DE10345406A1

DE10345406A1 - Hochdruckpumpe, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem

Info

Publication number: DE10345406A1
Application number: DE10345406A
Authority: DE
Inventors: Marco Ganser; Roland Kolb; Volker Schwarz; Fritz Spinnler
Original assignee: CRT COMMON RAIL TECHNOLOGIES AG; CRT Common Rail Tech AG
Current assignee: CRT COMMON RAIL TECHNOLOGIES AG; CRT Common Rail Tech AG
Priority date: 2002-10-14
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2004-04-22
Also published as: JP2004132378A; US20040136837A1

Abstract

Es wird eine Hochdruckpumpe mit einer Mehrzahl von einzelnen Förderpumpen beschrieben, die als modulare Pumpeneinheiten (2) ausgebildet und über ihre mit Fluid-Verbindungskanälen (24, 26, 31, 34, 41) versehenen Gehäuse (22) aneinander reihbar sind, wobei wenigstens ein zumindest einseitig mit einem Gehäuse (22) einer modularen Pumpeneinheit (2) kuppelbares Leitungsmodul (1) vorgesehen ist, in dem die Fluid-Verbindungskanäle der jeweils angrenzenden Gehäuse (22) einerseits weiterführende und/oder andererseits nach außen führende Zu- und Abführkanäle (24'', 26'', 34'', 41'') ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für ein Common-Rail-Einspritzsystem für Verbrennungsmotoren gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Common-Rail-Einspritzsysteme werden bei Verbrennungsmotoren eingesetzt, bei denen zur Optimierung der Verbrennungsleistung der Kraftstoff in den Verbrennungskammern der einzelnen Zylinder fein zerstäubt vorliegen soll. Dazu wird der Kraftstoff in einer Hochdruckpumpe verdichtet und über ein Rail auf die Injektoren der einzelnen Zylinder verteilt. Über ein elektrisches Signal wird schließlich der Einspritzvorgang des Kraftstoffes in die Verbrennungskammer ausgelöst, wobei sich der unter hohem Druck stehende Kraftstoff über die Einspritzdüsen der Injektoren mit hoher Geschwindigkeit fein in den Verbrennungskammern des Motors verteilt.

Eine für Common-Rail-Einspritzsysteme für Dieselmotoren geeignete Hochdruckpumpe der eingangs angegebenen Art ist aus der EP-A- 0 881 380 bekannt. Derartige Hochdruckpumpen, die in der Regel mehrere Kolben/Zylinder-Förderelemente aufweisen, ermöglichen es, hohe Förderdrücke mit der geforderten Betriebssicherheit zu erreichen, wobei diese bekannten Pumpen in ihrer Auslegung dem jeweiligen Einsatzzweck gezielt angepasst, d.h. jeweils speziell konstruiert werden müssen.

Bekannt sind ferner Hochleistungsdieselmotoren, welche mit einem klassischen Einspritzsystem ausgerüstet sind, wobei bei diesem System jedem Zylinder ein Pumpenförderelement zugeordnet ist. Bei Hochleistungsdieselmotoren mit hohen Zylinderzahlen sind deshalb im Regelfall mehrere Einspritzpumpen notwendig. Beispielsweise sind bei einem V-16-Zylinder-Motor zwischen den beiden Zylinderbänken zwei Reihen-Einspritzpumpen mit je acht Pumpenförderelementen hintereinander angeordnet. Soll ein derartiger Motor mit einem Common-Rail-Dieseleinspritzsystem ausgerüstet werden, so ist dazu eine hinsichtlich Leistung und hinsichtlich Baugröße bzw. den gegebenen Raumverhältnissen speziell angepasste Hochdruckpumpe erforderlich.

