EP3368764B1

EP3368764B1 - Hochdruckpumpe

Info

Publication number: EP3368764B1
Application number: EP16763546.5A
Authority: EP
Inventors: Dietmar Van Der Linden; Francesco Lucarelli; Karl-Heinz Laepple
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-10-26
Filing date: 2016-09-13
Publication date: 2021-02-17
Anticipated expiration: 2036-09-13
Also published as: CN108291517A; US20180363609A1; US10851749B2; EP3368764A1; CN108291517B; WO2017071867A1; DE102015220870A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Verfahren zur Herstellung einer Hochdruckpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 11 und ein Hochdruckeinspritzsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 15.

Stand der Technik

In Hochdruckeinspritzsystemen für Verbrennungsmotoren, insbesondere in Common-Rail-Einspritzsystemen von Diesel- oder Benzinmotoren, sorgt eine Hochdruckpumpe dauernd für die Aufrechterhaltung des Druckes in dem Hochdruckspeicher des Common-Rail-Einspritzsystems. Die Hochdruckpumpe kann beispielsweise durch eine Nockenwelle des Verbrennungsmotors mittels einer Antriebswelle angetrieben werden. Für die Förderung des Kraftstoffs zur Hochdruckpumpe werden Vorförderpumpen, z. B. eine Zahnrad- oder Drehschieberpumpe, verwendet, die der Hochdruckpumpe vorgeschaltet sind. Die Vorförderpumpe fördert den Kraftstoff von einem Kraftstofftank durch eine Kraftstoffleitung zu der Hochdruckpumpe.
Als Hochdruckpumpen werden unter anderem Kolbenpumpen eingesetzt. In einem Gehäuse ist eine Antriebswelle gelagert. Radial dazu sind Kolben in einem Zylinder angeordnet. Auf der Antriebswelle mit wenigstens einem Nocken liegt eine Laufrolle mit einer Rollen-Rollfläche auf, die in einem Rollenschuh gelagert ist. Der Rollenschuh ist mit dem Kolben verbunden, sodass der Kolben zu einer oszillierenden Translationsbewegung gezwungen ist. Eine Feder bringt auf den Rollenschuh eine radial zu der Antriebswelle gerichtet Kraft auf, sodass die Laufrolle in ständigen Kontakt zu der Antriebswelle steht. Die Laufrolle steht mit der Rollen-Rollfläche an einer Wellen-Rollfläche als Oberfläche der Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken in Kontakt mit der Antriebswelle. Die Laufrolle ist mittels eines Gleitlagers in dem Rollenschuh gelagert.
Der Zylinder, insbesondere der Zylinderkopf, der Hochdruckpumpe ist von einer Abdeckkappe aus einem harten Kunststoff, insbesondere einem verstärkten Polyamid, abgedeckt. Die Aufgabe der Abdeckkappe besteht darin, eine mögliche Korrosion an dem Zylinderkopf optisch abzudecken, sodass die Korrosion nicht mehr sichtbar ist. Aufgrund der harten Werkstoffeigenschaften der Abdeckkappe kann sich die Abdeckkappe im Wesentlichen nicht an unterschiedliche Geometrien der Hochdruckpumpe beim Befestigen und Aufschieben auf die Hochdruckpumpe anpassen. Bei der Montage wird im Allgemeinen die Abdeckkappe vor der Befestigung eines elektrischen Steckers befestigt, da aufgrund der nur sehr geringen oder nicht möglichen Verformung des elektrischen Steckers und der übrigen Hochdruckpumpe eine Befestigung der Abdeckkappe nach der Befestigung des elektrischen Steckers an der Hochdruckpumpe nicht möglich ist. Die Montage der Hochdruckpumpe ist dadurch unnötig erschwert.
Die DE 10 2006 045 933 A1 zeigt eine Hochdruckpumpe zur Kraftstoffhochdruckförderung. Die Hochdruckpumpe weist eine Antriebswelle mit Nocken auf. Zylindrische Rollen sind von Rollenschuhen gelagert und liegen auf den Nocken auf. Die Rollenschuhe sind mittels einer Stößelbaugruppe in einer Bohrung eines Teils des Gehäuses gelagert. Die Pumpenelemente sind an der Stößelbaugruppe befestigt. Eine Schraubenfeder drückt die Stößelbaugruppe auf die Nocken.
Aus der DE 103 56 262 A1 ist eine Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen bekannt. In einem Pumpengehäuse ist eine Antriebswelle gelagert. Kolben stützen sich an der Antriebswelle ab, sodass durch Drehen der Antriebswelle die Kolben hin und her bewegt werden. Zwischen den Kolben und der Antriebswelle sind Stößel angeordnet.
Die Offenlegungsschrift DE 103 45 725 A1 zeigt eine Fluidpumpe, insbesondere Kraftstoff-Hochdruckpumpe, mit einem Gehäuse und mit mindestens einem einlassseitiaen Niederdruckanschluss, einem Einlassventil, und einem Förderraum, der von einem Förderelement begrenzt wird. Die Fluidpumpe weist einen Gehäusedeckel auf, wobei dieser eine zylindrische Gestalt hat mit einer Umfangswand und einer Basis. Der freie Rand der Umfangswand ist mit dem Gehäusekörper verschweißt.
Das Dokument WO 2015/010856 offenbart eine Hochdruckpumpe mit einem Pumpenkopf und einer Schutzkappe aus Metall.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2013 206 930 A1 offenbart eine Kolbenpumpe, wobei diese ein topfförmig ausgeführtes Gehäuse umfasst, welches weitere Elemente der Kolbenpumpe umschließt. Das topfförmige Gehäuse ist als gezogenes, geprägtes und gebogenes Blechteil ausgeführt, welches unter anderem die Funktionen eines "Deckels" und eines Befestigungsflansches herkömmlicher Hochdruck-Kraftstoffpumpen in sich vereint.

