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EP2795095A1 - Pumpe, insbesondere kraftstoffhochdruckpumpe für eine kraftstoffeinspritzeinrichtung - Google Patents

Pumpe, insbesondere kraftstoffhochdruckpumpe für eine kraftstoffeinspritzeinrichtung

Info

Publication number
EP2795095A1
EP2795095A1 EP12809781.3A EP12809781A EP2795095A1 EP 2795095 A1 EP2795095 A1 EP 2795095A1 EP 12809781 A EP12809781 A EP 12809781A EP 2795095 A1 EP2795095 A1 EP 2795095A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
drive shaft
interior
connection
outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP12809781.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2795095B1 (de
Inventor
Christian Langenbach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2795095A1 publication Critical patent/EP2795095A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2795095B1 publication Critical patent/EP2795095B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/102—Mechanical drive, e.g. tappets or cams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0001—Fuel-injection apparatus with specially arranged lubricating system, e.g. by fuel oil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F04B1/0443—Draining of the housing; Arrangements for handling leaked fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/16—Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections

Definitions

  • the invention is based on a pump, in particular
  • High-pressure fuel pump for a fuel injection device 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 AI.
  • This pump has at least one pump element, which in turn has a driven in a stroke pump piston.
  • the pump has a pump housing with an interior in which a drive shaft is rotatably mounted.
  • the pump piston is driven by the drive shaft via a roller tappet in a stroke movement.
  • fuel is supplied via an inlet and fuel can flow out of the interior via a drain.
  • the connection of the interior with the drain is controlled by an overflow valve, which opens the connection of the interior with the drain when it reaches its opening pressure, so that the pressure in the interior is limited.
  • the pump piston moves alternately into and out of the interior space, which generates pressure fluctuations in the interior.
  • Pressure fluctuations can not or only partially be compensated by the overflow valve, whereby fuel from the interior can also be displaced into the inlet. This also leads to pressure fluctuations in the inlet of the pump, which in turn can affect the promotion of the pump, especially when the inlet to the interior is also connected to an inlet to at least one pump element. Disclosure of the invention
  • the pump according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that pressure fluctuations in the interior by the controlled depending on the stroke of the pump piston connection with the process can be better compensated.
  • the embodiment of claim 2 allows a particularly effective reduction of pressure fluctuations in the interior.
  • the embodiment of claim 3 allows easy control of the connection of the interior with the process without additional components.
  • the embodiments according to claims 5 and 6 allow a structurally simple way to control the connection of the interior with the flow through the drive shaft.
  • the embodiment of claim 7 also allows a simple way of controlling the connection of the interior with the process without additional components.
  • the embodiment according to claim 8 allows a structurally simple way to control the connection of the interior with the flow through the
  • FIG. 1 shows a pump in a longitudinal section
  • Figure 2 is a designated II in Figure 1 section of the pump according to a first embodiment
  • Figure 3 shows the detail according to a second embodiment
  • Figure 4 in Figure 1 with IV designated section according to a third embodiment
  • a pump is shown, in particular a
  • the pump has at least one pump element 10, which in turn has a pump piston 12, which is driven at least indirectly by a drive shaft 14 in a lifting movement in at least approximately radial direction with respect to the axis of rotation 15 of the drive shaft 14.
  • the drive shaft 14 is rotatably mounted in a housing of the pump, wherein the bearing points of the drive shaft 14 are designed as plain bearings 16.
  • Drive shaft 14 has a cam 18 or eccentric for driving the pump piston 12.
  • the pump has a multi-part pump housing.
  • the pump piston 12 is tightly guided in a cylinder bore 20 of a first housing part 22 of the pump wherein the first housing part 22 is referred to below as the cylinder head. With its end facing away from the drive shaft 14 of limited
  • Pumping chamber 12 in the cylinder bore 20 has a pump working chamber 24.
  • the pump working chamber 24 has an inlet valve 26, which is for example an inlet check valve opening into the pump working chamber 24, a connection to an inlet 28 leading, for example, from a feed pump, via which the pump working space 24 radially inward to the axis of rotation 15 of the drive shaft 14 directed suction stroke of the pump piston 12 is filled with fuel.
