-
Stand der Technik
-
Die
Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe, insbesondere eine Radial-
oder Reihenkolbenpumpe. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet
der Brennstoffpumpen für Brennstoffeinspritzanlagen von
luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen.
-
Aus
der
DE 197 36 160
A1 ist eine Pumpenanordnung zur Brennstoffhochdruckversorgung
bei Brennstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen bekannt.
Die bekannte Pumpenanordnung umfasst eine Radialkolbenpumpe mit
einer in einem Pumpengehäuse gelagerten Antriebswelle,
die exzentrisch ausgebildet ist oder in Umfangsrichtung nockenartige
Erhebungen aufweist. Dabei sind vorzugsweise mehrere bezüglich
der Antriebswelle radial in einem jeweiligen Zylinderraum angeordnete
Kolben vorgesehen, die beim Umdrehen der Antriebswelle in dem Zylinderraum
hin- und herbewegbar sind. Ferner sind ein ansaugseitiges und ein
hochdruckseitiges Rückschlagventil sowie eine der Radialkolbenpumpe
vorgeschaltete Niederdruckpumpe vorgesehen. Die Antriebswelle der
bekannten Pumpenanordnung ist in dem Pumpengehäuse gelagert, wobei
eine axiale Verschiebbarkeit durch ein mit dem Pumpengehäuse
verbundenes Element begrenzt ist.
-
Die
aus der
DE 197 36
160 A1 bekannte Pumpenanordnung hat den Nachteil, dass
zur Begrenzung der axialen Verschiebbarkeit der Antriebswelle zusätzliche
Elemente erforderlich sind, die auf geeignete Weise mit dem Pumpengehäuse
zu verbinden sind, wodurch der Aufwand zur Herstellung der Pumpenanordnung
groß ist.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die
erfindungsgemäße Hochdruckpumpe mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine Herstellung vereinfacht
ist. Speziell kann eine kompakt ausgestaltete Hochdruckpumpe geschaffen
werden, deren Montage vereinfacht ist.
-
Durch
die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen
Hochdruckpumpe möglich.
-
Vorteilhaft
ist es, dass die Lagerscheibe an einer Seitenfläche des
Nockens angeordnet ist. Dadurch kann die an dem Nocken der Lagerwelle
ausgebildete Seitenfläche zur Abstützung oder
Befestigung der Lagerscheibe dienen. Dadurch steht zum einen eine
relativ große Fläche zur Verfügung, die durch
die Seitenfläche gegeben ist. Zum anderen kann die zusätzliche
Ausgestaltung einer geeigneten Anlagefläche an der Antriebswelle
eingespart werden.
-
Vorteilhaft
ist es ferner, dass die Lagerscheibe zumindest mittelbar mit einer
Seitenfläche des Nockens verbunden ist. Dadurch wird die
Montage der Hochdruckpumpe erleichtert. Außerdem kann eine aufwändige
Befestigung einer Axiallagerscheibe oder dergleichen im Gehäuse
beziehungsweise einem Gehäuselager entfallen.
-
Vorteilhaft
ist es hierbei ferner, dass die Lagerscheibe durch Aufpressen, Kleben,
Laminieren und/oder Schweißen mit der Seitenfläche
des Nockens verbunden ist. Dadurch ist eine zuverlässige und
kostengünstige Möglichkeit der Befestigung der Lagerscheibe
an der Seitenfläche des Nockens gegeben.
-
In
vorteilhafter Weise umfasst die Lagerscheibe eine Durchgangsöffnung,
wobei sich die Antriebswelle durch die Durchgangsöffnung
erstreckt und wobei die Durchgangsöffnung der Lagerscheibe an
einen Querschnitt der Antriebswelle im Bereich der an der Antriebswelle
angebrachten Lagerscheibe angepasst ist. Hierdurch kann die Lagerscheibe
die Antriebswelle eng umschließen, so dass eine große Lagerfläche
an der Lagerscheibe ausgebildet ist. Ferner wird in radialer Richtung
eine formschlüssige Verbindung gewährleistet,
so dass eine hohe mechanische Belastbarkeit auch bei hohen Drehzahlen
der Antriebswelle besteht.