Offenbarung der Erfindung

Vorteile der Erfindung

Erfindungsgemäße Hochdruckpumpe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zum Fördern eines Fluides, insbesondere Kraftstoff, z. B. Diesel, umfassend eine Antriebswelle mit wenigstens einem Nocken, wenigstens einen Kolben, wenigstens einen Zylinder zur Lagerung des wenigstens einen Kolbens, wobei sich der wenigstens eine Kolben auf der Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken abstützt, sodass von dem wenigstens einen Kolben eine Translationsbewegung aufgrund einer Rotationsbewegung der Antriebswelle ausführbar ist, wenigstens eine Abdeckkappe, welche mittelbar außenseitig an dem Zylinder befestigt ist, wobei ein Ende der wenigstens einen Abdeckkappe an einem Vorsprung der übrigen Hochdruckpumpe aufliegt zur form- und kraftschlüssigen Befestigung des Endes der Abdeckkappe an dem Vorsprung. Ein Ende, insbesondere ein axiales Ende, der wenigstens einen Abdeckkappe liegt an dem Vorsprung auf, sodass dadurch die Abdeckkappe besonders einfach form- und kraftschlüssig an der übrigen Hochdruckpumpe befestigt ist. Dies ermöglicht einerseits eine einfache Montage der Abdeckkappe und andererseits ist dadurch die Abdeckkappe besonders zuverlässig und dauerhaft an der übrigen Hochdruckpumpe befestigt.
Erfindungsgemäß liegt die wenigstens eine Abdeckkappe mit einer elastischen Vorspannkraft auf der übrigen Hochdruckpumpe auf. Aufgrund der elastischen Vorspannkraft ist die Abdeckkappe zusätzlich kraftschlüssig an der übrigen Hochdruckpumpe befestigt. Aufgrund der elastischen Eigenschaften der Abdeckkappe kann während der Montage eine elastische Dehnung der Abdeckkappe ausgeführt werden, welche nach der Befestigung wenigstens teilweise weiterhin vorhanden ist, sodass aufgrund dieser elastischen Vorspannung der Abdeckkappe die Abdeckkappe mit einer elastischen Vorspannkraft außenseitig auf der übrigen Hochdruckpumpe aufliegt. Neben der formschlüssigen Befestigung der Abdeckkappe an der übrigen Hochdruckpumpe ist damit die Abdeckkappe zusätzlich auch kraftschlüssig an der übrigen Hochdruckpumpe befestigbar.
In einer zusätzlichen Ausführungsform ist der Vorsprung außenseitig an der Hochdruckpumpe ausgebildet und/oder der Vorsprung als ein Hinterschnitt ausgebildet ist und/oder der Vorsprung in radialer Richtung bezüglich einer Längsachse des Zylinders ausgebildet ist und das Ende der wenigstens einen Abdeckkappe an einem axialen Anschlag des Vorsprunges aufliegt.
In einer ergänzenden Variante ist der Vorsprung in Umfangsrichtung bzw. tangentialer Richtung bezüglich einer Längsachse des Zylinders ausgebildet und/oder der Vorsprung ist von einem Ring oder einer Mutter, insbesondere Überwurfmutter, auf dem Zylinder gebildet. Die Überwurfmutter oder der Ring bildet an einem axialen Ende den Vorsprung und auch den axialen Anschlag. Dadurch ist eine besonders sichere und zuverlässige Befestigung möglich, da der Vorsprung und/oder der axiale Anschlag vollständig umlaufend in tangentialer Richtung bezüglich der Längsachse ausgebildet ist. Dadurch kann auch ein vollständig umlaufendes Ende als ein Rand einer Öffnung an der Abdeckkappe formschlüssig auf den axialen Anschlag vollständig umlaufend aufgelegt und befestigt werden.
In einer zusätzlichen Ausführungsform weist die wenigstens eine Abdeckkappe eine im Wesentlichen zentrische Öffnung auf. Die Öffnung dient zur
Durchführung eines elektrischen Steckers. In dem elektrischen Stecker sind Steuerleitungen angeordnet zur Steuerung und/oder Regelung einer Zumesseinheit der Hochdruckpumpe. Die Zumesseinheit ist vorzugsweise in die Hochdruckpumpe, insbesondere einen Zylinder und/oder ein Gehäuse der Hochdruckpumpe, integriert.
In einer zusätzlichen Ausführungsform weist die wenigstens eine Abdeckkappe einen im Wesentlichen radial ausgebildeten Auflageabschnitt und einen im Wesentlichen axial ausgebildeten Auflageabschnitt auf. Der radiale Auflageabschnitt ist im Wesentlichen in radialer Richtung bezüglich der Längsachse des Zylinders ausgebildet und der axiale Auflageabschnitt ist im Wesentlichen in axialer Richtung bezüglich der Längsachse des Zylinders ausgebildet.
Vorzugsweise ist die Öffnung an dem radialen Auflageabschnitt ausgebildet.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist das Ende der wenigstens einen Abdeckkappe, welches an dem Vorsprung der übrigen Hochdruckpumpe aufliegt, ein Rand der Öffnung.
In einer ergänzenden Variante ist in der Öffnung ein elektrischer Stecker angeordnet.
In einer zusätzlichen Ausführungsform ist an der wenigstens einen Abdeckkappe, insbesondere an dem axialen Auflageabschnitt, eine Aussparung für einen Kraftstoffstutzen ausgebildet und/oder der Zylinder umfasst einen Zylinderkopf und/oder einen Lagerungszylinder. Der Zylinderkopf begrenzt einen Arbeitsraum der Hochdruckpumpe und der Lagerungszylinder dient zur Lagerung des wenigstens einen Kolbens.
In einer ergänzenden Ausgestaltung ist die wenigstens eine Abdeckkappe ist-wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus einem elastischen Kunststoff, vorzugsweise thermoplastischen Elastomer, ausgebildet und/oder die wenigstens eine Abdeckkappe ist wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus einem Werkstoff mit einem Elastizitätsmodul kleiner als 5, 1 oder 0,2 kN/mm² ausgebildet.
Erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Hochdruckpumpe, insbesondere einer in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Hochdruckpumpe, mit den Schritten: zur Verfügung stellen einer Antriebswelle mit wenigstens einem Nocken, zur Verfügung stellen wenigstens eines Kolbens, zur Verfügung stellen wenigstens eines Zylinders zur Lagerung des wenigstens einen Kolbens, zur Verfügung stellen wenigstens einer Abdeckkappe, Montieren der wenigstens einen Antriebswelle, des wenigstens einen Kolbens, des wenigstens einen Zylinders, sodass sich der wenigstens eine Kolben auf der Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken abstützt und von dem wenigstens einen Kolben eine Translationsbewegung aufgrund einer Rotationsbewegung der Antriebswelle ausführbar ist, Befestigen der wenigstens einen Abdeckkappe mittelbar außenseitig auf dem Zylinder, wobei die Abdeckkappe zur Befestigung zuerst elastisch gedehnt wird und anschließend eine elastische Rückverformung ausgeführt wird, sodass aufgrund der elastischen Rückverformung ein Ende der wenigstens einen Abdeckkappe an dem Vorsprung der übrigen Hochdruckpumpe aufliegt und die wenigstens eine Abdeckkappe dadurch form- und kraftschlüssig an dem Vorsprung befestigt wird.
In einer ergänzenden Ausgestaltung wird zuerst ein elektrischer Stecker montiert und wird anschließend die wenigstens eine Abdeckkappe befestigt und/oder die wenigstens eine Abdeckkappe wird in radialer Richtung bezüglich der Längsachse des Zylinders gedehnt und elastisch rückverformt.
Zweckmäßig wird die wenigstens eine Abdeckkappe im Wesentlichen an einem Rand einer Öffnung als das Ende der wenigstens einen Abdeckkappe gedehnt, sodass die Größe der Öffnung durch das Dehnen vergrößert wird und anschließend die elastische Rückverformung im Wesentlichen an dem Rand der Öffnung ausgeführt wird und/oder der bereits montierte elektrische Stecker zuerst durch die Öffnung der wenigstens einen Abdeckkappe geführt wird und anschließend das elastische Dehnen der wenigstens einen Abdeckkappe ausgeführt wird und/oder die Abdeckkappe, insbesondere ein axialer Auflageabschnitt, gedehnt, insbesondere in radialer Richtung gedehnt, wird und anschließend die Abdeckkappe, insbesondere der axiale Auflageabschnitt, mit einer elastischen Vorspannung auf der übrigen Hochdruckpumpe befestigt wird.
In einer zusätzlichen Variante wird die wenigstens eine Abdeckkappe gedehnt, indem die Abdeckkappe in axialer Richtung auf die Hochdruckpumpe außenseitig aufgeschoben wird und aufgrund der außenseitigen Geometrie der Hochdruckpumpe bewirkt die axiale Bewegung der wenigstens einen Abdeckkappe die, insbesondere radiale, Dehnung der wenigstens einen Abdeckkappe.
In einer ergänzenden Ausgestaltung stützt sich der wenigstens eine Kolben mit eine Laufrolle oder einer anderen Abstützvorrichtung mittelbar auf der Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken ab.
Zweckmäßig ist die wenigstens eine Laufrolle mittels wenigstens einen Gleitlagers bzw. einer Gleitlagerung in wenigstens einem Rollenschuh gelagert.
In einer weiteren Ausführungsform umgreift in einem Schnitt senkrecht zu einer Längsachse als Rotationsachse die wenigstens eine Laufrolle das Gleitlager zu mehr als 50 % die wenigstens einen Laufrolle.
Insbesondere ist das Gleitlager mittels Kraftstoff, z. B. Benzin oder Diesel, geschmiert.
In einer weiteren Ausgestaltung ist eine Kontaktfläche zwischen der Rollen-Rollfläche und der Wellen-Rollfläche mittels Kraftstoff geschmiert.
In einer weiteren Variante wird eine Exzenterwelle als eine Antriebswelle mit wenigstens einem Nocken betrachtet.
In einer ergänzenden Ausgestaltung bezieht sich eine radial Richtung und/oder axiale Richtung auf eine Längsachse des Zylinders an welchem die Abdeckkappe mittelbar oder unmittelbar aufliegt.
Erfindungsgemäßes Hochdruckeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Hochdruckpumpe, ein Hochdruck-Rail, vorzugsweise eine Vorförderpumpe zum Fördern eines Kraftstoffes von einem Kraftstofftank zu der Hochdruckpumpe, wobei die Hochdruckpumpe als eine in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Hochdruckpumpe ausgebildet ist.
In einer weiteren Variante weist das Hochdruckeinspritzsystem eine Zumesseinheit auf, welche die von der Vorförderpumpe zu der Hochdruckpumpe geförderte Menge an Kraftstoff pro Zeiteinheit steuert oder regelt.
Der von der Hochdruckpumpe erzeugbare Druck in dem Hochdruck-Rail liegt beispielsweise im Bereich von 1000 bis 3000 bar z. B. für Dieselmotoren oder zwischen 40 bar und 400 bar z. B. für Benzinmotoren.
Ein erfindungsgemäßer Verbrennungsmotor mit einem Hochdruckeinspritzsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfasst ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Hochdruckeinspritzsystem und/oder eine in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Hochdruckpumpe.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1: einen Querschnitt einer Hochdruckpumpe,
Fig. 2: einen Schnitt A-A gemäß Fig. 1 einer Laufrolle mit Rollenschuh und einer Antriebswelle,
Fig. 3: eine stark schematisierte Ansicht eines Hochdruckeinspritzsystems und
Fig. 4: eine Ansicht eines Kraftfahrzeuges,
Fig. 5: eine perspektivische Ansicht einer Abdeckkappe in einem ersten Ausführungsbeispiel für einen Zylinder der Hochdruckpumpe,
Fig. 6: einen Längsschnitt durch die Abdeckkappe gemäß Fig. 5, einen Teil des Zylinders und eine Überwurfmutter nach der Befestigung der Abdeckkappe an dem Zylinder,
Fig. 7: eine erste perspektivische Ansicht eines Teils der Hochdruckpumpe während des Befestigens der Abdeckkappe gemäß Fig. 5 an dem Zylinder,
Fig. 8: eine zweite perspektivische Ansicht eines Teils der Hochdruckpumpe während des Befestigens der Abdeckkappe gemäß Fig. 5 an dem Zylinder,
Fig. 9: eine erste Seitenansicht eines Teils der Hochdruckpumpe kurz vor dem Befestigen der Abdeckkappe gemäß Fig. 5 an dem Zylinder und einen Längsschnitt der Abdeckkappe,
Fig. 10: eine zweite Seitenansicht des Teils der Hochdruckpumpe nach dem Befestigen der Abdeckkappe gemäß Fig. 5 an dem Zylinder und den Längsschnitt der Abdeckkappe und
Fig. 11: eine zweite Seitenansicht des Teils der Hochdruckpumpe nach dem Befestigen der Abdeckkappe in einem zweiten Ausführungsbeispiel an dem Zylinder und den Längsschnitt der Abdeckkappe.

