DE102013203902A1

DE102013203902A1 - Pumpe, insbesondere Kraftstoffpumpe

Info

Publication number: DE102013203902A1
Application number: DE102013203902.6A
Authority: DE
Inventors: Arnold Gente; Libor Slaby; Tsuyoshi Terasaki; Markus Schetter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2014-09-11
Also published as: WO2014135303A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpe 1, insbesondere Kraftstoffpumpe einer Brennkraftmaschine, aufweisend einen Pumpenzylinder 3 und einen in dem Pumpenzylinder 3 unter Bildung eines Pumpenarbeitsraums 13 translatorisch auf und ab bewegbaren Pumpenstößel 5, wobei der Pumpenstößel 5 gegenüber dem Pumpenzylinder 3 auf einer dem Pumpenarbeitsraum 13 gegenüberliegenden Antriebsseite über eine Dichtung 18 abgedichtet ist. Erfindungsgemäß wird eine Pumpe 1 bereitgestellt, bei der die Abdichtung des Pumpenstößels 5 gegenüber einem Pumpenzylinder 3 mit geringem Aufwand gegenüber bekannten Lösungen verbessert ist. Erreicht wird dies dadurch, dass ein Fixierelement 20 vorgesehen ist, das mit dem Pumpenzylinder 3 und der Dichtung 18 in der Form zusammenwirkt, dass die Dichtung 18 in einer definierten Position in Bezug zu dem Pumpenzylinder 3 gehalten ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere Kraftstoffpumpe einer Brennkraftmaschine, aufweisend einen Pumpenzylinder und einen in dem Pumpenzylinder unter Bildung eines Pumpenarbeitsraums translatorisch auf und ab bewegbaren Pumpenstößel, wobei der Pumpenstößel gegenüber dem Pumpenzylinder auf einer dem Pumpenarbeitsraum gegenüberliegenden Antriebsseite mittels einer Dichtung abgedichtet ist.
Stand der Technik
Eine derartige, als Kraftstoffpumpe ausgebildete Pumpe ist aus der DE 10 2010 043 570 A1 bekannt. Diese Pumpe ist zur Förderung von Kraftstoff beispielsweise in einen Hochdruckspeicher ausgelegt, aus dem der dort gespeicherte Kraftstoff zur Einspritzung in zugeordnete Brennräume einer Brennkraftmaschine von Kraftstoffinjektoren entnommen wird. Die Kraftstoffpumpe weist einen konventionellen Aufbau auf, bei dem ein Pumpenstößel in einem Pumpenzylinder translatorisch auf und ab bewegbar ist. Im Bereich einer Antriebsseite des Pumpenstößels ist dieser gegenüber dem Pumpenzylinder mittels einer Dichtung abgedichtet. Diese Dichtung weist einen mehrteiligen Aufbau auf und setzt sich unter anderem aus einem Innenring und einem Außenring zusammen. Insgesamt ist der Aufbau dieser Dichtung aufwendig und auch die Befestigung an dem Pumpenzylinder ist aufwändig, so dass unter Anderem die Montage mit relativ hohem Arbeitsaufwand verbunden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe bereitzustellen, bei der die Abdichtung eines Pumpenstößels gegenüber einem Pumpenzylinder bei geringem Aufwand gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Fixierelement vorgesehen ist, das mit dem Pumpenzylinder und der Dichtung in der Form zusammenwirkt, dass die Dichtung in einer definierten Position in Bezug zu dem Pumpenzylinder gehalten ist. Bei dieser Ausgestaltung kommt eine nur einstückig ausgebildete Dichtung und das Fixierelement zum Einsatz, so dass insgesamt nur zwei Teile an der Pumpe verbaut werden müssen. Dadurch ist der Bauaufwand und Montageaufwand gegenüber dem Stand der Technik deutlich verringert beziehungsweise vereinfacht. Die Pumpe kann eine beliebige zur Förderung eines Mediums ausgelegte Pumpe sein, ist aber bevorzugt eine Kraftstoffpumpe, ganz bevorzugt eine Kraftstoffhochdruckpumpe zur Anwendung bei einem Common-Rail-Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine. Dabei ist die Pumpe weiterhin als sogenannte Steckpumpe ausgebildet, die direkt in ein Gehäuse, beispielsweise ein Kurbelgehäuse oder ein Räderkastengehäuse, der Brennkraftmaschine eingebaut wird. Dabei ist es dann zwingend erforderlich, dass der Förderbereich der Pumpe von dem Antriebsbereich der Pumpe hydraulisch getrennt ist, da in diesen Bereichen unterschiedliche Medien vorhanden sind. So steht der Förderbereich der Pumpe mit Kraftstoff, beispielsweise Dieselkraftstoff, in Kontakt, während der Antriebsbereich, der beispielsweise in das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine hineinragt, bevorzugt von dem Schmieröl der Brennkraftmaschine beaufschlagt ist. Um zu verhindern, dass insbesondere Kraftstoff in das Schmieröl gelangt, ist die erfindungsgemäß befestigte Dichtung vorgesehen.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Fixierelement ein einen Halteabsatz aufweisender Ring. Ein solches Bauteil kann einfach und kostengünstig gefertigt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Ring ein geschlossener Ring, der dann wiederum in weiterer Ausgestaltung eine durchgehende in eine umlaufende Ringnut an einem Befestigungsabsatz des Pumpenzylinders eingreifende Befestigungsnase (oder Rastnase) aufweist.