Aus der US-A-4 184 817 ist eine Mehrzylinder-Hochdruck-Plungerpumpe bekannt, wobei der Plunger mittels zweier beabstandeter Lippendichtungen abgedichtet ist. Die förderraumseitige Dichtung wird mittels Dieselöl geschmiert und soll gleichzeitig dafür sorgen, dass Dieselöl nicht in einen zwischen diesen beiden Lippendichtungen und exzenterantriebsseitig gelegenen Raum gelangt. Dieser Lippendichtung ist ferner eine Ringkammer vorgeschaltet, welche über Kanäle mit einer Diesel-Ansaugkammer verbunden ist. Die untere, das heiß t exzenterantriebsseitig gelegene zweite Lippendichtung dient der Abdichtung des Plungers gegen das im Exzenterantrieb vorliegende Schmieröl. Zwischen beiden Lippendichtungen sind labyrinthartige Elemente vorgesehen, welche geringe, verbleibende Leckmengen an Diesel- und Schmieröl in dem zwischen den beiden Lippendichtungen gelegenen Raum auffangen, welcher über eine Bohrung mit der Umgebung verbunden ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es vor allem, eine in besonders wirtschaftlicher Weise zu realisierende, hohe Förderdrücke und hohe Betriebssicherheit gewährleistende Hochdruckpumpe zu schaffen, die individuell und problemfrei an die im Einzelfall vorliegenden Forderungen angepasst werden kann und dabei auch die hohen Anforderungen an die Lebensdauer erfüllt.

Gelöst wird diese Aufgabe im wesentlichen durch eine Hochdruckpumpe mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1.

Durch die modulare Bauweise der Pumpeneinheiten und die Kombinationsmöglichkeiten mit speziell ausgebildeten Leitungsmodulen lassen sich problemfrei und in raumsparender Weise Hochdruckpumpen realisieren, die in Abhängigkeit von der jeweiligen Modulkombination den jeweils vorliegenden Anforderungen bestmöglich angepasst werden können. Mit dieser Modulkombination lassen sich durch entsprechende Kanalgestaltung auch optimale Führungen für die Niederdruckzuführung und die Hochdruckabführung von Kraftstoff, insbesondere Dieselöl, für die Abführungen, von Leckagen sowie Schmierölzuführungen und Ölrückleitungen realisieren.

Vorzugsweise umfasst jede modulare Pumpeneinheit jeweils zumindest zwei einander diametral gegenüberliegende, vom gleichen Exzenterabschnitt betätigte Plunger mit zugeordnetem Förderraum und gemeinsamem Gehäuse, wobei Förderraum und Plungerbohrung bevorzugt in einem mit dem Gehäuse verschraubbaren Hochdruckteil ausgebildet sind.

Das Leitungsmodul oder die gegebenenfalls vorhandenen mehreren Leitungsmodule können innerhalb des Gesamtaufbaus der jeweiligen Hochdruckpumpe weitgehend frei angeordnet werden, so dass beispielsweise im Einzelfall die Anschlussstellen in optimaler Lage positionierbar sind.

Leitungsmodule können gemäß einer bevorzugten Ausführungsform gleichzeitig mit einem Lager für die Antriebswelle ausgestaltet werden, und zwar sowohl dann, wenn ein solches Leitungsmodul zwischen Pumpenmodulen angeordnet ist als auch dann, wenn ein derartiges Leitungsmodul den Abschluss einer aus einzelnen Modulen aufgebauten Hochdruckpumpe bildet.

Nach der Erfindung kann eine Hochdruckpumpe, die insbesondere in der beschriebenen Weise modular aufgebaut sein kann, mit mehreren über eine gemeinsame, mit Exzenterabschnitten versehene Antriebswelle hin- und herbewegten Plungern ausgestattet sein, die jeweils in einer in einen Förderraum mündenden Plunger-Bohrung geführt und insbesondere über einen in einer Bohrung im Gehäuse geführten Tassenstößel von einem Exzenterabschnitt gegen die Wirkung einer Rückhohlfeder betätigt sind, wobei einerseits ein von der Antriebswelle durchsetzter Exzenterraum und andererseits zumindest ein den jeweiligen Plunger oder Tassenstößel umschließender, im Gehäuse ausgebildeter Ringschmierkanal an eine Schmieröl-Druckzuführung angeschlossen sind und im Bereich des förderraumseitigen Abschnitts des Plungers oder Tassenstößels ein mit einem Schmierölrücklauf verbundener Ringraum vorgesehen ist, und wobei ferner förderraumseitig in der Wandung der Plunger-Bohrung ein Ring-Sammelraum für Leck-Schmieröl und Leck-Dieselöl ausgebildet ist, der über Kanäle insbesondere mit einem Dieselöl-Tank in Verbindung steht.