Ausführungsformen der Erfindung

In Fig. 1 ist ein stark vereinfachter Querschnitt einer Hochdruckpumpe 1 für ein Hochdruckeinspritzsystem 36 dargestellt. Fig. 1 dient nur zur Veranschaulichung der Funktionsweise und zeigt insbesondere nicht die genaue geometrisches Ausbildung eines Zylinders 6. Der Zylinder 6 umfasst einen Zylinderkopf 14 und einen Lagerungszylinder 15. Die Hochdruckpumpe 1 dient dazu, Kraftstoff, z. B. Benzin oder Diesel, zu einem Verbrennungsmotor 39 unter Hochdruck zu fördern. Der von der Hochdruckpumpe 1 erzeugbare Druck liegt beispielsweise in einem Bereich zwischen 1000 und 3000 bar.
Die Hochdruckpumpe 1 weist eine Antriebswelle 2 mit zwei Nocken 3 auf, die um eine Rotationsachse 26 eine Rotationsbewegung ausführt. Die Rotationsachse 26 liegt in der Zeichenebene von Fig. 1 und steht senkrecht auf der Zeichenebene von Fig. 2. Ein Kolben 5 ist in einer Kolbenführung 7 des Lagerungszylinders 15 gelagert. Der Zylinder 6 bildet damit auch ein Gehäuse. Ein Arbeitsraum 29 wird von dem Zylinder 6, insbesondere Zylinderkopf 14, und dem Kolben 5 begrenzt. In den Arbeitsraum 29 mündet ein Einlasskanal 22 mit einem Einlassventil 19 und ein Auslasskanal 24 mit einem Auslassventil 20. Durch den Einlasskanal 22 strömt der Kraftstoff in den Arbeitsraum 29 ein und durch den Auslasskanal 24 strömt der Kraftstoff unter Hochdruck aus den Arbeitsraum 29 wieder aus. Das Einlassventil 19, z. B. ein Rückschlagventil, ist dahingehend ausgebildet, dass nur Kraftstoff in den Arbeitsraum 29 einströmen kann und das Auslassventil 20, z. B. ein Rückschlagventil, ist dahingehend ausgebildet, dass nur Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 29 ausströmen kann. Das Volumen des Arbeitsraumes 29 wird aufgrund einer oszillierenden Hubbewegung des Kolbens 5 verändert. Der Kolben 5 stützt sich mittelbar auf der Antriebswelle 2 ab. Am Ende des Kolbens 5 bzw. Pumpenkolbens 5 ist ein Rollenschuh 9 mit einer Laufrolle 10 befestigt. Die Laufrolle 10 kann dabei eine Rotationsbewegung ausführen, deren Rotationsachse 25 in der Zeichenebene gemäß Fig. 1 liegt und senkrecht auf der Zeichenebene von Fig. 2 steht. Die Antriebswelle 2 mit dem wenigstens einen Nocken 3 weist eine Wellen-Rollfläche 4 und die Laufrolle 10 eine Rollen-Rollfläche 11 auf.
Die Rollen-Lauffläche 11 der Laufrolle 10 rollt sich auf der Wellen-Rollfläche 4 der Antriebswelle 2 mit den beiden Nocken 3 ab. Der Rollenschuh 9 ist in einer von dem Zylinder 6 gebildeten Rollenschuhlagerung als Gleitlager gelagert. Eine Feder 27 bzw. Spiralfeder 27 als elastisches Element 28, die zwischen dem Zylinder 6 und dem Rollenschuh 9 eingespannt ist, bringt auf den Rollenschuh 9 eine Druckkraft auf, sodass die Rollen-Rollfläche 11 der Laufrolle 10 in ständigen Kontakt mit der Wellen-Rollfläche 4 der Antriebswelle 2 steht. Der Rollenschuh 9 und der Kolben 5 führen damit gemeinsam eine oszillierende Hubbewegung aus. An einer Kontaktfläche 12 zwischen der Wellen-Rollfläche 4 der Antriebswelle 2 und der Rollen-Rollfläche 11 der Laufrolle 10 tritt im Wesentlichen kein Schlupf auf.