  • the pump working chamber 24 also has an outlet valve 30, which is for example an outlet check valve opening out of the pump working chamber 24, a connection with an outlet 32 leading, for example, to a high-pressure fuel accumulator 34 and the radially outward from the axis of rotation 15 of the drive shaft 14 directed delivery stroke of the pump piston 12 fuel from the
  • the pump piston 12 is supported indirectly via a roller tappet 36 on the cam 16 of the drive shaft 14.
  • a roller 37 is rotatably mounted, which runs on the cam 16.
  • the pump piston 12 is connected to the roller tappet 36 in a manner not shown.
  • the roller plunger 36 and with this the pump piston 12 is acted upon by a spring 38 to the cam 16 of the drive shaft 14 out, so that the roller 37 constantly, so even during the suction stroke of the pump piston 12, remains in contact with the cam 16.
  • the housing of the pump has a second housing part 40, in which the drive shaft 14 can be rotatably supported via one or more bearings.
  • the inlet 28 can pass through the housing part 40, in particular through an interior 42 of the housing part 40, in which the cam 16 of the drive shaft 14 is arranged, and through holes or channels in the housing part 40.
  • the roller tappet 36 can in a receptacle 44 in the housing part Be guided 40, wherein the receptacle 44 may be formed as a bore.
  • the fuel is conveyed into the inlet 27 by a feed pump 46, which draws fuel from a fuel tank 47.
  • the feed pump may be an electrically driven pump or a mechanical, for example, together with the high-pressure fuel pump driven pump. It can be provided that the inlet 28 to the pump element 10 through the
  • Interior 42 takes place, so the entire amount of fuel pumped by the pump 46 passes into the interior 42 and from this to
  • a fuel metering device 48 may be provided, which may be formed for example as a proportional valve, through which a variable flow area in the inlet 28 to the pump element 10 can be adjusted.
  • Fuel quantity can be variably adjusted.
  • the fuel meter 48 is controlled by an electronic control unit 49.
  • the interior 42 of the housing part 40 also has a drain 50, can flow through the fuel from the interior 42, for example in a return 51 to the fuel tank 47. It can be provided that a first connection of the interior 42 with the outlet 50 through a Overflow valve 52 is controlled, which opens upon reaching a predetermined pressure in the interior 42 and opens the connection to the drain 50. When the pressure in the interior 42 is below the opening pressure of thedesignrströmventils 52 this is closed and the interior 42 separated from the drain 50.
  • the pump piston 12 moves with the roller tappet 36 alternately into the interior 42 and out of this, whereby the volume of the interior 42 is changed and pressure fluctuations in the
  • Interior 42 are generated. In particular, if only one pump element 10 is present occur strong pressure fluctuations. If several
  • Pump elements 10 are provided which do not promote synchronous, the pressure fluctuations can be kept lower.
  • the interior space 42 additionally or alternatively to the connection controlled by the overflow valve 52 has at least one other connection to the outlet 50, which is controlled as a function of the stroke of the pump piston 12.
  • Interior 42 with the outlet 50 is controlled in particular such that it is in the region of a central stroke of the pump piston 12 when it moves from its top dead center to its bottom dead center into the interior 42, and in other areas of the stroke of the pump piston 12th closed is.
  • Drive shaft 14 has in the region of at least one of its sliding bearing points 16 on a bearing pin 54 which is rotatably mounted directly or via a bearing bush in a bore of the housing part 40.
  • the bearing pin 54 connects in the axial direction of the arranged in the interior 42 cam 18 of the drive shaft 14 and the bearing pin 54 has at its the cam 18 and thus the interior 42 facing edge region in its outer jacket at least a flat 56 on.
  • the flattening 56 is arranged in a peripheral region of the drive shaft 14, in which a falling edge of the cam 18 is arranged on the drive shaft 14.
  • In the housing part 40 is an on the
  • the bore 58 opens at its other end in the sequence 50, which is formed for example in the form of a channel or a bore in the housing part 40.
  • the bore 58 extends inclined to the longitudinal axis 15 of the drive shaft 14, starting from its mouth at the sliding bearing point 16 to its mouth in the sequence 50 of the longitudinal axis 15 of the drive shaft 14 away.
  • the cam 18 may be a single cam, so that with each revolution of the drive shaft 14 of the pump piston 12 executes only one suction and delivery stroke. In this case, it is sufficient if the drive shaft 14 has only one flat 56.
  • the cam 18 may also be a multiple cam, such as a double or triple cam, the pump piston 12 in these cases, several suction and delivery strokes with each revolution of the drive shaft 14 from.
