WO2014170105A1

WO2014170105A1 - Kolbenpumpe, insbesondere kraftstoff-hochdruckpumpe

Info

Publication number: WO2014170105A1
Application number: PCT/EP2014/056048
Authority: WO
Inventors: Siamend Flo; Andreas PLISCH; Michael Lenz; Tamim Latif; Stefan Woerner
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2014-10-23
Also published as: DE102013206930A1; US20160076538A1; EP2986841A1; KR20150141973A; JP2016515681A; CN105121831A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe (24), insbesondere Kraftstoff- Hochdruckpumpe, mit einer Zylinderbuchse (32) und mindestens einem an der Zylinderbuchse (32) befestigten Koppelelement(46, 48) zur Halterung einer Ventileinrichtung (22, 50). Erfindungsgemäß istdas Koppelelement(46, 48) eine rohrförmige Hülse.

Description

Beschreibung

Titel

Kolbenpumpe, insbesondere Kraftstoff-Hochdruckpumpe Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Vom Markt her bekannt sind Kraftstoffsysteme für Brennkraftmaschinen, die u.a. eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe aufweisen, mittels welcher eine jeweils benötigte

Kraftstoff menge in einen Kraftstoffspeicher bzw. Kraftstoffverteiler unter einem jeweils gewünschten Druck gefördert werden kann. Beispielsweise sind solche Kraftstoff- Hochdruckpumpen als Kolbenpumpen ausgeführt. Hierbei wird durch einen radial auf einer Nocken- oder Ausgleichswelle sitzenden Kolben eine Rotationsbewegung in eine Hubbewegung gewandelt. Durch den Hub des Kolbens kann der Kraftstoff in einem Arbeitsraum der Kraftstoff-Hochdruckpumpe komprimiert und auf eine Hochdruckseite der Kraftstoff-Hochdruckpumpe bzw. des Kraftstoffsystems gefördert werden. Häufig sind wesentliche Elemente solcher Kraftstoff-Hochdruckpumpen in massiver

Ausführung unter Verwendung von spanenden und/oder schmiedenden Prozessen hergestellt, wobei ein entsprechend großer Materialeinsatz erforderlich ist.

Offenbarung der Erfindung

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch eine Kolbenpumpe nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden

Beschreibung und in den Zeichnungen, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird. Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass ein Gewicht einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe reduziert und Herstellungskosten gesenkt werden können. Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe ermöglicht es, dass Elemente innerhalb der Kolbenpumpe miteinander besser hydraulisch verbunden sein können. Dabei können sich geringere Saugverluste der Kolbenpumpe sowie eine bessere Befüllung eines Arbeitsraums der Kolbenpumpe ergeben. Dadurch kann eine Dampfbildung innerhalb der Kolbenpumpe vermindert werden, wodurch sich eine geringere Gefahr von Kolbenfressern ergeben kann.

Gegebenenfalls kann ein Vordruck der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe abgesenkt werden. Weiterhin umschließt die Kolbenpumpe ein vergleichsweise großes

Kraftstoffvolumen, wodurch hydraulische Pulsationen im Niederdruckbereich der

Kolbenpumpe gedämpft werden können. Weiterhin erfolgt während des Betriebes eine im Wesentlichen gleichmäßige Erwärmung eines Kolbens und einer Zylinderbuchse der Kolbenpumpe. Dadurch wird ebenfalls eine verminderte Neigung zu

Kolbenfressern erreicht. Weiterhin kann die erfindungsgemäß Kolbenpumpe mit einem geringeren Anteil von Zerspanungsherstellschritten hergestellt werden. Elemente der Kolbenpumpe können häufig als vergleichsweise einfach hergestellte Drehteile oder als Blech-Tiefziehteile ausgeführt werden.

