 zwei
Nocken 20.
-
Die
Pumpeneinheit 13 besteht im Wesentlichen aus einem Zylinder 14 mit
einer Zylinderlängsachse L, einer in dem Zylinder 14 angeordneten
Zylinderkammer 18, einer Feder 26, einem Pumpenkolben 28 und
einer Stößelbaugruppe 50. Der Zylinder 14,
die Zylinderkammer 18, die Feder 26 und der Pumpenkolben 28 sind
zueinander koaxial angeordnet. Der Zylinder 14 ist fest
mit dem Pumpengehäuse 12 gekoppelt und aus einem
Metall, vorzugsweise einem Stahl, gebildet.
-
Der
Pumpenkolben 28 ist axial bewegbar in der Zylinderkammer 18 des
Zylinders 14 gelagert und steht über die Nocken 20 mit
der Antriebswelle 16 in Wirkverbindung. Der Pumpenkolben 28 wird
insbesondere durch die Nocken 20 der Antriebswelle 16 in einer
Hubbewegung in zumindest annähernd radialer Richtung zur
Drehachse D der Antriebswelle 16 angetrieben.
-
Der
Pumpenkolben 28 wird mittels der Feder 20, die
vorzugsweise als Schraubendruckfeder ausgebildet ist und sich vorzugsweise
am Zylinder 14 und an einem Stößel 30 abstützt,
in ständiger Anlage an die Nocken 20 der Antriebswelle 16 gehalten.
Damit kann ein Abheben und Wiederauftreffen des Pumpenkolbens 28 auf
die Antriebswelle 16 mit den Nocken 20 vermieden
werden, was zu Beschädigungen sowohl der Antriebswelle 16 und
der Nocken 20 als auch des Pumpenkolbens 28 führen
könnte.
-
Um
die Zylinderkammer 18 mit Fluid befüllen zu können,
weist der Zylinder 14 eine Zylinderkammerzulaufleitung 22 auf,
in der vorzugsweise ein Zylinderkammereinlassventil 23 angeordnet
ist. Das Zylinderkammereinlassventil 23 erleichtert die
Befüllung der Zylinderkammer 18 und verhindert
beim Befüllen das Zurückströmen des Fluids
aus der Zylinderkammerzulaufleitung 22. Der Zylinder 14 weist weiter
eine Zylinderkammerablaufleitung 24 und ein in dieser angeordnetes
Zylinderkammerauslassventil 25 auf. Damit kann Fluid aus
der Zylinderkammer 18 ausgestoßen werden.
-
Während
eines Saughubs, das heißt einer bezüglich der 1 abwärts
gerichteten Bewegung des Pumpenkolbens 28, wird Fluid,
insbesondere Kraftstoff aus der Zylinderkammerzulaufleitung 22 über
das Zylinderkammereinlassventil 23 in die Zylinderkammer 18 gefördert,
wobei das Zylinderkammerauslassventil 25 geschlossen ist.
Während eines Pumphubs, das heißt einer bezüglich
der 1 aufwärts gerichteten Bewegung des Pumpenkolbens 28,
wird der in der Zylinderkammer 18 befindliche Kraftstoff
komprimiert beziehungsweise über das Zylinderkammereinlassventil 24 unter
hohem Druck an die Zylinderkammerablaufleitung 26 abgegeben,
wobei das Zylinderkammerauslassventil 25 geschlossen ist.
-
Die
Stößelbaugruppe 50 umfasst den Stößel 30,
einen Rollenschuh 34 und eine Rolle 46.
-
Der
zylinderförmige Stößel 30 ist
innerhalb des Pumpengehäuses 12 in Richtung der
Zylinderlängsachse L geführt und steht in Mitnahmeverbindung
mit dem Pumpenkolben 28. Der Pumpenkolben 28 weist
vorzugsweise einen kleineren Durchmesser auf als der Stößel 30.
Der Pumpenkolben 28 und der Stößel 30 können
aus demselben oder jeweils einem anderen Werkstoff bestehen, vorzugsweise
aus einem Stahl.
