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Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Eine Hochdruckpumpe der vorstehend genannten Art geht beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2006 018 702 A1 hervor. Die hierin angegebene Hochdruckpumpe ist Bestandteil einer Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung und wird über einen Niederdruck-Strömungsweg mit Kraftstoff versorgt. Der Niederdruck-Strömungsweg führt von einem Kraftstoffeinlass zu einem Aufnahmeraum für eine Antriebswelle der Hochdruckpumpe und weiter zu mindestens einem Einlassventil der Hochdruckpumpe. Über einen Rückführ-Strömungsweg wird Leckage- und/oder Schmierkraftstoff zurückgeführt, wobei der Rückführ-Strömungsweg in den Niederdruck-Strömungsweg mündet. Im Niederdruck-Strömungsweg kann zur Einstellung der Fördermenge der Hochdruckpumpe eine Zumesseinheit angeordnet sein, welche vorzugsweise stromabwärts der Mündung des Rückführ-Strömungsweges platziert ist. Dadurch soll verhindert werden, dass die über den Rückführ-Strömungsweg rückgeführte Kraftstoffmenge Einfluss auf die Fördermenge hat. Stromabwärts der Zumesseinheit kann zudem ein Überströmkanal mit einem Druckregel- bzw. Überströmventil abzweigen.
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Eine gattungsgemäße Hochdruckpumpe geht ferner aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2006 013 165 A1 hervor. Zur Erhöhung der mechanischen und thermischen Belastbarkeit der Lager der Antriebswelle werden diese zwangsweise von Kraftstoff durchströmt. Hierzu ist in einem Kraftstoffrücklauf eine Druckhalteeinrichtung vorgesehen. Ferner wird eine Zweigleitung vorgeschlagen, die stromabwärts einer Vorförderpumpe vom Kraftstoffzulauf abzweigt, so dass der von der Vorförderpumpe geförderte Kraftstoffstrom vor dem Innenraum der Hochdruckpumpe in einen Schmierstrom und einen Förderstrom geteilt wird. Im Unterschied zum Schmierstrom wird der Förderstrom nicht dem Innenraum der Hochdruckpumpe, sondern einer in der Zweigleitung angeordneten Zumesseinheit zugeführt, welche einem Pumpenelement der Hochdruckpumpe zur Regelung der Fördermenge vorgeschaltet ist. Dadurch soll die Gefahr verringert werden, dass Partikel aus dem Innenraum der Hochdruckpumpe in den Hochdruckbereich gelangen. Die großen Schmiermengen im Innenraum der Hochdruckpumpe gewährleisten ferner, dass eventuell im Innenraum vorhandene Partikel schnell ausgeschwemmt werden. Stromabwärts der Abzweigung der Zweigleitung ist ferner ein Überströmventil vorgesehen, das die zur Kühlung und Schmierung in das Pumpengehäuse strömende Kraftstoffmenge steuert und/oder regelt.
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Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Hochdruckpumpe anzugeben, bei welcher das Eindringen von im Kraftstoff enthaltenen Partikeln in den Hochdruckbereich weitgehend verhindert wird und die zugleich einfach und kostengünstig herstellbar ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Hochdruckpumpe sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorgeschlagene Hochdruckpumpe weist ein Pumpengehäuse auf, in dem wenigstens ein radial um eine Antriebswelle angeordnetes Pumpenelement aufgenommen ist, wobei das Pumpenelement einen Pumpenkolben umfasst, der zumindest mittelbar an einem Nocken oder Exzenter der Antriebswelle abgestützt ist, so dass der Pumpenkolben über eine Rotation der Antriebswelle zu einer Hubbewegung antreibbar ist. Dabei ist die Antriebswelle in einem Triebwerksraum des Pumpengehäuses aufgenommen, welcher über eine im Pumpengehäuse ausgebildete Zulaufbohrung mit einem Pumpenarbeitsraum des Pumpenelementes verbindbar ist. Erfindungsgemäß ist in die Zulaufbohrung stromaufwärts einer Zumesseinheit und/oder eines Überströmventils ein separater Filter eingesetzt, welcher einen Filter der Zumesseinheit und/oder einen Filter des Überströmventils ersetzt.