Eine derartige Ausgestaltung einer Hochdruckpumpe führt zum einen zu einer erwünschten Erhöhung der Lebensdauer und zum anderen dazu, dass praktisch kein Dieselöl in den mit Schmieröl gefüllten Raum des Exzentertriebs gelangt und umgekehrt, dass auch praktisch kein Schmieröl sich mit dem Dieselöl vermischt, das früher oder später über die Einspritzdüsen in die Verbrennungskammern des Motors gelangen und die Abgasemission des Motors negativ beeinflussen würde.

Die Trennung von Dieselöl und Schmieröl wird auf einfache Art und Weise störungsunanfällig erzielt.

Ein weiterer für die Erfindung wesentlicher und generell bei Hochdruckpumpen dieser Art verwendbarer Aspekt besteht darin, dass anstelle von Abwälzringen, die herkömmlicherweise zwischen einem Exzenterantrieb und dem zu betätigenden Plunger oder dessen Tassenstößel vorgesehen sind, zweiteilig ausgebildete Gleitschuhe verwendet werden. Diese Ausgestaltung von Abwälzelementen in Form von zweiteiligen Gleitschuhen führt vor allem zu Montageerleichterungen und lässt Montagen derartiger Abwälzelemente auch dann zu, wenn dies mit herkömmlichen Abwälzringen nicht mehr möglich ist.

Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie für die Erfindung bedeutsame Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden auch bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer Pumpeneinheit mit einem Common-Rail, wobei die Pumpeneinheit entsprechend einem Schnitt entlang der Linie I-I der 2 dargestellt ist,
2 einen Axial-Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß modulartig aufgebaute Hochdruckpumpe,
3 eine hälftige Darstellung einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe mit einem teilweise dargestellten, mittig angeordneten Leitungsmodul und zugeordnetem Dieselöltank und Schmieröltank,
4 eine schematische Schnittdarstellung einer Pumpeneinheit entsprechend einem Schnitt entlang der Linie V-V der 2 zur Erläuterung des Verlaufs der Niederdruck-Diesel-Saugleitung,
5 eine im Vergleich zur in 2 gezeigten Hochdruckpumpe erweiterte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe,
6 eine Darstellung einer im Vergleich zur Ausführungsform nach 2 verkleinerten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe, und
7 eine schematische Darstellung einer Pumpeneinheit mit in Form von Gleitschuhen ausgebildeten Abwälzelementen.
1 zeigt in Form einer Prinzipdarstellung eine im Schnitt dargestellte Pumpeneinheit 2 einer aus derartigen Pumpeneinheiten und im einzelnen noch zu erläuternden Leitungsmodulen 1 aufgebauten Hochdruckpumpe für ein Common-Rail-Einspritzsystem für Verbrennungsmotoren. Das über eine Hochdruck-Abgangsleitung 26 gespeiste Speichervolumen 6' eines Common-Rail 6 ist in bekannter Weise über Hochdruck-Verbindungsleitungen 4 jeweils mit Injektoren 5 verbunden.
Die im Querschnitt gezeigte Pumpeneinheit 2 umfasst zwei einander diametral gegenüberliegend angeordnete Plungerpumpen, die jeweils gebildet werden von einem in einer Bohrung 37 hin- und hergehend geführten Plunger 14, dem ein im Gehäuse 22 geführter Tassenstößel 36 zugeordnet ist. Über eine Rückholfeder 50 ist der Plunger 14 mit seinem Tassenstößel 36 gegen einen Exzenterantrieb 10, 11 vorgespannt. Die Plunger-Bohrung 37 mündet in einen Förderraum 18, der über ein druckgesteuertes Einlassventil 25 mit einer Niederdruckzuführleitung 24 und über ein druckgesteuertes Auslassventil 27 mit der Hochdruckabgangsleitung 26 in Verbindung steht. Die Niederdruck-Zuführleitung 24 steht in Verbindung mit einem Dieselöltank 33 mit Belüftung 57, und zwar über eine Saugleitung 23, die zu einer Niederdruck-Vorförderpumpe 21 führt. In der Niederdruck-Zuführleitung 24. für Dieselöl ist ein Durchflussregelorgan 3 angeordnet.
Die Plunger-Bohrung 37, der Förderraum 18 und die Aufnahmebereiche für die Ventile 25 und 27 sind in einem Hochdruckteil 7 ausgebildet, der mit dem Gehäuse 22 verschraubt ist.
Der Antrieb des Plungers 14 bzw. des Tassenstößels 36 erfolgt über eine Antriebswelle 9, deren Rotationszentrum mit 63 bezeichnet ist. Der auf den Tassenstößel 36 wirkende Exzenterabschnitt trägt das Bezugszeichen 10. Zwischen Exzenterabschnitt 10 und Tassenstößel 36 befindet sich in herkömmlicher Weise ein Abwälzring 11, wobei zwischen Abwälzring 11 und Exzenterelement 10 ein Gleitlager 12 oder ein Kugellager vorgesehen ist. Das Exzenter-Zentrum ist mit dem Buchstaben E bezeichnet und die maximale Exzentrizität ist mit H/2 angegeben.
Im Trennbereich des Hochdruckteils 7 und des Gehäuses 22 ist ein im einzelnen noch erläuterter Ringraum 34' so erweitert, dass er den Durchtritt der Hochdruckbohrung 26 in der Weise gewährleistet, dass dann, wenn ein Leck an der Trennstelle der Hochdruckbohrung auftreten sollte, die entstehende Leckmenge vollständig in den Raum 34' entweichen kann.
