DE19906626A1 - Pumpenanordnung - Google Patents

Abstract

Offenbart ist eine Pumpenanordnung, die insbesondere für Common-Rail-Einspritzsysteme geeignet ist. Die Pumpenanordnung hat eine Hochdruckpumpe in Radialkolbenbauweise, bei der eine Kolbeneinheit hydrostatisch in Richtung auf den Exzenter vorgespannt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung mit einer Hochdruckpumpe in Radialkolbenbauweise.

Ein besonders wichtiges Anwendungsgebiet von Radialkol­ benpumpen ist die Verwendung bei Kraftstoffeinspritzsyste­ men, insbesondere für Diesel-Verbrennungsmotoren. In den letzten Jahren konnten die Dieselmotoren den technologi­ schen Fortschritt der Otto-Motoren im Hinblick auf Leistung und Laufkultur aufholen. Ein wesentlicher Beitrag zur Wei­ terentwicklung der Dieselmotoren brachte der Einsatz der sogenannten Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsysteme, bei de­ nen der Kraftstoff über eine Vorförderpumpe aus einem Tank angesaugt und zur Saugseite einer Hochdruckpumpe gefördert wird, über die der Kraftstoff auf den Betriebsdruck von et­ wa 1.500 bar gebracht wird. Dieser druckbeaufschlagte Kraftstoff wird einer Hochdruckleitung, der sogenannten Common-Rail zugeführt, aus der heraus der komprimierte Kraftstoff über Injektoren in die Zylinder eingespritzt wird. Die Injektoren erlauben eine individuelle Anpassung der Einspritzmenge jedes Zylinders an die Betriebsbedingun­ gen, so daß die Laufkultur und Leistung derartiger Common- Rail-Dieselmotoren gegenüber den herkömmlichen Dieselmoto­ ren mit konventioneller Einspritztechnik wesentlich verbes­ sert werden konnte.

Bei der Auslegung derartiger Common-Rail-Einspritzsy­ steme ist man bemüht, die Bauelemente möglichst kompakt und leistungsfähig auszuführen, um das Fahrzeuggewicht zu sen­ ken und die Leistung zu optimieren. Die üblicherweise ein­ gesetzten Radialkolbenpumpen haben eine ungerade Anzahl an Pumpelementen (Zylinder), um durch die Überlagerung der Kraftstoffvolumenströme der einzelnen Pumpelemente eine möglichst geringe Volumenstrompulsation und somit eine gleichförmige Förderung zur Common-Rail zu erzielen. Jede Pumpeinheit hat einen Zylinder, in dem ein Kolben geführt ist, der mit einem Gleitschuh auf einem Exzenter einer Ex­ zenterwelle oder auf einem Exzenterring anliegt. Die Steue­ rung der Kraftstoffzufuhr und -abfuhr zum beziehungsweise aus dem Verdrängerraum erfolgt über Saug- beziehungsweise Druckventile. Um eine zuverlässige Anlage des Kolbens an dem Exzenter zu gewährleisten, ist eine Druckfeder vorgese­ hen, über die der Kolben in Richtung auf den Exzenter vor­ gespannt ist. Diese Druckfeder greift beispielsweise am Au­ ßenumfang des Kolbens an, so daß im Pumpengehäuse geeignete Aufnahmen- und Abstützelemente für die Druckfeder vorgese­ hen werden müssen. Der montage- und vorrichtungstechnische Aufwand zur Vorspannung der Kolben ist bei herkömmlichen Systemen demgemäß erheblich.

In der DE-197 27 249 A1 ist eine Radialkolbenpumpe be­ schrieben, deren Kolben jeweils mit im Zylinder geführten Stützkolben verbunden ist. Diese Kolbeneinheit wird eben­ falls in der vorbeschriebenen Weise über eine Druckfeder in ihre Anlageposition vorgespannt. Diese Stützkolben sollen ein Verdrehen des Exenterrings verhindern. Auch bei dieser Lösung ist ein erheblicher Aufwand zur Führung der Stütz­ kolben und Abstützung der Druckfedern erfoderlich.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Kraftbeaufschlagung der Kolben einer Pumpenanordnung in Richtung auf den Exzenter, den sogenannten Kolbenauszug, derart zu gestalten, daß der vorrichtungs- und montagetech­ nische Aufwand gegenüber den herkömmlichen Lösungen verrin­ gert ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Pumpenanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die Maßnahme, den Kolbenauszug nicht durch die Kraft einer Feder sondern hydraulisch über eine Druckkraftresultierende zu bewirken, kann der Bauraum zur Aufnahme der bisher verwendeten Druckfedern eingespart wer­ den, so daß die Hochdruckpumpe kompakter ausgebildet werden kann. Aufgrund des geringeren Durchmessers der Pumpeinhei­ ten können mehr Pumpeinheiten am Umfang des Exzenters ver­ teilt werden, so daß die Volumenstrompulsation gegenüber herkömmlichen Lösungen weiter verringert werden kann.

Unter Druckkraftresultierender soll im folgenden die auf die Kolbeneinheit (Kolben, Stützkolben) wirkende Druck­ kraft verstanden werden die sich aus den in Radialrichtung wirkenden Drücken ergibt.

Darüber hinaus kann durch den Wegfall der Druckfedern das Gewicht der Pumpe gegenüber den bekannten Lösungen ver­ ringert werden.

Versuche zeigten, daß das dynamische Verhalten des er­ findungsgemäßen, mit hydrostatischem Auszug arbeitenden Pumpenkonzepts wesentlich besser als dasjenige der herkömm­ lichen Pumpenkonstruktionen ist, so daß auch bei ungünsti­ gen Betriebsbedingungen, beispielsweise beim Heißstart des Motores oder bei Lastwechseln eine gleichmäßige Versorgung der Common-Rail mit Kraftstoff gewährleistet ist. Es zeigte sich, daß bereits bei Differenzdrücken von wenigen bar die­ jenigen Kolbenauszugskräfte übertroffen werden, die bei herkömmlichen Pumpen durch die vorgeschriebenen Druckfedern erzielbar waren, so daß stets eine zuverlässige Anlage der Gleitschuhe an den Exzenter gewährleistet ist.

Insbesondere bei Konstruktionen, bei denen der Kolben direkt oder über einen Gleitschuh auf dem Exzenterring auf­ liegt kann die Druckdifferenz zur Bewirkung des hydrostati­ schen Kolbenauszugs vorteilhafterweise in einem Druckraum und einem Exzenter- bzw. Zylinderraum aufgebaut, wobei der Druck im Druckraum über eine kleine Verbindungsbohrung zur Anlagefläche des Exzenters an den Kolben oder an dessen Gleitschuh geführt ist, während in dem den Kolbenfuß umge­ benden Exzenterraum ein höherer Druck herrscht, als derje­ nige im Druckraum. Die Druckdifferenz ist durch eine geeig­ nete Schaltung einstellbar, so daß der Kolbenfuß stets zu­ verlässig in Richtung auf den Exzenter vorgespannt ist.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung ist besonders kompakt, wenn der Druckraum durch eine Zuführlei­ tung in der Exzenterwelle gebildet ist, in der die Verbin­ dungsbohrung mündet und die mit einem Tank oder einem Zu­ lauf für das Druckmittel verbunden ist.

Die Ausbildung der Zuführleitung ist einfach, wenn diese als Axialbohrung ausgeführt ist, die über Radialboh­ rungen mit einer Ringnut am Außenumfang der Exzenterwelle verbunden ist, so daß das Druckmittel durch die Axialboh­ rung, die Radialbohrungen, die Ringnut und die darin mün­ denden Verbindungsbohrungen zu den jeweiligen Zylindern führbar ist.

Die mechanische Belastung der auf Biegung beanspruchten Exzenterwelle ist besonders gering, wenn die Radialbohrun­ gen in die neutrale Phase der Exzenterwelle gelegt werden.

Der höhere Druck in dem Exzenterraum wird vorzugsweise eingestellt, indem dieser über eine Druckleitung mit dem Ausgang einer Vorförderpumpe verbunden ist. Zur Einstellung der Druckdifferenz über der Anlagefläche kann in dieser Druckleitung eine Ventileinrichtung vorgesehen werden, über die der Druck in der Leitung und damit im Exzenterraum in­ nerhalb eines vorbestimmten Bereiches gehalten wird.

Bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen wird eine auf den Kolben oder seinen Gleitschuh wirkende Druckdiffe­ renz ausgebildet, über die der Kolben beim Kolbenauszug in Richtung auf den Exenter in seine Anlageposition gedrückt wird. Dabei muß die Anlagefläche in geeigneter Weise druckentlastet werden, um die Druckdifferenz in der vorbe­ stimmten Höhe aufbauen zu können. Bei der Verwendung eines Stützkolbens zur Lagesicherung des Exzenterringes kann diese Druckkraftresultierende in einer alternativen Ausfüh­ rungsform auch auf den Stützkolben drücken, so daß der Kol­ ben nur mittelbar über diese Druckkraftresultierende in seine Anlageposition vorgespannt ist.

Bei einem mit besonders geringem Aufwand realisierbaren Ausführungsbeispiel ist der Stützkolben tassenförmig ausge­ bildet, wobei der Kolben auf der Innenseite des Stützkol­ benbodens aufliegt. D. h., bei dieser Variante übernimmt der Stützkolben einerseits die Stabilisierung des Exzenterrings und andererseits die Aufgabe des Gleitschuhes zur Verringe­ rung der Reibung zwischen Kolben und Exzenterring.

Dieser Stützkolben wird über den Druck in einer Druck­ leitung in seine Anlageposition vorgespannt.

Bei der Ausbildung von mehreren Zylindern in einer Pum­ penanordnung werden deren Stützkolben über einen gemeinsa­ men Verbindungskanal mit der Druckleitung verbunden. D. h., das Druckmittel kann entlang des Verbindungskanals zwischen den Stützkolben hin- und herströmen, so daß der entspre­ chende Druckmittelraum als geschlossenes System ausgebildet werden kann.

Dabei wird es besonders bevorzugt, wenn in der Druck­ leitung ein Rückschlagventil vorgesehen ist, über das Druckmittel in den geschlossenen Druckraum nachströmen kann.

Für den Fall, daß die Pumpenanordnung auch eine Vorför­ derpumpe aufweist wird es bevorzugt, wenn der Druck in der Druckleitung dem Vorförderdruck entspricht und ein in Ge­ genrichtung auf den Stützkolben wirkender Druck etwa dem Druck an der Saugseite der Vorförderpumpe oder dem Tank­ druck entspricht.

Eine besonders gut für Common-Rail-Einspritzsysteme ge­ eignete Pumpenanordnung erhält man, wenn die der Hochdruck­ pumpe hydraulisch vorgeschaltete Vorförderpumpe ebenfalls als Radialkolbenpumpe ausgeführt ist, deren Verdränger von der gleichen Exzenterwelle angetrieben werden. Das heißt, die Verdränger der Vorförderpumpe und die Kolben der Hoch­ druckpumpe können entweder wechselweise am Umfang eines Ex­ zenters verteilt werden oder aber, bei einer alternativen Ausführungsform in zwei parallelen Ebenen axial hinterein­ anderliegend auf der Exzenterwelle angeordnet werden. Beide Varianten zeichnen sich durch einen äußerst kompakten Auf­ bau aus, wobei durch eine einzige, gemeinsame Antriebswelle ein synchroner Lauf gewährleistet ist.

Der guten Ordnung halber sei angemerkt, daß sich die Anmelderin vorbehält, auf diese besondere Relativanordnung der Vorförderpumpe und der Hochdruckpumpe in einem einzigen Pumpengehäuse mit einer gemeinsamen Exzenterwelle eine ei­ gene Anmeldung zu richten, wobei diese Ausführungsform nicht auf den hydrostatischen Kolbenauszug beschränkt wäre, sondern auch einen konventionellen Kolbenauszug aufweisen könnte.

Beim Antrieb der Vorförder- und der Hochdruckpumpe über einen gemeinsamen Exzenter wird es bevorzugt, wenn wechsel­ weise drei Kolben der Hochdruckpumpe und drei Verdränger der Vorförderpumpe am Umfang eines Exzenters verteilt wer­ den, so daß über diesen sechs Verdrängereinheiten umlaufend angesteuert werden. Alternativ könnten die drei Kolben der Hochdruckpumpe und die drei Verdränger einer Vorförderpumpe in zwei Ebenen koaxial hintereinander angeordnet werden. Bei derartigen Systemen mit ungerader Anzahl von Pumpein­ heiten ist eine geringe Volumenstrompulsation gewährlei­ stet.

Der Aufbau der Vorförderpumpe läßt sich in beiden Fäl­ len vereinfachen, wenn deren Sauganschluß durch eine Durch­ gangsbohrung im Verdränger gebildet wird, die mit einer An­ saug- oder Steuerbohrung in einem Exzenterring der Exzen­ terwelle zusammenwirkt, so daß durch eine Tangentialbewe­ gung der Exzenterring-Anlagefläche die Axialbohrung des Verdrängers zum Ansaugen auf- beziehungsweise zusteuerbar ist.

Die Verstellung der Hochdruckpumpe erfolgt vorzugsweise über eine Saugdrosselung mittels eines Volumenstromregel­ ventils.

Der Aufbau der Pumpenanordnung ist aus fertigungstech­ nischer Sicht besonders vorteilhaft, wenn das Pumpengehäuse dreiteilig mit einem Pumpenflansch, einem Zylindergehäuse und einem Pumpendeckel ausgeführt ist, so daß die benötig­ ten Anschlüsse, Verbindungskanäle etc. im Bereich der Trennebene zwischen den genannten Bauelementen ausgeführt sein können.

Auch bei sauggedrosselten Systemen wird das Druckmittel stark erwärmt, so daß eine Kühlung erforderlich sein kann. In diesen Fällen wird im Pumpengehäuse ein von der Exzen­ terwelle angetriebenes Kühlgebläse vorgesehen, über das der Zulauf zu oder der Rücklauf von einem Verbraucher durch Konvektion kühlbar ist.

Um den Verschleiß der Pumpenanordnung möglichst gering zu halten, können im Bereich der Anlagefläche zwischen Kol­ ben und Exzenterwelle feine Kerben ausgebildet werden, über die eine geringe Kühlströmung vom Exzenterraum in den Druckraum ermöglicht wird.

Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltschema einer erfindungsgemäßen Pum­ penanordnung;

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Pumpenanordnung für die Hydraulikschaltung aus Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Pumpenanordnung aus Fig. 2;

Fig. 4 einen Längsschnitt entlang einer anderen Schnittebene als derjenigen aus Fig. 3;

Fig. 5 eine Ansicht eines Pumpendeckels der Pumpenan­ ordnung aus Fig. 2;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausfüh­ rungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pumpenanordnung;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch ein drittes Ausfüh­ rungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pumpenanordnung und

Fig. 8 eine schematisierte Schnittdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Pumpenanordnung.

Fig. 1 zeigt ein stark vereinfachtes Schaltschema für eine in einem Common-Rail-Einspritzsystem eingesetzte Pum­ penanordnung 1. Diese hat eine Vorförderpumpe 2, über die Dieselkraftstoff aus einem Tank T angesaugt und zu einem Sauganschluß 4 einer Hochdruckpumpe 6 gefördert wird.

Der druckbeaufschlagte Kraftstoff wird über einen Hoch­ druckanschluß 8 an eine Common-Rail CR abgegeben.

Zwischen dem Tank T und der Vorförderpumpe 2 ist ein Filter 10 vorgesehen, über den Verunreinigungen und Aus­ flockungen (Paraffin) aus dem Kraftstoff herausfilterbar sind.

In einer sich zwischen dem Druckanschluß der Vorförder­ pumpe 2 und dem Sauganschluß 4 der Hochdruckpumpe 6 er­ streckenden Saugleitung 12 ist ein Volumenstromregelventil 14 ausgebildet, über das der Kraftstoffvolumenstrom gedros­ selt und somit der Füllgrad der Hochdruckpumpe 6 verstellt werden kann. In der federvorgespannten Grundposition befin­ det sich das Volumenstromregelventil 14 in seiner Sperr­ stellung. Prinzipiell sind jedoch auch andere Schaltungsva­ rianten vorsehbar.

Von der Saugleitung 12 zweigt eine Druckleitung 16 ab, die zu einer Ventileinrichtung 20 geführt ist, über die der Druck im Bereich zwischen der Ventileinrichtung 20 und ei­ nem Druckanschluß 18 auf einen vorbestimmten Bereich zwi­ schen beispielsweise 3 bis 10 bar einstellbar ist. Der Druckanschluß 18 mündet in einem Exzenterraum 62, auf den im folgenden eingegangen wird.

Für die vorbeschriebene Aufgabe können eine Vielzahl von Ventilkonstruktionen verwendet werden, so daß die fol­ gende Beschreibung der Ventileinrichtung lediglich bei­ spielhaft aufgefaßt werden soll.

Die dargestellte Ventileinrichtung 20 hat einen Ventil­ körper 22, der in einem Gehäuse geführt ist. Der Ventilkör­ per 22 wird über eine Druckfeder 26 in eine Stellung vorge­ spannt, in der zwei Anschlüsse 28, 30 abgesperrt sind. Der in Fig. 1 obere Anschluß 28 ist über eine Verbindungslei­ tung 17 mit dem Druckanschluß 18 verbunden, während der an­ dere Anschluß 30 über eine Tankleitung 32 mit dem Tank T verbunden ist. Die Stirnfläche des Ventilkörpers 22 ist über die Druckleitung 16 mit dem Druck in der Saugleitung 12, das heißt mit dem Ausgangsdruck der Vorförderpumpe 2 beaufschlagt. Die Kraft der Druckfeder 26 ist so ausge­ wählt, daß die Verbindung zum Druckanschluß 18 über den An­ schluß 28 erst dann aufgesteuert wird, wenn die Vorförder­ pumpe 2 einen Druck von zumindest 3 bar aufgebaut hat. Beim Überschreiten der oberen Grenze, die beim gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel bei etwa 10 bar liegt, wird der Anschluß 30 aufgesteuert, so daß ein Kraftstoffteilstrom zum Tank T zu­ rückgeführt und der Druck am Druckanschluß 18 auf den Maxi­ malwert (im vorliegenden Ausführungsbeispiel 10 bar) be­ schränkt ist. Das heißt, am Druckanschluß 18 liegt ein Druck im Bereich von 3 und 10 bar an. Unterhalb der vorge­ nannten unteren Grenze wird die Verbindung zwischen den Leitungen 16, 17 abgesperrt. Die Verbindungsleitung 17 kann jedoch über nicht dargestellte Kerben mit der Tankleitung 32 verbunden werden, so daß der Druck im Exzenterraum abge­ baut werden kann.

Die im Schaltschema gemäß Fig. 1 dargestellte Hoch­ druckpumpe 6 ist als Radialkolbenpumpe mit drei Pumpeinhei­ ten 34, 35, 36 ausgeführt, die einen Kolben 38, einen Zy­ linder 40, ein Saugventil 42 und ein Druckventil 44 aufwei­ sen. Die Saugventile verbinden den Verdrängerraum der je­ weiligen Pumpeinheiten 34 bis 36 mit einer Zulaufleitung 46, die über den Sauganschluß 4 mit dem Ausgangsanschluß des Volumenstromregelventils 14 verbunden ist.

Der Eingang eines jeden Saugventils 42 ist über eine Entlüftungsdrossel 50 mit einer Rücklaufleitung 52 verbun­ den, die im Tank T mündet.

Die Druckventile 44 sind über eine Sammelleitung 48 mit dem Hochdruckanschluß 8 verbunden.

Der Antrieb der Kolben 38 erfolgt über eine Exzenter­ welle 54, auf der ein Exzenterring 56 geführt ist, auf des­ sen Anlageflächen Gleitschuhe 60 der Kolben 38 aufliegen.

Der Exzenterraum 62 ist im Pumpengehäuse ausgebildet, in den die kolbenfußseitigen Endabschnitte der Kolben 38 mit den Gleitschuhen 60 eintauchen und in dem auch die An­ lageflächen 58 des Exzenterrings 56 angeordnet sind.

Die Exzenterwelle 54 ist von einer Axialbohrung 64 durchsetzt, die über eine Tankleitung 66 mit der Rücklauf­ leitung 52 und damit mit dem Tank T verbunden ist. Die Axialbohrung 64 ist über zwei Radialbohrungen 68 mit einem Ringraum oder einer Ringnut 70 am Außenumfang der Exzenter­ welle 54 oder am Innenumfang des Exzenterrings 56 verbun­ den. Jeder der vorbeschriebenen Pumpeinheiten 34 bis 36 ist eine Verbindungsbohrung 71 zugeordnet, die den Exzenterring 56 in Radialrichtung durchsetzt und über die der Druck im Ringraum 70 zur Anlagefläche 58 im Bereich zwischen dem Gleitschuh 60 und dem Kolben 38 geführt ist.

Demgemäß wird der Kolben 38 von einer Druckdifferenz beaufschlagt, die durch den Druck im Exzenterraum 62 einer­ seits und dem Druck in den Verbindungsbohrungen 71 anderer­ seits bestimmt ist. Das heißt, durch die Druckdifferenz über der Anlagefläche 58 (im Anlagebereich zwischen Gleit­ schuh 60 und Exzenter 56) wird die Andruckkraft des Kolbens 38 an den Exzenter bestimmt. Dieser hydrostatische Kolben­ auszug ermöglicht es, vollständig auf die üblicherweise eingesetzten Druckfedern zu verzichten, über die die Kolben 38 in Richtung auf den Exzenterring 56 vorgespannt sind.

Um die Schwächung der Exzenterwelle 54 durch die Axial- und Radialbohrungen 64, 68 auf ein Minimum zu reduzieren, werden die Radialbohrungen 68 im Bereich der neutralen Fa­ ser der auf Biegung beanspruchten Exzenterwelle 54 ausge­ bildet, so daß eine maximale Festigkeit bei minimalem Ex­ zenterwellenquerschnitt erzielbar ist.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Druckfe­ dern der Saugventile 52 vergleichsweise schwach, mit etwa 1,5 bar ausgelegt, so daß ein weiches Schließen der Saug­ ventile 42 gewährleistet ist. Über die Entlüftungsdrosseln 50 können insbesondere beim Warmstart des Dieselmotores eventuell vorhandene Dampfblasen schnell zum Tank T zurück­ geführt werden, so daß eine optimale Füllung der Verdrän­ gerräume der Hochdruckpumpe 6 gewährleistet ist.

In den folgenden Zeichnungen werden einige konkrete Ausführungsbeispiele für Pumpenanordnungen beschrieben, die in dem in Fig. 1 dargestellten Schaltschema für ein Com­ mon-Rail-Einspritzsystem verwendbar sind.

Bei dem im folgenden anhand der Fig. 2 bis 5 be­ schriebenen Ausführungsbeispiel sind die Vorförderpumpe 2 und die Hochdruckpumpe 6 in einem gemeinsamen Pumpengehäuse 72 (siehe Fig. 3) aufgenommen. Wie insbesondere aus Fig. 3 entnehmbar ist, hat dieses Pumpengehäuse 72 einen drei­ teiligen Aufbau, mit einem Pumpenflansch 74, einem die Pum­ peinheiten aufnehmenden Zylindergehäuse 76 und einem Pum­ pendeckel 78. Dieser plattenförmige Aufbau ermöglicht es, die erforderlichen Verbindungskanäle und Verdrängerelemente mit vergleichsweise geringem Aufwand im Zylindergehäuse 76 beziehungsweise in der Trennebene zwischen den Bauelementen 74, 76, 78 auszubilden.

Die Zentrierung des Zylindergehäuses 76 mit Bezug zum Pumpendeckel 78 beziehungsweise zum Pumpenflansch 74 er­ folgt beim gezeigten Ausführungsbeispiel mittels eines dünnwandigen Stahlrohres 80, das den Außenumfang der schei­ benförmigen vorgenannten Bauteile umgreift. Das Stahlrohr 80 kann beispielsweise durch Aufschrumpfen oder auf ähnli­ che Weise aufgebracht werden. Selbstverständlich sind auch andere Maßnahmen zur Zentrierung der Bauelemente zueinan­ der, wie beispielsweise Zentriervorsprünge/-nuten, Paß­ stifte etc. einsetzbar.

Die vom Verbrennungsmotor angetriebene Exzenterwelle 54 taucht vom Pumpenflansch 74 her in das Pumpengehäuse 72 ein und ist in diesem über geeignete Gleitlager 82 und Dichtun­ gen 84 gelagert. Die Exzenterwelle 54 hat einen Exzenter 86, auf dem der Exzenterring 56 leitend geführt ist.

Die Relativanordnung der Verdränger/Kolben 38/88 der Vorförderpumpe 2 beziehungsweise der Hochdruckpumpe 6 ist besonders gut aus Fig. 2 ersichtlich, die einen Quer­ schnitt durch das Zylindergehäuse 76 zeigt.

Demgemäß ist der auf dem Exzenter 86 der Exzenterwelle 54 geführte Exzenterring 56 mit sechs Abflachungen oder An­ lageflächen 58 ausgebildet, an denen in wechselnder Reihen­ folge ein Kolben 38 der Hochdruckpumpe 6 beziehungsweise ein Verdränger 88 der Vorförderpumpe 2 anliegen. Die Zylin­ der 40 der Hochdruckpumpe 6 und die Verdrängerzylinder 90 der Vorförderpumpe sind entsprechend als Radialbohrungen im Pumpenkörper 76 ausgebildet.

Gemäß Fig. 2 sind des weiteren noch Axialbohrungsab­ schnitte 92, 94, 96 ausgebildet, die einen Teil der in Fig. 1 dargestellten Saugleitung 12 zwischen Vorförderpumpe 2 und Volumenstromregelventil 14 (Axialbohrung 92) bezie­ hungsweise einen Abschnitt der Druckleitung 16 zur Ventil­ einrichtung 20 (Axialbohrung 94) beziehungsweise einen Teil der Sammelleitung 48 (Axialbohrung 96) ausbilden.

Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, sind die Saug­ ventile 42 und die Druckventile 44 der Hochdruck-Pumpein­ heiten 34 bis 36 in herkömmlicher Bauweise als Plattenven­ tile ausgeführt. Die Saugventile 42 sind dabei koxial zu den Achsen der Zylinder 40 angeordnet, während die Druck­ ventile 44 in Aufnahmen im Pumpenflansch 74 gelagert sind. Der Eingangsanschluß jedes Druckventils 44 ist über einen Verbindungsbohrungsabschnitt 98 mit dem Verdrängerraum der zugeordneten Pumpeinheit 34 bis 36 verbunden. Die Ausgangs­ anschlüsse der Druckventile 44 münden in einen Druckkanal 100, der im Pumpenflansch 74 ausgebildet ist und praktisch die Sammelleitung 48 des in Fig. 1 dargestellten Systems darstellt. Der Druckkanal 100 ist bei dem in Fig. 5 darge­ stellten Ausführungsbeispiel durch drei einander schnei­ dende Tangentialbohrungen 101, 102, 103 ausgebildet, die vom Außenumfang des Pumpenflansches 74 her gebohrt werden und deren Mündungsabschnitte im Umfangsbereich des Pumpen­ flansches 74 über Verschlußkörper 104 verschlossen sind. Der Druckkanal 100 mündet in dem Axialbohrungsabschnitt 96 (Fig. 2) der zu dem im Pumpendeckel ausgebildeten Hoch­ druckanschluß 8 geführt ist.

Wie bereits eingangs erwähnt wurde, liegen die Kolben 38 der Hochdruckpumpe über Gleitschuhe 60 an den Anlageflä­ chen 58 an. Diese Gleitschuhe 60 haben einen bekannten Auf­ bau, so daß auf eine Beschreibung verzichtet werden kann.

Die Zuführung des Druckmittels (Kraftstoff) zum Saug­ ventil 42 folgt über einen Saugkanal 106, der im Pumpen­ deckel 78 und im Umfangsbereich des Zylindergehäuses 76 ausgebildet ist. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Saugkanal 106 im Bereich jedes Saugventils 42 über die eingangs beschriebene Entlüftungsdrossel 50 mit einem Entlüftungskanal 110 verbunden. Die Entlüftungsdrossel 50 ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel durch feine Umfangs­ kerben am Außenumfang des Pumpenflansches 78 ausgebildet, so daß Dampfblasen im Eingangsbereich der Saugventile 42 über die Umfangskerben in den ebenfalls am Außenumfang des Pumpendeckels 78 ausgebildeten Entlüftungskanal 110 ableit­ bar sind. Letzterer ist, wie in Fig. 4 dargestellt ist, mit einem Tankanschluß 112 im Pumpendeckel verbunden. Durch diese Konstruktion können Dampfblasen im Bereich des Saug­ anschlusses schnellstmöglich zum Tank zurückgeführt werden, so daß die Dynamik der Pumpenanordnung und das Warmstart­ verhalten erheblich verbessert werden.

Aus Fig. 4 ist des weiteren entnehmbar, daß im Pumpen­ deckel 78 ein Zulaufanschluß 114 ausgebildet ist, über wel­ chen der von der Vorförderpumpe 2 angesaugte Kraftstoff in die Axialbohrung 64 der Exzenterwelle 54 eintreten kann. Von der Axialbohrung 64 gelangt der Kraftstoff über die in der neutralen Faser der Exzenterwelle 54 ausgebildeten Ra­ dialbohrungen 68 in die Ringnut 70 beziehungsweise den Ringraum zwischen den Exzenter 86 und dem Exzenterring 56. Der Druck im Ringraum wird in der eingangs beschriebenen Weise über die Verbindungsbohrungen 71 zur Auflagefläche des Gleitschuhs 60 auf die Anlagefläche 58 geführt. Das heißt, in der Gleitebene zwischen diesen beiden Bauelemen­ ten herrscht der Druck im Ringraum 70, der im wesentlichen dem Druck am Zulaufanschluß 114 entspricht.

Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert wurde, tauchen die fußseitigen Endabschnitte der Kolben 38 mit dem Gleitschuh 60 in den Exzenterraum 62 ein, der im Zylindergehäuse 76 ausgebildet ist, und in dem der Exzen­ terring 56 mit dem Exzenter 86 aufgenommen sind. Wie insbe­ sondere aus Fig. 4 entnehmbar ist, steht der Druckraum 62 über einen Verbindungskanal 116 im Pumpenflansch 74 mit dem Anschluß 28 der Ventileinrichtung 20 in Verbindung, über die der Druck im Exzenterraum 62 innerhalb des vorbestimm­ ten Druckbereiches (beispielsweise 3 bis 10 bar) gehalten wird. Am Eingangsanschluß der Ventileinrichtung 20 liegt der Ausgangsdruck der Vorförderpumpe 2 an, der über einen Vorförderkanal 118 im Pumpenflansch 74 abgegriffen wird. Wie bereits beschrieben, steuert die Ventileinrichtung 20 den Anschluß 28 auf, sobald der Druck im Vorförderkanal 118 den unteren Grenzwert (3 bar) überschreitet. Bei Über­ schreiten des oberen Grenzwertes (10 bar) wird der Anschluß 30 aufgesteuert und eine Verbindung zum Tankanschluß 112 geöffnet, so daß der Druck im Exzenterraum 62 stets inner­ halb der vorbestimmten Grenzen gehalten wird. Die Ventilei­ nrichtung 20 ist im Bereich der Axialbohrung 94 gemäß Fig. 2 aufgenommen.

Die Verdränger 88 der Vorförderpumpe 2 liegen ebenfalls an den ihnen zugeordneten Anlageflächen 58 an, wobei die Anlage über Gleitschuhe oder über einstückig mit den Ver­ drängern 88 ausgeführten Auflageabschnitte erfolgen kann.

Zur Verbesserung des Startverhaltens sind die Verdränger 88 in herkömmlicher Weise über Kolbenfedern 120 gegen die An­ lageflächen 58 des Exzenters 56 vorgespannt.

Jeder Verdränger 88 hat eine als Axialbohrung ausge­ führte Durchgangsbohrung 121, über die der Kraftstoff (Druckmittel) in den Verdrängerraum 122 ansaugbar ist.

Die Durchgangsbohrungen 121 wirken zusammen mit dem Ex­ zenterring 56 ausgebildeten Ansaugbohrungen 124, die in der Ringnut 70 münden. Die Relativposition der Ansaugbohrungen 124 und der Durchgangsbohrungen 121 ist derart gewählt, daß aufgrund der "Taumelbewegung" der Exzenterscheibe 56 die Durchgangsbohrungen 121 auf- und zugesteuert werden können. Das heißt, die Saugventile der Vorförderpumpe werden prak­ tisch durch das Auf- und Zusteuern der Durchgangsbohrungen 120 über den Exzenter 56 ersetzt.

Wie Fig. 3 entnehmbar ist, sind die Druckventile der Pumpeinheiten der Vorförderpumpe 2 wiederum durch jeweils ein Plattenventil 126 gebildet, dessen Ausgangsanschluß im Vorförderkanal 118 mündet.

Wie insbesondere Fig. 2 entnehmbar ist, ist der Vor­ förderkanal 118 zum Eingangsanschluß des in der Axialboh­ rung 92 aufgenommenen Volumenstromregelventils geführt, über das eine Drosselung des Kraftstoffvolumenstroms zum Eingangsanschluß der Hochdruckpumpe 6 erfolgt. Entsprechend ist der Ausgangsanschluß 128 des Volumenstromregelventils 14 mit dem im Pumpendeckel 78 ausgebildeten Saugkanal 106 verbunden, der zum Saugventil 42 der Pumpeinheiten 34 bis 36 der Hochdruckpumpe 6 führt. Auf die bauliche Ausgestal­ tung des Volumenstromregelventils 14 soll an dieser Stelle nicht eingegangen werden, da dies für die Erfindung von un­ tergeordneter Bedeutung ist.

Die Abdichtung zwischen dem Exzenterraum 62 und den Bohrungen der Exzenterwelle 54 erfolgt unter anderem über den Exzenterring 56 und den darauf gleitend geführten Kol­ ben 38. Auf die sonstigen Dichtungselemente zur Abdichtung der Pumpenanordnung soll an dieser Stelle nicht eingegangen werden.

Bei der vorbeschriebenen Konstruktion sind die Pumpein­ heiten der Vorförderpumpe 2 und der Hochdruckpumpe 6 radial in einer Ebene um die Exzenterwelle 54 verteilt, so daß ei­ ne sehr kurz bauende Pumpenanordnung erhalten wird, bei der die Scheibenbauweise einen besonders einfachen Aufbau und eine einfache Ausbildung der Verbindungskanäle ermöglicht. Um einen möglichst guten Wirkungsgrad zu erhalten, sind die Kolben 38 mit einer vergleichsweise geringen Passung in die Zylinderbohrung eingepaßt, während die Verdrängerkolben 88 mit einem größeren Spiel im Zylinder 90 laufen, um die Einstellbarkeit zu verbessern.

Ein besonderer Vorteil der vorbeschriebenen Konstruk­ tion liegt darin, daß der Exzenterring über die Verdränger 88 abgestützt ist, so daß eine zuverlässige Lagepositionie­ rung mit Bezug zu den Kolben 38 der Hochdruckpumpe 6 ge­ währleistet ist.

Durch den Antrieb über einen gemeinsamen Exzenter 86 kann die Fördermenge der Vorförderpumpe 2 einfach an den Bedarf der Hochdruckpumpe 6 angepaßt werden, wobei die För­ dermengencharakteristik aufgrund der gemeinsamen Betätigung besonders gut mit derjenigen der Hochdruckstufe harmoni­ siert.

Um den Verschleiß im Anlagebereich zwischen dem Gleit­ schuh 60 und der Anlagefläche 58 zu minimieren, können in der Anlagefläche kleine Kerben ausgebildet werden, über die eine Kühlmittelströmung vom Exzenterraum 62 zu der Verbin­ dungsbohrung 71 aufgebaut werden kann, so daß praktisch ei­ ne Kühlströmung entlang der Auflagefläche vorliegt.

Die Verdränger 88 der Vorförderpumpe 2 liegen aufgrund der Wirkung der Kolbenfeder 120 stets am Exzenterring 56 an, so daß über die Vorförderpumpe 2 unmittelbar nach dem Starten des Motores Kraftstoff gefördert werden kann. Beim Starten des Verbrennungsmotores wird das Volumenstromregel­ ventil 14 in eine Durchgangsstellung gebracht, so daß die Verdrängerräume der Zylinder 40 mit Kraftstoff gefüllt und in ihre Anlageposition an den Exzenterring 56 ausgefahren werden. Wenn der von der Vorförderpumpe 2 aufgebaute Druck den unteren Grenzwert von 3 bar überschreitet, wird die Ventileinrichtung 20 aufgesteuert, so daß der Exzenterraum 62 mit Kraftstoff gefüllt und die Vorspannung der Kolben in Richtung auf den Exzenter 86 aufgebaut wird. Der Füllgrad der Verdrängerräume der Hochdruckpumpe 6 wird über die ent­ sprechende Regelposition des Volumenstromregelventils 14 eingestellt, so daß ein entsprechender Druck an die Common- Rail CR abgegeben wird.

Die einander zuweisenden Stirnseiten des Zylindergehäu­ ses 76, des Pumpenflansches 74 und des Pumpendeckels 78 sind als Multifunktionsflächen ausgeführt, die mehrere Funktionen, beispielsweise die Bereitstellung der Ventil­ sitze für die in Plattenbauweise ausgeführten Druckventile der Hochdruck- und der Vorförderpumpe, die Zusammenführung der von der Vorförderpumpe 2 geförderten Förderströme, die Versorgung der Ventileinrichtung 20 mit dem Vorförderdruck, die Versorgung des Volumenstromregelventils 14 mit Vorför­ derdruck, die Abdichtung der einzelnen, unterschiedliche Druckniveaus aufweisenden Druckräume und die axiale Führung der Exzenterwelle 54 und des Exzenterringes 56 erfüllen kann.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Sammelleitung 48 durch einen im Pumpenflansch 74 umlaufenden Ringkanal 130 gebildet, in dem die Ausgangsan­ schlüsse der Druckventile 44 der Hochdruckpumpe 6 münden. Die Fertigung dieses umlaufenden Ringkanals 130 ist beson­ ders einfach, wenn der Pumpenflansch 74 durch einen Grund­ körper 132 und einen Außenring 134 gebildet ist, wobei der Ringkanal 130 als Umfangsnut am Grundkörper 132 ausgebildet ist.

Nach dem Ausbilden des Ringkanals 130 und der zum Druckventil 44 führenden Winkelbohrung wird der Außenring 134 aufgesetzt und mit dem Grundkörper 132 verbunden. Diese Verbindung kann beispielsweise durch Elektronenstrahl­ schweißen erfolgen.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die ge­ meinsame Anordnung der Verdränger der Hochdruckpumpe 6 und der Vorförderpumpe 2 entlang des Umfangs eines Exzenters 86 beschränkt, sondern bei besonders großem Hubvolumen könnten auch sechs Hochdruck-Kolben 38 an einem Exzenter angeordnet werden, wobei dann die Verdränger 88 der Vorförderpumpe 2 in einer parallelen Ebene angeordnet sind. Eine derartige Pumpe würde ein größeres Hubvolumen aufweisen, hätte aller­ dings eine größere Baulänge.

Auch bei sauggedrosselten Verstellpumpen kann der Wär­ meanfall im Kraftstoff sehr hoch werden, so daß Maßnahmen zur Kühlung ergriffen werden müssen.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der von der Common-Rail zurückgeführte Kraftstoffstrom und/oder der aus dem Tank angesaugte Kraftstoff vor dem Eintreten in die Verdrängerräume gekühlt wird.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt der Zulauf von dem Tank oder von der Common-Rail und der Ablauf zur Common-Rail über einen Befestigungsflansch 136, so daß ent­ sprechend der Zulaufanschluß 114 und der Druckanschluß 8 stirnseitig an der Rückseite des Pumpenflansches 74 ausge­ bildet sind. Der zugeführte Kraftstoff wird über einen Axialkanal 138 durch den Pumpenflansch 74, das Zylinderge­ häuse 76 und den Pumpendeckel 78 geführt und tritt in eine Spiralnut 140 ein, die in der Stirnfläche eines Kühldeckels 142 eingebracht ist. Der Kühldeckel ist auf die Rückseite des Pumpendeckels 78 aufgeschraubt.

Die Spiralnut 140 mündet in einem zwischen dem Kühl­ deckel 142 und dem Pumpendeckel 78 angeordneten Kühlkanal, über den der Kraftstoff in die Axialbohrung 64 eintritt. Auf einem nabenförmigen Vorsprung des Kühldeckels 142 ist ein Lüfterrad 146 drehbar gelagert, das drehfest mit der Exzenterwelle 54 verbunden ist. Der Umfangsbereich des Kühldeckels 142 und das Lüfterrad 146 sind von einem Deckel 148 umgeben, in dem Durchbrüche 150 für den Lufteintritt vorgesehen sind. Der Deckel 148 kann einstückig mit dem Stahlrohr 80 ausgebildet sein, so daß dieser napfförmig ge­ formt ist.

Der Kühldeckel 142 wird aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit gefertigt, so daß der die Spiralnut 140 durchströmende Kraftstoff durch die über das Lüfterrad 146 bewirkte Luftströmung gekühlt wird.

Diese Variante ist energetisch günstiger und kompakter als eine externe Kühleinrichtung, so daß sich die Abmessun­ gen der Pumpenanordnungen gegenüber herkömmlichen Lösungen weiter minimieren lassen.

Die Anmelderin behält sich vor, auf eine derartige Küh­ lung einen eigenen nebengeordneten Anspruch zu richten, der unabhängig von der Anordnung und Konstruktion der Verdrän­ ger ist. Bei dem in Fig. 7 beschriebenen Ausführungsbei­ spiel erfolgt die Entlüftung ebenfalls über den Befesti­ gungsflansch 136, so daß der Entlüftungskanal 110 entspre­ chend im Pumpenflansch 74 ausgebildet ist.

Dem besseren Verständnis halber sei nochmals der Strö­ mungspfad des Kraftstoffes innerhalb der Pumpenanordnung 1 beschrieben:
Bei laufendem Verbrennungsmotor tritt der Kraftstoff über den Zulaufanschluß 114 in die Axialbohrung 64 der Ex­ zenterwelle 54 ein. Von dort gelangt der Kraftstoff in die Ringnut 70, so daß bei entsprechender Relativposition einer Ansaug- oder Steuerbohrung 124 mit Bezug zur Durchgangsboh­ rung 120 Kraftstoff in den Verdrängerraum 122 einer Pum­ peinheit der Vorförderpumpe 2 angesaugt wird. Bei der wei­ teren Umdrehung des Exzenters 86 wird dieser Kraftstoff verdichtet und über das Plattenventil 126 in den Vorförder­ kanal 118 eingeleitet. Der druckbeaufschlagte Kraftstoff wird über den Vorförderkanal 118 zum Eingangsanschluß des Volumenstromregelventils 14 und dort auf einen über die Mo­ torsteuerung regelbaren Druck angedrosselt. Der Ausgangsan­ schluß 128 des Volumenstromregelventils 14 ist über den Saugkanal 106 mit den Saugventilen 42 verbunden, so daß durch Öffnen eines Plattenventiles der Kraftstoff in den Verdrängerraum der Hochdruck-Pumpeinheiten einströmen kann.

Der Druck im Vorförderkanal 118 liegt auch am Eingangs­ anschluß der Ventileinrichtung 20 an, so daß bei Über­ schreiten eines Vorförderdruckes von 3 bar der Anschluß 28 aufgesteuert und der Exzenterraum 62 mit diesem Druck be­ aufschlagt wird. Folglich werden die Kolben 38 der Hoch­ druckpumpe 2 durch die sich aufbauende Druckdifferenz über der Auflagefläche der Gleitschuhe 60 an die Anlagefläche 58 in Richtung auf den Exzenter 86 beaufschlagt. Aufgrund der Rotation des Exzenters 86 wird der im Verdrängerraum einer Pumpeinheit 34 bis 36 befindliche Kraftstoff komprimiert und über das Druckventil 44 in den Druckkanal 100 einge­ speist, über den der druckbeaufschlagte Kraftstoff zum Hochdruckanschluß 8 und weiter zur Common-Rail CR geführt wird.

Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen wirkt die Druckdifferenz stets direkt auf den Kolben 38 bzw. auf seinen Gleitschuh 60. Dabei muß die Auflagefläche des Kol­ bens 38 bzw. des Gleitschuhs 60 über die Ringnut 70 und die darin mündenden Bohrungen 71, 68, 64 druckentlastet werden, so daß insbesondere die Herstellung des Exzenterrings 56 und der Exzenterwelle 54 vergleichsweise aufwendig ist.

Eine Vereinfachung des Aufbaus und eine zusätzliche Stabilisierung der Relativlage des Exzenterrings 56 läßt sich durch einen Aufbau der Pumpenanordnung gemäß Fig. 8 bewirken.

Das Grundprinzip der in Fig. 8 dargestellten Schaltung entspricht im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Pumpenanordnung 1. D. h., das Druckmittel wird über eine Vorförderpumpe 2 aus einem Tank T angesaugt und über die Saugleitung 12 dem Sauganschluß 4 einer Hochdruckpumpe 6 zugeführt und über den Hochdruckanschluß 8 an einen Ver­ braucher, beispielsweise die Common-Rail abgegeben.

In der Saugleitung 12 ist das Volumenstrom- oder Saug­ drosselventil 14 angeordnet, über das der Füllgrad der Hochdruckpumpe verstellbar ist.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel hat die Hochdruck­ pumpe drei Pumpeinheiten 34, 35, 36, die in einem gemeinsa­ men Pumpengehäuse 72 aufgenommen sind. Jede Pumpeinheit 34, 35, 36 hat eine Zylinderbohrung 156, in der ein Stützkolben 154 axialverschiebbar geführt ist. In einem radialerweiter­ ten Teil der Zylinderbohrung 156 ist eine Zylinderbuchse 158 gelagert, in der der Kolben 38 axialverschiebbar ge­ führt ist. Den stirnseitigen Abschluß der Zylinderbohrung 156 bildet ein Zylinderkopf 160, in dem das Saugventil 42 und das Druckventil 44 aufgenommen sind.

Gemäß Fig. 8 hat der Stützkolben 156 einen tassenför­ migen Querschnitt und liegt mit seinem Boden 162 auf der Anlagefläche 58 (Fig. 1) des Exzenterrings 56 auf. Der Kol­ ben 38 wird über eine Tellerfeder 164 oder einen sonstigen Mitnehmer gegen die Innenstirnfläche des Bodens 162 vorge­ spannt. Die Tellerfeder 164 ist entlang ihres Umfangs an ei­ ner Innenschulter 168 des Stützkolben 154 abgestützt und greift mit der Umfangskante ihrer Innenbohrung an einer Ringnut 170 des Kolben 38 an. Die Tellerfeder 164 hat des­ weiteren Durchbrüche 172 durch die hindurch Druckmittel zur Innenstirnfläche des Bodens 162 fließen kann.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel taucht die Zy­ linderbuchse 158 mit ihrem vom Zylinderkopf 160 entfernten Endabschnitt in den tassenförmigen Stützkolben 154 ein, wo­ bei allerdings ein Ringspalt 166 zwischen der Zylinderbuch­ se 158 und dem Mantel des Stützkolbens 154 gebildet wird.

Jeweils zwei benachbarte Pumpeinheiten 34, 35, 36 sind über Verbindungskanäle 174, 175 bzw. 176 miteinander ver­ bunden. Ausweislich Fig. 8 münden die Verbindungskanäle 174 zwischen der Ringstirnfläche des Stützkolbens 154 und dem zylinderkopfseitigen Endabschnitt der Zylinderbuchse 158. Das in den Verbindungskanälen 174, 175, 176 aufgenom­ mene Druckmittel kann durch den Ringspalt 166 in den Innen­ raum der Stützkolben 154 einströmen, so daß dieser durch den Druck in den Kanälen 174, 175, 176 in seine Anlageposi­ tion gegen den Exzenterring 56 vorgespannt wird.

Der Exzenterring 56 ist in einem Exzenterraum 178 ange­ ordnet, der über die Tankleitung 66 mit dem Tank T verbun­ den ist. Da der Stützkolben 154 mit seinem Boden in den Ex­ zenterraum 178 eintaucht, wirkt auf den Stützkolben 154 der Druck im Exzenterraum 178, der etwa dem Tankdruck T ent­ spricht. Die auf den Stützkolben 154 wirkende Druckkraft ergibt sich somit aus dem Differenzdruck zwischen dem Druck im Exzenterraum 178 und dem Druck in den Druckkanälen 174, 175, 176 - oder genauer gesagt - im Inneren des Stützkol­ bens 154.

Da insbesondere die Gleit- und Anlageflächen des Exzen­ terrings 56 einer vergleichsweise hohen Belastung ausge­ setzt sind, ist zwischen den Verbindungskanälen 174, 175, 176 und dem Exzenterraum 178 eine Drosselbohrung 180 ausge­ bildet, über die Druckmittel zur Kühlung und/oder Schmie­ rung in den Exzenterraum 178 einspeisbar ist.

Der durch die Kanäle 174, 175, 176 und die Innenräume der Stützkolben 156 gebildete Druckraum ist über ein Rück­ schlagventil 182 mit der Druckleitung 16 verbunden, die von der Saugleitung 12 der Hochdruckpumpe abzweigt. Das Rück­ schlagventil 182 ist somit in Öffnungsrichtung von dem Aus­ gangsdruck der Vorförderpumpe beaufschlagt. Die Federrate der Rückstellfeder 184 ist so ausgewählt, daß das Druckmit­ tel beim Anfahren der Pumpenanordnung erst bei Überschrei­ ten eines Mindestvorförderdruckes in die Druckkanäle 174, 175, 176 eingespeist wird. Dadurch ist gewährleistet, daß beim Anfahren der Pumpenanordnung die Hochdruckpumpe mit dem maximalem Vorförderpumpenvolumenstrom versorgt wird. Bei Überschreiten dieses Mindestdrucks wird das Rückschlag­ ventil 182 aufgesteuert und der vorbeschriebene Druckraum mit Druckmittel gefüllt, so daß die Stützkolben 154 hydrau­ lisch in ihre Anlageposition vorgespannt sind. Die sich in diesem Druckraum ausbildende Leckage (beispielsweise über die Drosselbohrung 180) wird dann durch Öffnen des Rück­ schlagventils 182 ausgeglichen.

Aufgrund der geschlossenen Ausbildung des Druckraumes (Verbindungskanäle 174, 175, 176 und Innenräume der Stütz­ kolben 154) wird das Druckmittel durch die Axialbewegung der Stützkolben 154 zwischen den Pumpeinheiten 34, 35, 36 hin- und hergeschoben, so daß sich bei normaler Funktion keine Druckerhöhung in diesem Druckraum einstellt. Beim Kippen oder Verdrehen des Exzenterringes 56 werden die Stützkolben 154 aus ihrer Grundposition nach außen bewegt, so daß der vorgenannte Druckraum verkleinert und der auf die Stützkolben 154 wirkende Druck erhöht wird. D. h., der auf die Stützkolben 154 wirkende Anpreßdruck erhöht sich bei einer Verdrehung des Exzenterrings 56, so daß dieser wieder in seine Grundposition zurückgestellt wird. Ein Ver­ drehen des Exzenterrings 56 ist bei der in Fig. 8 darge­ stellten Ausführungsform nahezu ausgeschlossen.

Bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Vorförderpumpe und die Hochdruckpumpe getrennt vonein­ ander oder in zwei axialbeabstandeten Ebenen angeordnet. Selbstverständlich ließe sich dieses Ausführungsbeispiel auch mit einem Aufbau gemäß Fig. 2 realisieren, bei dem die Verdränger einer Vorförderpumpe und die Kolbeneinheiten der Hochdruckpumpe über einen gemeinsamen Exenter betätigt werden.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt der Stütz­ kolben 154 auch als Gleitschuh. Selbstverständlich könnte die erfindungsgemäße Lagesicherung des Exenterrings 56 auch bei Ausführungsbeispielen angewendet werden, bei denen Gleitschuh und Stützkolben getrennt voneinander ausgebildet werden.

Offenbart ist eine Pumpenanordnung, die insbesondere für Common-Rail-Einspritzsysteme geeignet ist. Die Pumpen­ anordnung hat eine Hochdruckpumpe in Radialkolbenbauweise, bei der eine Kolbeneinheit hydrostatisch in Richtung auf den Exzenter vorgespannt sind.

Claims (20)

1. Pumpenanordnung mit einer Hochdruckpumpe (6) in Radial­ kolbenbauweise, mit zumindest einer Pumpeinheit (34, 35, 36), in der eine Kolbeneinheit (38, 154) geführt ist, die gegen einen Exzenterantrieb (54, 86) mit Exzenterring (56) vorgespannt ist, so daß die Drehung eines Exzenters (86) in eine Hubbewegung der Kolbeneinheit (38, 154) zum Ansaugen und Verdichten von Druckmittel im Verdrängerraum der Pumpeinheit (34, 35, 36) umsetzbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kolbeneinheit (38, 154) mittels einer Druckkraftresultierenden hydraulisch in die Anlageposition gegen den Exzenterring (56) vorspannbar ist.

2. Pumpenanordnung nach Patentanspruch 1, wobei ein Kolben (38) der Kolbeneinheit (38, 54) dichtend an einer Anlage­ fläche (58) des Exzenterrings (56) anliegt, in der eine Verbindungsbohrung (71) zu einem Druckraum (70) mündet, und wobei ein Kolbenfuß (60) in einem vom Verdrängerraum ge­ trennten Exzenterraum (62) geführt ist, in dem ein höherer Druck als derjenige im Druckraum (70) herrscht.

3. Pumpenanordnung nach Patentanspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kolben (38) über einen Gleitschuh (60) auf dem Exzenterring (56) abgestützt ist, und daß die Ver­ bindungsbohrung (71) den Exzenterring (56) etwa in Radial­ richtung durchsetzt.

4. Pumpenanordnung nach Patentanspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindungsbohrung (71) in einer Zuführ­ leitung (70, 68, 64) mündet, die in der Exzenterwelle (54) ausgebildet ist und mit einem Tank (T) für das Druckmittel verbunden ist.

5. Pumpenanordnung nach Patentanspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zuführleitung eine Axialbohrung (64) hat, in der Radialbohrungen (68) münden, die ihrerseits zu einer Ringnut (70) am Außenumfang der Exzenterwelle (54) geführt sind.

6. Pumpenanordnung nach Patentanspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Radialbohrungen (68) im Bereich der neu­ tralen Faser der Exzenterwelle (54) angeordnet sind.

7. Pumpenanordnung nach einem der Patentansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterraum (62) über eine Druckleitung (116, 16, 17) mit einer Vorförderpumpe (2) verbunden ist.

8. Pumpenanordnung nach Patentanspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Exzenterraum (62) und der Vor­ förderpumpe (2) eine Ventileinrichtung (20) angeordnet ist, über die der Druck in der Druckleitung (16, 17, 116) in ei­ nem vorbestimmten Bereich einstellbar ist.

9. Pumpenanordnung nach einem der Patentansprüche 3 bis 5 und 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorförderpumpe (2) eine Radialkolbenpumpe ist, deren Verdränger (88) über die Exzenterwelle (54) angetrieben werden, und daß der Zu­ laufanschluß (116) der Vorförderpumpe (2) mit dem Druckraum (70) und der Druckanschluß (126, 118) der Vorförderpumpe (2) mittelbar oder unmittelbar mit dem Sauganschluß (106) der Hochdruckpumpe verbindbar ist.

10. Pumpenanordnung nach Patentanspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hochdruckpumpe (6) und die Vorförderpumpe (2) jeweils drei Kolben (38) beziehungsweise Verdränger (88) haben, die abwechselnd über den Umfang verteilt am Ex­ zenterring (56) der Exzenterwelle (54) anliegen.

11. Pumpenanordnung nach Patentanspruch 10 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verdränger (88) der Vorförderpum­ pe (2) eine Durchgangsbohrung (120) hat, die in Abhängig­ keit von der Tangentialbewegung des Exzenterringes (56) mit einer diesen durchsetzenden Ansaugbohrung (124) verbindbar ist, um Druckmittel anzusaugen.

12. Pumpenanordnung nach Patentanspruch 1, wobei die Kol­ beneinheit einen Kolben (38) hat, dem ein in der Pumpein­ heit (34, 35, 36) geführter Stützkolben 154 zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkolben (154) über die Druckkraftresultierende in seine Anlageposition vorgespannt ist.

13. Pumpenanordnung nach Patentanspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Kolbenfuß des Kolbens (38) auf einem Bo­ den (162) des Stützkolbens (154) abgestützt ist, und daß dieser in seine Anlageposition über eine Druckleitung (16) durch einen dem Vorförderdruck einer Vorförderpumpe (2) entsprechenden Druck und in der Gegenrichtung durch den Druck in einem Exzenterraum (178) beaufschlagt ist.

14. Pumpenanordnung nach Patentanspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hochdruckpumpe (6) mehrere Pumpeinheiten (34, 35, 36) hat, deren Stützkolben (154) über Verbindungs­ kanäle (174, 175, 176) mit der Druckleitung (16) verbunden sind.

15. Pumpenanordnung nach Patentanspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Druckleitung (16) ein Rückschlagventil (182) angordnet ist.

16. Pumpenanordnung nach Patentanspruch 12 oder 13, Pumpen­ anordnung nach Patentanspruch 14 oder 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindungskanäle (174, 175, 176) und der Exzenterraum (178) über eine Drosselbohrung (180) miteinan­ der verbunden sind.

17. Pumpenanordnung nach einem der Patentansprüche 7 bis 16 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Vorförderpumpe (2) und Hochdruckpumpe (6) ein Volumenstromregelventil (14) ange­ ordnet ist, über das der Füllgrad der Hochdruckpumpe (6) steuerbar ist.

18. Pumpenanordnung nach einem der Patentansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pumpengehäuse (72) dreiteilig mit einem Pumpenflansch (74), einem Zylinderge­ häuse (76) und einem Pumpendeckel (78) ausgeführt ist, und daß vorzugsweise im Bereich der Saugventile ein Entlüf­ tungskanal (50) ausgebildet ist, der zu einem Tankanschluß (T) führt.

19. Pumpenanordnung nach Patentanspruch 17 gekennzeichnet durch einen Kühlkanal (140, 144), der in thermodynamischer Wechselwirkung mit einem von der Exzenterwelle (54) ange­ triebenen Lüfterrad (146) steht.

20. Pumpenanordnung nach einem der vorhergehenden Patentan­ sprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Auflagefläche der Kolben (38) auf den Exzenter (56, 86, 54) Kerben ausgebildet sind, über die eine Kühlströmung vom Ex­ zenterraum (62) hin zum Druckraum (70) erfolgt.