WO2009013175A1 - Pumpe, insbesondere kraftstoffhochdruckpumpe - Google Patents

Pumpe, insbesondere kraftstoffhochdruckpumpe Download PDF

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Friedrich Boecking
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a pump, in particular high-pressure fuel pump according to the preamble of claim 1.
  • Such a pump in the form of a high-pressure fuel pump is known from DE 199 07 311 Al.
  • This pump has a drive shaft which is provided with a double cam whose cam is about 180 ° about the axis of rotation of
  • the pump also has a pair of pumping elements, each driven at least indirectly by the double cam in a reciprocating motion.
  • the pump pistons are arranged rotated by about 90 ° about the axis of rotation of the drive shaft to each other.
  • the pump pistons are supported by one roller tappet on the double cam.
  • FIG. 1 shows a pump in one
  • FIG. 1 Longitudinal section according to a first embodiment
  • Figure 2 the pump in a cross section along line II-II in Figure 1
  • Figure 3 shows the pump in a longitudinal section according to a second embodiment
  • Figure 4 shows the pump in a cross section along line IV-IV in Figure 3.
  • a pump is shown, in particular a high-pressure fuel pump for a
  • the pump has a housing 10, which may be designed in several parts and in which a rotationally driven drive shaft 12 is arranged.
  • the drive shaft 12 is rotatably supported in the housing 10 via two spaced apart in the direction of the axis of rotation 13 of the drive shaft 12 bearings 14 and 15.
  • the bearings 14,15 can be arranged in different parts 16,17 of the housing 10.
  • the drive shaft 12 In a region lying between the two bearing points 14, 15, the drive shaft 12 has two double cams 18, 20 arranged next to one another in the direction of its axis of rotation 13. Between the two double cams 18,20, a further bearing point of the drive shaft 12 may be provided.
  • the cams of the double cams 18, 20 are in each case rotated through approximately 180 ° about the axis of rotation 13 of the drive shaft 12 relative to each other and thus each arranged approximately diametrically opposite one another.
  • the two double cams 18 and 20 are mutually rotated by an angle ß of about 45 ° about the rotational axis 13 of the drive shaft 12 is arranged.
  • the pump has associated with each one of the double cam 18,20 a first pair of pump elements 22,23 and a second pair of pump elements 24,25.
  • Each of the pump elements 22 to 25 each have a pump piston 28 which is driven by the double cam 18 and 20 of the drive shaft 12 at least indirectly in a lifting movement in at least approximately radial direction to the rotation axis 13 of the drive shaft 12.
  • the pump elements 22 and 23 are designed such that their pump pistons 28 are arranged rotated by an angle ⁇ of about 90 ° about the rotational axis 13 of the drive shaft 12 to each other.
  • the pump elements 24,25 designed so that their
  • Pump piston 28 are also arranged rotated by about 90 ° about the axis of rotation 13 of the drive shaft 12 to each other.
  • the pump piston 28 is supported, for example, via a plunger 30 and a roller 32 rotatably mounted in this or in a roller shoe 31 arranged in the plunger 30 on the double cam 18 or 20.
  • the pump piston 28 and the plunger 30 are acted upon by a prestressed spring 34 to the double cam 18 and 20 out.
  • the pump piston 28 is guided in a cylinder bore 36 in a housing part 38 tightly displaceable and limited with his Drive shaft 12 facing away from the end face in the cylinder bore 36 a pump working space 40.
  • the pump working chamber 40 has a running in the housing of the pump fuel inlet passage 42 with a connection to a fuel inlet, for example a feed pump.
  • an inlet check valve 44 opening into the pump working chamber 40 is arranged.
  • the pump working chamber 40 furthermore has a connection with an outlet, which is connected to a high-pressure accumulator 110, for example, via a fuel outlet channel 46 running in a housing part of the pump.
  • One or preferably a plurality of injectors 120 arranged on the cylinders of the internal combustion engine are connected to the high-pressure accumulator 110, through which fuel is injected into the cylinders of the internal combustion engine.
  • an outlet check valve 48 which opens out of the pump working chamber 40 is arranged.
  • the pump elements 22,23,24,25 with pump piston 28, plunger 30, roller 32, spring 34 and housing part 38 are preferably formed identically, so that the production cost is kept low.