Eine elastische Abdeckkappe 8 aus einem elastischen Kunststoff dient dazu, Korrosion an dem Zylinder 6, insbesondere dem Zylinderkopf 14, abzudecken, sodass möglicherweise auftretende Korrosion von außen nicht sichtbar ist. Die Abdeckkappe 8 weist einen radialen Auflageabschnitt 50 und einen axialen Auflageabschnitt 51 auf. Der axiale Auflageabschnitt 51 ist im Wesentlichen zylinderförmig bzw. zylindermantelförmig ausgebildet und weist außerdem eine Aussparung 55 für einen Kraftstoffstutzen 54 der Hochdruckpumpe 1 auf. In dem Kraftstoffstutzen 54 sind der Einlasskanal 22 und/oder der Auslasskanal 24 integriert oder eingebaut. An dem scheibenförmigen radialen Auflageabschnitt 50 ist eine Öffnung 48 zur Aufnahme eines elektrischen Steckers 52 ausgebildet. Der Zylinder 6 weist eine Längsachse 17 auf und die Längsachse 17 entspricht auch einer Bewegungsrichtung der Translationsbewegung des Kolbens 5. Eine axiale Richtung 40 ist parallel zu der Längsachse 17 ausgerichtet und eine radiale Richtung 41 steht senkrecht auf der Längsachse 17 des Zylinders 6. In Fig. 6 ist der Zylinder 6 sehr stark vereinfacht dargestellt ohne eine Unterscheidung in Zylinderkopf 14 und Lagerungszylinder 15. In dem Zylinder 6 ist eine Bohrung 53 zur Aufnahme des elektrischen Steckers 52 eingearbeitet. Außerdem weist ein Endbereich des Zylinders 6 ein Außengewinde 47 auf und auf das Außengewinde 47 ist eine Überwurfmutter 45 mit einem Innengewinde 46 aufgeschraubt. Die Überwurfmutter 45 bildet auch einen Ring 44. Der in Fig. 6 dargestellte untere Endbereich der Überwurfmutter 45 weist zu der Längsachse 17 einen größeren radialen Abstand auf als der Zylinder 6 in diesem Bereich, sodass dadurch ein in Fig. 6 dargestelltes unteres axiales Ende der Überwurfmutter 45 einen axialen Anschlag 43 für die Abdeckkappe 8 bildet. Der axiale Anschlag 43 bzw. der untere Endbereich der Überwurfmutter 45 gemäß der Darstellung in Fig. 6 bildet damit einen Vorsprung 16 bezüglich des Zylinders 6 und auch einen vollständig in Umfangsrichtung umlaufenden Hinterschnitt 42. Die Abdeckkappe 8 weist an der Öffnung 48 einen Rand 49 auf. Vor der Montage bzw. Befestigung der Abdeckkappe 8 an der Hochdruckpumpe 1 ist bereits der elektrische Stecker 52 an dem Zylinder 6 abschließend befestigt. Zur Montage der Abdeckkappe 8 wird zunächst der elektrische Stecker 52 in die Öffnung 48 der Abdeckkappe 8 eingeführt (Fig. 7) und anschließend die Abdeckkappe 8 im Bereich der Öffnung 48 bzw. im Bereich des Randes 49 auf ein oberes Ende der Überwurfmutter 45 aufgelegt. Der Durchmesser der Öffnung 48 ist dabei geringfügig kleiner als der Außendurchmesser der Überwurfmutter 45 an dem oberen Endbereich der Überwurfmutter 45 gemäß der Darstellung in Fig. 6. In Fig. 8 ist die Abdeckkappe 8 im Bereich der Öffnung 48 an diesem oberen Endbereich der Überwurfmutter 45 aufgelegt. Anschließend wird mit einem Werkzeug 56 eine Kraft in axialer Richtung auf die Abdeckkappe 8 an dem Rand 49 aufgebracht, sodass aufgrund der Geometrie des Überwurfmutter 45 an dem oberen Endbereich der Rand 49 im Bereich der Öffnung 48 radial nach außen gedehnt wird, sodass dadurch der Durchmesser der Öffnung 48 der Abdeckkappe 8 vergrößert wird und im Wesentlichen dem Durchmesser der Überwurfmutter 45 entspricht. Aufgrund dieser elastischen radialen Dehnung der Abdeckkappe 8 an dem Rand 49 ist somit der Rand 49 der Abdeckkappe 8 elastisch vorgespannt. Von dem Werkzeug 56 wird die Abdeckkappe 8 weiter gemäß der Darstellung in Fig. 6, 9 und 10 in einer Richtung nach unten bewegt in Richtung zu dem Kraftstoffstutzen 54, bis der Rand 49 der Abdeckkappe 8 die Überwurfmutter 45 überstrichen hat, sodass dadurch eine elastische Rückverformung der Abdeckkappe 8 an dem Rand 49 auftritt und dadurch sich der Durchmesser der Öffnung 48 der Abdeckkappe 8 aufgrund der elastischen Rückverformung in radialer Richtung 41 wieder verringert. In Fig. 6 und 10 ist die Abdeckkappe 8 bereits an der Hochdruckpumpe 1 befestigt, sodass aufgrund der elastischen Rückverformung des Randes 49 der Abdeckkappe 8 der Rand 49 auf dem axialen Anschlag 43 der Überwurfmutter 45 aufliegt. Dadurch ist die Abdeckkappe 8 zuverlässig formschlüssig an der übrigen Hochdruckpumpe 1 befestigt. Die Geometrie des axialen Auflageabschnitts 51 ist dahingehend ausgebildet, dass auch der axiale Auflageabschnitt 51 zusätzlich nach der Befestigung in der Position in Fig. 6 und 10 mit einer elastischen Vorspannung auf dem Zylinder 6 aufliegt. Dadurch ist die Abdeckkappe 8 zusätzlich kraftschlüssig an der übrigen Hochdruckpumpe 1 befestigt.