  • the drive shaft 14 has a plurality of, preferably corresponding to the number of suction strokes of the pump piston 12 per revolution of the drive shaft 14 selected flats 56, so that the interior is connected to the drain 50 at each suction stroke of the pump piston 12.
  • the drive shaft 14 has on the outer surface of its journal 54 in the Slide bearing 16 at least one flattening 60, which is arranged in a direction remote from the cam 18 in the axial direction edge region of the journal 54.
  • In the housing part 40 is at the sliding bearing 16 in the region of the outer shell of the bearing journal 54 of the drive shaft 14 in the cam 18 facing away from the edge opening channel, in particular in the form of a bore 62 is provided.
  • the bore 62 opens at its other end into the interior 42.
  • the bore 62 extends inclined to the longitudinal axis 15 of the drive shaft 14, starting from its mouth at the sliding bearing 16 to its mouth in the interior 42 of the longitudinal axis 15 of the drive shaft 14 away.
  • Housing part 40 is a space formed, which is connected to the drain 50.
  • the function of controlling the communication of the inner space 42 with the drain 50 through the drive shaft 14 is the same as described in the first embodiment. It can also be provided a plurality of flats 60 corresponding to the number of suction strokes of the pump piston 12 per revolution of the drive shaft 14.
  • a bore 66 which is connected at its other end to the drain 50.
  • Roller plunger 36 or a plunger body of the roller tappet 36 is cup-shaped, wherein the bottom 67 of the drive shaft 14 faces and the roller tappet 36 is guided over a subsequent to the bottom 67 on the drive shaft 14 side facing jacket 68 in the receptacle 44.
  • the bottom 67 at least one opening 69 is provided, which allows a flow through the roller tappet 36 in Hubbwegung in the receptacle 44.
  • an opening 70 for example in the form of a bore provided.
  • the opening 70 is arranged in the same circumferential region of the receptacle 44 as the bore 66, so that the opening 70 comes into coincidence with the bore 66 during the lifting movement of the pump piston 12 and thus of the roller tappet 36.
  • the jacket 68 of the roller tappet 36 at the mouth of the opening 70 has a flattening or groove 72 surrounding the mouth, which is in particular in Direction of the longitudinal axis of the roller tappet 36 extends.
  • Flattening or groove 72 may be provided instead of the roller tappet 36 at the mouth of the bore 66 in the receptacle 44.
  • the cross-section of the connection which as described above is controlled by the drive shaft 14 via the at least one flat 56 or by the roller tappet 36 via the opening 70, is dimensioned so that at all rotational speeds of the drive shaft 14 sufficient for the heat dissipation of the pump Amount of fuel from the interior 42 can flow.
  • the outflowing amount of fuel should not be too large, otherwise too much energy must be expended for fuel transport.
  • the cross-section of the connection may be designed to achieve an average outflowing fuel quantity of between about 50 and 70 l / h.
  • the cross-section of the connection is designed, for example, such that when the connection is open, an instantaneous fuel outflow of between about 100 l / h to about 500 l / h is made possible.

Landscapes

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Abstract

Die Pumpe weist wenigstens ein Pumpenelement (10) auf, mit einem in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben (12), und ein Pumpengehäuse (22,40), das einen Innenraum (42) aufweist, in dem ein Antriebsbereich (14,18,36) angeordnet ist. Der Pumpenkolben (12) bewegt sich bei seiner Hubbewegung abwechselnd in den Innenraum (42) hinein und aus dem Innenraum (42) heraus. Der Innenraum (42) weist wenigstens einen Zulauf (28) und wenigstens einen Ablauf (50) für flüssiges Medium auf. Die Verbindung des Innenraums (42) mit dem wenigstens einen Ablauf (50) wird abhängig vom Hub des Pumpenkolbens (12) gesteuert.

Description

Beschreibung Titel
Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe für eine
Kraftstoffeinspritzeinrichtung
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Pumpe, insbesondere
Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, nach der Gattung des Anspruchs 1.
