DE19848040A1 - Kolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckversorgung - Google Patents
Kolbenpumpe zur KraftstoffhochdruckversorgungInfo
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Abstract
Die Kolbenpumpe (1) hat ein Pumpengehäuse (2) mit einem aus einer ersten Platte (16) und einer zweiten Platte (18) aufgebauten Zylinderkopf. Die aneinanderliegenden und mit dem Pumpengehäuse (2) verschraubten Platten (16, 18) weisen einen Kraftstoff unter Niederdruck führenden ersten Kanal (29) auf, welcher zu einem zwischen den beiden Platten angeordneten ersten Rückschlagventil (11) führt. Das Rückschlagventil (11) steht mit einem Zylinderraum (17) der Radialkolbenpumpe (1) in Verbindung. Von diesem geht ein Kraftstoff unter Hochdruck führender zweiter Kanal (31) zu einem zweiten Rückschlagventil (12) aus, welches zwischen der ersten Platte (16) und dem Pumpengehäuse (2) angeordnet ist. Im Zylinderkopf sind belastungsgerechte Dichtungen vorgesehen, und zwar Niederdruckdichtungen (37, 38, 39) im vom Niederdruck beaufschlagten Bereich und Hochdruckdichtungen im vom Hochdruck beaufschlagten Bereich des Zylinderkopfs. DOLLAR A Die Kolbenpumpe ist zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei einem Common-Rail-Einspritzsystem, verwendbar.
Description
Die Erfindung geht aus von einer Kolbenpumpe nach der
Gattung des Patentanspruchs 1.
Es ist schon eine solche Kolbenpumpe bekannt
(DE 44 01 074 A1) bei welcher eine erste Platte
flanschförmig mit einem zentralen, radial gegen eine
Antriebswelle der Pumpe gerichteten Zylinder mit einem
Pumpenkolben ausgebildet und etwa zur Hälfte der
Plattendicke in einer Ansenkung eines Pumpengehäuses
passend aufgenommen ist. Auf der wellenabgewandten Seite
der ersten Platte ist eine Ventilplatte mit einem ersten
und einem zweiten Rückschlagventil abgestützt. Die erste
Platte und die Ventilplatte sind von einer zweiten, das
Pumpengehäuse abschließenden Platte übergriffen, welche mit
dem Pumpengehäuse verschraubt ist. In der zweiten Platte
befindet sich ein Kraftstoff mit Niederdruck führender
Kanal, der einerseits mit einem Kanal des Pumpengehäuses
und andererseits mit dem ersten Rückschlagventil in
Verbindung steht. Zwischen dem Pumpengehäuse und der
zweiten Platte ist eine sowohl den Kanal als auch die
flanschförmige erste Platte umschließende, gummielastische
Formdichtung in einer Vertiefung der zweiten Platte
aufgenommen. Ein von dem zweiten Rückschlagventil
ausgehender, Kraftstoff unter Hochdruck führender zweiter
Kanal ist von der zweiten Platte mittels eines
Verbindungsstücks in das Pumpengehäuse übergeleitet. Das
Verbindungsstück ist buchsenförmig ausgebildet und greift
sowohl in die zweite Platte und in das Pumpengehäuse ein.
Das Verbindungsstück ist mittels ringförmiger,
gummielastischer Hochdruckdichtungen gegenüber der zweiten
Platte und dem Pumpengehäuse abgedichtet.
Bei der bekannten Radialkolbenpumpe ist die zweite Platte
als vollflächig am Pumpengehäuse anliegend dargestellt. In
der Praxis muß jedoch ein wenige Zehntel Milimeter breiter
Spalt zwischen der Platte und dem Pumpengehäuse vorgesehen
werden, um Toleranzen der miteinander verbundenen Bauteile
Pumpengehäuse, erste Platte, Ventilplatte und zweite Platte
auszugleichen sowie eine spiel freie und kraftstoffdichte
Anordnung der ersten Platte am Pumpengehäuse sowie der
Ventilplatte zwischen der ersten Platte und der zweiten
Platte zu erzielen.