  • the pump piston 28 of the second pair of pump elements 24,25 with respect to the pump piston 28 of the first pair of pump elements 22,23 about the rotational axis 13 of the drive shaft 12 is rotated by about 180 °.
  • For the pump thus results in a uniform low drive torque, since the delivery strokes of the pump piston 28 of the pump elements 22 to 25 evenly over a revolution of the drive shaft 12th are distributed.
  • the pump pistons 28 are driven according to the profile of the double cam 18,20 in a lifting movement.
  • the respective pump working chamber 40 is filled with fuel through the fuel inlet channel 42 when the inlet valve 44 is open, the outlet valve 48 being closed.
  • the respective pump piston 28 is held in its suction stroke by the spring 34 via the plunger 30 and the roller 32 in contact with the double cam 18 and 20 respectively.
  • fuel is pumped under high pressure through the fuel discharge passage 46 with the exhaust valve 48 open to the high-pressure accumulator 110, wherein the inlet valve 44 is closed.
  • FIGS. 3 and 4 the pump according to a second exemplary embodiment is shown, in which the basic construction is the same as in the first embodiment, but the arrangement of the second pair of pump elements 24, 25 is modified.
  • the drive shaft 12 has the two adjacent to each other in the direction of the rotational axis 13 arranged double cams 18 and 20, which are mutually rotated about the rotational axis 13 by an angle ß of about 45 °.
  • Pump elements 24,25 are each rotated by a Winekl ⁇ of about 90 ° about the rotational axis 13 of the drive shaft 12 to each other.
  • the pump pistons 28 of the second pair of pump elements 24, 25 are at least approximately in the same with respect to the axis of rotation 13 of the drive shaft 12
  • Conveying strokes of the pump piston 28 of the pump elements 22 to 25 are uniformly distributed over one revolution of the drive shaft 12.
  • the pump pistons 28 of the second pair of pump elements 24, 25 can also be arranged in any other rotational positions with respect to the axis of rotation 13 of the drive shaft 12 in which these are about 90 ° or an integer multiple of 90 ° with respect to the pump piston 28 of the first pair of pump elements 22,23 are arranged twisted.

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Abstract

Es wird eine Pumpe, insbesondere eine Kraftstoffhochdruckpumpe vorgeschlagen, die eine Antriebswelle (12) aufweist, welche mit einem ersten Doppelnocken (18) versehen ist, dessen Nocken um etwa 180° um die Drehachse (13) der Antriebswelle (12) zueinander verdreht angeordnet sind. Es ist ein erstes Paar von Pumpenelementen (22,23) vorgesehen, die jeweils einen zumindest mittelbar durch den ersten Doppelnocken (18) in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben (28) aufweisen, die um etwa 90° um die Drehachse (13) der Antriebswelle (12) zueinander verdreht angeordnet sind. Die Antriebswelle (12) weist in Richtung ihrer Drehachse (13) neben dem ersten Doppelnocken (18) einen zweiten Doppelnocken (20) auf, dessen Nocken um etwa 180° um die Drehachse (13) der Antriebswelle (12) zueinander verdreht angeordnet sind. Der zweite Doppelnocken (20) ist bezüglich dem ersten Doppelnocken (18) um die Drehachse (13) der Antriebswelle (12) um etwa 45° verdreht angeordnet. Es ist zweites Paar von Pumpenelementen (24,25) vorgesehen mit jeweils einem Pumpenkolben (28), der zumindest mittelbar durch den zweiten Doppelnocken (20) in einer Hubbewegung angetrieben wird und die um etwa 90° um die Drehachse (13) der Antriebswelle (12) zueinander verdreht angeordnet sind.

Description

Beschreibung
Titel
Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe nach der Gattung des Anspruchs 1.
