DE102008002195A1

DE102008002195A1 - Steckpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102008002195A1
Application number: DE200810002195
Authority: DE
Inventors: Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-06-04
Filing date: 2008-06-04
Publication date: 2009-12-10

Abstract

Eine Steckpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine (1), umfassend einen in einem Hohlzylinder (2) aufgenommenen Kolben (3) mit einem Ende (3.1), das den Hohlzylinder (2) überragt und durch eine Druckfeder (4) an einen radialen Vorsprung (5) einer um eine Achse (6) rotierenden Antriebswelle (7) der Verbrennungskraftmaschine (1) in dem Hohlzylinder (2) in eine hin- und hergehende Bewegung versetzbar ist. Das Ende (3.1) des Kolbens (3) und der Hohlzylinder (2) sind durch einen Faltenbalg (8) flüssigkeitsdicht verbunden, wobei der von dem Faltenbalg (8), dem Hohlzylinder (2) und dem Kolben (3) umschlossene Ringraum (9) an eine Leckageleitung (10) angeschlossen ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einer Steckpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere von einer Steckpumpe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Stand der Technik
Eine solche einer Steckpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine ist aus der DE 19515191 A1 bekannt. Sie wird durch eine in der Antriebswelle der Verbrennungskraftmaschine angetrieben, wobei die Antriebswelle durch eine Nockenwelle oder eine Ausgleichswelle gebildet sein kann. Derartige Wellen sind bei Verbrennungskraftmaschinen in Räumen gelagert, die mit einem Ölnebel oder Sprühöl beaufschlagt sind, um eine ausreichende Schmierung der verschiedenen Lagerungen und Führungen sicher zustellen. Die mit der Antriebswelle in Eingriff stehenden Teile der Steckpumpe sind folglich ebenfalls mit Öl beaufschlagt und selbst in die Hochdruckförderung von Kraftstoff mittels einer Kolbenpumpe einbezogen. Dadurch besteht die latente Gefahr, dass Kraftstoff den Dichtspalt der Kolbenpumpe durchdringt, in den ölbeaufschlagten Innenraum der Verbrennungskraftmaschine gelangt und sich mit dem Schmieröl vermischt. Dies ist kritisch vor allem insofern, als dem Kraftstoff häufig Additive zugesetzt sind, die zwar das Zünd- und Brennverhalten verbessern, die Schmiereigenschaften des Schmieröls aber entscheidend verschlechtern. Ein vorzeitiger Ausfall der Brennkraftmaschine kann daher die Folge sein, wenn Kraftstoff in den Kreislauf des Schmieröls gelangt.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kraftstoffhochdruckpumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat den Vorteil, dass es völlig ausgeschlossen ist, dass Kraftstoff in das Schmieröl einer Verbrennungskraftmaschine gelangt.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckpumpe angegeben.
Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 2 wird eine Steckpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine gezeigt, die es erlaubt, die Leckageleitung besonders einfach und platzsparend herzustellen.
Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 3 genügt ein besonders kleiner Faltenbalg zu Erzielung des erfindungsgemäßen Zweckes, eine wirksame Trennung der mit Kraftstoff und mit Schmieröl in Verbindung gelangenden Räume der Steckpumpe und der Verbrennungskraftmaschine zu gewährleisten.
Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 4 wird eine besonders einfache und hochwirksame Abdichtung des die Leckageleitung in einem Teilbereich abdeckenden Blechzylinders erzielt.
Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 5 wird erzielt, dass sich unter der Wirkung der vorgespannten Druckfeder im uneingebauten Zustand der Steckpumpe keine unzulässige Dehnbeanspruchung des Faltenbalges ergeben an. Insbesondere in bezug auf die Vermeidung von Lagerschäden ist das von großem Vorteil. Außerdem sind die verschiedenen Einzelteile der Steckpumpe durch die wenigstens eine Sicherungsschraube gegen ein unbeabsichtigtes Auseinanderfallen bei der Lagerung oder beim dem Transport gesichert, was dazu beiträgt Montagefehler zu vermeiden.
Der Hohlzylinder kann naturgemäss unabhängig von dem Zylinderkopf gefertigt und beispielsweise durch nachträgliches Einschrauben eines Hohlzylinders mit dem Zylinderkopf verbunden werden. Die Ausbildung gemäß Anspruch 6 zeigt demgegenüber eine besonders günstige Herstellbarkeit der Steckpumpe, bei der der nachträglich Montageprozess entfällt.
Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 7 zeigt eine Bauform, bei der der Faltenbalg besonders kostengünstig herstell- und montierbar ist. Die Flexibilität eines aus polymerem Werkstoff bestehenden des Faltenbalges ist außerdem besonders groß, d. h. es sind keine nennenswerten Kräfte für die Dehnungen und Zusammendrückungen nötig, die der Betrieb einer Steckpumpe erfordert. Dem Wunsch nach einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs kommt das entgegen.
Die Ausbildung gemäß Anspruch 8 hat den Vorteil einer besonders großen thermischen und mechanischen Beständigkeit. Sie gelangt vor allem in hochbelasteten Motoren zur Anwendung.
Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 9 gelingt es, einen aus Metall bestehenden Faltenbalg und einen aus dem gleichen Metall bestehenden Kolben bzw. der daran festgelegten Tasse, sehr schnell zu verbinden, ohne dass sich kritische Spannungen oder Verformungen der Teile ergeben. Die Teile bestehen bevorzugt aus kostengünstigem Stahl.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Sie wird nachfolgend näher erläutert.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in der Zeichnung in längsgeschnittener Darstellung wiedergegebene Steckpumpe ist in eine Bohrung der Wandung einer Verbrennungskraftmaschine 1 eingefügt und durch eine gegenseitige Verschraubung darin gesichert. Sie umfasst einen in einem Hohlzylinder 2 aufgenommenen Kolben 3 mit einem Ende 3.1, das den Hohlzylinder 2 überragt und das durch eine Druckfeder 4 an einen radialen Vorsprung 5 einer um eine Achse 6 rotierenden Antriebswelle 7 der Verbrennungskraftmaschine 1 in dem Hohlzylinder 2 in eine hin- und hergehende Bewegung versetzbar ist. Die Antriebswelle kann durch eine Nockenwelle oder eine Ausgleichswelle der Verbrennungskraftmaschine gebildet sein.
Das Ende 3.1 des Kolbens ist unverrückbar und flüssigkeitsdicht in einer Tasse 11 festgelegt, die auf dem Außenumfang des Hohlzylinders 2 verschiebbar gelagert ist. Die Wandung der Tasse 11 ist auf einer Seite mit einem sich parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens 3 erstreckenden Langloch versehen, in die das Ende einer Sicherungsschraube 12 eingreift, die in ein Gewindeloch des Hohlzylinders 2 eingeschraubt ist. Die Tasse 11 ist dadurch nur innerhalb des zulässigen Bereichs axial auf dem Hohlzylinder 2 verschiebbar. Beide Teile sind unverlierbar verbunden. Außerdem ist die Tasse 11 ist einem umlaufenden, radial nach außen vorstehenden Kragen versehen, auf dem das eine Ende der Druckfeder 4 abgestützt ist. Das andere Ende der Druckfeder 12 ist auf dem Zylinderkopf 2.3 abgestützt.
Der Hohlzylinder 2 und das Ende des Kolbens 3.1 bzw. der Tasse 11 sind durch einen Faltenbalg 8 flüssigkeitsdicht verbunden, wobei der von dem Faltenbalg 8, dem Holzylinder 2 und dem Kolben 3 umschlossene Ringraum 9 an eine Leckageleitung 10 angeschlossen ist. Er ist äußerst klein bemessen und ist durch eine nach außen geführte Leckageleitung entlastet, die anteilig durch zumindest eine in den Hohlzylinder 2 außerseitig eingreifende Nut 2.1 gebildet ist, wobei die Nut 2.1 anteilig von einem Blechzylinder 2.2 und anteilig von dem Kolben 3 dichtend überdeckt ist. Die Herstellung in diesem kritischen Teilbereich kann demgemäss sehr einfach durch Fräsen erfolgen und ohne das für die Herstellung des Hohlzylinders 2 benötigte Werkstoffvolumen unnötig zu steigern. Die Wandung des Hohlzylinders 2 kann vielmehr sehr gering bemessen sein. In den übrigen Bereichen steht ohnehin sehr viel Werkstoffvolumen aus anderen Gründen zur Verfügung. In diesen Bereichen kann die Leckageleitung 10 durch Bohrungen gebildet sein, die die sich anschließenden Nuten 2.1 ergänzen.
Das Ende 3.1 des Kolbens ist unverrückbar an der Tasse 11 festgelegt, vorliegend durch einen Presssitz, wobei ein an dem Kolben 3 festgelegtes Formteil in die Tasse 11 eingefügt und darin durch einen radial nach innen vorspringenden Kragen der Tasse 11 sowie einen Sprengring gegen axiale Verschiebung gesichert ist. Die Tasse 11 ist durch den Hohlzylinder 2 und/oder den Blechzylinder 2.1 geführt.
Der Blechzylinder 2.2 ist gegenüber dem Hohlzylinder 2 durch eine O-Ringdichtung abgedichtet. Die O-Ringdichtung ist zu diesem Zweck in eine radial nach außen offene Ringnut des Hohlzylinders 2 eingefügt und wird durch das Aufschieben des zylindrischen Hohlzylinders 2 elastisch verformt, wodurch sich eine gute statische Abdichtung ergibt.
Der Hohlzylinder 2 kann unabhängig von dem Zylinderkopf 2.3 erzeugt und nachträglich mit diesem verbunden sein, beispielsweise durch Einschrauben in eine Gewindebohrung des Zylinderkopfes 2.3. Bevorzugt gelangt eine Bauform zur Anwendung, bei der der Hohlzylinder 2 einen einstückigen Bestandteil eines in die Verbrennungskraftmaschine 1 einsetzbaren Zylinderkopfes 2.3 bildet.
Der Faltenbalg 8 kann aus polymerem Werkstoff bestehen und an den stirnseitigen Enden mit einstückig angeformten O-Ringdichtungen 8.1 versehen ist, die flüssigkeitsdicht in radial nach außen offene Dichtnuten der Tasse 11 oder des damit verbundenen Endes 3.1 des Kolbens 3 sowie des Hohlzylinders 2 eingeschnappt sind. Die Herstellung und die Montage gestalten sich dann besonders einfach.
Der Faltenbalg 8 kann auch aus metallischem Werkstoff bestehen, wobei seine stirnseitigen Enden durch Löten, Kleben oder Schweißen flüssigkeitsdicht an der Tasse 11 oder dem damit verbundenen Ende 3.1 des Kolbens 3 sowie dem Hohlzylinder 2 verbunden sind. Die Bauform zeichnet sich durch eine besonders gute Temperaturbeständigkeit aus. Zweckmäßig bestehen sowohl der Faltenbalg als auch die damit zu verschweißenden Teile der Steckpumpe aus Stahl. Sie können bei einer solchen Bauform besonders kostengünstig, schnell und unter Vermeidung von unerwünschten Verformungen und Wärmespannungen verbunden werden, wenn als Schweißverfahren das Laserschweißen zur Anwendung gelangt.
Der radial außerhalb des Faltenbalges 7 liegende Teilbereich der Tasse 11 ist von einer Drainageöffnung 11.1 durchdrungen, um in diesen Teilbereich eindringendes Schmieröl zurück in den ölbeaufschlagten Innenraum der Verbrennungskraftmaschine 1 zu leiten. Auch in diesem Bereich kann sich daher kein Druck aufbauen und die Funktion behindern oder erschweren.
Sowohl die Drainageöffnung 11.1 als auch die Leckageleitung 10 müssen so groß dimensioniert sein, dass sich während der normalen Verwendung der Steckpumpe darin keine Drosselwirkung in bezug auf das ausgetauschte Volumen ergibt. Der Antrieb wird dadurch entlastet.
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 19515191 A1 [0002]