-
Der
Stößel 30 dient zur zumindest mittelbaren
Abstützung des Pumpenkolbens 28 über
die mit dem Stößel 30 drehbar gekoppelte
Rolle 46 an der Antriebswelle 16.
-
Der
Stößel 30 wird am Pumpengehäuse 12 geführt.
Die Feder 26 stützt sich bevorzugt auf einem Federteller 31 ab,
der in Eingriff mit dem Pumpenkolben 28 und dem Stößel 30 ist.
-
Der
Stößel 30 kann auch am Zylinder 14 geführt
sein. Dies hat den Vorteil, dass der Stößel 30 klein
ausgebildet sein kann und damit eine kleine bewegte Masse in der
Pumpeneinheit 13 vorliegen kann. Außerdem steht
ein großes Volumen für die Feder 26 zur
Verfügung.
-
Der
Stößel 30 weist eine innere Stößelausnehmung 32 auf,
in der der Rollenschuh 34 angeordnet ist. Die innere Stößelausnehmung 32 ist
derart ausgebildet, dass sie in Richtung zu der Zylinderlängsachse
L hin ausgerichtet ist und in dem Stößel 30 einen
Hohlraum ausbildet, in dem der Rollenschuh 34 wenigstens
teilweise aufgenommen ist.
-
Die
Verbindung zwischen dem Rollenschuh 34 und dem Stößel 30 wird
hergestellt, indem der Rollenschuh 34 in die Stößelausnehmung 32 des Stößels 30 eingeschoben
wird und der Rollenschuh 34 relativ zu dem Stößel 30 in
Richtung der Zylinderlängsachse L fixiert wird.
-
Die
Rolle 46 hat eine Rollenlängsachse R und ist mittels
einer durch die Feder 20 über den Stößel 30 und
den Rollenschuh 34 auf die Rolle 46 übertragenen
Kraft in Anlage an die Antriebswelle 16 gehalten, vorzugsweise
in Anlage an den zumindest einen Nocken 20 der Antriebswelle 16,
und rollt auf der Antriebswelle 16 beziehungsweise den
Nocken 20 ab. Die Rollenlängsachse R der Rolle 46 ist
bevorzugt zumindest annähernd parallel zur Drehachse D der
Antriebswelle 16.
-
Ein
der Antriebswelle 12 zugewandter Abschnitt des Rollenschuhs 34 umfasst
im zentralen Bereich eine Rollenschuhausnehmung 44, in
der die zylindrische Rolle 46 zumindest teilweise aufgenommen
und drehbar angeordnet ist. Der Rollenschuh 34 ist bevorzugt
so ausgebildet, dass er bezüglich eines axialen Teils einer
Mantelfläche 48 der Rolle 46 die Rolle 46 mit
einem Umschlingungswinkel ALPHA von mindestens 180° bezogen
auf einen Querschnitt der zylinderförmigen Rolle 46 aufnimmt.
Bevorzugt ist die Rollenschuhausnehmung 44 an die radiale
Lagerung und Führung der Rolle 46 angepasst.
-
In
den in den 1 und 4 gezeigten Ausführungsformen
der Hochdruckpumpe 10 hat der Rollenschuh 34 zwei
sich in Richtung der Rollenlängsachse R erstreckende Einschnitte 42,
durch die drei Rollenschuhsegmente 36 des Rollenschuhs 34 ausgebildet
werden. Jeweils zwei der Rollenschuhsegmente 36 sind voneinander
durch einen der Einschnitte 42 beabstandet. Durch die Einschnitte 42 zwischen
den Rollenschuhsegmenten 36 sind diese in Richtung der
Zylinderlängsachse L jeweils gegeneinander bewegbar.
-
Die
Einschnitte 42 in der in 1 gezeigten ersten
Ausführungsform sind kreiszylinderförmig ausgebildet.
Derartig ausgebildete Einschnitte 42 sind, beispielsweise
mittels einer Bohrung in dem Rollenschuh 34, besonders
einfach zu fertigen.
-
In 4 ist
eine weitere Ausführungsform des Rollenschuhs 34 mit
den zylinderförmigen Einschnitten 42 dargestellt,
wobei die Einschnitte 42 hier einen Querschnitt in Form
eines Kreissektorabschnitts haben, der besonders einfach durch Einschneiden
gefertigt werden kann.
-
Der
Rollenschuh 34 mit den zylinderförmigen Einschnitten 42 bildet
mehrere Kontaktbereiche 54 mit der Rolle 46 aus.
Dadurch verteilt sich die Kraft F_0, die vom Pumpenkolben 28 auf
die Rolle 46 in Richtung der Zylinderlängsachse
L wirkt, auf die Kontaktbereiche 54 zwischen dem Rollenschuh 34 und der
Rolle 46, so dass eine radiale Verteilung der auf den Rollenschuh 34 in
Richtung der Zylinderlängsachse L einwirkenden Kraft F_0
auf die Kontaktbereiche 54 mit den Kräften F_1,
F_2, F_3 stattfindet, und die Kraft F_2 auf die Rolle 46 in
dem Kontaktbereich 54 im Bereich der Zylinderlängsachse
L gering sein kann.
-
Die 2 und 3 zeigen
eine weitere Ausführungsform des Rollenschuhs 34 mit
plattenförmig ausgebildeten Rollenschuhsegmenten 36,
die sich parallel zu einer Ebene E erstrecken, die in Richtung der
Zylinderlängsachse L und der Rollenlängsachse
R aufgespannt ist. Die plattenförmigen Rollenschuhsegmente 36 sind
dabei zusammen als Plattenstapel 52 ausgebildet. Der Rollenschuh 34 hat
in der hier dargestellten Ausführungsform bevorzugt zehn
plattenförmige Rollenschuhsegmente 36, mit einer
im Wesentlichen gleichen Plattendicke D_P. Die Plattendicke D_P
hat also in etwa das 0,1-fache der Breite D_R des Rollenschuhs 34 in
einer Richtung senkrecht zu der Zylinderlängsachse L und senkrecht
zu der Rollenlängsachse R (2). Damit ist
eine besonders feine Verteilung der von dem Rollenschuh 34 auf
die Rolle 46 in Richtung der Zylinderlängsachse
L übertragenen Druckkraft des Pumpenkolbens 28 möglich.
-
5 zeigt
eine Ausführungsform des Rollenschuhs 34 mit einem
der Rollenschuhsegmente 36 und einem Gleitabschnitt 38,
der separat von dem Rollenschuhsegment 36 ausgebildet und
diesem zugeordnet ist. Zwischen dem Gleitabschnitt 38 und dem
Rollenschuhsegment 36 ist ein Kopplungselement 40 angeordnet,
mittels dem der Gleitabschnitt 38 mechanisch mit dem Rollenschuhsegment 36 gekoppelt
ist. Das Kopplungselement 40 ist kreiszylinderförmig
ausgebildet und erlaubt eine Schwenkbewegung des Gleitabschnitts 38 gegenüber
dem Rollenschuhsegment 36. Dadurch kann der Gleitabschnitt 38 sich
an die Mantelfläche 48 der Rolle 46 gut
anpassen, so dass eine geringe Gleitreibung zwischen der Rolle 46 und
dem Gleitabschnitt 38 des Rollenschuhs 34 erreicht
werden kann. Der Kraftfluss kann in einfacher Weise von dem Rollenschuhsegment 36 über
das Kopplungselement 40 zu dem Gleitabschnitt 38 erfolgen.
-
Vorzugsweise
nimmt der Querschnitt des Pumpenkolbens 28 bezogen auf
die Zylinderlängsachse L in einem axialen Abschnitt des
Pumpenkolbens 28 in Richtung zu dem Rollenschuh 34 hin
zu, wie dies in 2 exemplarisch gezeigt ist.
Damit kann die von dem Pumpenkolben 28 über den
Rollenschuh 34 auf die Rolle 46 in Richtung der
Zylinderlängsachse L übertragene Druckkraft besonders gleichmäßig über
die gesamte Querschnittsfläche der Rolle 46 quer
zur Zylinderlängsachse L verteilt werden.