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In der Regel weisen im Niederdruckkreis einer Hochdruckpumpe angeordnete Zumesseinheiten und Überströmventile, jeweils einen eigenen vorgeschalteten Siebfilter auf. Diese Filter haben die Aufgabe, die vom Kraftstoffhauptfilter nicht erfassten Partikel sowie Partikel, die nach dem Kraftstoffhauptfilter im System vorhanden sind, festzuhalten und auf diese Weise das Bauteil vor vorzeitigem Verschleiß zu schützen. Der erfindungsgemäße Vorschlag, die Filter der Zumesseinheit und/oder des Überströmventils durch einen einzigen separaten Filter zu ersetzen, wirkt sich günstig auf die Kosten der Hochdruckpumpe aus. Zum Einen kann die Anzahl der Bauteile reduziert, zum Anderen die Montagezeit verringert werden, da nur ein Filter zu montieren ist. Darüber hinaus wird Bauraum für die Anordnung eines weiteren Filters eingespart. Aufgrund der Anordnung des einen separaten Filters in der bereits vorhandenen Zulaufbohrung muss für dessen Einbau kein zusätzlicher Bauraum vorgehalten werden.
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Unter Zulaufbohrung wird vorliegend ein stromabwärts des Triebwerkraumes gelegener Teil des Niederdruckbereichs der Hochdruckpumpe verstanden. Darüber hinaus kann die Hochdruckpumpe weitere dem Kraftstoffzulauf dienende Bohrungen und/oder Leitungen umfassen, die in Strömungsrichtung vor dem Triebwerksraum liegen. Derartige Bohrungen und/oder Leitungen können beispielsweise der Verbindung einer Vorförderpumpe mit der Hochdruckpumpe dienen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der separate Filter in die Zulaufbohrung stromaufwärts einer Zweigleitung eingesetzt, welche den Triebwerksraum mit einem Überströmventil verbindet. Das Überströmventil dient der Druckregelung im Zulaufbereich. Wird der Öffnungsdruck des Überströmventils überschritten, öffnet das Ventil und ein Teil des Förderstroms wird über eine Rücklaufleitung dem Saugbereich einer Vorförderpumpe oder einem Kraftstofftank zugeführt. Die Anordnung des separaten Filters stromaufwärts der Zweigleitung stellt sicher, dass auch das Überströmventil vor im Kraftstoff enthaltenen Partikeln geschützt ist, so dass ein Filter direkt am Überströmventil entfallen kann.
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Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass der separate Filter im Mündungsbereich der Zulaufbohrung in den Triebwerksraum eingesetzt ist. Der eingesetzte Filter ist somit über den Triebwerksraum zugänglich. Dadurch wird die Montage des Filters erleichtert.
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Weiterhin bevorzugt ist der separate Filter in die Zulaufbohrung eingepresst. Auch durch diese Maßnahme kann die Montage des Filters erleichtert werden.
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Da der in die Zulaufbohrung eingesetzte separate Filter vorzugsweise einen Filter einer Zumesseinheit und einen Filter eines Überströmventils ersetzt, ist beiden Einsatzbereichen Rechnung zu tragen, indem der gemeinsame Filter bevorzugt eine Maschenweite besitzt, welche der jeweils kleinsten Maschenweite der zu ersetzenden Filter entspricht. Weiterhin bevorzugt besitzt der in die Zulaufbohrung eingesetzte separate Filter eine Maschenweite von 50 bis 300 μm, beispielsweise 100 μm. Bei einer entsprechenden Maschenweite ist ein ausreichender Schutz sowohl der Zumesseinheit als auch des Überströmventils vor im Kraftstoff enthaltenen Partikeln sichergestellt.
