DE102017207197A1

DE102017207197A1 - Kraftstoff-Hochdruckpumpe

Info

Publication number: DE102017207197A1
Application number: DE102017207197.4A
Authority: DE
Inventors: Stefan Kolb; Stefan Pfuhl; Florian Martin; Daniel Beckmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2018-10-31
Also published as: CN108798960A; CN108798960B

Abstract

Kraftstoff-Hochdruckpumpe, beispielsweise für ein Kraftstoffsystem (10) einer Brennkraftmaschine, mit einem Pumpengehäuse und einem an einer gewölbten Außenfläche des Pumpengehäuses montierten Anschlussstutzen, durch den ein Fluid in das Pumpengehäuse hinein oder aus dem Pumpengehäuse heraus gelangen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen mehrteilig ausgeführt ist und ein erstes hülsenförmiges Teil aufweist, das den Anschlussstutzen in einer Bohrung des Pumpengehäuses zentriert, und ein zweites hülsenförmiges Teil aufweist, das den Anschlussstutzen an der gewölbten Außenfläche des Pumpengehäuses fixiert.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe, beispielsweise für ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine mit einem Pumpengehäuse und einem an einer gewölbten Außenfläche des Pumpengehäuses montierten Anschlussstutzen, durch den ein Fluid in das Pumpengehäuse hinein oder aus dem Pumpengehäuse heraus gelangen kann.
Offenbarung der Erfindung
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen und in den Ausführungsbeispielen angegeben.
Die Erfindung geht von dem Bedürfnis aus, einen Anschlussstutzen an einer gewölbten Außenfläche des Pumpengehäuses fest und dauerhaft, zugleich aber mit geringem fertigungstechnischem Aufwand vorzusehen.
Die Erfindung basiert ferner auf der Erkenntnis, dass es für eine feste und dauerhafte Verbindung der gewölbten Außenfläche des Pumpengehäuses mit dem Anschlussstutzen erforderlich ist, den Anschlussstutzen sowohl in einer Bohrung des Pumpengehäuse zu zentrieren, als auch an der gewölbten Außenfläche des Pumpengehäuses zu fixieren, sodass der Anschlussstutzen sowohl einen, beispielsweise zylindrischen, Bereich benötigt, mit dem er in der Bohrung des Pumpengehäuses zentrierbar ist, als auch einen, beispielsweise gewölbten, Bereich benötigt, mit dem er an der gewölbten Außenfläche des Pumpengehäuses fixierbar ist. Die Erfinder haben erkannt, dass ein solches Teil grundsätzlich komplex ist und nur aufwändig hergestellt werden kann und sind nachfolgend zu der Lösung gemäß dem Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung gelangt.
Dadurch, dass der Anschlussstutzen mehrteilig ausgeführt ist und ein erstes hülsenförmiges Teil aufweist, das den Anschlussstutzen in einer Bohrung des Pumpengehäuses zentriert, und ein zweites hülsenförmiges Teil aufweist, das den Anschlussstutzen an der gewölbten Außenfläche des Pumpengehäuses fixiert, können diese beiden hülsenförmigen Teile mit vergleichsweise einfacher Geometrie mit geringem Aufwand gefertigt werden und mit an sich bekannten Verfahren an der Kraftstoff-Hochdruckpumpe montiert werden. Insgesamt wird ein Anschlussstutzen an einer gewölbten Außenfläche des Pumpengehäuses fest und dauerhaft, zugleich aber mit geringem fertigungstechnischem Aufwand vorgesehen.
Bei dem Anschlussstutzen kann es sich insbesondere um einen Kraftstoffeinlass der Kraftstoff-Hochdruckpumpe handeln, über den die Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit einem Niederdruckbereich eines Kraftstoffsystems, beispielsweise einer Niederdruckpumpe, verbindbar ist. Anderseits kann ein Anschlussstutzen auch der Auslass einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe sein, durch den der insbesondere verdichtete, Kraftstoff die Pumpe wieder verlässt. Auch ein Auslass, durch den Kraftstoff, der die Pumpe verlässt ohne selbst in der Pumpe verdichtet worden zu sein und/oder der beispielsweise eine Leckage darstellt oder der beispielsweise einer Spülung der Pumpe dient, stellt insbesondere einen Anschlussstutzen dar.