-
In
vorteilhafter Weise weist die Lagerscheibe eine zumindest im wesentlichen
kreisförmige Außenkontur auf. Hierdurch wird eine
vorteilhafte Anlage der Lagerscheibe an dem Gehäuse oder
dergleichen ermöglicht und eine Schmierfilmbildung oder
dergleichen erzielt, um Reibung und Verschleiß zu verhindern.
-
In
vorteilhafter Weise erstreckt sich die Lagerscheibe radial teilweise
innerhalb eines Querschnitts des Nockens und teilweise außerhalb
des Querschnitts des Nockens. Dadurch kann eine relativ groß ausgestaltete
Lagerscheibe vorgegeben sein, wobei die Funktionsfähigkeit
im Betrieb gewährleistet ist und ein Platzbedarf der Antriebswelle
mit der Lagerscheibe im Gehäuse der Hochdruckpumpe optimiert
ist.
-
Außerdem
ist es vorteilhaft, dass eine weitere Lagerscheibe vorgesehen ist
und dass die Antriebswelle mittels der Lagerscheibe und der weiteren Lagerscheibe
in dem Gehäuse beidseitig axial gelagert ist. Auf diese
Weise kann die axiale Lagerung der Antriebswelle komplett über
die Lagerscheiben erfolgen. Die weitere Lagerscheibe kann dabei
entsprechend der Lagerscheibe ausgestaltet und mit der Antriebswelle
verbunden sein. Speziell ist es vorteilhaft, dass die weitere Lagerscheibe
an einer weiteren Seitenfläche des Nockens oder eines weiteren
Nockens angeordnet ist, wobei die Seitenfläche und die weitere
Seitenfläche bezüglich einer Drehachse der Antriebswelle
entgegengesetzt zueinander orientiert sind. Die weitere Lagerscheibe
ist dabei vorzugsweise mit der weiteren Seitenfläche des
Nockens beziehungsweise des weiteren Nockens verbunden.
-
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden
Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen
sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen
versehen sind, näher erläutert. Es zeigt:
-
1 eine
Hochdruckpumpe in einer schematischen, axialen Schnittdarstellung
entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und
-
2 einen
auszugsweisen Schnitt durch die in 1 dargestellte
Hochdruckpumpe entlang der mit II bezeichneten Schnittlinie.
-
1 zeigt
eine Hochdruckpumpe 1 in einer schematischen, axialen Schnittdarstellung
entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Hochdruckpumpe 1 kann
insbesondere als Radial- oder Reihenkolbenpumpe ausgestaltet sein.
Speziell eignet sich die Hochdruckpumpe 1 als Brennstoffpumpe
für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden
Brennkraftmaschinen. Ein bevorzugter Einsatz der Hochdruckpumpe 1 besteht
für eine Brennstoffeinspritzanlage mit einer Brennstoffverteilerleiste,
die Dieselbrennstoff unter hohem Druck speichert. Die erfindungsgemäße Hochdruckpumpe 1 eignet
sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle.
-
Die
Hochdruckpumpe 1 weist ein Gehäuse 2 auf,
das in diesem Ausführungsbeispiel mehrteilig ausgestaltet
ist. Hierbei besteht das Gehäuse 2 aus den Gehäuseteilen 3, 4, 5,
wobei das Gehäuseteil 3 einen Grundkörper 3,
das Gehäuseteil 4 einen Zylinderkopf 4 und
das Gehäuseteil 5 einen an dem Grundkörper 3 befestigten
Flansch 5 darstellt.
-
In
dem Gehäuse 2 ist eine Antriebswelle 6 gelagert.
Hierbei ist die Antriebswelle 6 einerseits an einer Lagerstelle 7 in
dem Gehäuseteil 5 und andererseits an einer Lagerstelle 8 in
dem Gehäuseteil 3 gelagert. Zwischen den Lagerstellen 7, 8 weist
die Antriebswelle 6 einen Nocken 9 auf. Der Nocken 9 kann
als Einfach- oder Mehrfachnocken ausgestaltet sein. Ferner fällt
unter den Begriff des Nockens auch eine Ausgestaltung des Nockens 9,
bei der die Antriebswelle 6 einen exzentrischen Abschnitt
oder dergleichen aufweist.
-
Das
Gehäuseteil 3 der Hochdruckpumpe 1 weist
eine Führungsbohrung 12 auf, in der eine Pumpenbaugruppe 13 angeordnet
ist. Der Nocken 9 ist der Pumpenbaugruppe 13 zugeordnet.
Je nach Ausgestaltung der Hochdruckpumpe 1 können
auch mehrere Pumpenbaugruppe vorgesehen sein, die entsprechend der
Pumpenbaugruppe 13 ausgestaltet sind. Solche Pumpenbaugruppen
können entsprechend der Pumpenbaugruppe 13 dem
Nocken 9 zugeordnet sein und/oder einem oder mehreren weiteren,
dem Nocken 9 entsprechenden Nocken zugeordnet sein. Je
nach Ausgestaltung kann dadurch eine Radial- oder Reihenkolbenpumpe
verwirklicht werden.
-
Der
Zylinderkopf 4 weist einen Ansatz 14 auf, der
sich in die Führungsbohrung 12 erstreckt. Der Ansatz 14 weist
eine Zylinderbohrung 15 auf, in der ein Kolben 16 entlang
einer Achse 17 der Führungsbohrung 12 verschiebbar
geführt ist. Diese Verschiebbarkeit ist durch einen Doppelpfeil 18 veranschaulicht.
Der Kolben 16 begrenzt einen Pumpenarbeitsraum 19 in
der Zylinderbohrung 15. Dabei ist ein Einlassventil 20 vorgesehen, über
das Brennstoff aus einem Brennstoffkanal 21 in den Pumpenarbeitsraum 19 einleitbar
ist. Ferner ist ein Auslassventil 22 vorgesehen, über
das unter hohem Druck stehender Brennstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 19 zu
einem Brennstoffkanal 23 führbar ist. Der Brennstoffkanal 23 kann
mit einer Brennstoffverteilerleiste oder dergleichen verbunden sein,
so dass unter hohem Druck stehender Brennstoff solch einer Brennstoffverteilerleiste
zugeführt werden kann.
-
Die
Pumpenbaugruppe 13 weist eine Rolle 25 auf, die
in einem Rollenschuh 26 gelagert ist. Der Rollenschuh 26 ist
dabei in einem im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Stößelkörper 27 eingesetzt. Ferner
ist der Stößelkörper 27 mit
einem scheibenförmigen Mitnahmeelement 28 verbunden,
das den Kolben 16 oberhalb eines Bundes 29 des
Kolbens 16 umgreift. Da durch ist der Kolben 16 über
seinen Bund 29 in Anlage mit dem Rollenschuh 26 gehalten. Außerdem
ist eine Stößelfeder 30 vorgesehen, die auf
den Stößelkörper 27 und/oder
das Mitnahmeelement 28 einwirkt und somit den Stößelkörper 27 zusammen
mit dem Kolben 16 in Richtung auf die Rolle 25 mit
einer gewissen Federkraft beaufschlagt. Dadurch liegen der Kolben 16 mit
seinem Bund 29, der Rollenschuh 26, die Rolle 25 und
eine Lauffläche 31 des Nockens 9 jeweils
aneinander an. Diese gegenseitige Anlage ist auch bei hohen Drehzahlen
der Antriebswelle 6 der Hochdruckpumpe 1 gewährleistet.
-
Im
Betrieb der Hochdruckpumpe rotiert die Antriebswelle 6 um
ihre Achse 32. Dabei läuft die Rolle 25 an
der Lauffläche 31 des Nockens 9 ab. Hierdurch
wird die durch den Doppelpfeil 18 veranschaulichte Hin-
und Herbewegung des Kolbens 16 erzielt, so dass die Förderung
von unter hohem Druck stehenden Brennstoff zu der Brennstoffverteilerleiste
oder dergleichen über den Brennstoffkanal 23 erfolgt.
-
Die
Hochdruckpumpe 1 weist eine Lagerscheibe 33 und
eine weitere Lagerscheibe 34 auf. Die Lagerscheiben 33, 34 sind
an der Antriebswelle 6 angebracht. Hierbei ist die Antriebswelle 6 mittels der
Lagerscheiben 33, 34 in dem Gehäuse 2 beidseitig
gelagert. Über die Lagerscheibe 34 ist die Antriebswelle 6 in
einer axialen Richtung 35 an dem Grundkörper 3 des
Gehäuses 2 axial gelagert und somit abgestützt.
Ferner ist die Antriebswelle 6 über die Lagerscheibe 33 entgegen
der axialen Richtung 35 an dem Flansch 5 des Gehäuses 2 axial
gelagert und somit abgestützt.
-
Die
Lagerscheibe 33 ist an einer Seitenfläche 36 des
Nockens 9 angeordnet und mit der Seitenfläche 36 des
Nockens 9 verbunden. Ferner ist die Lagerscheibe 34 an
einer weiteren Seitenfläche 37 des Nockens 9 angeordnet
und mit der Seitenfläche 37 verbunden. Die Verbindung
der Lagerscheiben 33, 34 mit dem Nocken 9 kann
durch Aufpressen, Kleben, Laminieren und/oder Schweißen
erfolgen. Hierdurch ist eine zuverlässige Verbindung der
Lagerscheiben 33, 34 mit der Antriebswelle 6 ausgebildet.
Eine Hartbearbeitung der Antriebswelle 6 in Bezug auf die
axiale Lagerung kann hierbei entfallen. Speziell ist eine Hartbearbeitung
der Seitenflächen 36, 37 nicht erforderlich.
-
Die
Lagerscheibe 33 weist eine Durchgangsöffnung 38 auf.
Die Lagerscheibe 34 weist ebenfalls eine Durchgangsöffnung 39 auf.
Die Lagerscheiben 33, 34 umschließen
die Antriebswelle 6 umfänglich, wobei sich die
Antriebswelle 6 durch die Durchgangsöffnung 38 der
Lagerscheibe 33 und durch die Durchgangsöffnung 39 der
Lagerscheibe 34 erstreckt. Die Durchgangsöffnungen 38, 39 der
Lagerscheiben 33, 34 sind dabei an den Querschnitt,
ins besondere den Durchmesser, der Antriebswelle 6 im Bereich
der an die Antriebswelle 6 angebrachten Lagerscheiben 33, 34 angepasst.
Somit liegen die Lagerscheiben 33, 34 umfänglich
eng an der Antriebswelle 6 an. Hierbei kann eine gewisse
Presspassung vorgegeben sein. Dadurch ist eine formschlüssige
Verbindung in einer radialen Richtung, das heißt senkrecht
zu der Achse 32, gewährleistet. Somit sitzen die
Lagerscheiben 33, 34 auch bei hohen Drehzahlen
der Antriebswelle 6 fest auf der Antriebswelle 6.
Unerwünschte Schwingungen oder andere Einflüsse
sind dadurch verhindert.
-
Außerdem
weisen die Lagerscheiben 33, 34 kreisförmige
Außenkonturen 40, 41 auf. Dadurch wird
eine gleichmäßige Gewichtsverteilung erzielt und
somit eine Unwucht an der Antriebswelle 6 vermieden. Somit
gleichen sich die jeweils radial auf eine der Lagerscheiben 33, 34 wirkenden
Kräfte zumindest weitgehend aus, so dass die mechanische Belastung
der Lagerscheiben 33, 34 jeweils optimiert ist.