Die bereits angesprochene mittensymmetrische Ausgestaltung der Pumpeneinheit 2 wird durch die 1 verdeutlicht, so dass es genügt, den oberen Teil dieser Pumpeneinheit zu beschreiben, da entsprechendes für den unteren Teil der Pumpeneinheit gilt. Die zur Schmierung sowie zur Trennung von Schmieröl und Dieselöl getroffenen Maßnahmen werden anhand nachfolgender Figuren im Einzelnen erläutert.
Die Axialschnittdarstellung nach 2 zeigt eine gemäß der Erfindung modular aufgebaute Hochdruckpumpe mit modularen Pumpeneinheiten 2 und einem in diesem Falle mittig angeordneten Leitungsmodul 1. Insgesamt liegt somit eine Anordnung von acht zu einer Pumpe zusammengefassten Plungern vor, und diese Anordnung ist vor allem deshalb vorteilhaft, weil sie den Aufbau einer schmalen, hochbauenden Pumpe ähnlich einer klassischen Reiheneinspritzpumpe erlaubt. Auf diese Weise lässt sich eine erfindungsgemäße. Pumpe problemfrei in einem bereits vorhandenen Bauraum unterbringen, zum Beispiel zwischen den Zylinderbänken eines V-Motors.
Die in den einzelnen Pumpeneinheiten wirksamen Schmierungen sowie die Führungen von Schmieröl, Dieselöl und Leckagen werden stellvertretend für alle Pumpeneinheiten anhand der in 2 am linken Ende dargestellten Pumpeneinheit 2 erläutert.
Ein um den Tassenstößel 36 angeordneter Ringraum 45 ist über eine sich durch den Gesamtaufbau der Hochdruckpumpe erstreckende Druckölleitung 31 mit einem in 3 dargestellten Schmieröltank 40 verbunden, wobei das Schmieröl über eine Förderpumpe 19 mit dem erforderlichen Druck zugeführt wird. Über diese Förderpumpe 19 werden die Lagerstellen der Antriebswelle 9 (Exzenterwelle) in gleicher Weise mit Schmieröl versorgt, und zwar über den axialen Schmierölkanal 30 und die radialen Bohrungen 46. Lecköl von den Lagerstellen der Antriebswelle 9 gelangt in den Exzenterraum 58.
Bei der Förderpumpe 19 kann es sich um die Schmierölpumpe des Motors handeln. In diesem Fall ist der Schmieröltank 40 zugleich der Motor-Schmieröltank.
Im Bewegungsbereich des offenen Endes des Tassenstößels 36 ist ein weiterer Ringraum 41' vorgesehen, der über einen achsparallelen Kanal 41 zu einem im Leitungsmodul 1 dazu senkrecht nach außen verlaufenden Kanalabschnitt 41'' führt. Anstelle des Kanals 41 könnten auch Öffnungen im unteren Bereich des Tassenstössels 36 gefertigt werden. In diesem Fall würde Lecköl von der Oberseite des Tassen stössels 36 vom Raum 4l' durch den inneren Leerraum des Tassenstössels 36 über die Öffnungen in den Exzenterraum 58 gelangen.
An der Innenwand der Plungerbohrung 37 im Hochdruckteil 7 ist ein Ringsammel- und Mischraum 35 ausgebildet, der über einem Kanal 60 mit einem Ringraum 34' in Verbindung steht, der über einen im Gehäuse 22 ausgebildeten Kanal 34 mit einem dazu senkrechten, im Leitungsmodul 1 ausgebildeten und nach außen führenden Kanal 34'' verbunden ist. Eine O-Ring Dichtung dichtet den Ringraum 41' vom Ringraum 34' ab.
Durch diese Ausgestaltung wird einerseits eine sichere und einwandfreie Schmierung des Tassenstössels 36 erreicht und andererseits sichergestellt, dass kein Schmieröl in den Ringraum 34' und folglich in den Förderraum 18 gelangen kann.
Neben den beiden Kanalabschnitten 34'' und 41'' sind im Leitungsmodul 1 noch Kanäle für die Niederdruck-Zuführleitung 24 (1) für Dieselöl und für eine Hochdruckabgangsleitung 26'' ausgebildet. Der der Niederdruck-Zuführleitung zugeordnete Kanal 24'' ist in der Darstellung nach 2 nicht zu sehen, jedoch in 1 gestrichelt dargestellt.
Der über die Kanäle 31 geführte und zum Ringraum 45 geleitete Schmierölfluss gelangt während des Betriebs in den Ringraum 41' und von dort über die Kanäle 41, und 41'' zurück zum Öltank 40, welcher auch der Ölsumpf eines mit der Hochdruckpumpe ausgerüsteten Motors sein kann.