Eine solche Pumpe in Form einer Kraftstoffhochdruckpumpe ist durch die DE 199 07 311 AI bekannt. Diese Pumpe weist wenigstens ein Pumpenelement auf, das wiederum einen in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben aufweist. Die Pumpe weist ein Pumpengehäuse auf mit einem Innenraum, in dem eine Antriebswelle drehbar gelagert ist. Der Pumpenkolben wird durch die Antriebswelle über einen Rollenstößel in einer Hubbewegung angetrieben. In den Innenraum wird über einen Zulauf Kraftstoff zugeführt und über einen Ablauf kann Kraftstoff aus dem Innenraum abströmen. Die Verbindung des Innenraums mit dem Ablauf wird durch ein Überströmventil gesteuert, das bei Erreichen seines Öffnungsdrucks die Verbindung des Innenraums mit dem Ablauf öffnet, so dass der Druck im Innenraum begrenzt wird. Bei seiner Hubbewegung bewegt sich der Pumpenkolben abwechselnd in den Innenraum hinein und aus diesem heraus, wodurch Druckschwankungen im Innenraum erzeugt werden. Diese
Druckschwankungen können durch das Überströmventil nicht oder nur teilweise ausgeglichen werden, wobei Kraftstoff aus dem Innenraum auch in den Zulauf verdrängt werden kann. Dies führt auch zu Druckschwankungen im Zulauf der Pumpe, die wiederum die Förderung der Pumpe beeinträchtigen können, insbesondere wenn der Zulauf zum Innenraum auch mit einem Zulauf zum wenigstens einen Pumpenelement verbunden ist. Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Pumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass Druckschwankungen im Innenraum durch die abhängig vom Hub des Pumpenkolbens gesteuerte Verbindung mit dem Ablauf besser ausgeglichen werden können.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Pumpe angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ermöglicht eine besonders wirkungsvolle Reduzierung von Druckschwankungen im Innenraum. Die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine einfache Steuerung der Verbindung des Innenraums mit dem Ablauf ohne zusätzliche Bauteile. Die Ausbildungen gemäß den Ansprüchen 5 und 6 ermöglichen auf konstruktiv einfache Weise die Steuerung der Verbindung des Innenraums mit dem Ablauf durch die Antriebswelle. Die Ausbildung gemäß Anspruch 7 ermöglicht ebenfalls auf einfache Weise eine Steuerung der Verbindung des Innenraums mit dem Ablauf ohne zusätzliche Bauteile. Die Ausbildung gemäß Anspruch 8 ermöglicht auf konstruktiv einfache Weise eine Steuerung der Verbindung des Innenraums mit dem Ablauf durch das
Stützelement.
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, Figur 2 einen in Figur 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Pumpe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Figur 3 den Ausschnitt gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und Figur 4 einen in Figur 1 mit IV bezeichneten Ausschnitt gemäß einem drittten Ausführungsbeispiel. 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 wenigstens ein Pumpenelement 10 auf, das wiederum einen Pumpenkolben 12 aufweist, der zumindest mittelbar durch eine Antriebswelle 14 in einer Hubbewegung in zumindest annähernd radialer Richtung bezüglich der Drehachse 15 der Antriebswelle 14 angetrieben wird. Die Antriebswelle 14 ist in einem Gehäuse der Pumpe drehbar gelagert, wobei die Lagerstellen der Antriebswelle 14 als Gleitlagerstellen 16 ausgeführt sind. Die
Antriebswelle 14 weist für den Antrieb des Pumpenkolbens 12 einen Nocken 18 oder Exzenter auf.
Die Pumpe weist ein mehrteiliges Pumpengehäuse auf. Der Pumpenkolben 12 ist in einer Zylinderbohrung 20 eines ersten Gehäuseteils 22 der Pumpe dicht geführt wobei das erste Gehäuseteil 22 nachfolgend als Zylinderkopf bezeichnet wird. Mit seinem der Antriebswelle 14 abgewandten Ende begrenzt der
Pumpenkolben 12 in der Zylinderbohrung 20 einen Pumpenarbeitsraum 24. Der Pumpenarbeitsraum 24 weist über ein Einlassventil 26, das beispielsweise ein in den Pumpenarbeitsraum 24 hinein öffnendes Einlassrückschlagventil ist, eine Verbindung mit einem beispielsweise von einer Förderpumpe herführenden Zulauf 28 auf, über den der Pumpenarbeitsraum 24 beim radial nach innen zur Drehachse 15 der Antriebswelle 14 gerichteten Saughub des Pumpenkolbens 12 mit Kraftstoff befüllt wird. Der Pumpenarbeitsraum 24 weist außerdem über ein Auslassventil 30, das beispielsweise ein aus dem Pumpenarbeitsraum 24 heraus öffnendes Auslassrückschlagventil ist, eine Verbindung mit einem Auslass 32 auf, der beispielsweise zu einem Kraftstoffhochdruckspeicher 34 führt und über den beim radial nach außen von der Drehachse 15 der Antriebswelle 14 weg gerichteten Förderhub des Pumpenkolbens 12 Kraftstoff aus dem
Pumpenarbeitsraum 24 verdrängt wird.