In Fig. 11 ist ein weiteres, zweites Ausführungsbeispiel der befestigten Abdeckkappe 8 dargestellt. Die Abdeckkappe 8 überdeckt auch die Überwurfmutter 45.
In Fig. 3 ist in stark schematisierter Darstellung das Hochdruckeinspritzsystem 36 für ein Kraftfahrzeug 38 abgebildet mit einem Hochdruck-Rail 30 oder einem Kraftstoffverteilerrohr 31. Von dem Hochdruck-Rail 30 wird der Kraftstoff mittels Ventilen (nicht dargestellt) in den Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors 39 eingespritzt. Eine Vorförderpumpe 35 fördert Kraftstoff von einem Kraftstofftank 32 durch eine Kraftstoffleitung 33 zu der Hochdruckpumpe 1 gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel. Die Vorförderpumpe 35 kann auch mit einem Elektromotor (nicht dargestellt) angetrieben werden ohne einer mechanischen Koppelung (nicht dargestellt) mit der Antriebswelle 2. Die Hochdruckpumpe 1 und die Vorförderpumpe 35 werden dabei von der Antriebswelle 2 angetrieben. Die Antriebswelle 2 ist mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 39 gekoppelt. Das Hochdruck-Rail 30 dient - wie bereits beschrieben - dazu, den Kraftstoff in den Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors 39 einzuspritzen. Der von der Vorförderpumpe 35 geförderte Kraftstoff wird durch die Kraftstoffleitung 33 zu der Hochdruckpumpe 1 geleitet. Der von der Hochdruckpumpe 1 nicht benötigte Kraftstoff wird dabei durch eine Kraftstoffrücklaufleitung 34 wieder in den Kraftstofftank 32 zurückgeleitet. Eine Zumesseinheit 37 steuert und/oder regelt die der Hochdruckpumpe 1 zugeleitete Menge an Kraftstoff, sodass in einer weiteren Ausgestaltung auf die Kraftstoffrücklaufleitung 34 verzichtet werden kann (nicht dargestellt).
Insgesamt betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe 1 und dem erfindungsgemäßen Hochdruckeinspritzsystem 36 erhebliche Vorteile verbunden. Die Abdeckkappe 8 ist aus einem elastischen Kunststoff ausgebildet. Dadurch kann sich in vorteilhafter Weise die Abdeckkappe 8 an unterschiedlichen Geometrien, insbesondere auch während der Montage, anpassen. Dies ermöglicht die Montage der Abdeckkappe 8 nach der Befestigung des elektrischen Steckers 52 an der Hochdruckpumpe 1, da beim Durchführen des elektrischen Steckers 52 durch die Öffnung 48 der Abdeckkappe 8 aufgrund der Geometrie der Hochdruckpumpe 1 einschließlich des elektrischen Steckers 52 eine elastische Verformung der Abdeckkappe 8 notwendig ist. Aufgrund dieser elastischen Eigenschaften der Abdeckkappe 8 kann diese auch eine Dichtfunktion ermöglichen bezüglich des Zylinders 6, insbesondere bei einer zusätzlichen optionalen Vorspannung der Abdeckkappe 8 nach dem Befestigen, sodass die Abdeckkappe 8 wenigstens an Teilflächen zwischen der Abdeckkappe 8 und der übrigen Hochdruckpumpe 1 unter einer elastischen Vorspannung auf der übrigen Hochdruckpumpe 1 aufliegt und dies dadurch eine Dichtfunktion ermöglicht. Dadurch kann ein Eindringen von Feuchtigkeit und Wasser in den Bereich zwischen der Abdeckkappe 8 und der übrigen Hochdruckpumpe 1 in vorteilhafter Weise vermieden werden.