Es versteht sich, dass der Anschlussstutzen an allen Seiten des Pumpengehäuses, insbesondere an allen Seiten eines Deckelelements des Pumpengehäuses, z.B. an einer radialen und/oder axialen Seite des Pumpengehäuses bzw. des Deckelelements ohne weiteres vorgesehen werden kann.
Unter einem hülsenförmigen Teil wird im Rahmen der Anmeldung insbesondere ein Teil verstanden, das durchströmbar ist und/oder insbesondere die Form einer Ringscheibe oder eines zylindrischen und/oder gebogenen Rohrstücks hat. Hülsenförmige Teile können insbesondere kreisförmige Außen- und/oder Innenumfänge aufweisen.
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 eine vereinfachte schematisierte Darstellung eines Kraftstoffsystems für eine Brennkraftmaschine;
2 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Kraftstoff-Hochdruckpumpe;
3a, b, c verschiedene Ansichten eines ersten Ausführbeispiel der Erfindung
4 eine Schnittdarstellung gemäß einem zweiten Ausführbeispiel der Erfindung

1 zeigt ein Kraftstoffsystem 10 für eine weiter nicht dargestellte Brennkraftmaschine in einer vereinfachten schematischen Darstellung. Aus einem Kraftstofftank 12 wird im Betreib des Kraftstoffsystems 10 Kraftstoff über eine Saugleitung 14, mittels einer Vorförderpumpe 16 und einer Niederdruckleitung 18 über einen Einlassstutzen 20 einer als Kolbenpumpe ausgeführten Kraftstoff-Hochdruckpumpe 22 zugeführt. Dem Einlassstutzen 20 ist ein Einlassventil 24 fluidisch nachgeordnet, über welches ein Kolbenraum 26 mit einem Niederdruckbereich 28, der die Vorförderpumpe16, die Saugleitung 14, und den Kraftstofftank 12 umfasst, fluidisch verbindbar ist. Druckpulsationen in dem Niederdruckbereich 28 können mittels einer Druckdämpfervorrichtung 29 gedämpft werden. Das Einlassventil 24 kann über eine Betätigungseinrichtung 30 zwangsweise geöffnet werden. Die Betätigungseinrichtung 30 und damit das Einlassventil 24 sind über eine Steuereinheit 32 ansteuerbar.
Ein Kolben 34 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 22 kann mittels eines vorliegend als Nockenscheibe ausgeführten Antriebs 36 entlang einer Kolbenlängsachse 38 auf und ab bewegt werden, was durch einen Pfeil mit dem Bezugszeichen 40 schematisch dargestellt ist. Hydraulisch zwischen dem Kolbenraum 26 und einem Auslassstutzen 42 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 22 ist ein Auslassventil 44 angeordnet, das zu einem Hochdruckspeicher 46 („Rail“) hin öffnen kann.
Über ein Druckbegrenzungsventil 48, das bei Überschreiten eines Grenzdrucks im Hochdruckspeicher 46 öffnet, sind der Hochdruckspeicher 46 und der Kolbenraum 26 fluidisch verbindbar. Das Druckbegrenzungsventil 48 ist als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet und kann zum Kolbenraum 26 hin öffnen.
Die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 22 ist in 2 in einer Schnittdarstellung gezeigt. In der Darstellung von 2 ist ersichtlich, dass die Betätigungseinrichtung 30 einen federbelasteten Stößel 49 umfasst. Der Stößel 49 ist über eine Magnetspule 50 bewegbar und kann einen ebenfalls federbelasteten Ventilkörper 51 des Einlassventils 24 zwangsweise öffnen.