In den Ringraum 35 können sowohl Schmierölleckagen über den äußerst geringen Spalt zwischen Plunger 14 und Plungerbohrung 37 als auch Dieselölleckagen gelangen, so dass in diesem Ringraum 35 eine entsprechende Leckagemischung vorliegt, die über den Kanal 60, den Raum 34' sowie die Kanäle 34 und 34'' aus der Hochdruckpumpe abgeführt wird. Dieses Gemisch aus Leck-Dieselöl und Leck-Schmieröl kann in den in 3 gezeigten Dieseltank 33 zurückgeleitet werden. Die prozentuale Menge Leck-Schmieröl im Leck-Dieselöl kann sehr gering gehalten werden, vorzugsweise kleiner als 1% und in gewissen Fällen sogar nur 2‰. Die in den Dieseltank 33 gelangende Menge Leck-Schmieröl wird darin weiter verdünnt und gelangt sodann in den Förderraum 18, in das Einspritzsystem und wird schlussendlich in den Motorbrennraum eingespritzt. Die Abgasqualität wird von dieser geringen Ölmenge im eingespritzten Kraftstoff nicht negativ beeinflusst. Die Leck-Schmierölmenge ist a Priori klein, weil der Spalt zwischen Plunger 14 und Plungerbohrung 37 äusserst gering ist. Ferner ist die Viskosität des Dieselöls wesentlich geringer als jene von Schmieröl und zudem ist der Druck im Förderraum 18 während dem Förderhub um bis zu 1000 Mal höher als der Schmieröldruck. Beide Tatsachen bewirken an sich bereits eine Dominanz des Leck-Dieselöls gegenüber dem Leck-Schmieröl. Eine weitere günstige Ausgestaltung, um die Leck-Schmierölmenge sehr gering zu halten, wird im Zusammenhang mit 3 näher beschrieben.
In gleicher Weise wie die Hochdruckteile 7 bezüglich der Gehäuse 22 durch Hochdruck-Abdichtelemente 8 abgedichtet sind, sind auch entsprechende Hochdruck-Abdichtelemente 8' zwischen dem jeweiligen Gehäuse 22 und dem sich anschließenden Leitungsmodul 1 vorgesehen. Weitere Abdichtelemente (z.B. O-Ringe) dienen als Niederdruck-Abdichtungen für die Bohrungen 31, 34 und 41. Auf diese Weise wird durch die im Gehäuse 22 vorgesehenen Bohrungen, wie 24, 26, 31, 34 und 41 ein dichtes, zusammenhängendes Leitungssystem geschaffen, das mit den entsprechenden Leitungen bzw. Kanälen 24'', 26'', 34'', 41'' in den Leitungsmodulen 1 in Verbindung steht, wobei die Leitungsmodule 1 so ausgebildet sein können, dass sie reine Durchführungskanäle und/oder auch nach außen führende Kanäle aufweisen. Im Leitungsmodul 1 ist ferner das mittlere Lager 59 der Antriebswelle 9 ausgebildet, wobei dieses Lager so dimensioniert und so groß bemessen ist, dass die Antriebswelle 9 mit den Exzenterabschnitten 10 für die Montage hindurchgeschoben werden kann.
An einem Ende der Hochdruckpumpe ist an die außen liegende Stirnwand 13 des Gehäuses ein Endstück 15 abdichtend angesetzt, in dem Druckzuführkanäle 30, 31 für das Schmieröl vorgesehen sind.
Die Darstellung nach 3 zeigt in Verbindung mit der bereits anhand der 2 erläuterten Hochdruckpumpe den zugeordneten Dieselöltank 33 mit Förderpumpe 21 und zugehörigem Entlüftungsrohr sowie den in entsprechender Weise belüfteten Schmieröltank 40 mit Förderpumpe 19 und Druckölleitung 30. Angedeutet ist in 3 auch die Druckölzuführung zu den Lagerstellen der Antriebswelle 9 über Bohrungen 46.
Besonders vorteilhaft ist es, in der die Mischleckage aus Dieselöl und geringer Menge Schmieröl führenden Leckleitung 34'', die mit dem Ringsammel- und Mischraum 35 in Verbindung steht, ein Druckhalteventil 32 anzuordnen. Durch dieses beispielsweise mit einer Druckfeder belastete Druckhalteventil 32 kann stromaufwärts dieses Ventils und damit auch in dem Ringsammel- und Mischraum 35 ein etwas erhöhter Druck aufgebaut werden. Aufgrund dieser Druckerhöhung im Raum 35 kann die Strömungsrichtung der Leckage so beeinflusst werden, dass praktisch gar kein Schmieröl in den Mischraum 35 gelangen kann, was eine wesentliche Forderung im Zusammenhang mit den erfindungsgemäß ausgebildeten Hochdruckpumpen darstellt.
In diesem Fall kann, je nach Betrag der Druckerhöhung eine allerdings sehr niedrige Menge Dieselöl vom Ringsammelraum 35 in den Ölrücklauf-Ringraum 41' und somit in den Schmieröltank 40 gelangen. Diese Menge Dieselöl ist jedoch so gering, dass das Schmieröl dadurch nur unwesentlich, also praktisch nicht verdünnt wird. In diesem Fall ist die Vermischung der sehr niedrigen Menge Dieselöl mit Schmieröl sowohl bezüglich Schmierfähigkeit als auch verbrennungstechnisch unproblematisch.
Des weiteren kann die Vermischung zwischen Dieselöl und Schmieröl im Ringsammel- und Mischraum 35 durch die Länge "L" des äusserst geringen Spaltes zwischen Plunger 14 und Plungerbohrung 37 beeinflusst werden. Besonders günstig ist es, wenn "L" grösser als 2 × E = H, also grösser als der Hub des Exzenters 10 und damit des Plungers 14 ist. Während eines Plungerhubes werden Teilchen im äusserst geringen Spalt höchstens um den Weg H bewegt. Zusammen mit der Druckerhöhung im Ringraum 35 kann eine Vermischung wirkungsvoll vermieden werden.
Die beiden Massnahmen Druckerhöhung und Länge "L" können auch unabhängig voneinander getroffen werden.
In einer nicht dargestellten Variante ist das Druckhalteventil 32 steuerbar (z.B. elektrisch oder elektronisch), um die Druckerhöhung im Ringraum 35 dem Betriebszustand der Pumpe und/oder des Motors, zum Erzielen einer minimalen Vermischung, anpassen zu können.
Die Schnittdarstellung nach 4 zeigt die Position der achsparallel verlaufenden Kanäle nach den 2 und 3 und lässt insbesondere die in 2 nicht ersichtliche Bohrung 24'' erkennen, welche die Niederdruck-Zuführleitung für Dieselöl darstellt.
5 zeigt eine im Vergleich zur Ausführungsform nach 2 erweiterte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen, modular aufgebauten Hochdruckpumpe. Es sind in diesem Falle drei modulare Pumpeneinheiten 2 mit zwei Leitungsmodulen 1 kombiniert, so dass insgesamt zwölf Zylinder-Plungereinheiten im Einsatz sind. Bei dieser Ausgestaltung ist zu sehen, dass Leitungsmodule 2 sowohl mit ausschließlich durchgehenden Kanälen als auch mit durchgehenden und nach außen abzweigenden Kanälen ausgebildet sein können. Beide Leitungsmodule 1 sind gleichzeitig zur Lagerung der Antriebswelle 9 genutzt.
6 zeigt eine im Vergleich zur Ausführungsform nach 2 verkleinerte Hochdruckpumpe, bei der insgesamt nur vier Plunger Verwendung finden, die in der bereits erläuterten Weise in einem Gehäuse 22 mit Hochdruckteilen 7 vorgesehen sind.
Das hier verwendete Leitungsmodul 1 ist wiederum zur Wellenlagerung benutzt, weist aber einerseits nach außen führende Kanalabschnitte und andererseits durchgehende Kanäle 31 zur Druckölversorgung der Pumpe auf. Das Gehäuse 22 bleibt gleich, wie jenes gemäss den 1 und 2. Da das Leitungsmodul 1 gleichzeitig die Funktion einer außen liegenden Gehäusestirnwand übernimmt, ist dieses hingegen leicht modifiziert, da nicht alle Kanalabschnitte durchgängig sein können.
7 zeigt eine Schnittdarstellung einer Pumpe analog zur 1, wobei jedoch anstelle eines Abwälzrings 11 ein zweiteiliger Gleitschuh 47, 47' verwendet ist. Die beiden Gleitschuhhälften 47, 47' werden mittels Schrauben 48 zusammengehalten. Zwischen dem Exzenterabschnitt 10 und diesem zweiteiligen Gleitschuh 47, 47' kann ein Gleitlager oder ein Kugellager vorgesehen sein. Da der Exzenterraum 58 mit Schmiermittel gefüllt ist, tritt zwischen den Flachseiten 64 des Gleitschuhs 47, 47' und dem Tassenstößel 36 oder einem gegebenenfalls direkt betätigten Plunger 14 keine störende Reibung auf.
Ein wesentlicher Vorteil dieser Gleitschuhanordnung besteht darin, dass diese Gleitschuhe auch dann noch problemfrei montiert werden können, wenn die gemäß den vorstehend erläuterten Figuren verwendeten Abwälzringe 11 zwischen den Leitungsmodulen 1 nicht mehr durch die vorgesehenen Lager 59 geschoben werden können.
Gegebenenfalls kann auch eine Kombination von Abwälzringen und Gleitschuhen verwendet werden, aber vorzugsweise werden alle Abwälzringe durch Gleitschuhe 47, 47' ersetzt.