Aufgrund dieses Aufbaus der Radialkolbenpumpe können
Montagefehler auftreten, welche die Pumpenfunktion
beeinträchtigen oder zum Ausfall führen können.
Fehlermöglichkeiten sind zum Beispiel Fehleinlage der
Formdichtung in die Vertiefung der zweiten Platte mit der
Folge einer Querschnittseinschränkung des ersten Kanals,
Verkanten des Verbindungsstücks im Zuge des zweiten Kanals
mit der Folge einer Undichtheit sowie der Schiefstellung
der zweiten Platte, wobei der letztgenannte Fehler auch
durch ungleichmäßiges Verschrauben der zweiten Platte am
Pumpengehäuse hervorgerufen werden kann.
Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß weniger
konstruktive Bauteile als beim bekannten Entwicklungsstand
verwendet werden, daß eine definierte geometrische
Zuordnung der beiden plan aufeinander liegenden Platten
erzielt ist und daß das zweite Rückschlagventil an einer
fertigungs- und montagetechnisch günstigen Stelle
angeordnet ist.
Außerdem werden gemäß dem Anspruch 2 in vorteilhafter Weise
hinsichtlich der Abdichtung konsequent an den Einbauort und
die Belastung angepaßte Dichtungen verwendet.
Durch die in den weiteren Unteransprüchen aufgeführten
Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und
Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen
Kolbenpumpe möglich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand einer in
der Zeichnung im Schnitt vereinfacht dargestellten
Radialkolbenpumpe in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Eine als Hochdruckpumpe ausgebildete Radialkolbenpumpe 1
ist zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei
Kraftstoffeinspritzsystemen, insbesondere bei einem Common-
Rail-Einspritzsystem, von Brennkraftmaschinen vorgesehen.
Die Radialkolbenpumpe 1 hat ein Pumpengehäuse 2 mit einer
darin gelagerten Antriebswelle 3, welche einen
Exzenterabschnitt 4 aufweist, auf dem ein Hubring 5
gelagert ist. Am Hubring 5 ist ein mit einem Pumpenkolben 6
vereinigter Gleitschuh 7 unter der Wirkung einer Druckfeder
8 abgestützt. Der mittels des Exzenterabschnitts 4 der
Antriebswelle 3 längsbewegbare Pumpenkolben 6 ist in einem
Zylinder 9 geführt, welcher in einen Innenraum 10 des
Pumpengehäuses 2 hineinragt. Der Pumpenkolben 6 mit
Gleitschuh 7 und der Zylinder 9 bilden in Verbindung mit
einem ersten, saugseitigen Rückschlagventil 11 und einem
zweiten, druckseitigen Rückschlagventil 12 ein
Pumpenelement 13 der Radialkolbenpumpe 1. Diese ist mit
vorzugsweise zwei weiteren Pumpenelementen 13 ausgestattet,
welche in einer gemeinsamen, bezüglich der Antriebswelle 13
radialen Ebene liegen und um 120° gegeneinander versetzt
sind.
Das Pumpengehäuse 2 ist gegen den antriebswellenseitigen
Innenraum durch eine sich rechtwinklig zur
Pumpenkolbenachse erstreckende erste Platte 16
abgeschlossen. Die erste Platte 16 liegt im wesentlichen
vollflächig am Pumpengehäuse 2 an. An der ersten Platte 16
ist der Zylinder 9 einstückig ausgebildet. Ein den
Pumpenkolben 6 aufnehmender Zylinderraum 17 ist in der
ersten Platte 16 fortgesetzt. Außerdem ist die am
Gleitschuh 7 des Pumpenkolbens 6 angreifende Druckfeder 8
an der ersten Platte 16 abgestützt. Die erste Platte 16 ist
gehäuseabgewandt von einer zweiten Platte 18 abgedeckt, mit
welcher der Zylinderraum 17 abgeschlossen ist. Die zweite
Platte 18 liegt deckungsgleich sowie im wesentlichen
vollflächig an der ersten Platte 16 an. Die beiden Platten
16 und 18 sind mit Schrauben 19 mit dem Pumpengehäuse 2
verbunden.
Zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte 18 ist
das mit dem Zylinderraum 17 in Verbindung stehende erste
Rückschlagventil 11 angeordnet. Es besitzt einen
federbelasteten, scheibenförmigen Schließkörper 20, dem ein
ebener Ventilsitz 21 an der zweiten Platte 18 zugeordnet
ist. Die zweite Platte 18 ist daher wenigstens im Bereich
des Ventilsitzes 21 gehärtet. Das zweite Rückschlagventil
12 ist zwischen der ersten Platte 16 und dem Pumpengehäuse
2 angeordnet. Es besitzt einen kugelförmigen Schließkörper
22 mit einem hohlkegelförmigen Ventilsitz 23. Dieser ist in
der ersten Platte 16 ausgebildet; insofern ist die erste
Platte wenigstens im Bereich des Ventilsitzes gehärtet.
Die Radialkolbenpumpe 1 ist mittels einer
Niederdruckspeisepumpe 26 beispielsweise aus einem
Dieselkraftstoff-Vorratsbehälter 27 eines Kraftfahrzeugs
mit Kraftstoff versorgbar. Hierzu ist die
Niederdruckspeisepumpe 26 an ein im Pumpengehäuse 2 der
Radialkolbenpumpe 1 angeordnetes Überströmventil 28
angeschlossen. Das Überströmventil 28 steht mit einem im
Pumpengehäuse 2 ausgebildeten ersten Kanal 29 in
Verbindung, welcher die erste Platte 16 rechtwinklig zu
deren Ebene durchdringt und in die zweite Platte 18
einmündet. Der erste Kanal 29 ist in der zweiten Platte 18
in deren Ebene verlaufend fortgeführt und endet nach einer
Umlenkung um 90° am ersten Rückschlagventil 11. Der als
kreiszylindrische Bohrung ausgebildete erste Kanal 29 ist
in der zweiten Platte 18 durch eine eingepreßte Kugel 30
dicht verschlossen. Der erste Kanal 29 mündet inmitten des
Ventilsitzes 21 des ersten Rückschlagventils 11 in den
Zylinderraum 17. Vom Zylinderraum 17 geht ein schräg in der
ersten Platte 16 verlaufender, zweiter Kanal 31 aus,
welcher zum zweiten Rückschlagventil 12 führt und inmitten
von dessen Ventilsitz 23 mündet. Im Bereich der ersten
Platte 16 hat der zweite Kanal 31 keine zur Außenseite der
Radialkolbenpumpe 1 führende, zu verschließende Verbindung.
Nach der ersten Platte 16 ist der zweite Kanal 31 innerhalb
des Pumpengehäuses 2 fortgesetzt, wo er mit einem Anschluß
33 für einen Kraftstoff-Hochdruckspeicher und mit einem
elektromagnetisch steuerbaren Druckbegrenzungsventil 34
(nur teilweise dargestellt) mit abströmseitigem Anschluß an
den Dieselkraftstoff-Vorratsbehälter 27 in Verbindung
steht.
Beim Betrieb von Niederdruckspeisepumpe 26 und
Radialkolbenpumpe i sind die einen Zylinderkopf bildenden
beiden Platten 16 und 18 dem Druck des geförderten
Kraftstoffs ausgesetzt, und zwar führt der erste Kanal 29
Kraftstoff unter Niederdruck mit ca. 10bar, der zweite
Kanal 31 Kraftstoff unter Hochdruck mit ca. 1400bar. Die
Radialkolbenpumpe 1 ist daher beanspruchungsgerecht mit
geeigneten Dichtmitteln versehen: Eine erste
Niederdruckdichtung 37 ist zwischen dem Pumpengehäuse 2 und
der ersten Platte 16 angeordnet. Die Niederdruckdichtung 37
ist vorzugsweise als gummielastischer O-Ring ausgebildet
und in einer den Zylinder 9 mit Abstand konzentrisch
umschließenden Nut der ersten Platte 16 aufgenommen. In
entsprechender Weise sind eine zweite Niederdruckdichtung
38 in der ersten Platte 16 sowie eine dritte
Niederdruckdichtung 39 in der zweiten Platte 18 angeordnet,
welche jeweils nur den ersten Kanal 29 umschließen und
gleichfalls als gummielastischer O-Ring ausgebildet sind.