Der Pumpenkolben 12 stützt sich mittelbar über einen Rollenstößel 36 am Nocken 16 der Antriebswelle 14 ab. Im Rollenstößel 36 ist eine Rolle 37 drehbar gelagert, die auf dem Nocken 16 abläuft. Der Pumpenkolben 12 ist mit dem Rollenstößel 36 in nicht näher dargestellter Weise verbunden. Der Rollenstößel 36 und mit diesem der Pumpenkolben 12 wird durch eine Feder 38 zum Nocken 16 der Antriebswelle 14 hin beaufschlagt, so dass die Rolle 37 ständig, also auch beim Saughub des Pumpenkolbens 12, in Anlage am Nocken 16 bleibt.
Das Gehäuse der Pumpe weist ein zweites Gehäuseteil 40 auf, in dem die Antriebswelle 14 über eine oder mehrere Lagerstellen drehbar gelagert sein kann. Außerdem kann der Zulauf 28 durch das Gehäuseteil 40 verlaufen, insbesondere durch einen Innenraum 42 des Gehäuseteils 40, in dem der Nocken 16 der Antriebswelle 14 angeordnet ist, und durch Bohrungen oder Kanäle im Gehäuseteil 40. Der Rollenstößel 36 kann in einer Aufnahme 44 im Gehäuseteil 40 geführt sein, wobei die Aufnahme 44 als Bohrung ausgebildet sein kann.
In den Innenraum 42 des Gehäuseteils 40 wird Kraftstoff zugeführt,
beispielsweise über einen Zulauf 27, durch den auch der zum
Pumpenarbeitsraum 24 des Pumpenelements 10 führende Zulauf 28 gespeist wird. Die Kraftstoffförderung in den Zulauf 27 erfolgt durch eine Förderpumpe 46, die Kraftsoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 47 ansaugt. Die Förderpumpe kann eine elektrisch angetriebene Pumpe oder eine mechanisch, beispielsweise zusammen mit der Kraftstoffhochdruckpumpe, angetriebene Pumpe sein. Es kann vorgesehen sein, dass der Zulauf 28 zum Pumpenelement 10 durch den
Innenraum 42 erfolgt, also die gesamte von der Förderpumpe 46 geförderte Kraftstoffmenge in den Innenraum 42 gelangt und von diesem zum
Pumpenelement 10. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Zulauf 27 zum Innenraum 42 und der Zulauf 28 zum Pumpenarbeitsraum 24 durch die Förderpumpe 46 parallel befüllt werden. Im Zulauf 28 zwischen der Förderpumpe 46 und dem Pumpenelement 10 kann eine Kraftstoffzumesseinrichtung 48 vorgesehen sein, die beispielsweise als Proportionalventil ausgebildet sein kann, durch das ein variabler Durchflussquerschnitt im Zulauf 28 zum Pumpenelement 10 eingestellt werden kann. Durch die Kraftstoffzumesseinrichtung 48 kann die vom Pumpenelement 10 in den Hochdruckspeicher 34 geförderte
Kraftstoffmenge variabel eingestellt werden. Die Kraftstoffzumesseinrichtung 48 wird durch ein elektronisches Steuergerät 49 angesteuert. Der Innenraum 42 des Gehäuseteils 40 weist außerdem einen Ablauf 50 auf, über den Kraftstoff aus dem Innenraum 42 abströmen kann, beispielsweise in einen Rücklauf 51 zum Kraftstoffvorratsbehälter 47. Es kann vorgesehen sein, dass eine erste Verbindung des Innenraums 42 mit dem Ablauf 50 durch ein Überströmventil 52 gesteuert wird, das bei Erreichen eines vorgegebenen Drucks im Innenraum 42 öffnet und die Verbindung mit dem Ablauf 50 öffnet. Wenn der Druck im Innenraum 42 unterhalb des Öffnungsdrucks des Übrströmventils 52 liegt ist dieses geschlossen und der Innenraum 42 vom Ablauf 50 getrennt. Bei seiner Hubbewegung bewegt sich der Pumpenkolben 12 mit dem Rollenstößel 36 abwechselnd in den Innenraum 42 hinein und aus diesem heraus, wodurch das Volumen des Innenraums 42 verändert wird und Druckschwankungen im
Innenraum 42 erzeugt werden. Insbesondere wenn nur ein Pumpenelement 10 vorhanden ist treten starke Druckschwankungen auf. Wenn mehrere
Pumpenelemente 10 vorgesehen sind, die nicht synchron fördern, können die Druckschwankungen geringer gehalten werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Innenraum 42 zusätzlich oder alternativ zu der durch das Überströmventil 52 gesteuerten Verbindung wenigstens eine andere Verbindung zum Ablauf 50 aufweist, die abhängig vom Hub des Pumpenkolbens 12 gesteuert wird. Die andere Verbindung des
Innenraums 42 mit dem Ablauf 50 wird insbesondere derart gesteuert, dass diese im Bereich eines mittleren Hubs des Pumpenkolbens 12 wenn sich dieser von seinem oberen Totpunkt zu seinem unteren Totpunkt in den Innenraum 42 hinein bewegt, geöffnet ist und in anderen Bereichen des Hubs des Pumpenkolbens 12 geschlossen ist.