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere Kraftstoff-Hochdruckpumpe, mit einer Zylinderbuchse und mindestens einem an der Zylinderbuchse befestigten

Koppelelement zur Koppelung einer Funktionseinrichtung, insbesondere einer

Ventileinrichtung, mit der Zylinderbuchse, und zwar insbesondere zur Koppelung in einer zur Längsachse der Zylinderbuchse orthogonalen Richtung. Erfindungsgemäß ist das mindestens eine Koppelelement eine rohrförmige Hülse. Der Begriff "rohrförmige Hülse" schließt erfindungsgemäß ein, dass das Koppelelement in axialer Richtung auch verschiedenartig ausgeführte Abschnitte umfassen kann. Beispielsweise kann das Koppelelement über einen ersten axialen Bereich im Wesentlichen zylindrisch und über einen zweiten axialen Bereich im Wesentlichen kegelförmig oder dergleichen ausgeführt sein. Dadurch, dass das Koppelelement nicht als massive Konstruktion, sondern als rohrförmige Hülse ausgeführt ist, kann außer einer erheblichen

Gewichtsreduktion zugleich ein in der Kolbenpumpe (außerhalb von Zylinderbuchse und Koppelelement) vorhandenes Kraftstoffvolumen vergrößert werden, wodurch sich die oben beschriebenen Vorteile ergeben. Dadurch kann die Kolbenpumpe besonders einfach und zugleich robust hergestellt werden, wobei ein erforderlicher

Rohmaterialanteil erheblich reduziert ist. Vorzugsweise ist auch die Zylinderbuchse der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe als im Wesentlichen rohrförmige Hülse ausgeführt, so dass mehrere der miteinander verbundenen Elemente der Kolbenpumpe als gemeinsame "Hülsenkonstruktion" ausgeführt sind. Beispielsweise sind zwei

Koppelelemente mit der Zylinderbuchse verbunden. Die Kolbenpumpe kann vorteilhaft als Kraftstoff-Hochdruckpumpe in einem Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine verwendet werden, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Zylinderbuchse mit dem Koppelelement verschweißt ist. Beispielsweise können die Schweißnähte mittels Kondensator- Entladungs-Schweißen (KE-Schweißen) hergestellt werden, wodurch sich eine dauerhafte und besonders kostengünstige Verbindung ergibt. Alternative

Verbindungstechniken dazu sind Laserschweißung oder Lötung. Auch ein Verpressen ist denkbar.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Ventileinrichtung ein Mengensteuerventil und/oder ein Auslassventil umfasst. Das Mengensteuerventil und das Auslassventil sind dabei jeweils an oder in einem eigenen als rohrförmige Hülse ausgeführten Koppelelement angeordnet. Durch die Integration des Mengensteuerventils oder des Auslassventils oder von beiden baut die erfindungsgemäße Kolbenpumpe besonders kompakt. Das Gewicht der Kolbenpumpe sowie Gesamtkosten des Kraftstoff Systems können dadurch gesenkt werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Kolbenpumpe ein topfförmiges Gehäuse mit einem Mantelabschnitt, welcher mit dem mindestens einen

Koppelelement fluiddicht verbunden ist. Beispielsweise kann die Verbindung ebenfalls durch Schweißnähte, insbesondere mittels eines Kondensator-Entladungs- Schweißverfahrens (KE-Schweißen) erfolgen. Das topfförmige Gehäuse der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe kann als Tiefziehteil ausgeführt sein, wodurch sich ein vergleichsweise geringes Gewicht und niedrige Herstellkosten ergeben können. Dennoch ist das topfförmige Gehäuse robust genug für den vergleichsweise rauen Betrieb einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe. Der Mantelabschnitt des Gehäuses ist beispielsweise mit einem jeweiligen axialen Endabschnitt des Koppelelements verbunden.

Ergänzend kann vorgesehen sein, dass das topfförmige Gehäuse einen Hohlraum begrenzt, der mit einer Einlassöffnung der Kolbenpumpe hydraulisch verbunden ist. Bedingt durch das topfförmige Gehäuse der Kolbenpumpe kann der Hohlraum ein vergleichsweise großes Volumen umschließen. Durch die Verbindung des Hohlraums mit der Einlassöffnung kann der Hohlraum vorteilhaft zu einer hydraulischen