Alternativ kann wiederum in Weiterbildung der Erfindung der Ring ein offener Ring mit Ringabschnitten sein, wobei wiederum in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Ringabschnitte in eine Ringnut an einem Befestigungsabsatz des Pumpenzylinders eingreifende Befestigungsnasenabschnitte aufweisen. Diese Ausgestaltung ist durch die offene Ausgestaltung mit Ringabschnitten besonders einfach zu montieren und weist darüber hinaus ein geringes Gewicht auf.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Werkstoff des Rings Kunststoff und/oder Metall. Aus beiden Werkstoffen kann der Ring kostengünstig hergestellt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Pumpenzylinder eine die Dichtung aufnehmende Dichtungsausnehmung auf. Grundsätzlich wäre es im Rahmen der Erfindung möglich, dass die Dichtung mit dem erfindungsgemäßen Fixierelement unterhalb des Pumpenzylinders in einer definierten Position gehalten wird. Dadurch, dass die Dichtung aber in eine Dichtungsausnehmung in dem Pumpenzylinder eingesetzt ist, ist sichergestellt, dass die Dichtung auch schon ohne das Fixierelement in einer definierten Lage angeordnet ist, wodurch beispielsweise auch die Montage vereinfacht wird. Zudem ist dadurch sichergestellt, dass die Dichtung auch gegenüber der Dichtungsausnehmung problemlos und dauerhaft abgedichtet ist. Das Fixierelement stellt bei dieser Ausgestaltung nur sicher, dass die Dichtung auf keinen Umständen aus der Dichtungsausnehmung während des Betriebs der entsprechenden Pumpe beispielsweise hervorgerufen durch die dauernden Auf- und Abbewegungen des Pumpenstößels herauswandern kann.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Dichtung eine einteilige Elastomer-Dichtung, die wiederum in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zwei gegenüberliegende, voneinander weg weisende V-förmige Federelemente aufweist. Diese V-förmigen Federelemente stellen sicher, dass angrenzende, umlaufende Dichtlippen der Elastomer-Dichtung sowohl gegen den Schaft des Pumpenstößels, als auch gegen die Wandung der Dichtungsausnehmung gedrückt wird. Dadurch, dass zwei gegenüberliegende V-förmige Federelemente verbaut sind, ist eine Abdichtung sowohl auf der durch Leckagekraftstoff beaufschlagten Seite, als auch auf der von Schmieröl beaufschlagten Seite der Dichtung sichergestellt.