Claims

Hochdruckpumpe (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (38), zum Fördern eines Fluides, insbesondere Kraftstoff, z. B. Diesel, umfassend
eine Antriebswelle (2) mit wenigstens einem Nocken (3),
wenigstens einen Kolben (5),
wenigstens einen Zylinder (6) zur Lagerung des wenigstens einen Kolbens (5), wobei sich der wenigstens eine Kolben (5) auf der Antriebswelle (2) mit dem wenigstens einen Nocken (3) abstützt, sodass von dem wenigstens einen Kolben (5) eine Translationsbewegung aufgrund einer Rotationsbewegung der Antriebswelle (2) ausführbar ist,
wenigstens eine Abdeckkappe (8), welche mittelbar außenseitig an dem Zylinder (6) befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Ende (18) der wenigstens einen Abdeckkappe (8) an einem Vorsprung (16) der übrigen Hochdruckpumpe (1) aufliegt zur form- und kraftschlüssigen Befestigung des Endes (18) der Abdeckkappe (8) an dem Vorsprung (16)-.,
wobei die wenigstens eine Abdeckkappe (8) mit einer elastischen Vorspannkraft auf der übrigen Hochdruckpumpe (1) aufliegt.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Vorsprung (16) außenseitig an der Hochdruckpumpe (1) ausgebildet ist und/oder
der Vorsprung (16) als ein Hinterschnitt (42) ausgebildet ist
und/oder
der Vorsprung (16) in radialer Richtung (41) bezüglich einer Längsachse (17) des Zylinders (6) ausgebildet ist und das Ende (18) der wenigstens einen Abdeckkappe (8) an einem axialen Anschlag (43) des Vorsprunges (16) aufliegt.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Vorsprung (16) in Umfangsrichtung bzw. tangentialer Richtung bezüglich einer Längsachse (17) des Zylinders (6) ausgebildet ist
und/oder
der Vorsprung (16) von einem Ring (44) oder einer Mutter (45), insbesondere Überwurfmutter (45), auf dem Zylinder (6) gebildet ist.
Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Abdeckkappe (8) eine im Wesentlichen zentrische Öffnung (48) aufweist.
Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Abdeckkappe (8) einen im Wesentlichen radial ausgebildeten Auflageabschnitt (50) und einen im Wesentlichen axial ausgebildeten Auflageabschnitt (51) aufweist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Öffnung (48) an dem radialen Auflageabschnitt (50) ausgebildet ist.
Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Ende (18) der wenigstens einen Abdeckkappe (8), welches an dem Vorsprung (16) der übrigen Hochdruckpumpe (1) aufliegt, ein Rand (49) der Öffnung (48) ist.
Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Öffnung (48) ein elektrischer Stecker (52) angeordnet ist.
Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
an der wenigstens einen Abdeckkappe (8), insbesondere an dem axialen Auflageabschnitt (51), eine Aussparung (55) für einen Kraftstoffstutzen (54) ausgebildet ist
und/oder
der Zylinder (8) einen Zylinderkopf (14) und/oder einen Lagerungszylinder (15) umfasst.
Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Abdeckkappe (8) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus einem elastischen Kunststoff, vorzugsweise thermoplastischen Elastomer, ausgebildet ist
und/oder
die wenigstens eine Abdeckkappe (8) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus einem Werkstoff mit einem Elastizitätsmodul kleiner als 5, 1 oder 0,2 kN/mm2 ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Hochdruckpumpe (1), insbesondere einer Hochdruckpumpe (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten:
zur Verfügung stellen einer Antriebswelle (2) mit wenigstens einem Nocken (3),