Eine solche Pumpe in Form einer Kraftstoffhochdruckpumpe ist durch die DE 199 07 311 Al bekannt. Diese Pumpe weist eine Antriebswelle auf, die mit einem Doppelnocken versehen ist, dessen Nocken um etwa 180° um die Drehachse der
Antriebswelle zueinander verdreht angeordnet sind. Die Pumpe weist außerdem ein Paar von Pumpenelementen auf, die jeweils einen zumindest mittelbar durch den Doppelnocken in einer Hubbewegung angetrieben werden. Die Pumpenkolben sind dabei um etwa 90° um die Drehachse der Antriebswelle zueinander verdreht angeordnet. Die Pumpenkolben stützen sich dabei über jeweils einen Rollenstößel am Doppelnocken ab. Für Brennkraftmaschinen mit Bedarf großer Kraftstoffeinspritzmengen ist die durch diese Kraftstoffhochdruckpumpe mit zwei Pumpenelementen geförderte Kraftstoffmenge unter Umständen nicht ausreichend.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Pumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 hat den Vorteil, dass diese durch das zweite Paar von Pumpenelementen eine hohe Kraftstoffmenge fördern kann, wobei ein geringes Antriebsmoment für die Pumpe erforderlich ist und deren Förderung gleichmäßig ist.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Pumpe angegeben.
Zeichnung
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Pumpe in einem
Längsschnitt gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Figur
2 die Pumpe in einem Querschnitt entlang Linie II-II in Figur 1, Figur 3 die Pumpe in einem Längsschnitt gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und Figur 4 die Pumpe in einem Querschnitt entlang Linie IV-IV in Figur 3.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In den Figuren 1 bis 4 ist eine Pumpe dargestellt, die insbesondere eine Kraftstoffhochdruckpumpe für eine
Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine ist. Die Pumpe weist ein Gehäuse 10 auf, das mehrteilig ausgebildet sein kann und in dem eine rotierend angetriebene Antriebswelle 12 angeordnet ist. Die Antriebswelle 12 ist im Gehäuse 10 über zwei in Richtung der Drehachse 13 der Antriebswelle 12 voneinander beabstandete Lagerstellen 14 und 15 drehbar gelagert. Die Lagerstellen 14,15 können in verschiedenen Teilen 16,17 des Gehäuses 10 angeordnet sein. In einem zwischen den beiden Lagerstellen 14,15 liegenden Bereich weist die Antriebswelle 12 zwei in Richtung ihrer Drehachse 13 nebeneinander angeordnete Doppelnocken 18,20 auf. Zwischen den beiden Doppelnocken 18,20 kann eine weitere Lagerstelle der Antriebswelle 12 vorgesehen sein. Die Nocken der Doppelnocken 18,20 sind dabei jeweils um etwa 180° um die Drehachse 13 der Antriebswelle 12 zueinander verdreht und somit jeweils etwa einander diametral gegenüberliegend angeordnet. Die beiden Doppelnocken 18 und 20 sind zueinander um einen Winkel ß von etwa 45° um die Drehachse 13 der Antriebswelle 12 verdreht angeordnet.
Die Pumpe weist zu jeweils einem der Doppelnocken 18,20 zugeordnet ein erstes Paar von Pumpenelementen 22,23 und ein zweites Paar von Pumpenelementen 24,25 auf. Jedes der Pumpenelemente 22 bis 25 weist jeweils einen Pumpenkolben 28 auf, der durch den Doppelnocken 18 bzw. 20 der Antriebswelle 12 zumindest mittelbar in einer Hubbewegung in zumindest annähernd radialer Richtung zur Drehachse 13 der Antriebswelle 12 angetrieben wird. Die Pumpenelemente 22 und 23 sind so ausgebildet, dass deren Pumpenkolben 28 um einen Winkel α von etwa 90° um die Drehachse 13 der Antriebswelle 12 zueinander verdreht angeordnet sind. Die Pumpenelemente 24,25 so ausgebildet, dass deren
Pumpenkolben 28 ebenfalls um etwa 90° um die Drehachse 13 der Antriebswelle 12 zueinander verdreht angeordnet sind.