Pulsationsdämpfung der Kolbenpumpe im Niederdruckbereich beitragen. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Kolbenpumpe einen gegebenenfalls mehrteiligen Flanschabschnitt, der das topfförmige Gehäuse nach außen verschließt und als Gegenlager für eine Kolbenfeder und als Halter für eine Kolbendichtung dient. Der Flanschabschnitt ist vorzugsweise an einem Endabschnitt des topfförmigen Gehäuses der Kolbenpumpe angeordnet, welcher einer die

Kolbenpumpe tragenden Anbaustruktur der Brennkraftmaschine zugewandt ist. Mittels des Flanschabschnitts kann daher nicht nur das topfförmige Gehäuse fluiddicht verschlossen sein, sondern der Flanschabschnitt kann zugleich als Gegenlager für die Kolbenfeder und als Halter für die Kolbendichtung verwendet werden. Dadurch kann die Kolbenpumpe besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden.

Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das topfförmige Gehäuse und/oder der Flanschabschnitt unter Verwendung von gezogenen und/oder geprägten und/oder gebogenen Blechen oder als Spritzgussteile ausgeführt ist. Mittels dieser konstruktiven Möglichkeiten können das topfförmige Gehäuse beziehungsweise der Flanschabschnitt besonders einfach und mit geringem Gewicht und zudem

kostengünstig hergestellt werden.

In einer nochmals weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein axialer Endabschnitt der Zylinderbuchse als Zulaufstutzen ausgebildet. Vorzugsweise ist der Zulaufstutzen in Richtung einer Längsachse der Zylinderbuchse ausgeführt. Dadurch kann der Zulaufstutzen unmittelbar mit einem axialen Endabschnitt ("Stirnseite") des topfförmigen Gehäuses verbunden sein, beispielsweise mittels Schweißung. Durch die Ausbildung des Zulaufstutzens können sich Kostenvorteile sowie eine Verminderung der Teileanzahl der Kolbenpumpe ergeben. Darüber hinaus ergeben sich auch funktionale Vorteile, da die Stabilität der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe erhöht werden kann. Insbesondere kann eine Belastung der Schweißnähte zwischen den Mantelabschnitten des topfförmigen Gehäuses und den Koppelelementen deutlich vermindert werden, wodurch auch die Dauerfestigkeit der Kolbenpumpe verbessert werden kann. Außerdem können Schwingungen, insbesondere an der Stirnseite des topfförmigen Gehäuses, reduziert und somit die Akustik verbessert werden. Ergänzend kann vorgesehen sein, dass der Zulaufstutzen durch mindestens eine radiale Bohrung mit dem Hohlraum verbunden ist. Dadurch kann auf einfache, aber zugleich wirkungsvolle Weise der durch das topfförmige Gehäuse gebildete Hohlraum vorteilhaft zur hydraulischen Druckdämpfung verwendet werden, wodurch also

Druckpulsationen beim Betrieb der Kolbenpumpe vermindert werden können.

Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter

Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 ein vereinfachtes Schema für eine Kraftstofffördereinrichtung für eine

Brennkraftmaschine;

Figur 2 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Kolbenpumpe der Kraftstofffördereinrichtung ;

Figur 3 eine vergrößerte Darstellung eines in der Zeichnung unteren Bereichs von Figur 2;

Figur 4 eine vergrößerte Darstellung von Elementen eines in der Zeichnung mittleren Bereichs von Figur 2; und

Figur 5 eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Kolbenpumpe der Kraftstofffördereinrichtung.

Es werden für funktionsäquivalente Elemente und Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet.

Figur 1 zeigt eine Kraftstofffördereinrichtung 10 für eine weiter nicht dargestellte Brennkraftmaschine in einer stark vereinfachten Darstellung. Aus einem Kraftstofftank 12 wird Kraftstoff über eine Saugleitung 14, mittels einer Vorforderpumpe 16, über eine Niederdruckleitung 18, und über ein von einer elektromagnetischen

Betätigungseinrichtung 20 ("Elektromagnet") betätigbares Mengensteuerventil 22 einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe - nachfolgend als Kolbenpumpe 24 bezeichnet - zugeführt. Stromabwärts ist die Kolbenpumpe 24 über eine Hochdruckleitung 26 an einen Hochdruckspeicher 28 ("Common Rail") angeschlossen. Weiterhin sind ein Gehäuse 36 der Kolbenpumpe 24, eine Zylinderbuchse 32, ein in der Zylinderbuchse 32 angeordneter Kolben 30 und ein von der Zylinderbuchse 32 umschlossener Arbeitsraum 34, sowie eine an einem axialen Endabschnitt 38 des Kolbens 30 angreifende Nockenscheibe 40 in der Figur 1 schematisch dargestellt. Sonstige Elemente, wie beispielsweise Ventile der Kolbenpumpe 24, sind in der Figur 1 nicht gezeichnet. Die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 20 wird durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 42 angesteuert.