In der Darstellung von 2 im oberen Bereich der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 22 ist die Druckdämpfervorrichtung 29 angeordnet. Die Druckdämpfervorrichtung 29 umfasst ein topfartiges Deckelelement 54, das mit dem Pumpengehäuse 52 in einem Verbindungsbereich 56 verbunden ist und zwar vorliegend über eine KEEP-Schweißnaht (Kondensator-Entladungs-Einpress-Schweißnaht). Der Verbindungsbereich 56 läuft in einer Umfangsrichtung um das Pumpengehäuse 52 herum.
Das Deckelelement 54 kann beispielsweise als Tiefziehteil hergestellt sein. Auf den an dem Deckelelement 54 vorgesehen Einlassstutzen 20 wird weiter unten noch genauer eingegangen.
Das Pumpengehäuse 52 und das Deckelelement 54 begrenzen einen Innenraum 58 der Druckdämpfervorrichtung 29. In dem Innenraum 58 der Druckdämpfervorrichtung 29 ist ein Membrandämpfer 60 angeordnet. Dieser umfasst eine erste und in den Figuren obere Membran 62 und eine zweite und in den Figuren untere Membran 64, die randseitig miteinander verschweißt sind. Die obere Membran 62 und die untere Membran 64 umschließen ein Dämpfungsvolumen 66, das mit Gas gefüllt und kompressibel ist, da die beiden Membranen 62 und 64 jeweils flexible Wände für das Dämpfungsvolumen 66 darstellen.
Der Membrandämpfer 60 ist randseitig über ein Abstützelement 68 am Pumpengehäuse 52 abgestützt und in einer axialen bzw. in den Figuren vertikalen Richtung entlang der Kolbenlängsachse 38 zu diesem beabstandet angeordnet. Ein Federelement 70 ist dem Abstützelement 68 gegenüberliegend zwischen Membrandämpfer 60 und Deckelelement 54 angeordnet. Über das Federelement 70 ist der Membrandämpfer 60 am Deckelelement 54 abgestützt und in der axialen Richtung 38 zu diesem beabstandet angeordnet. Insgesamt ist der Membrandämpfer 60 über das Abstützelement 68 und das Federelement 70 randseitig zwischen dem Deckelelement 54 und dem Pumpengehäuse 52 verspannt.
Im Betrieb der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 22 wird der Kraftstoff im Niederdruckbereich 28 zu Druckpulsationen angeregt. Diese Druckpulsationen können durch Kompression bzw. Dekompression des Membrandämpfers 60 ausgeglichen werden.
Der Einlassstutzen 20 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 22 ist am Deckelelement 54 angeordnet und in der 2 nur schematisch dargestellt. Seine erfindungsgemäße Ausführung ist in den 3a, 3b, 3c hinsichtlich eines ersten Ausführungsbeispiels und in der 4 hinsichtlich eines zweiten Ausführungsbeispiels genauer dargestellt.
Gemäß dem in den 3a, 3b, 3c dargestellten ersten Ausführungsbeispiel weist die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 22 ein Pumpengehäuse 52 mit einem Deckelelement 54 auf, an dessen gewölbter radialer Außenfläche ein Anschlussstutzen 20 montiert ist, durch den Kraftstoff in den Innenraum 58 der Dämpfungsvorrichtung 29 und damit in das Pumpengehäuse 52 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 22 gelangen kann. Der Anschlussstutzen 20 ist mehrteilig ausgeführt und weist ein erstes hülsenförmiges Teil 81 auf, das den Anschlussstutzen 20 in einer Bohrung 85 des Deckelelements 54 durch Einpressen zentriert, und weist ein zweites hülsenförmiges Teil 82 auf, durch das der Anschlussstutzen 20 an der gewölbten Außenfläche des Deckelelements 54 anliegt.