Claims

Steckpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine (1), umfassend einen in einem Hohlzylinder (2) aufgenommenen Kolben (3) mit einem Ende (3.1), das den Hohlzylinder (2) überragt und durch eine Druckfeder (4) an einen radialen Vorsprung (5) einer um eine Achse (6) rotierenden Antriebswelle (7) der Verbrennungskraftmaschine (1) in dem Hohlzylinder (2) in eine hin- und hergehende Bewegung versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende (3.1) des Kolbens (3) und der Hohlzylinder (2) durch einen Faltenbalg (8) flüssigkeitsdicht verbunden sind und dass der von dem Faltenbalg (8), dem Hohlzylinder (2) und dem Kolben (3) umschlossene Ringraum (9) an eine Leckageleitung (10) angeschlossen ist.
Steckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leckageleitung anteilig durch zumindest eine in den Hohlzylinder (2) außerseitig eingreifende Nut (2.1) gebildet ist und dass die Nut (2.1) von einem Blechzylinder (2.2) dichtend überdeckt ist.
Steckpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende (3.1) an einer Tasse (11) festgelegt ist und dass die Tasse (11) durch den Hohlzylinder (2) und/oder den Blechzylinder (2.2) geführt ist.
Steckpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechzylinder (2.2) gegenüber dem Hohlzylinder (2) durch eine O-Ringdichtung abgedichtet ist.
Steckpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasse (11) und der Hohlzylinder (2) durch eine in ein Langloch der Tasse (11) eingreifende Sicherungsschraube (12) unverlierbar verbunden sind.
Steckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlzylinder (2) einen Bestandteil eines in die Verbrennungskraftmaschine (1) einsetzbaren Zylinderkopfes (2.3) bildet.
Steckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (8) aus polymerem Werkstoff besteht und an den stirnseitigen Enden mit einstückig angeformten O-Ringdichtungen (8.1) versehen ist, die flüssigkeitsdicht in radial nach außen offenen Dichtnuten der Tasse (11) oder des damit verbundenen Endes (3.1) sowie des Hohlzylinders (2) eingeschnappt sind.
Steckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (8) aus metallischem Werkstoff besteht und dass seine stirnseitigen Enden durch Löten, Kleben oder Schweißen flüssigkeitsdicht an der Tasse (11) oder dem damit verbundenen Ende (3.1) des Kolbens (3) sowie mit dem Hohlzylinder (2) verbunden sind.
Steckpumpe nach einem der Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die stirnseitigen Enden des Faltenbalges (8) durch Laserschweißen flüssigkeitsdicht mit der Tasse (11) oder dem damit verbundenen Ende (3.1) sowie dem Hohlzylinder (2) verbunden sind.