In Figur 2 ist die Pumpe ausschnittsweise gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Steuerung der Verbindung des Innenraums 42 mit dem Ablauf 50 durch die Antriebswelle 14 erfolgt. Die
Antriebswelle 14 weist im Bereich zumindest einer ihrer Gleitlagerstellen 16 einen Lagerzapfen 54 auf, der direkt oder über eine Lagerbuchse in einer Bohrung des Gehäuseteils 40 drehbar gelagert ist. Der Lagerzapfen 54 schließt sich in axialer Richtung an den im Innenraum 42 angeordneten Nocken 18 der Antriebswelle 14 an und der Lagerzapfen 54 weist an seinem dem Nocken 18 und somit dem Innenraum 42 zugewandten Randbereich in seinem Außenmantel wenigstens eine Abflachung 56 auf. Die Abflachung 56 ist in einem Umfangsbereich der Antriebswelle 14 angeordnet, in dem eine abfallende Flanke des Nockens 18 an der Antriebswelle 14 angeordnet ist. Im Gehäuseteil 40 ist ein an der
Gleitlagerstelle 16 im Bereich des Außenmantels des Lagerzapfens 54 der Antriebswelle 14 in dessen dem Nocken 18 zugewandtem Randbereich mündender Kanal, insbesondere in Form einer Bohrung 58 vorgesehen. Die Bohrung 58 mündet an ihrem anderen Ende in den Ablauf 50, der beispielsweise in Form eines Kanals oder einer Bohrung im Gehäuseteil 40 ausgebildet ist. Die Bohrung 58 verläuft geneigt zur Längsachse 15 der Antriebswelle 14 ausgehend von ihrer Mündung an der Gleitlagerstelle 16 zur ihrer Mündung in den Ablauf 50 von der Längsachse 15 der Antriebswelle 14 weg.
In Drehwinkelbereichen der Antriebswelle 14, in denen sich deren Abflachung 56 nicht in Überdeckung mit der Mündung der Bohrung 58 befindet, ist die
Verbindung des Innenraums 42 mit dem Ablauf 50 getrennt. In dem
Drehwinkelbereich der Antriebswelle 14, in dem sich deren Abflachung 56 in Überdeckung mit der Mündung der Bohrung 58 befindet, ist die Verbindung des Innenraums 42 über die Bohrung 58 mit dem Ablauf 50 geöffnet und Kraftstoff kann aus dem Innenraum 42 in den Ablauf 50 abströmen. Der Nocken 18 kann ein Einfachnocken sein, so dass bei jeder Umdrehung des Antriebswelle 14 der Pumpenkolben 12 nur einen Saug- und Förderhub ausführt. In diesem Fall ist es ausreichend wenn die Antriebswelle 14 nur einer Abflachung 56 aufweist. Der Nocken 18 kann jedoch auch ein Mehrfachnocken, beispielsweise ein Doppeloder Dreifachnocken sein, wobei der Pumpenkolben 12 in diesen Fällen mehrere Saug- und Förderhübe bei jeder Umdrehung der Antriebswelle 14 aus. Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn die Antriebswelle 14 mehrere, vorzugsweise entsprechend der Anzahl der Saughübe des Pumpenkolbens 12 pro Umdrehung der Antriebswelle 14 gewählte Abflachungen 56 aufweist, so dass der Innenraum bei jedem Saughub des Pumpenkolbens 12 mit dem Ablauf 50 verbunden ist.