Es versteht sich, dass das Mengensteuerventil 22 auch als Baueinheit mit der

Kolbenpumpe 24 ausgebildet sein kann, wie in den nachfolgenden Figuren 2 bis 5 noch gezeigt werden wird. Beispielsweise kann das Mengensteuerventil 22 ein zwangsweise offenbares Einlassventil der Kolbenpumpe 24 sein.

Beim Betrieb der Kraftstofffördereinrichtung 10 fördert die Vorforderpumpe 16 Kraftstoff vom Kraftstofftank 12 in die Niederdruckleitung 18. Dabei steuert das

Mengensteuerventil 22 die dem Arbeitsraum 34 zugeführte Kraftstoffmenge. Das Mengensteuerventil 22 kann in Abhängigkeit von einem jeweiligen Bedarf an Kraftstoff geschlossen und geöffnet werden. Der Kraftstoff ist beispielsweise Benzin oder Dieselkraftstoff.

Die Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform der

Kolbenpumpe 24 der Kraftstofffördereinrichtung 10 nach Figur 1 . Die Kolbenpumpe 24 umfasst das topfförmig ausgeführte Gehäuse 36, welches weitere Elemente der Kolbenpumpe 24 umschließt. Vorliegend ist das topfförmige Gehäuse 36 als gezogenes, geprägtes und gebogenes Blechteil ausgeführt, welches unter anderem die Funktionen eines "Deckels" und eines Befestigungsflansches herkömmlicher Hochdruck-Kraftstoffpumpen in sich vereint. Alternativ kann das topfförmige Gehäuse 36 als Spritzgussteil ausgeführt sein. Die Kolbenpumpe 24 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch um eine in der Zeichnung vertikale Längsachse 44 ausgeführt.

In einem in der Figur 2 mittleren Bereich der Kolbenpumpe 24 ist die Zylinderbuchse 32 angeordnet, und zwar koaxial zu der Längsachse 44 der Kolbenpumpe 24. Der Kolben 30 ist in der Zylinderbuchse 32 vertikal beweglich. Links bzw. rechts in der Zeichnung sind an radialen Öffnungen (ohne Bezugszeichen) der Zylinderbuchse 32 ein erstes Koppelelement 46 bzw. ein zweites Koppelelement 48 angeordnet. Die radialen Öffnungen sowie das erste und das zweite Koppelelement 46 und 48 sind im Wesentlichen rotationsymmetrisch in Bezug auf eine zu der Längsachse 44 rechtwinklig angeordnete Querachse 52 ausgeführt und weisen im Wesentlichen die Geometrie von rohrförmigen Hülsen auf. Insbesondere umfassen die Koppelelemente 46 und 48 jeweils einen radial inneren Hohlraum und weisen an einem jeweils der Zylinderbuchse 32 zugewandten Endabschnitt eine im Wesentlichen kegelförmige Geometrie auf. Radial außen an dem kegelförmigen Endabschnitt sind das erste und das zweite Koppelelement 46 und 48 jeweils fluiddicht mit einem umlaufenden

Randabschnitt der Öffnungen der Zylinderbuchse 32 verschweißt, was in der Figur 4 noch näher erläutert werden wird. Vorliegend werden die Zylinderbuchse 32 und die damit verbundenen Koppelelemente 46 und 48 zusammen auch als

"Hülsenkonstruktion" bezeichnet.