Zusammenfassend ist erfindungsgemäß eine Pumpe bereitgestellt, bei der die Abdichtung des Pumpenstößels gegenüber dem Pumpenzylinder in einem sehr kostengünstigen Herstellungsprozess und Montageprozess mit nur zwei Bauteilen hergestellt wird. Dabei ist das zu verarbeitende Fixierelement besonders kostengünstig beispielsweise als Spritzgießteil bei einer Herstellung aus Kunststoff herstellbar. Es besteht zudem nur eine kurze Toleranzkette, da der zur Verfügung stehende Bauraum hauptsächlich durch die Innenkontur des Gehäuses, in das die Pumpe eingebaut wird, bestimmt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele näher beschrieben sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Es zeigen:
1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Pumpe,
1a eine Ausschnittsvergrößerung aus 1 im Bereich einer Dichtung,
1aa eine perspektivische Detailansicht eines als geschossener Ring ausgebildeten Fixierelements,
1b eine Ausschnittsvergrößerung aus 1 im Bereich einer Dichtung mit einem gegenüber 1 anders ausgebildeten Fixierelement und
1bb eine perspektivische Detailansicht eines als offener Ring ausgebildeten Fixierelements,
Ausführungsformen der Erfindung
Die in 1 dargestellte Pumpe 1 ist insbesondere eine Kraftstoffpumpe, ganz bevorzugt eine Kraftstoffhochdruckpumpe, die insbesondere in Common-Rail-Einspritzsystemen Verwendung findet. Der Pumpe 1 wird aus einem Kraftstoffniederdrucksystem Kraftstoff zugeführt, der von der Pumpe 1 in einen Hochdruckspeicher gefördert wird. Aus dem Hochdruckspeicher (Rail) wird der dort gespeicherte Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, zur Einspritzung in zugeordnete Brennräume einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, von entsprechenden Kraftstoffinjektoren entnommen. Das Common-Rail-Einspritzsystem mit der Pumpe 1 kann aber auch bei einer fremdgezündeten mit Benzin betriebenen Brennkraftmaschine verbaut sein.
Die Pumpe 1 weist einen einstückig mit einem Pumpenzylinderkopf 2 ausgebildeten Pumpenzylinder 3 auf, der in ein Gehäuse 4, beispielsweise ein Kurbelgehäuse oder ein Räderkastengehäuse der Brennkraftmaschine, eingebaut ist. Das Gehäuse 4 kann aber auch ein eigenständiges Gehäuse 4 für die Pumpe 1 sein, das an der Brennkraftmaschine angebaut wird.
In den Pumpenzylinder 3 ist ein Pumpenstößel 5 eingesetzt, der sich mit einem Pumpenstößelfuß 6 auf einem Rollenstößel 7 abstützt. Dabei drückt eine vorgespannte Stößelfeder 8, die sich an einem pumpenzylinderkopfseitigen Absatz in dem Pumpenzylinder 3 abstützt, gegenüberliegend eine Scheibe 9, die auf dem Pumpenstößelfuß 6 aufliegt, fest gegen den Rollenstößel 7. Der Rollenstößel 7 weist eine mittels eines Bolzens 10 an diesem unter Einfügung eines Lagers 11 befestigte Laufrolle 12 auf, die auf einem nicht dargestellten Nocken einer Nockenwelle abrollt. Die Nockenwelle ist bevorzugt Bestandteil der Brennkraftmaschine und kann beispielsweise eine um einen Nocken erweiterte Gaswechselnockenwelle sein. Bei einer Drehbewegung der Nockenwelle wird der Rollenstößel 7 und damit der Pumpenstößel 5 in den Pumpenzylinder 3 translatorisch auf und ab bewegt. Der Pumpenstößel 5 wirkt dabei mit einem in dem Pumpenzylinderkopf 2 angeordneten Pumpenarbeitsraum 13 zusammen, in den über ein beispielsweise elektromagnetisch betätigtes Einlassventil 14 durch eine Zuführleitung 15 zugeführter Kraftstoff gesteuert eingelassen wird. Der so in den Pumpenarbeitsraum 13 eingebrachte Kraftstoff wird bei einer Aufwärtsbewegung des Pumpenstößels 5 verdichtet und über einen seitlichen Hochdruckanschluss 16 mit einem eingesetzten Rückschlagventil 17 in eine nicht dargestellte Hochdruckleitung gefördert, die mit dem Hochdruckspeicher verbunden ist.