Der Pumpenkolben 28 stützt sich beispielsweise über einen Stößel 30 und eine in diesem oder in einem im Stößel 30 angeordneten Rollenschuh 31 drehbar gelagerte Rolle 32 am Doppelnocken 18 bzw. 20 ab. Der Pumpenkolben 28 und der Stößel 30 werden durch eine vorgespannte Feder 34 zum Doppelnocken 18 bzw. 20 hin beaufschlagt. Der Pumpenkolben 28 ist in einer Zylinderbohrung 36 in einem Gehäuseteil 38 dicht verschiebbar geführt und begrenzt mit seiner der Antriebswelle 12 abgewandten Stirnseite in der Zylinderbohrung 36 einen Pumpenarbeitsraum 40. Der Pumpenarbeitsraum 40 weist über einen im Gehäuse der Pumpe verlaufenden Kraftstoffzulaufkanal 42 eine Verbindung mit einem Kraftstoffzulauf, beispielsweise einer Förderpumpe auf. An der Mündung des Kraftstoffzulaufkanals 42 in den Pumpenarbeitsraum 40 ist ein in den Pumpenarbeitsraum 40 öffnendes Einlassrückschlagventil 44 angeordnet. Der Pumpenarbeitsraum 40 weist ausserdem über einen in einem Gehäuseteil der Pumpe verlaufenden Kraftstoffablaufkanal 46 eine Verbindung mit einem Auslass auf, der beispielsweise mit einem Hochdruckspeicher 110 verbunden ist. Mit dem Hochdruckspeicher 110 sind ein oder vorzugsweise mehrere an den Zylindern der Brennkraftmaschine angeordnete Injektoren 120 verbunden, durch die Kraftstoff in die Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. An der Mündung des Kraftstoffablaufkanals 46 in den Pumpenarbeitsraum 40 ist ein aus dem Pumpenarbeitsraum 40 öffnendes Auslassrückschlagventil 48 angeordnet. Die Pumpenelemente 22,23,24,25 mit Pumpenkolben 28, Stößel 30, Rolle 32, Feder 34 und Gehäuseteil 38 sind vorzugsweise identisch ausgebildet, so dass des Fertigungsaufwand gering gehalten ist.
Bei einem in den Figuren 1 und 2 dargestellten ersten
Ausführungsbeispiel sind die Pumpenkolben 28 des zweiten Paars der Pumpenelemente 24,25 bezüglich den Pumpenkolben 28 des ersten Paars der Pumpenelemente 22,23 um die Drehachse 13 der Antriebswelle 12 um etwa 180° verdreht angeordnet. Insgesamt ergibt sich somit bei der Pumpe eine gleichmäßige Anordnung der Pumpenelemente 22 bis 25 mit jeweils etwa 90° Winkelabständen um die Drehachse 13 der Antriebswelle 12 verteilt. Für die Pumpe ergibt sich somit ein gleichmäßiges geringes Antriebsmoment, da die Förderhübe der Pumpenkolben 28 der Pumpenelemente 22 bis 25 gleichmäßig über eine Umdrehung der Antriebswelle 12 verteilt sind. Außerdem ergibt sich eine gleichmäßige Förderung der Pumpe.
Bei der Drehbewegung der Antriebswelle 12 werden die Pumpenkolben 28 entsprechend dem Profil der Doppelnocken 18,20 in einer Hubbewegung angetrieben. Beim Saughub des jeweiligen Pumpenkolbens 28, bei dem sich dieser radial nach innen bewegt, wird der jeweilige Pumpenarbeitsraum 40 durch den Kraftstoffzulaufkanal 42 bei geöffnetem Einlassventil 44 mit Kraftstoff befüllt, wobei das Auslassventil 48 geschlossen ist. Der jeweilige Pumpenkolben 28 wird bei dessen Saughub durch die Feder 34 über den Stößel 30 und die Rolle 32 in Anlage am Doppelnocken 18 bzw. 20 gehalten. Beim Förderhub des Pumpenkolbens 28, bei dem sich dieser radial nach aussen bewegt, wird durch den Pumpenkolben 28 Kraftstoff unter Hochdruck durch den Kraftstoffablaufkanal 46 bei geöffnetem Auslassventil 48 zum Hochdruckspeicher 110 gefördert, wobei das Einlassventil 44 geschlossen ist.