In Figur 3 ist die Pumpe ausschnittsweise gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der grundsätzliche Aufbau der Pumpe gleich ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel und die Steuerung der Verbindung des Innenraums 42 mit dem Ablauf 50 ebenfalls durch die Antriebswelle 14 erfolgt. Die Antriebswelle 14 weist am Außenmantel ihres Lagerzapfens 54 in der Gleitlagerstelle 16 wenigstens eine Abflachung 60 auf, die in einem in axialer Richtung dem Nocken 18 abgewandten Randbereich des Lagerzapfens 54 angeordnet ist. Im Gehäuseteil 40 ist ein an der Gleitlagerstelle 16 im Bereich des Außenmantels des Lagerzapfens 54 der Antriebswelle 14 in dessen dem Nocken 18 abgewandtem Randbereich mündender Kanal, insbesondere in Form einer Bohrung 62 vorgesehen. Die Bohrung 62 mündet an ihrem anderen Ende in den Innenraum 42. Die Bohrung 62 verläuft geneigt zur Längsachse 15 der Antriebswelle 14 ausgehend von ihrer Mündung an der Gleitlagerstelle 16 zur ihrer Mündung in den Innenraum 42 von der Längsachse 15 der Antriebswelle 14 weg. Zwischen dem Ende des Lagerzapfens 54 und dem angrenzenden
Gehäuseteil 40 ist ein Raum gebildet, der mit dem Ablauf 50 verbunden ist. Die Funktion der Steuerung der Verbindung des Innenraums 42 mit dem Ablauf 50 durch die Antriebswelle 14 ist gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Es können auch mehrere Abflachungen 60 entsprechend der Anzahl der Saughübe des Pumpenkolbens 12 pro Umdrehung der Antriebswelle 14 vorgesehen sein.
In Figur 4 ist die Pumpe ausschnittsweise gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Steuerung der Verbindung des Innenraums 42 mit dem Ablauf 50 durch den Rollenstößel 36 erfolgt. Am Umfang der Aufnahme 44 des Rollenstößels 36 im Gehäuseteil 40 mündet eine Bohrung 66, die an ihrem anderen Ende mit dem Ablauf 50 verbunden ist. Der
Rollenstößel 36 oder ein Stößelkörper des Rollenstößels 36 ist topfförmig ausgebildet, wobei dessen Boden 67 der Antriebswelle 14 zugewandt ist und der Rollenstößel 36 über einen an den Boden 67 auf dessen der Antriebswelle 14 abgewandter Seite anschließenden Mantel 68 in der Aufnahme 44 geführt ist. Im Boden 67 ist wenigstens eine Öffnung 69 vorgesehen, die eine Durchströmung des Rollenstößels 36 bei dessen Hubbwegung in der Aufnahme 44 ermöglicht. Im Mantel 68 des Rollenstößels 36 ist eine Öffnung 70, beispielsweise in Form einer Bohrung, vorgesehen. Die Öffnung 70 ist im selben Umfangsbereich der Aufnahme 44 angeordnet wie die Bohrung 66, so dass die Öffnung 70 bei der Hubbewegung des Pumpenkolbens 12 und damit des Rollenstößels 36 in Überdeckung mit der Bohrung 66 gelangt. Es kann vorgesehen sein, dass der Mantel 68 des Rollenstößels 36 an der Mündung der Öffnung 70 eine die Mündung umgebende Abflachung oder Nut 72 aufweist, die sich insbesondere in Richtung der Längsachse des Rollenstößels 36 erstreckt. Durch die Abflachung oder Nut 72 wird erreicht, dass die Öffnung 70 sich über einen größeren Bereich der Hubbewegung des Rollenstößels 36 mit der Bohrung 66 überdeckt und somit der Innenraum 42 mit dem Ablauf 50 verbunden ist. Alternativ kann die
Abflachung oder Nut 72 anstatt am Rollenstößel 36 auch an der Mündung der Bohrung 66 in der Aufnahme 44 vorgesehen sein.