Das zweite hülsenförmige Teil 82 ist auf das erste hülsenförmige Teil 81 aufgepresst, ferner sind das Deckelelement 54, das erste hülsenförmige Teil 81 und das zweite hülsenförmige Teil 82 jeweils paarweise miteinander stoffschlüssig verbunden, beispielsweise miteinander verlötet oder verschweißt.
Das erste hülsenförmige Teil 81 und das zweite hülsenförmige Teil 82 sind koaxial zueinander angeordnet.
Das zweite hülsenförmige Teil 82 hat die Form einer Ringscheibe und umgreift das erste hülsenförmige Teil 81 ohne mit Kraftstoff unmittelbar in Berührung zu kommen. Es liegt mit einer konkav ausgebildeten axialen Stirnseite an der gewölbten Außenfläche des Deckelelements 54 flächig an und liegt andererseits mit einer von dem Deckelelement 52 abgewandten axialen Stirnseite an einer Ringschulter 86 des ersten hülsenförmigen Teils 81 an.
Das erste hülsenförmige Teil 81 ist als unter 90° abgewinkeltes Rohrstück ausgeführt und in einem von dem Pumpengehäuse 52 abgewandten Endbereich 87 mit einer Kraftstoffleitung verbindbar, beispielsweise durch Aufschieben einer Kraftstoffniederdruckleitung
Gemäß dem in der 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel weist die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 22 ein Pumpengehäuse 52 mit einem Deckelelement 54 auf, an dessen gewölbter Außenfläche ein Anschlussstutzen 20 montiert ist, durch den Kraftstoff in den Innenraum 58 der Dämpfungsvorrichtung 29 und damit in das Pumpengehäuse 52 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 22 gelangen kann. Der Anschlussstutzen 20 ist mehrteilig ausgeführt und weist ein erstes hülsenförmiges Teil 81 auf, das den Anschlussstutzen 20 in einer Bohrung 85 des Pumpengehäuse 52 durch Einpressen zentriert, und weist ein zweites hülsenförmiges Teil 82 auf, durch das der Anschlussstutzen 20 an der gewölbten Außenfläche des Deckelelements 54 anliegt.
Das zweite hülsenförmige Teil 82 ist auf das erste hülsenförmige Teil 81 aufgepresst, ferner sind das Deckelelement 54, das erste hülsenförmige Teil 81 und zweite hülsenförmige Teil 82 jeweils paarweise miteinander stoffschlüssig verbunden, beispielsweise miteinander verlötet oder verschweißt.
Das erste hülsenförmige Teil 81 und das zweite hülsenförmige Teil 82 sind koaxial zueinander angeordnet.
Dabei sind das erste hülsenförmige Teil 81 und das zweite hülsenförmige Teil 82 in Fließrichtung hintereinander angeordnet. Das erste hülsenförmige Teil 81 und das zweite hülsenförmige Teil 82 haben jeweils die Form eines zylindrischen Rohrstücks, wobei das erste hülsenförmige Teil 81 mit einer radialen Außenkontur 88 an einer radialen Innenkontur 89 des zweiten hülsenförmigen Teils 82 anliegt und wobei das erste hülsenförmige Teil 81 mit einer von dem Pumpengehäuse 52 abgewandten axialen Stirnseite 91 an einer im Inneren des zweiten hülsenförmigen Teils 82 ausgebildeten, dem Deckelelement 54 zugewandten Ringschulter 92 flächig oder linienförmig anliegt.
Das zweite hülsenförmige Teil 82 ist in einem von dem Deckelelement 54 abgewandten Endbereich 87 mit einer Kraftstoffleitung verbindbar, beispielsweise durch Aufschieben einer Kraftstoffniederdruckleitung.

Claims

Kraftstoff-Hochdruckpumpe, beispielsweise für ein Kraftstoffsystem (10) einer Brennkraftmaschine, mit einem Pumpengehäuse (52) und einem an einer gewölbten Außenfläche des Pumpengehäuses (52) montierten Anschlussstutzen (20), durch den ein Fluid in das Pumpengehäuse (52) hinein oder aus dem Pumpengehäuse (52) heraus gelangen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (20) mehrteilig ausgeführt ist und ein erstes hülsenförmiges Teil (81) aufweist, das den Anschlussstutzen (20) in einer Bohrung (85) des Pumpengehäuses (52) zentriert, und ein zweites hülsenförmiges Teil (82) aufweist, das den Anschlussstutzen (20) an der gewölbten Außenfläche des Pumpengehäuses (52) fixiert.
Kraftstoff-Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (52) einen Gehäusekörper und einen auf dem Gehäusekörper montiertes Deckelelement (54) aufweist, das insbesondere als Tiefziehteil ausgeführt ist, und dass der Anschlussstutzen (20) an einer gewölbten Außenfläche des Deckelelements (54) montiert ist.
Kraftstoff-Hochdruckpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste hülsenförmige Teil (81) in die Bohrung (85) des Pumpengehäuses (52) eingepresst ist.
Kraftstoff-Hochdruckpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite hülsenförmige Teil (82) auf das erste hülsenförmige Teil (81) aufgepresst ist.
Kraftstoff-Hochdruckpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (52) und das erste hülsenförmige Teil (81) und/oder dass das Pumpengehäuse (52) und das zweite hülsenförmige Teil (82) und/oder dass das erste hülsenförmige Teil (81) und das zweite hülsenförmige Teil (82) stoffschlüssig miteinander verbunden sind, insbesondere miteinander verlötet oder verschweißt sind.
Kraftstoff-Hochdruckpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste hülsenförmige Teil (81) und das zweite hülsenförmige Teil (82) koaxial zueinander sind.
Kraftstoff-Hochdruckpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste hülsenförmige Teil (81) und das zweite hülsenförmige Teil (82) Tiefziehteile, Drehteile oder Frästeile sind.
Kraftstoff-Hochdruckpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste hülsenförmige Teil (81) und das zweite hülsenförmige Teil (82) in Fließrichtung hintereinander angeordnet sind.
Kraftstoff-Hochdruckpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste hülsenförmige Teil (81) und/oder dass das zweite hülsenförmige Teil (82) die Form eines, insbesondere zylindrischen, Rohrstücks oder einer Ringscheibe haben.
Kraftstoff-Hochdruckpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste hülsenförmige Teil (81) mit einer radialen Außenkontur (88) an einer radialen Innenkontur (89) des zweiten hülsenförmigen Teils anliegt.
Kraftstoff-Hochdruckpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste hülsenförmige Teil (81) mit einer von dem Pumpengehäuse (52) abgewandten axialen Stirnseite (91) an einer im Inneren des zweiten hülsenförmigen Teils ausgebildeten Ringschulter (92) anliegt.
Kraftstoff-Hochdruckpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite hülsenförmige Teil (82) in einem von dem Pumpengehäuse (52) abgewandten Endbereich (87) mit einer Kraftstoffleitung verbindbar ist, beispielsweise durch Aufschieben einer Kraftstoffniederdruckleitung.
Kraftstoff-Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite hülsenförmige Teil (82) das erste hülsenförmige Teil (81) radial umgreift, ohne mit Kraftstoff unmittelbar in Berührung zu kommen.
Kraftstoff-Hochdruckpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite hülsenförmige Teil (82) die Form einer Ringscheibe hat.
Kraftstoff-Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite hülsenförmige Teil (82) mit einer von dem Pumpengehäuse (52) abgewandten axialen Stirnseite (91) an einer Ringschulter (86) anliegt, die an einer Außenkontur des ersten hülsenförmigen Teils (81) ausgebildet ist.
Kraftstoff-Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das erste hülsenförmige Teil (81) in einem von dem Pumpengehäuse (52) abgewandten Endbereich mit einer Kraftstoffleitung verbindbar ist, beispielsweise durch Aufschieben einer Kraftstoffniederdruckleitung.