In den Figuren 3 und 4 ist die Pumpe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der grundsätzliche Aufbau gleich ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel jedoch die Anordnung des zweiten Paars der Pumpenelemente 24,25 modifiziert ist. Die Antriebswelle 12 weist die beiden in Richtung von deren Drehachse 13 nebeneinander angeordneten Doppelnocken 18 und 20, die zueinander um die Drehachse 13 um einen Winkel ß von etwa 45° verdreht angeordnet sind. Die Pumpenkolben 28 des ersten Paars der Pumpenelemente 22,23 und des zweiten Paars der
Pumpenelemente 24,25 sind zueinander jeweils um einen Winekl α von etwa 90° um die Drehachse 13 der Antriebswelle 12 verdreht angeordnet. Die Pumpenkolben 28 des zweiten Paars der Pumpenelemente 24,25 sind bezüglich der Drehachse 13 der Antriebswelle 12 zumindest annähernd in derselben
Drehstellung angeordnet wie die Pumpenkolben 28 des ersten Paars der Pumpenelemente 22,23. Infolge der Verdrehung des zweiten Doppelnockens 20 bezüglich des ersten Doppelnockens 18 ergibt sich auch bei dieser Anordnung der Pumpenkolben 28 des zweiten Paars der Pumpenelemente 24,25 für die Pumpe ein gleichmäßiges geringes Antriebsmoment, da die
Förderhübe der Pumpenkolben 28 der Pumpenelemente 22 bis 25 gleichmäßig über eine Umdrehung der Antriebswelle 12 verteilt sind. Außerdem ergibt sich eine gleichmäßige Förderung der Pumpe. Die Pumpenkolben 28 des zweiten Paars der Pumpenelemente 24,25 können auch in beliebigen anderen Drehstellungen bezüglich der Drehachse 13 der Antriebswelle 12 angeordnet sein, in denen diese um etwa 90° oder ein ganzzahliges Vielfaches von 90° bezüglich den Pumpenkolben 28 des ersten Paars der Pumpenelemente 22,23 verdreht angeordnet sind.

Claims

Ansprüche
1. Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe, mit einer Antriebswelle (12), durch wenigstens einen ersten Doppelnocken (18) aufweist, dessen Nocken um etwa 180° um die Drehachse (13) der Antriebswelle (12) zueinander verdreht angeordnet sind, mit wenigstens einem ersten Paar von Pumpenelementen (22,23), die jeweils einen zumindest mittelbar durch den ersten Doppelnocken (18) in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben (28) aufweisen, die um etwa 90° um die Drehachse (13) der Antriebswelle (12) zueinander verdreht angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (12) in Richtung ihrer Drehachse (13) neben dem ersten Doppelnocken (18) einen zweiten Doppelnocken (20) aufweist, dessen Nocken um etwa 180° um die Drehachse (13) der Antriebswelle (12) zueinander verdreht angeordnet sind, dass der zweite
Doppelnocken (20) bezüglich dem ersten Doppelnocken (18) um die Drehachse (13) der Antriebswelle (12) um etwa 45° verdreht angeordnet ist und dass ein zweites Paar von Pumpenelementen (24,25) vorgesehen ist mit jeweils einem Pumpenkolben (28), der zumindest mittelbar durch den zweiten Doppelnocken (20) in einer Hubbewegung angetrieben wird und die um etwa 90° um die Drehachse (13) der Antriebswelle (12) zueinander verdreht angeordnet sind.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenkolben (28) des zweiten Paars der Pumpenelemente (24,25) in zumindest annähernd derselben Drehstellung bezüglich der Drehachse (13) der Antriebswelle (12) angeordnet sind wie die Pumpenkolben (28) des ersten Paars der Pumpenelemente (22,23) .
3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenkolben (28) des zweiten Paars der Pumpenelemente (24,25) bezüglich der Pumpenkolben (28) des ersten Paars der Pumpenelemente (22,23) um etwa 90° oder ein ganzzahliges Vielfaches von 90° um die Drehachse (13) der Antriebswelle (12) verdreht angeordnet sind.
4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenkolben (28) des zweiten Paars der Pumpenelemente (24,25) bezüglich der Pumpenkolben (28) des ersten Paars der Pumpenelemente (22,23) um etwa 180° um die Drehachse (13) der Antriebswelle (12) verdreht angeordnet sind, so dass die Pumpenkolben (28) der Pumpenelemente (22,23,24,25) zumindest annähernd gleichmäßig um die Drehachse (13) der Antriebswelle (12) verteilt angeordnet sind.
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