Der Pumpenstößel 5 ist gegenüber dem Pumpenzylinder 3 mittels einer oberhalb des Pumpenstößelfußes 6 angeordneten Dichtung 18 gegenüber dem Pumpenzylinder 3 abgedichtet. Diese Abdichtung stellt sicher, dass entlang des Pumpenstößels 5 in Richtung des Pumpenstößelfußes 6 gelangender Leckagekraftstoff von den ölgeschmierten Komponenten der Pumpe 1 und der Brennkraftmaschine ferngehalten wird. Die Dichtung 18 ist in eine Dichtungsausnehmung 19, die in den Pumpenzylinder 3 eingelassen ist, eingesetzt. Die Dichtungsausnehmung 19 kann oberhalb der Dichtung 18 mit einem Kanal verbunden sein, über den der Leckagekraftstoff beispielsweise in das Kraftstoffniederdrucksystem abgeführt wird. Die Dichtung 18 ist als einteilige Elastomer-Dichtung ausgebildet und mittels eines beispielsweise aus Kunststoff oder Metall gefertigten Fixierelementes 20 festgehalten. Das Fixierelement 20 ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 und der entsprechenden Ausschnittsvergrößerung gemäß 1a sowie der perspektivischen Ansicht gemäß 1aa als ein geschlossener und einen umlaufenden Halteabsatz 21 aufweisender Ring 22a ausgebildet. Der Ring 22a weist eine umlaufende Befestigungsnase 23a auf, die in eine umlaufende Ringnut 24 an einem Befestigungsabsatz 25 in dem Pumpenzylinder 3 eingreift. Der umlaufende Halteabsatz 21 greift unter die Dichtung 18 und stellt sicher, dass diese fest in der Dichtungsausnehmung 19 gehalten ist.
Die Dichtung 18 weist zwei voneinander wegweisende, gegenüberliegende V-förmige Federelemente 26a, 26b auf, die so gespannt sind, dass entsprechende endseitige Dichtlippen der Dichtung 18 an den Pumpenstößel 5 und an der Wandung der Dichtungsausnehmung 19 anliegen.
Bei dem in der Ausschnittsvergrößerung 1b und der perspektivischen Ansicht 1bb des Fixierelements 20 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Fixierelement 20 einen offenen Ring 22b mit zumindest drei (oder mehr) Ringabschnitten auf. Die Ringabschnitte sind bevorzugt in gleichen Winkelabständen angeordnet und einstückig mit dem Halteabsatz 21 ausgebildet. Die Ringabschnitte weisen entsprechende Befestigungsnasenabschnitte 23b auf, die ebenfalls in die umlaufende Ringnut 24 eingreifen. Das so ausgebildete Fixierelement 20 gemäß 1b beziehungsweise 1bb ist besonders einfach zu montieren.
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 102010043570 A1 [0002]

Claims

Pumpe (1), insbesondere Kraftstoffpumpe einer Brennkraftmaschine, aufweisend einen Pumpenzylinder (3) und einen in dem Pumpenzylinder (3) unter Bildung eines Pumpenarbeitsraums (13) translatorisch auf und ab bewegbaren Pumpenstößel (5), wobei der Pumpenstößel (5) gegenüber dem Pumpenzylinder (3) auf einer dem Pumpenarbeitsraum (13) gegenüberliegenden Antriebsseite mittels einer Dichtung (18) abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fixierelement (20) vorgesehen ist, das mit dem Pumpenzylinder (3) und der Dichtung (18) in der Form zusammenwirkt, dass die Dichtung (18) in einer definierten Position in Bezug zu dem Pumpenzylinder (3) gehalten ist.
Pumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (20) ein einen umlaufenden Halteabsatz (21) aufweisender Ring (22a, 22b) ist.
Pumpe (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring ein geschlossener Ring (22a) ist.
Pumpe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (22a) eine durchgehende, in eine umlaufende Ringnut (24) eines Befestigungsabsatzes (25) des Pumpenzylinders (3) eingreifende Befestigungsnase (23a) aufweist.
Pumpe (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring ein offener Ring (22b) mit Ringabschnitten ist.
Pumpe (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringabschnitte des offenen Rings (22b) in eine Ringnut 24 an einem Befestigungsabsatz (25) des Pumpenzylinders (3) eingreifende Befestigungsnasenabschnitte (23b) aufweisen.
Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 2–6, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Rings (22a, 22b) Kunststoff und/oder Metall ist.
Pumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenzylinder (3) eine die Dichtung (18) aufnehmende Dichtungsausnehmung (19) aufweist.
Pumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (18) eine einteilige Elastomer-Dichtung ist.
Pumpe (1) nach Anspruch (9); dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomer-Dichtung zwei gegenüberliegende, voneinander weg weisende V-förmige Federelemente (26a, 26b) aufweist.