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Eine erfindungsgemäße Hochdruckpumpe eignet sich aufgrund der vorstehend genannten Vorteile insbesondere für den Einsatz in einem Common-Rail-Einspritzsystem. Demzufolge handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe vorzugsweise um eine Common-Rail Hochdruckpumpe.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten Hochdruckpumpe,
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2 eine schematische Darstellung der Hochdruckpumpe der 1 und,
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3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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Die in 1 dargestellte erfindungsgemäße Hochdruckpumpe weist ein Pumpengehäuse 1 auf, in welchem ein radial um eine Antriebswelle 2 angeordnetes Pumpenelement 3 aufgenommen ist. Das Pumpenelement 3 umfasst einen Pumpenkolben 4, der mittelbar über eine Stößelanordnung 14 an einem Nocken 5 der Antriebswelle 2 abgestützt ist. Über die Antriebswelle 2 ist der Pumpenkolben 4 des Pumpenelementes 3 zu einer Hubbewegung antreibbar, wobei im Förderhub des Pumpenkolbens 4 Kraftstoff in einem Pumpenarbeitsraum 8 des Pumpenelementes 3 verdichtet und über ein Hochdruckventil 16 einer Hochdruckspeicherleitung (nicht dargestellt) zugeführt wird. Über an die Hochdruckspeicherleitung angeschlossene Injektoren (nicht dargestellt) wird der unter hohem Druck stehende Kraftstoff dann in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt. In den Pumpenarbeitsraum 8 gelangt der zu verdichtende Kraftstoff über ein Zulaufventil 15, dem eine Zumesseinheit 9 zur Fördermengenregelung vorgeschaltet ist (siehe 2). Die Anordnung der Zumesseinheit 9 erfolgt in einer Zulaufbohrung 7, welche einen Triebwerksraum 6 mit dem Pumpenarbeitsraum 8 des Pumpenelementes 3 verbindet (siehe 2). Im Triebwerksraum 6 ist die Antriebswelle 2 drehbar gelagert aufgenommen, wobei die drehbare Lagerung über Lager 17 erfolgt, welche den Triebwerksraum 6 mit einer Rücklaufleitung 18 zur Rückführung einer über die Lager 17 abströmenden Leckageund/oder Schmiermenge verbindet (siehe 2). Der als Schmier- und als Fördermenge dienende Kraftstoff wird als Gesamtstrom über eine Zulaufleitung 19 dem Triebwerksraum 6 zugeführt.
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Wie der 2 zu entnehmen ist, geht von der Zulaufbohrung 7, welche den Triebwerksraum 6 mit dem Pumpenarbeitsraum 8 des Pumpenelementes 3 verbindet, eine Zweigleitung 12 ab, in welcher ein Überströmventil 10 angeordnet ist. Das Überströmventil 10 dient der Druckregelung im Zulaufbereich. Eine über das Überströmventil 10 abgeführte Überströmmenge wird ebenfalls der Rücklaufleitung 18 zugeführt.
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Die in den 1 und 2 dargestellte bekannte Hochdruckpumpe weist ferner zwei Filter 11' und 11'' auf, von denen der eine der Zumesseinheit 9 und der andere dem Überströmventil 10 vorgeschaltet ist, um das jeweilige Bauteil vor im Kraftstoff enthaltenen Partikeln zu schützen. Jeder Filter 11', 11'' muss beschafft und separat montiert werden. Zudem muss Bauraum zur Montage der Filter 11', 11'' vorgehalten werden.
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Um die Herstellung einer Hochdruckpumpe zu vereinfachen und die Herstellungskosten zu reduzieren wird erfindungsgemäß eine Hochdruckpumpe vorgeschlagen, die nur noch einen Filter 11 anstelle zweier Filter 11', 11'' besitzt.
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Wie dem in 3 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe zu entnehmen ist, ist in die Zulaufbohrung 7 ein separater Filter 11 eingesetzt, welcher die Filter 11' und 11' ersetzt. Die Anordnung des Filters 11 erfolgt vorliegend im Mündungsbereich 13 der Zulaufbohrung 7 in den Triebwerksraum 6. Somit ist sichergestellt, dass eventuell im Kraftstoff des Triebwerksraumes 6 enthaltene Partikel nicht in den Hochdruckbereich gelangen. Der Filter 11 ist ferner stromaufwärts einer Zumesseinheit 9 und eines Überströmventils 10 angeordnet, wobei das Überströmventil 10 in einer von der Zulaufbohrung 7 abzweigenden Zweigleitung 12 ausgebildet ist. Der Filter 11 liegt dementsprechend stromaufwärts der Zweigleitung 12. Die Maschenweite des Filters 11 ist kleiner 100µm gewählt. Dadurch ist ein wirksamer Schutz sowohl der Zumesseinheit 9 als auch des Überströmventils 10 vor im Kraftstoff enthaltenen Partikeln sichergestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006018702 A1 [0002]
- DE 102006013165 A1 [0003]