Der Querschnitt der Verbindung, die wie vorstehend beschrieben durch die Antriebswelle 14 über die wenigstens eine Abflachung 56 oder durch den Rollenstößel 36 über die Öffnung 70 gesteuert wird, ist so bemessen, dass bei allen Drehzahlen der Antriebswelle 14 eine insbesondere für die Wärmeabfuhr der Pumpe ausreichende Kraftstoffmenge aus dem Innenraum 42 abströmen kann. Jedoch sollte die abströmende Kraftstoff menge auch nicht zu groß sein, da ansonsten zu viel Energie für den Kraftstofftransport aufgewendet werden muss. Beispielsweise kann der Querschnitt der Verbindung so ausgelegt sein, dass eine gemittelte abströmende Kraftstoffmenge zwischen etwa 50 und 70 l/h erreicht wird. Der Querschnitt der Verbindung ist beispielsweise so ausgelegt, dass bei geöffneter Verbindung ein momentaner Kraftstoffabfluss zwischen etwa 100 l/h bis etwa 500 l/h ermöglicht ist.

Claims

Ansprüche
1. Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe für eine
Kraftstoffeinspritzeinrichtung, mit wenigstens einem Pumpenelement (10), das einen in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben (12) aufweist, mit einem Pumpengehäuse (22,40), das einen Innenraum (42) aufweist, in dem ein Antriebsbereich (14,18,36) angeordnet ist, wobei sich der Pumpenkolben (12) bei seiner Hubbewegung abwechselnd in den Innenraum (42) hineinbewegt und aus dem Innenraum (42) heraus bewegt, und wobei der Innenraum (42) wenigstens einen Zulauf (28) und wenigstens einen Ablauf (50) für flüssiges Medium aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Innenraums (42) mit dem wenigstens einen Ablauf (50) abhängig vom Hub des Pumpenkolbens (12) gesteuert wird.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Innenraums (42) mit dem Ablauf (50) im Bereich eines mittleren Hubs des Pumpenkolbens (12) zwischen dessen unterem und oberem Totpunkt geöffnet ist und in anderen Bereichen des Hubs des Pumpenkolbens (12) geschlossen ist.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der
Antriebsbereich der Pumpe eine Antriebswelle (14) umfasst, durch die die Hubbewegung des Pumpenkolbens (12) bewirkt wird, und dass die Verbindung des Innenraums (42) mit dem Ablauf (50) durch die Antriebswelle (14) gesteuert wird.
4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (14) über wenigstens eine Gleitlagerstelle (16) im Pumpengehäuse (40) drehbar gelagert ist und dass die Antriebswelle (14) im Bereich (54) der Gleitlagerstelle (16) in ihrem Außenmantel wenigstens eine Abflachung (56;60) aufweist, durch die bei der Drehung der Antriebswelle (14) die Verbindung des Innenraums (42) mit dem Ablauf (50) gesteuert wird.
5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Gleitlagerstelle (16) im Bereich des Außenmantels der Antriebswelle (14) ein im Pumpengehäuse (40) verlaufender Kanal (62) mündet, der zum Innenraum (42) führt und dass durch die wenigstens eine Abflachung (60) der Antriebswelle (14) eine
Verbindung des Kanals (62) mit dem Ablauf (50) gesteuert wird.
6. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Gleitlagerstelle (16) im Bereich des Außenmantels der Antriebswelle (14) ein im Pumpengehäuse (40) verlaufender Kanal (58) mündet, der zum Ablauf (50) führt und dass durch die wenigstens eine Abflachung (56) der Antriebswelle (14) eine Verbindung des Kanals (58) mit dem Innenraum (42) gesteuert wird.
7. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Pumpenkolben (12) bewegtes Stützelement (36) vorgesehen ist und dass die Verbindung des Innenraums (42) mit dem Ablauf (50) durch das Stützelement (36) gesteuert wird.
8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (36) in einer Aufnahme (44) des Pumpengehäuses (40) verschiebbar geführt ist, dass in die Aufnahme (44) ein zum Ablauf (50) führender Kanal (66) mündet und dass das Stützelement (36) in seinem Außenmantel wenigstens eine Öffnung (70) aufweist, durch die bei Überdeckung mit der Mündung des Kanals (66) in der Aufnahme (44) der Innenraum (42) mit dem Kanal (66) verbunden ist.
9. Pumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (42) eine weitere Verbindung mit einem Ablauf (50) aufweist, die durch ein Überströmventil (52) gesteuert wird.
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