-
Im
Folgenden soll die Funktionsweise der Hochdruckpumpe beschrieben
werden:
Im Ausgangszustand soll sich der Pumpenkolben 28 in
einer Position in der Pumpeneinheit 13 befinden, in der
er einen maximalen Abstand von der Antriebswelle 16 aufweist,
wie in 1 dargestellt.
-
Durch
eine Drehbewegung der Antriebswelle 16 mit den Nocken 20 um
die Drehachse D wird die Rolle 46, bedingt durch die Federkraft
der Feder 26, von der Zylinderkammer 18 wegbewegt. Über
den Rollenschuh 34 wird der Stößel 30 bei
dieser Bewegung mitgenommen, wodurch wegen der bestehenden festen
Kopplung zwischen dem Stößel 30 und dem
Pumpenkolben 28 der Pumpenkolben 28 in Richtung
der Zylinderlängsachse L bezüglich 1 nach
unten bewegt wird.
-
Durch
die Bewegung des Pumpenkolbens 30 wird die Zylinderkammer 18 vergrößert
und über das als Rückschlagventil ausgebildete
Zylinderkammereinlassventil 23 und die Zylinderkammerzulaufleitung 22 mit
Fluid befüllt.
-
Im
Weiteren wird durch die Drehbewegung der Antriebswelle 14 die
Rolle 46 wieder in Richtung auf den Zylinder 14 hinbewegt.
Die Kraft wird über den Rollenschuh 34 direkt
auf den Pumpenkolben 28 übertragen, wodurch eine
direkte Druckbeaufschlagung der Zylinderkammer 18 und damit
eine Verdichtung des in der Zylinderkammer 18 befindlichen
Fluids erfolgt. Hierbei können Drücke von bis
zu 2000 bar in der Zylinderkammer 18 auftreten. Dabei können
sehr hohe Kräfte zwischen der Rolle 46 und dem Pumpenkolben 28 entstehen.
-
Das
komprimierte Fluid kann im Anschluss an den Kompressionshub über
die Zylinderkammerablaufleitung 24 und das nun geöffnete
Zylinderkammerauslassventil 25 ausgestoßen werden.
Handelt es sich bei der Hochdruckpumpe 10 beispielsweise um
eine Kraftstoffhochdruckpumpe einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine,
so kann das mit hohem Druck beaufschlagte Fluid zu einem Hochdruckkraftstoffspeicher,
dem so genannten Common Rail, gelangen.
-
- 10
- Hochdruckpumpe
- 12
- Pumpengehäuse
- 13
- Pumpeneinheit
- 14
- Zylinder
- 16
- Antriebswelle
- 18
- Zylinderkammer
- 20
- Nocken
- 22
- Zylinderkammerzulaufleitung
- 23
- Zylinderkammereinlassventil
- 24
- Zylinderkammerablaufleitung
- 25
- Zylinderkammerauslassventil
- 26
- Feder
- 28
- Pumpenkolben
- 30
- Stößel
- 31
- Federteller
- 32
- Stößelausnehmung
- 34
- Rollenschuh
- 36
- Rollenschuhsegment
- 38
- Gleitabschnitt
- 40
- Kopplungselement
- 42
- Einschnitt
in Rollenschuh
- 44
- Rollenschuhausnehmung
- 46
- Rolle
- 48
- Mantelfläche
der Rolle
- 50
- Stößelbaugruppe
- 52
- Plattenstapel
- 54
- Kontaktbereich
- E
- Ebene
- R
- Rollenlängsachse
- D
- Drehachse
der Antriebswelle
- L
- Zylinderlängsachse
- D_P
- Dicke
einer Platte
- D_R
- Dicke
des Rollenschuhs
- F_0
- Kraft
auf Rollenschuh
- F_1,
F_2, F_3
- Kräfte
auf Rolle
- ALPHA
- Umschlingungswinkel
-
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 10157076
A1 [0005]
- - DE 10355027 A1 [0006]
- - DE 10355028 A1 [0007]