An bzw. bereichsweise in dem ersten Koppelelement 46 ist als Funktionselement eine erste Ventileinrichtung, vorliegend ein Auslassventil 50, der Kolbenpumpe 24 angeordnet. An bzw. bereichsweise in dem zweiten Koppelelement 48 ist als

Funktionselement eine zweite Ventileinrichtung, vorliegend das Mengensteuerventil 22, angeordnet. Das Auslassventil 50 und das Mengensteuerventil 22 weisen ebenfalls eine im Wesentlichen rotationssymmetrische Geometrie in Bezug auf die Querachse 52 auf und sind in den Koppelelementen 46 und 48 eingepresst bzw. damit

verschweißt. Im Boden des topfförmigen Gehäuses 36 ist eine zentrische

Einlassöffnung 37 zum Anschluss an die Niederdruckleitung 18 vorhanden.

Das topfförmige Gehäuse 36 umfasst in einem axial in etwa mittleren Bereich einen in der Zeichnung linken Mantelabschnitt 36a, welcher mit dem ersten Koppelelement 46 fluiddicht verbunden ist, beispielsweise verschweißt. Das zweite Koppelelement 48 ist jedoch mittels eines Zwischenelements 53 mit einem vergleichbaren rechten

Mantelabschnitt 36b des topfförmigen Gehäuses 36 fluiddicht verbunden,

beispielsweise verschweißt. Das Zwischenelement 53 weist einen radial inneren Hohlraum und zwei daran angeschlossene radiale Öffnungen 68a und 68b auf.

Das Zwischenelement 53 ist ebenfalls im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu der Querachse 52 ausgeführt und ist mit einem in der Zeichnung rechten radial äußeren Endabschnitt des zweiten Koppelelements 48 verbunden, beispielsweise verpresst oder verschweißt. Insoweit könnte man auch sagen, dass das Zwischenelement als ein zum Koppelelement 48 gehörendes Teil angesehen und gegebenenfalls sogar mit diesem zusammen ein einstückiges Koppelelement bilden kann. Ein in der Zeichnung linker Endabschnitt des Mengensteuerventils 22 ragt durch den Hohlraum des

Zwischenelements 53 und ist dabei mit einer radial inneren Wandfläche des zweiten Koppelelements 48 verbunden.

An einem in der Zeichnung von Figur 2 unteren Endabschnitt des topfförmigen

Gehäuses 36 ist ein mehrteiliger Flanschabschnitt angeordnet. Der mehrteilige

Flanschabschnitt umfasst einen als Dichtungsträger 54 ausgebildeten ersten

Flanschabschnitt, einen als Dichtungshalter 56 ausgeführten zweiten Flanschabschnitt, sowie einen inneren Flanschabschnitt 58. Der Dichtungsträger 54, der Dichtungshalter 56 und der innere Flanschabschnitt 58 sind jeweils ebenfalls in Bezug auf die

Längsachse 44 im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgeführt. Der mehrteilige Flanschabschnitt entspricht unter anderem einem "Kundenanschluss" einer

herkömmlichen Kraftstoff-Hochdruckpumpe, wodurch diese in einer "Anbaustruktur", beispielsweise einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, aufgenommen werden kann.

Vorliegend sind die Elemente des mehrteiligen Flanschabschnitts unter Verwendung von gezogenen bzw. geprägten gebogenen Blechen ("Tiefziehteile") hergestellt. Weil der mehrteilige Flanschabschnitt einen Niederdruckbereich der Kolbenpumpe 24 begrenzt, sind dessen Elemente vergleichsweise dünn und leicht ausgeführt. Alternativ können diese Elemente als Spritzgussteile ausgeführt sein.

Die drei besagten Elemente berühren einander zumindest paarweise oder sind zumindest bereichsweise und paarweise kraftschlüssig oder stoffschlüssig miteinander verbunden. Insbesondere ist der Dichtungshalter 56 in einem radial inneren Bereich als Ringscheibe ausgeführt, wobei Abschnitte des Dichtungsträgers 54 und des inneren Flanschabschnitts 58 durch ein zentrisch in dem Dichtungshalter 56 angeordnetes Loch ragen.

In einer umlaufenden radial einwärtigen Ausprägung des Dichtungsträgers 54 ist eine Gehäusedichtung 60, welche vorliegend als O-Ring ausgeführt ist, angeordnet. Dabei bildet der Dichtungshalter 56 zusammen mit der umlaufenden Ausprägung in dem Dichtungsträger 54 eine radial umlaufende Nut, in welcher die Gehäusedichtung 60 formschlüssig gehalten ist. Der Dichtungsträger 54 ist mit einem in der Figur 2 unteren Endabschnitt des topfförmigen Gehäuse 36 fluiddicht verbunden, vorliegend ebenfalls verschweißt.

In einem unteren Bereich der Zeichnung ist konzentrisch zu der Längsachse 44 eine als Schraubenfeder ausgeführte Kolbenfeder 62 angeordnet. Die Kolbenfeder 62 ist teilweise an einem radial äußeren Abschnitt des Dichtungsträgers 54 angeordnet. Dabei liegt ein in der Zeichnung oberer Endabschnitt der Kolbenfeder 62 an dem sich radial erstreckenden bundartigen Abschnitt des Dichtungshalters 56 an, welcher somit auch ein Gegenlager für die Kolbenfeder 62 bildet. Ein in der Zeichnung unterer Endabschnitt der Kolbenfeder 62 liegt an einem Federteller 64 an, welcher an einem in der Zeichnung unteren Endabschnitt des Kolbens 30 kraftschlüssig oder stoffschlüssig mit diesem verbunden ist.

Der einstückig ausgeführte Kolben 30 weist im Wesentlichen drei Durchmesser (ohne Bezugszeichen) auf. In einem mittleren Bereich des Kolbens 30 weist der Kolben 30 einen vergleichsweise großen Durchmesser auf, welcher im Wesentlichen einem Innendurchmesser der Zylinderbuchse 32 entspricht. In einem in der Zeichnung oberen und unteren Endabschnitt des Kolbens 30 weist dieser jeweils einen verminderten Durchmesser auf. Der untere Endabschnitt des Kolbens 30 wird von einer von dem Dichtungsträger 54 gehaltenen Kolbendichtung 66 radial umschlossen, so dass eine Leckage von Kraftstoff aus der Kolbenpumpe 24 in die (nicht dargestellte)

Anbaustruktur beziehungsweise umgekehrt eine Leckage von flüssigen Medien (beispielsweise Motorenöl) aus der Anbaustruktur in die Kolbenpumpe 24 verhindert oder zumindest minimiert werden kann.

Im Betrieb der Kolbenpumpe 24 wird, vergleichbar zu der Figur 1 , Kraftstoff aus der Niederdruckleitung 18 über die zentrische Öffnung 37 im Boden des topfförmigen Gehäuses 36 und die Öffnungen 68a und 68b zum Mengensteuerventil 22 und von dort in den Arbeitsraum 34 und letztlich hin zu dem Auslassventil 50 und in die

Hochdruckleitung 26 gefördert.

Dabei strömt der Kraftstoff durch die zentrische Öffnung 37 in einen in der Zeichnung oberen Hohlraum 70 in dem topfförmigen Gehäuse 36 ein. Das topfförmige Gehäuse 36 begrenzt den Hohlraum 70 radial sowie in der Zeichnung nach oben,

Dichtungsträger 54 und Dichtungshalter 56 begrenzen ihn nach unten. Insgesamt umfasst der Hohlraum 70 einen in der Zeichnung oberhalb der Koppelelemente 46 und 48 angeordneten Bereich ("Dämpferraum") und einen in der Zeichnung unterhalb der Koppelelemente 46 und 48 angeordneten Bereich ("Stufenraum"). Ein in dem

Dämpferraum vorhandener hydraulischer Dämpfer ist in der Figur 2 sowie in den weiter unten beschriebenen Figuren 3 bis 5 nicht mit dargestellt.

Als Folge der in der Figur 2 dargestellten Ausführungsform der Kolbenpumpe 24 mit vergleichsweise dünnwandigen Elementen (insbesondere dem topfförmigen Gehäuse 36, der Zylinderbuchse 32, dem Zwischenelement 53 sowie den Koppelelementen 46 und 48) kann der Hohlraum 70 ein vergleichsweise großes Kraftstoffvolumen aufnehmen. Dadurch kann eine hydraulische Anbindung der verschiedenen

Funktionsbereiche der Kolbenpumpe 24 untereinander verbessert werden, und es können hydraulische Druckpulsationen im Betrieb der Kolbenpumpe 24 besser gedämpft werden. Weiterhin ermöglicht die in den Figuren dargestellte Anordnung im Betrieb der

Kolbenpumpe 24 eine im Wesentlichen gleichmäßige und schnelle Temperierung insbesondere der vergleichsweise freistehend angeordneten Zylinderbuchse 32.

Dadurch kann eine schnelle Wärmeabfuhr über das vergleichsweise dünnwandige und leichte Gehäuse 36 verhindert werden. Somit kann auch eine Gefahr von

Kolbenfressern des Kolbens 30 in der Zylinderbuchse 32 deutlich reduziert werden.

Figur 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines in der Zeichnung unteren Bereichs der Kolbenpumpe 24 von Figur 2. Insbesondere ist die Anordnung des mehrteiligen Flanschabschnitts, vorliegend den Dichtungsträger 54, den Dichtungshalter 56 und den inneren Flanschabschnitt 58 umfassend, besser zu erkennen.

Figur 4 zeigt eine vergrößerte Darstellung von Elementen der Kolbenpumpe 24 eines in der Zeichnung mittleren Bereichs von Figur 2. In der Figur 4 sind einige dieser Elemente der besseren Übersicht halber jedoch nicht mit dargestellt. An dem

Zwischenelement 53 ist eine dritte radiale Öffnung 68c sichtbar. Insgesamt kann das Zwischenelement 53 bzw. das zweite Koppelelement 48 (vergleiche die nachfolgende Figur 5) auch mit mehr als drei oder vier radialen Öffnungen 68a bis 68c ausgeführt sein. Die Koppelelemente 46 und 48 sind an den zugehörigen Öffnungen der

Zylinderbuchse 32 durch an Endabschnitten der Koppelelemente 46 und 48 angeordnete radial umlaufende Schweißnähte 80 und 82 verschweißt. Vorliegend sind die Schweißnähte 80 und 82 mittels Kondensator-Entladungs-Schweißen (KE- Schweißen) hergestellt. In der Figur 2 ist an diesen Stellen eine scheinbare

Durchdringung der Endabschnitte der Koppelelemente 46 und 48 mit den

Randbereichen der Öffnungen der Zylinderbuchse 32 sichtbar. Geeignete alternative Verbindungstechniken sind Laserschweißung oder Lötung.

Weiterhin sind in der Figur 4 Kontaktstellen 80a und 82a für die Anschaltung von Schweißelektroden (nicht dargestellt) durch Pfeile gekennzeichnet. Bei der vorliegenden Anordnung der Schweißnähte 80 und 82 und der zugehörigen

Kontaktstellen 80a und 82a kann eine KE-Schweißung der Koppelelemente 46 und 48 an die Zylinderbuchse 32 sogar in einem einzigen Arbeitsschritt erfolgen. Bei einer gegebenenfalls weniger geeigneten Anordnung der besagten Elemente erfolgt die Schweißung in zwei Arbeitsschritten, wobei die Koppelelemente 46 und 48 einzeln nacheinander an die Zylinderbuchse 32 angeschweißt werden.

Figur 5 zeigt eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Kolbenpumpe 24 der Kraftstofffördereinrichtung 10. Abweichend von der Figur 2 sind in der Figur 5 einige Elemente der Kolbenpumpe 24 nicht mit dargestellt.

Vorliegend ist ein axialer Endabschnitt 72 der Zylinderbuchse 32 als Zulaufstutzen 74 ausgebildet. Ein radial äußerer Bereich des axialen Endabschnitts 72 ist mittels einer radial umlaufenden Schweißnaht 76 mit dem in der Zeichnung oben liegenden Boden des topfförmigen Gehäuses 36 fluiddicht verbunden. Ferner weist der axiale

Endabschnitt 72 der Zylinderbuchse 32 innerhalb des topfförmigen Gehäuses 36 eine quer zu der Längsachse 44 ausgeführte durchgehende radiale Bohrung 78 auf, mittels welcher ein Fluidkanal des Zulaufstutzens 74 mit dem Hohlraum 70 hydraulisch verbunden ist. Das erste Koppelelement 46 und das zweite Koppelelement 48 sind jeweils mit den radialen Öffnungen der Zylinderbuchse 32, welche um die Querachse 52 ausgeführt sind, durch jeweils eine radial umlaufende Schweißnaht 80 und 82 fluiddicht verbunden. Alternativ können die Schweißnähte 76, 80 und 82 auch als Lötnähte ausgeführt sein.

Insgesamt weist die Ausführungsform der Kolbenpumpe 24 nach der Figur 5 eine besonders hohe mechanische Stabilität auf. Dies ergibt sich insbesondere dadurch, dass die Zylinderbuchse 32 an dem axialen Endabschnitt 72 mittels der Schweißnaht 76 an dem topfformigen Gehäuse 36 fest verbunden ist. Dadurch kann im Betrieb der Kolbenpumpe 24 die Belastung der Schweißnähte 80 beziehungsweise 82

vergleichsweise gering sein. Außerdem wird durch die starre Verbindung der

Zylinderbuchse 32 an ihrem axialen Endabschnitt 72 mit dem topfformigen Gehäuse 36 der Boden des topfformigen Gehäuses 36 stabilisiert, wodurch eventuelle

Schwingungen des topfformigen Gehäuses 36 reduziert werden und sich somit ein vermindertes Geräusch der Kolbenpumpe 24 ergibt. Vergleichbar zu der Figur 2 weist auch die Kolbenpumpe 24 der Figur 5 wegen des Hohlraums 70, der durchgehenden radialen Bohrung 78 und der radialen Öffnungen 68a, 68b und 68c eine

vergleichsweise gute hydraulische Druckdämpfung im Niederdruckbereich auf.

Claims

Ansprüche

1 . Kolbenpumpe (24), insbesondere Kraftstoff-Hochdruckpumpe, mit einer

Zylinderbuchse (32) und mindestens einem an der Zylinderbuchse (32) befestigten Koppelelement (46, 48) zum Koppeln einer Funktionseinrichtung, insbesondere einer Ventileinrichtung (22, 50), mit der Zylinderbuchse (32), dadurch

gekennzeichnet, dass das Koppelelement (46, 48) eine rohrförmige Hülse ist.

2. Kolbenpumpe (24) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die

Zylinderbuchse (32) mit dem Koppelelement (46, 48) verschweißt ist.

3. Kolbenpumpe (24) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (22, 50) ein

Mengensteuerventil (22) oder ein Auslassventil (50) umfasst.

4. Kolbenpumpe (24) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass sie ein topfförmiges Gehäuse (36) mit einem Mantelabschnitt (36a, 36b) umfasst, welcher mit dem mindestens einen

Koppelelement (46, 48) fluiddicht verbunden ist.

5. Kolbenpumpe (24) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das

topfformige Gehäuse (36) einen Hohlraum (70) begrenzt, der mit einer

Einlassöffnung (37) der Kolbenpumpe (24) hydraulisch verbunden ist.

6. Kolbenpumpe (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass sie einen gegebenenfalls mehrteiligen Flanschabschnitt (54; 56; 58) umfasst, der das topfformige Gehäuse (36) verschließt und als Gegenlager für eine Kolbenfeder (62) und als Halter für eine Kolbendichtung (66) dient.

7. Kolbenpumpe (24) nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch

gekennzeichnet, dass das topfformige Gehäuse (36) und/oder der

Flanschabschnitt (54; 56; 58) unter Verwendung von gezogenen und/oder geprägten und/oder gebogenen Blechen oder als Spritzgussteile ausgeführt ist. Kolbenpumpe (24) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein axialer Endabschnitt (72) der Zylinderbuchse (32) als Zulaufstutzen (74) ausgebildet ist.

Kolbenpumpe (24) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufstutzen (74) durch mindestens eine radiale Bohrung (78) mit dem Hohlraum (70) verbunden ist.