zur Verfügung stellen wenigstens eines Kolbens (5),

zur Verfügung stellen wenigstens eines Zylinders (6) zur Lagerung des wenigstens einen Kolbens (5),

zur Verfügung stellen wenigstens einer Abdeckkappe (8),

Montieren der wenigstens einen Antriebswelle (2), des wenigstens einen Kolbens (5), des wenigstens einen Zylinders (6), sodass sich der wenigstens eine Kolben (5) auf der Antriebswelle (2) mit dem wenigstens einen Nocken (3) abstützt und von dem wenigstens einen Kolben (5) eine Translationsbewegung aufgrund einer Rotationsbewegung der Antriebswelle (2) ausführbar ist,

Befestigen der wenigstens einen Abdeckkappe (8) mittelbar außenseitig auf dem Zylinder (6),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckkappe (8) zur Befestigung zuerst elastisch gedehnt wird und anschließend eine elastische Rückverformung ausgeführt wird, sodass aufgrund der elastischen Rückverformung ein Ende (18) der wenigstens einen Abdeckkappe (8) an dem Vorsprung (16) der übrigen Hochdruckpumpe (1) aufliegt und die wenigstens eine Abdeckkappe (8) dadurch form- und kraftschlüssig an dem Vorsprung (16) befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
zuerst ein elektrischer Stecker (52) montiert wird und anschließend die wenigstens eine Abdeckkappe (8) befestigt wird
und/oder
die wenigstens eine Abdeckkappe (8) in radialer Richtung (41) bezüglich der Längsachse (17) des Zylinders (6) gedehnt und elastisch rückverformt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Abdeckkappe (8) im Wesentlichen an einem Rand (49) einer Öffnung (48) als das Ende (18) der wenigstens einen Abdeckkappe (8) gedehnt wird, sodass die Größe der Öffnung (48) durch das Dehnen vergrößert wird und anschließend die elastische Rückverformung im Wesentlichen an dem Rand (49) der Öffnung (48) ausgeführt wird
und/oder
der bereits montierte elektrische Stecker (52) zuerst durch die Öffnung (48) der wenigstens einen Abdeckkappe (8) geführt wird und anschließend das elastische Dehnen der wenigstens einen Abdeckkappe (8) ausgeführt wird und/oder
die Abdeckkappe (8), insbesondere ein axialer Auflageabschnitt (51), gedehnt, insbesondere in radialer Richtung (41) gedehnt, wird und anschließend die Abdeckkappe (8), insbesondere der axiale Auflageabschnitt (51), mit einer elastischen Vorspannung auf der übrigen Hochdruckpumpe (1) befestigt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Abdeckkappe (8) gedehnt wird, indem die Abdeckkappe (8) in axialer Richtung (40) auf die Hochdruckpumpe (1) außenseitig aufgeschoben wird und aufgrund der außenseitigen Geometrie der Hochdruckpumpe (1) die axiale Bewegung der wenigstens einen Abdeckkappe (8) die, insbesondere radiale, Dehnung der wenigstens einen Abdeckkappe (8) bewirkt.
Hochdruckeinspritzsystem (36) für einen Verbrennungsmotor (39), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (38), umfassend
eine Hochdruckpumpe (1),
ein Hochdruck-Rail (30),
vorzugsweise eine Vorförderpumpe (35) zum Fördern eines Kraftstoffes von einem Kraftstofftank (32) zu der Hochdruckpumpe (1),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hochdruckpumpe (1) als Hochdruckpumpe (1) gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.