-
In
diesem Ausführungsbeispiel sind die Lagerscheiben 33, 34 an
dem Nocken 9 angeordnet. Die Seitenfläche 36 und
die weitere Seitenfläche 37, an denen die Lagerscheiben 33, 34 angeordnet
sind, sind hierbei entgegengesetzt zueinander orientiert. Dies gewährleistet
die beidseitig axiale Lagerung der Antriebswelle 6 in dem
Gehäuse 2. Allerdings können die Lagerscheiben 33, 34 gegebenenfalls
auch an unterschiedlichen Nocken der Antriebswelle 6 angeordnet
sein. Hierbei sind die Lagerscheiben 33, 34 an einer
Seitenfläche und einer weiteren Seitenfläche angeordnet,
die bezüglich der Achse (Drehachse) 32 der Antriebswelle 6 entgegengesetzt
zueinander orientiert sind. Hierbei ist es auch möglich,
dass bei einer Antriebswelle 6, die mehrere Nocken aufweist, die
dem Nocken 9 entsprechen, mehr als zwei Lagerscheiben 33, 34 angeordnet
sind.
-
2 zeigt
einen auszugsweisen Schnitt durch die in 1 dargestellte
Hochdruckpumpe 1 entlang der mit II bezeichneten Schnittlinie.
Hierbei sind zur Vereinfachung der Darstellung die Antriebswelle 6 und
die Lagerscheibe 33 dargestellt. Die Lagerscheibe 33 erstreckt
sich radial in Bereichen 42, 43 innerhalb eines
in der 2 dargestellten Querschnitts des Nockens 9.
Ferner erstreckt sich die Lagerscheibe 33 in Bereichen 44, 45 außerhalb
des Querschnitts des Nockens 9. Die kreisförmige
Außenkontur 40 gibt zusammen mit dem kreisförmigen Querschnitt
der Antriebswelle 6 eine kreisringförmige Ausgestaltung
der Lagerscheibe 33 vor. Entsprechend ist auch die Lagerscheibe 34 kreisringförmig ausgestaltet.
Somit ergibt sich im Hinblick auf eine optimierte Gewichtsverteilung
eine größtmögliche Fläche der
Lagerscheibe 33. Dadurch kann zum einen eine zuverlässige
Verbindung der Lagerscheibe 33 mit der Seitenfläche 36 des
Nockens 9 und zum anderen eine vorteilhafte Lagerung in
Bezug auf das Gehäuse 2 der Hochdruckpumpe 1 erzielt
werden. Hierdurch wird auch eine günstige Schmierfilmbildung
zwischen der Lagerscheibe 33 und dem Gehäuse 2 erzielt.
Entsprechendes ergibt sich für die Lagerscheibe 34.
-
Die
Lagerscheibe 33 weist außerdem Aussparungen 50, 51 auf,
die dem Nocken 9 und somit der Seitenfläche 36 zugewandt
sind. Die Aussparungen 50, 51 sind dadurch von
dem Gehäuseteil 5 des Gehäuses 2 abgewandt.
Die Aussparungen 50, 51 sind in den Bereichen 44, 45 vorgesehen,
in denen sich die Lagerscheibe 33 radial über
den Querschnitt und somit die Lauffläche 31 des
Nockens 9 erstreckt. Durch die Aussparungen 50, 51 wird
während des Drehens der Antriebswelle 6, bei der
die Rolle 25 entlang der Lauffläche 31 abläuft,
ein möglicher Kontakt des Stößelkörpers 27 oder
anderer Bauteile der Pumpenbaugruppe 13 mit der Lagerscheibe 33 verhindert.
-
Entsprechend
der Lagerscheibe 33 weist auch die Lagerscheibe 34 Aussparungen
auf, um einen Kontakt mit dem Stößelkörper 27 oder
einem anderen Element der Pumpenbaugruppe 13 zu verhindern.
Diese Aussparungen sind ebenfalls dem Nocken 9 und somit
der Seitenfläche 37 des Nockens 9 zugewandt.
Im Hinblick auf das Gehäuse 2 steht somit jeweils
eine kreisringförmige Fläche der Lagerscheiben 33, 34 zur
axialen Abstützung zur Verfügung, während
durch die Aussparungen 50, 51 der Lagerscheibe 33 und
entsprechende Aussparungen in der Lagerscheibe 34 ein Kontakt
mit dem Stößelkörper 27 verhindert
ist.
-
Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt.
-
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 19736160
A1 [0002, 0003]