Eine erste Hochdruckdichtung 40 ist zwischen der ersten
Platte 16 und der zweiten Platte 18 angeordnet und
umschließt konzentrisch das erste Rückschlagventil 11 und
den Zylinderraum 17. Eine zweite Hochdruckdichtung 41
befindet sich zwischen der ersten Platte 16 und dem
Pumpengehäuse 2. Sie umschließt nur das zweite
Rückschlagventil 12. Die Hochdruckdichtungen 40 und 41
können als metallische Dichtungen ausgebildet sein;
beispielsweise können sie als Beißkantendichtung wirkend
gestaltet sein. In der Zeichnung sind die
Niederdruckdichtungen 37, 38, 39 sowie die
Hochdruckdichtungen 40, 41 lediglich symbolhaft angedeutet.
Claims (5)
1. Kolbenpumpe (1) zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei
Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen,
insbesondere bei einem Common-Rail-Einspritzsystem, mit den
Merkmalen:
- - es ist ein Pumpengehäuse (2) vorgesehen,
- - das Pumpengehäuse (2) ist gegen einen Innenraum (10) durch eine erste, im wesentlichen vollflächig anliegende Platte (16) abgeschlossen, in welcher ein einen Pumpenkolben (6) aufnehmender Zylinderraum (17) ausgebildet ist,
- - die erste Platte (16) ist gehäuseabgewandt von einer zweiten Platte (18) abgedeckt, mit welcher der Zylinderraum (17) abgeschlossen ist,
- - zwischen der ersten Platte (16) und der zweiten Platte (18) ist ein mit dem Zylinderraum (17) in Verbindung stehendes erstes Rückschlagventil (11) vorgesehen,
- - die zweite Platte (18) weist einen überwiegend in ihrer Ebene verlaufenden, Kraftstoff unter Niederdruck führenden ersten Kanal (29) auf, der vom Pumpengehäuse (2) herangeführt ist und am ersten Rückschlagventil (11) endet,
- - vom Zylinderraum (17) geht ein Kraftstoff unter Hochdruck führender zweiter Kanal (31) aus, der in seinem weiteren Verlauf ein zweites Rückschlagventil (12) aufweist, nach dem der Kanal (31) im Pumpengehäuse (2) fortgesetzt ist,
- - zwischen dem Pumpengehäuse (2) und den Platten (16, 18) sind Niederdruckdichtungen (37, 38, 39) und Hochdruckdichtungen (40, 41) angeordnet, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:
- - die erste Platte (16) und die zweite Platte (18) sind im wesentlichen vollflächig aufeinander liegend ausgebildet,
- - die erste Platte (16) ist zwischen dem Pumpengehäuse (2) und der zweiten Platte (18) von einem Abschnitt des ersten Kanals (29) durchdrungen,
- - das zweite Rückschlagventil (12) ist zwischen der ersten Platte (16) und dem Pumpengehäuse (2) angeordnet,
- - der zweite Kanal (31) ist zwischen dem Zylinderraum (17) und dem zweiten Rückschlagventil (12) in der ersten Platte ausgebildet.
2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die
Merkmale:
- - Niederdruckdichtungen (37, 38, 39) sind angeordnet zwischen dem Pumpengehäuse (2) und der ersten Platte (16) nur den Zylinderraum (17) und nur den ersten Kanal (29) umschließend sowie zwischen der ersten Platte (16) und der zweiten Platte (18) nur den ersten Kanal (29) umschließend,
- - Hochdruckdichtungen (40, 41) sind angeordnet zwischen der ersten Platte (16) und der zweiten Platte (18) nur den Zylinderraum (17) und das erste Rückschlagventil (11) umschließend sowie zwischen der ersten Platte (16) und dem Pumpengehäuse (2) nur das zweite Rückschlagventil (12) umschließend.
3. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Niederdruckdichtungen (37, 38, 39)
als O-Ring ausgebildet sind.
4. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hochdruckdichtungen (40, 41)
metallische Dichtungen sind.
5. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hochdruckdichtungen (40, 41) als
Beißkantendichtung ausgebildet sind.
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |