DE102007012707A1 - High-pressure pump for conveying fuel with an improved lubricant supply in the camshaft bearing - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe (1), insbesondere zur Förderung von Kraftstoff für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem, umfassend einen Pumpenkörper (2), in dem wenigstens ein Nockentrieb (3) mit einer Nockenwelle (4) aufgenommen ist, die mittels wenigstens eines Radiallagers und wenigstens eines einen Anlaufkörper (5) aufweisenden Axiallagers drehbar gelagert ist, wobei die Lager mit einem zugeführten Schmiermittel geschmiert sind und das Schmiermittel durch zumindest einen zwischen dem Anlaufkörper (5) und dem Pumpenkörper (2) eingebrachten Schmierkanal (6) zuführbar ist.The present invention relates to a high-pressure pump (1), in particular for conveying fuel for a common-rail fuel injection system, comprising a pump body (2) in which at least one cam drive (3) with a camshaft (4) is accommodated, by means of at least a radial bearing and at least one thrust body (5) having axial bearing is rotatably mounted, wherein the bearings are lubricated with a supplied lubricant and the lubricant by at least one between the startup body (5) and the pump body (2) introduced lubricating channel (6) can be fed ,
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe zur Förderung von Kraftstoff gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher definierten Art.The The present invention relates to a high pressure pump for delivery of fuel according to the im The preamble of claim 1 closer defined type.
Stand der TechnikState of the art
Derartige Hochdruckpumpen werden für Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsysteme verwendet, welche zur Förderung des Kraftstoffes auf einen hohen Druck innerhalb des Common-Rail vorgesehen sind. Derartige Hochdruckpumpen sind mit einem Nockentrieb ausgebildet, welcher eine Nockenwelle umfasst, die einen Nockenabschnitt aufweist. Über den Nockenabschnitt walzt ein Abgriffselement ab, so dass eine Hubbewegung im Abgriffselement erzeugt wird, die auf eine Stößeleinrichtung übertragen wird. Die Stößeleinrichtung umfasst einen Pumpenkolben, welcher mit einer Ventileinheit zusammenwirkt, um die Förderung des Kraftstoffs mit der Hubbewegung des Pumpenkolbens zu bewirken.such High pressure pumps are used for common rail fuel injection systems used, which to promote of the fuel to a high pressure within the common rail are provided. Such high pressure pumps are with a cam drive formed, which comprises a camshaft having a cam portion having. On the Cam section rolls off a tapping element, so that a lifting movement is generated in the tapping element, which is transmitted to a plunger device. The ram device comprises a pump piston which cooperates with a valve unit, for the promotion of the fuel with the lifting movement of the pump piston to effect.
Die Nockenwelle ist im Pumpenkörper gelagert, wobei die Lagerung vorzugsweise als Gleitlagerung ausgeführt ist. In Abhängigkeit von der Bauform der Hochdruckpumpe kann die Lagerung auch innerhalb eines Flanschkörpers eingebracht sein, wobei der Flanschkörper mit dem Pumpenkörper verbunden ist. Die Lagerungen sind vorzugsweise Gleitlagerungen, so dass diese aus Lagerbuchsen mit einem entsprechenden Lagerwerkstoff gebildet sind. Die Lagerbuchsen befinden sich seitlich neben dem Nockenabschnitt, so dass eine optimale Aufnahme der in die Nockenwelle eingeleiteten Kräfte ermöglicht ist. Aus Montagegründen ist das Gleitlager, welches im Pumpenkörper eingebracht ist, mit einem geringfügig kleineren Durchmesser ausgebildet als das Gleitlager, welches im Flanschkörper eingebracht ist. Neben den Radiallagern sind auch Axiallager der Nockenwelle erforderlich, wobei die Axiallager in Form von Anlaufkörpern ausgebildet sind, und ebenfalls nach dem Prinzip einer Gleitlagerung wirken. Der Bereich zum Plananlauf der Nockenwelle befindet sich vorzugsweise seitlich an der Nockengeometrie, da diese einen größeren Grundkreisdurchmesser hat, als die benachbart angeordneten zylindrischen Abschnitte der Nockenwelle. Zur Schmierung der Radial- und Axiallager wird der Kraftstoff selbst verwendet, welcher sich innerhalb der Hochdruckpumpe befindet. Der Bereich des Nockentriebs und damit der Bereich der Lagerungen ist mit Kraftstoff gefüllt, so dass dieser auch zur Schmierung der Radial- und Axialgleitlager zur Verfügung steht.The Camshaft is in the pump body stored, wherein the bearing is preferably designed as a sliding bearing. Dependent on of the design of the high-pressure pump, the storage can also within a flange body be introduced, wherein the flange connected to the pump body is. The bearings are preferably plain bearings, so this formed from bearing bushes with a corresponding bearing material are. The bushings are located to the side of the cam section, so that optimum absorption of the introduced into the camshaft personnel is possible. For assembly reasons is the plain bearing, which is introduced in the pump body, with a slight smaller diameter formed as the plain bearing, which in the flange is introduced. In addition to the radial bearings and thrust bearings are the Camshaft required, the thrust bearing formed in the form of starter bodies are, and also act on the principle of a sliding bearing. The area for the plan start of the camshaft is preferably located laterally on the cam geometry, as these have a larger base circle diameter has, as the adjacently arranged cylindrical portions of Camshaft. For lubrication of the radial and thrust bearing is the Fuel itself used, which is inside the high pressure pump located. The area of the cam drive and thus the area of the Storage is filled with fuel, so this too Lubrication of the radial and axial plain bearings is available.
Der Kraftstoff gelangt zur Schmierung des Axiallagers sowie des Radiallagers lediglich über den Lagerspalt des Axiallagers in die Lager hinein, so dass zur Schmierung der Radiallager das Schmiermittel zunächst das Axiallager durchlaufen muss, um in den Schmierspalt der Radiallager zu gelangen.Of the Fuel gets to the lubrication of the thrust bearing and the radial bearing only about the bearing gap of the thrust bearing in the camps, so that the Lubricate the radial bearings by first passing the lubricant through the thrust bearing to get into the lubrication gap of the radial bearings.
Bei derartigen Lageranordnungen ergibt sich häufig das Problem, dass die Schmierung der Radiallager möglicherweise nicht hinreichend ist, um eine Dauerfestigkeit der Lagerung zu gewährleisten. Die schlechte Schmierung ist dadurch bedingt, dass die Schmiermittelzufuhr lediglich über das Axiallager erfolgt, so dass aufgrund der kleinen Schmierspalte häufig zu wenig Schmierstoff in den Bereich des Radiallagers gelangt. Daher kommt es zu einem frühzeitigen Verschleiß insbesondere der Radiallager, welcher zu einem Ausfall der Hochdruckpumpe führen kann.at Such bearing arrangements often results in the problem that the Lubrication of radial bearings may be is not sufficient to ensure a fatigue life of the storage. The bad lubrication is due to the fact that the lubricant supply only about the thrust bearing takes place, so that due to the small lubrication gaps frequently little lubricant gets into the area of the radial bearing. Therefore it comes to an early Wear in particular the radial bearing, which can lead to failure of the high-pressure pump.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Zufuhr des Schmierstoffes für die Lagerung der Nockenwelle innerhalb des Pumpenkörpers einer Hochdruckpumpe zu verbessern.It Therefore, the object of the present invention, the supply of the Lubricant for the bearing of the camshaft within the pump body a To improve high-pressure pump.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Hochdruckpumpe zur Förderung von Kraftstoff gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.These Task is starting from a high pressure pump for promotion of fuel according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features solved. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Schmiermittel durch zumindest einen zwischen dem Anlaufkörper und dem Pumpenkörper eingebrachten Schmierkanal zuführbar ist.The Invention includes the technical teaching that the lubricant by at least one between the start-up body and the pump body introduced Lubricating channel can be fed is.
Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, die Zufuhr des Schmiermittels zur Schmierung des Radiallagers nicht über den Spalt im Axiallager selbst erfolgen zu lassen, sondern durch separate Schmierkanäle, die zwischen dem Anlaufkörper, der das Axiallager bildet, und dem Pumpenkörper/Flanschkörper eingebracht sind. Außenseitig im Bereich um den Anlaufkörper herum ist der Pumpenkörper mit Kraftstoff gefüllt, so dass dieser als Schmiermittel wirkt und durch die Schmierkanäle radial außenseitig eintreten, und nach radial innenseitig in Richtung des Radiallagers strömen kann. Dadurch wird dem Radiallager eine größere Menge an Schmiermittel zur Verfügung gestellt, so dass eine Vollschmierung des Radiallagers auch über einen langen Betriebszeitraum und hohen radialen und axialen Lagerkräften sichergestellt ist. Wenn das Axiallager im Flanschkörper eingebracht ist, so erstreckt sich der Schmierkanal zwischen dem Anlaufkörper und dem Flanschkörper, so dass die Anordnung des Schmierkanals ebenso wie zwischen dem Anlaufkörper und dem Pumpenkörper vorgesehen ist.The Invention is based on the idea of the supply of lubricant for lubrication of the radial bearing not over the gap in the thrust bearing itself to be done, but by separate lubrication channels, the between the starting body, which forms the thrust bearing, and the pump body / flange introduced are. On the outside, in the area around the starting body around is the pump body filled with fuel, so that it acts as a lubricant and through the lubrication channels radially externally enter, and radially inward towards the radial bearing stream can. As a result, the radial bearing is a larger amount of lubricant to disposal so that a full lubrication of the radial bearing also over a long Operating period and high radial and axial bearing forces ensured is. When the thrust bearing is inserted in the flange body, so extends the lubrication channel between the starter body and the flange body, so that the arrangement of the lubrication channel as well as between the starter body and the pump body is provided.
Vorteilhafterweise umfasst das Radiallager eine Radiallagerbuchse, welche in einer Lagerbohrung im Pumpenkörper eingesetzt ist und mit der Nockenwelle eine Gleitlageranordnung bildet. Die Radiallagerbuchse kann ebenso im Flanschkörper eingebracht sein, wobei diese einen metallischen Grundkörper umfasst, welcher eine das Gleitlager bildende synthetische Einlage umfasst, die mit der Nockenwelle eine besonders vorteilhafte Reibpaarung bildet. Daher ist die Radiallagerbuchse nicht materialeinheitlich und einteilig ausgeführt, sondern kann aus mehreren koaxial ineinander gefügten Hülsenkörpern aus verschiedenen Materialien bestehen. Es ist jedoch auch denkbar, dass in Abhängigkeit von der Materialauswahl das Radiallager direkt durch den Pumpenkörper oder den Flanschkörper gebildet wird, wobei dieses eine mögliche Oberflächenbeschichtung umfassen können.Advantageously, the radial bearing comprises a radial bearing bush, which is inserted in a bearing bore in the pump body and with the No Ckenwelle forms a sliding bearing assembly. The radial bearing bush can also be introduced in the flange body, wherein this comprises a metallic base body which comprises a synthetic insert forming the sliding bearing, which forms a particularly advantageous friction pairing with the camshaft. Therefore, the radial bearing bush is not made of the same material and in one piece, but may consist of several coaxially interconnected sleeve bodies made of different materials. However, it is also conceivable that, depending on the choice of material, the radial bearing is formed directly by the pump body or the flange body, which may include a possible surface coating.
Es ist von Vorteil, dass zur Schmierung des Radiallagers mehrere Schmierkanäle vorgesehen sind, welche in zugeordnete Schmieröffnungen zwischen dem Anlaufkörper und der Radiallagerbuchse münden. Die Schmierkanäle können auf dem Umfang des Anlaufkörpers bzw. zwischen dem Anlaufkörper und dem Pumpenkörper oder dem Flanschkörper mehrfach vorgesehen und gleichverteilt angeordnet sein, um das Schmiermittel radial umfangsseitig von mehreren Stellen zuzuführen. Damit ist eine verbesserte Schmiermittelzufuhr zum Radiallager gewährleistet, wobei sogar eine Vielzahl von kleinen Schmierkanälen vorgesehen sein kann, welche in regelmäßigen Abständen zueinander ähnlich wie eine Hirth-Verzahnung ausgebildet sind. Die Schmieröffnungen bilden das radial innenseitige Ende der Schmierkanäle zwischen dem Anlaufkörper und dem Pumpenkörper, aus denen der Schmierstoff austritt und in den Radiallagerspalt gelangt.It is advantageous that several lubrication channels are provided for lubrication of the radial bearing, which in associated lubrication openings between the start-up body and the radial bearing bushing open. The lubrication channels can on the circumference of the starter body or between the starting body and the pump body or the flange body be provided repeatedly and evenly distributed to the lubricant radially circumferentially supply from several points. This is an improved Lubricant supply to the radial bearing ensures, with even one Variety of small lubrication channels may be provided, which at regular intervals similar to each other a Hirth toothing are formed. The lubrication openings form the radially inner end of the lubrication channels between the start body and the pump body, from which the lubricant exits and into the radial bearing gap arrives.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Axial- und Radiallagers umfasst einen Anlaufkörper und eine Radiallagerbuchse, welche gemeinsam einteilig und/oder materialeinheitlich ausgebildet oder stoffschlüssig oder formschlüssig miteinander in Verbindung gebracht sind, wobei die Verbindung zwischen dem Anlaufkörper und der Radiallagerbuchse in Umfangsrichtung Unterbrechungen aufweist, die die Schmieröffnungen bilden. Der Anlaufkörper sowie die Radiallagerbuchse bilden damit einen gemeinsamen Lagerkörper, welcher spanend, umform- oder urformtechnisch hergestellt sein kann. Dabei muss sichergestellt werden, dass sich zwischen dem Abschnitt, der den Anlaufkörper bildet, und dem Abschnitt der Radiallagerbuchse die Schmierkanäle in Schmieröffnungen münden, welche als Unterbrechung zwischen der Verbindung zwischen dem Teil des Anlaufkörpers und dem Teil der Radiallagerbuchse ausgebildet sind. Ist der Anlaufkörper mit der Radiallagerbuchse mittels eines Fügeverfahrens verbunden, so können die Schmieröffnungen in Form von Unterbrechungen der Fügestellen ausgeführt sein. So kann beispielsweise die Anlaufscheibe an die Radiallagerbuchse angeschweißt sein, wobei die Schweißnaht Unterbrechungen aufweist, und die Unterbrechungen an den Stellen der Schmierkanäle auftreten, so dass der Schmierstoff durch die Schmierkanäle und folglich durch die Unterbrechungen in den Innenbereich des Lagers gelangen kann.A advantageous embodiment of the axial and radial bearing comprises a starter body and a Radial bearing bush, which together in one piece and / or material formed or cohesive or positive fit with each other, the connection between the startup element and the radial bearing bushing has interruptions in the circumferential direction, the lubrication holes form. The start-up body as well as the radial bearing bushing thus form a common bearing body, which cutting, forming or can be produced by molding technology. It must be ensured be that between the portion that forms the start body, and the portion of the radial bearing bush, the lubrication channels in lubrication ports lead, which as an interruption between the connection between the part of the starting body and the part of the radial bearing bush are formed. Is the starter body with the radial bearing bush connected by means of a joining method, the lubrication holes be executed in the form of breaks in the joints. For example, the thrust washer to the radial bearing bushing welded be, with the weld breaks has, and the interruptions occur at the points of the lubrication channels, allowing the lubricant through the lubrication channels and consequently through the interruptions can get into the interior of the camp.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Anordnung der Schmierkanäle sieht vor, dass diese planseitig im Anlaufkörper in Form von Nuten eingebracht sind. Eine alternative Ausführungsform der Anordnung der Schmierkanäle sieht hingegen vor, dass diese in Form von Nuten in die Plananlagefläche des Pumpenkörpers bzw. des Flanschkörpers eingebracht sind. Dabei ist auch eine Kombination beider Ausgestaltungen der Schmierkanäle möglich, so dass sich die Schmierkanäle im Anlaufkörper und in der Plananlagefläche des Pumpenkörpers bzw. des Flanschkörpers entweder gegenüberstehen oder diese umfangsseitig versetzt zueinander angeordnet sind, um die Anzahl der Schmierkanäle zu erhöhen. Sind die jeweiligen Schmierkanäle übereinandergebracht, so vergrößert sich der Querschnitt der einzelnen Schmierkanäle entsprechend.A further advantageous embodiment of the Arrangement of the lubrication channels provides that these are introduced on the plan side in the starting body in the form of grooves are. An alternative embodiment of the Arrangement of the lubrication channels On the other hand, it provides for these in the form of grooves in the flat contact surface of the pump body or the flange body introduced are. It is also a combination of both embodiments of lubrication channels possible, so that the lubrication channels in the start body and in the plan contact surface of the pump body or the flange body either face or these circumferentially offset from each other to order the number of lubrication channels to increase. are the respective lubrication channels are superimposed, so it increases the cross section of the individual lubrication channels accordingly.
Es ist von Vorteil, dass die Schmierkanäle in Form von Nuten in die Plananlagefläche des Pumpenkörpers eingebracht sind. Der Pumpenkörper wird vorzugsweise mittels eines Gussverfahrens hergestellt, so dass die Schmierkanäle bereits in der Gussform des Pumpenkörpers vorgesehen sein können. Auch durch eine spanende Bearbeitung können die Schmierkanäle in die Plananlagefläche eingebracht werden, wobei vorzugsweise ein Fräsverfahren angewendet werden kann. Ferner können die Schmierkanäle durch ein Prägeverfahren, ein Stanzverfahren oder im Guss selbst in die Plananlagefläche des Pumpenkörpers eingebracht werden, wobei die gleichen Verfahrensmöglichkeiten auch zur Einbringung der Schmierkanäle in den Flanschkörper möglich sind.It is advantageous that the lubrication channels in the form of grooves in the End contact surface of the pump body are introduced. The pump body becomes preferably produced by means of a casting process, so that the lubrication channels already be provided in the mold of the pump body. Also by machining, the lubrication channels in the End contact surface are introduced, preferably using a milling method are applied can. Furthermore, can the lubrication channels by a stamping process, a punching process or in the casting itself in the plan contact surface of pump body be introduced, with the same process options Also possible for introducing the lubrication channels in the flange.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Querschnittsgeometrie der Schmierkanäle können runde, rechteckige oder trapezförmige Querschnitte umfassen, wobei der runde Querschnitt Nuten in Form von Halbkreisen betrifft. Die Größe der die Schmierkanäle bildenden Nuten muss dabei mit der Dicke des Anlaufkörpers korrespondieren, so dass dieser nicht hinsichtlich der erforderlichen Festigkeit geschwächt wird. Somit ist es von Vorteil, mehrere Schmierkanäle gleichverteilt auf dem Umfang einzubringen, so dass die Plananlage des Anlaufkörpers regelmäßig durch die Schmierkanäle unterbrochen wird. Daher sind die Schmierkanäle auf dem Umfang des Axial- bzw. Radiallagers zueinander gleich beanstandet oder unregelmäßig angeordnet.advantageous embodiments The cross-sectional geometry of the lubrication channels can be round, rectangular or trapezoidal Cross-sections include, wherein the round cross-section grooves in shape of semicircles. The size of the lubrication channels forming grooves must correspond to the thickness of the starter body, so this does not respect the required strength is weakened. Thus, it is advantageous to have several lubrication channels evenly distributed on the circumference to bring so that the plan system of the starter body regularly through the lubrication channels is interrupted. Therefore, the lubrication channels on the circumference of the axial or radial bearings complained to each other the same or irregularly arranged.
Ferner ist es von Vorteil, dass die Radiallagerbuchse am an den Anlaufkörper angrenzenden Ende eine radial innenseitig angebrachte Fase aufweist. Die Fase verbessert das Eintreten des Schmierstoffs in den Schmierspalt zwischen der Radiallagerbuchse und der Nockenwelle, wobei die Fase am anlaufkörperseitigen Ende der Radiallagerbuchse innenseitig angebracht ist, so dass der Schmierkanal radial innenseitig im Anlaufkörper endet und die Schmieröffnung in die Fase übergeht, um das Eintreten des Schmierstoffs in den Schmierspalt der Radiallagerbuche zu erleichtern.Furthermore, it is advantageous that the radial bearing bush on the end adjacent to the starting body on a radially inside mounted bevel has. The chamfer improves the entry of the lubricant into the lubricating gap between the radial bearing bushing and the camshaft, wherein the chamfer is attached to the inner end of the radial bearing bush, so that the lubrication channel ends radially inward in the starter body and the lubricating opening merges into the chamfer to prevent the entry of the Lubricant in the lubrication gap of the radial bearing beech easier.
Zur Verbesserung der Schmierwirkung des Radiallagers ist es ferner von Vorteil, dass die Schmierkanäle im Anlaufkörper und/oder in der Plananlagefläche im Pumpenkörper eine in die radiale Richtung der Lager weisende lineare oder spiralförmige Erstreckung aufweisen, wobei die Drallrichtung der spiralförmigen Erstreckung entgegen der Rotationsrichtung der Nockenwelle weist, um ein verbessertes Eintreten des Schmiermittels in die Schmierkanäle zu schaffen. Durch die Rotation der Nockenwelle wird der Kraftstoff, der die Nockenwelle umgibt, ebenfalls in eine rotatorische Strömung versetzt. Weisen die Öffnungen der Schmierkanäle entgegen der Strömungsrichtung des Kraftstoffs, so wird dieser in vorteilhafter Weise in die Schmierkanäle hinein gedrückt oder das Eintreten des Kraftstoffes in die Schmierkanäle wird zumindest verbessert. Da rechts- und linkslaufende Hochdruckpumpen zur Anwendung kommen, können in der spiralförmigen Erstreckung wechselseitig ausgerichtete Drallrichtungen der Schmierkanäle vorgesehen sein, so dass für beide Laufrichtungen der Nockenwelle entweder eine erster Anteil der Schmierkanäle oder ein zweiter Anteil der Schmierkanäle in verbesserter Weise mit Kraftstoff beaufschlagt wird.to It is also improved by improving the lubricating effect of the radial bearing Advantage that the lubrication channels in the start body and / or in the plan contact surface in the pump body a pointing in the radial direction of the bearing linear or spiral extension have, with the twisting direction of the spiral extension opposite the direction of rotation of the camshaft points to an improved Entrance of the lubricant in the lubrication channels to create. Through the rotation the camshaft becomes the fuel that surrounds the camshaft as well in a rotational flow added. Assign the openings the lubrication channels against the flow direction of the fuel, so this is in an advantageous manner in the lubrication channels depressed or entering the fuel into the lubrication channels at least improved. As right and left running high pressure pumps can be used in the spiral Extension provided mutually aligned swirl directions of the lubrication channels be so for both Running directions of the camshaft either a first portion of the lubrication channels or a second portion of the lubrication channels in an improved manner with fuel is charged.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.Further, the invention improving measures will be described below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to the figures shown in more detail.
Ausführungsbeispielembodiment
Es zeigt:It shows:
Die
in
Die
Die
vorliegende Erfindung beschränkt
sich in ihrer Ausführung
nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel.
Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten
Lösung
auch bei grundsätzlich
anders gearteten Ausführungen
Gebrauch macht. Es sei darauf hingewiesen, dass sich die erfindungsgemäßen Schmierkanäle sowohl
auf der der Anlauffläche
Claims (10)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102007012707A DE102007012707A1 (en) | 2007-03-16 | 2007-03-16 | High-pressure pump for conveying fuel with an improved lubricant supply in the camshaft bearing |
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