Claims

Hochdruckpumpe, insbesondere für ein Common-Rail Einspritzsystem für Verbrennungsmotoren, mit einer Mehrzahl von Förderpumpen, die jeweils wenigstens einen in einer in einen Förderraum (18) mündenden Bohrung (37) geführten Plunger (14) umfassen, über eine gemeinsame Antriebswelle (9) mit den jeweiligen Plungern (14) zugeordnete Exzenterabschnitten (10) angetrieben sind und jeder Förderraum (18) über ein druckgesteuertes Einlassventil (25) mit einer Niederdruck-Zuführleitung (24) und über ein druckgesteuertes Auslassventil (27) mit einer Hochdruckabgangsleitung (26) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Förderpumpen als modulare Pumpeneinheiten (2) ausgebildet und über ihre mit Fluid-Verbindungskanälen (24, 26, 31, 34, 41) versehenen Gehäuse (22) aneinanderreihbar sind, und dass wenigstens ein zumindest einseitig mit einem Gehäuse (22) einer modularen Einheit kuppelbares Leitungsmodul (1) vorgesehen ist, in dem die Fluid-Verbindungskanäle (24, 26, 31, 34, 41) der jeweils angrenzenden Gehäuse (22) einerseits weiterführende und/oder andererseits nach außen führende Zu- und Ablaufkanäle (24', 26', 34', 41') ausgebildet sind.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Plunger (14) aufnehmende Plungerbohrung (37) und der Förderraum (18) in einem mit dem Gehäuse (22) verschraubten Hochdruckteil (7) ausgebildet sind.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede modulare Pumpeneinheit (2) jeweils zumindest zwei einander diametral gegenüberliegende, vom gleichen Exzenterabschnitt (10) betätigte Plunger (14) mit zugeordnetem Förderraum (18) und gemeinsamem Gehäuse (22) umfasst.
Hochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Plunger (14) über einen Tassenstößel (36) im Gehäuse (22) geführt und mittels einer Rückholfeder (50) gegen den zugeordneten Exzenterabschnitt (10) vorgespannt ist.
Hochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (9) zumindest in den außenliegenden Stirnwänden (13) der in einer Modulreihe endseitig gelegenen Gehäuse (22) gelagert ist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle einer beidendigen Lagerung der Antriebswelle (9) in jeweils einer Gehäuse-Stirnwand (13) an einem Ende eine Lagerung in einem einen Gehäuseabschluss bildenden Leitungsmodul (1) und am anderen Ende eine Lagerung in einer Gehäuse-Stirnwand (13) vorgesehen ist.
Hochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Leitungsmodulen (1), die zwischen benachbarten Gehäusen (22) angeordnet sind, jeweils eine Lageraufnahme (59) für die Antriebswelle (9) ausgebildet ist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Lageraufnahme (59) zumindest geringfügig größer als der doppelte Wert des größten Radius der Exzenterabschnitte (10) der Antriebswelle (9) ist.
Hochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über ein an eine Gehäuse-Stirnwand (13) oder ein endseitig vorgesehenes Leitungsmodul (1) angesetztes Endstück (15) eine Druckölzuführung (30, 31) in die Lagerstellen der Antriebswelle (9), der Abwälzringe (11) oder Gleitschuhe (47) und vorzugsweise in Ringschmierkanäle (45) der Tassenstößel (36) vorgesehen ist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckölzuführung zu den Lagerstellen über Bohrungen (30, 46) in der Antriebswelle (9) und zu den Ringschmierkanälen (45) über Kanäle (31) in den Gehäusen (22) und Leitungsmodulen (1) erfolgt.
Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Gehäusen (22) der Pumpeneinheiten (2) und in den Leitungsmodulen (1) vorgesehenen, in Axialrichtung der Hochdruckpumpe gegenseitig ausgerichteten und an den Übergangsstellen abgedichteten Kanäle zur Niederdruckzuführung (24) und zur Hochdruckabführung (26) von Dieselöl, zur Abführung von Leckage (34) aus einem Gemisch von Dieselöl und Schmieröl, zur Druckölzuführung (31) und zur Öl-Rückleitung (41) vorgesehen sind.
Hochdruckpumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mehreren über eine gemeinsame mit Exzenterabschnitten (10) versehene Antriebswelle (9) hin- und herbewegten Plungern (14), die jeweils in einer in einen Förderraum (18) mündenden Plunger-Bohrung (37) geführt und von einem Exzenterabschnitt (10) gegen die Wirkung einer Rückholfeder (50) betätigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass förderraumseitig in der Wandung der Plunger-Bohrung (37) ein Ring-Sammelraum (35) für Leck-Schmieröl und Leck-Dieselöl ausgebildet ist, der über Kanäle (34) mit einem Dieselöl-Tank (33) in Verbindung steht.
Hochdruckpumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mehreren über eine gemeinsame mit Exzenterabschnitten (10) versehene Antriebswelle (9) hin- und herbewegten Plungern (14), die jeweils in einer in einen Förderraum (18) mündenden Plunger-Bohrung (37) geführt und insbesondere über einen in einer Bohrung im Gehäuse (22) geführten Tassenstössel (36) von einem Exzenterabschnitt (10) gegen die Wirkung einer Rückholfeder (50) betätigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass einerseits ein von der Antriebswelle (9) durchsetzter Exzenterraum (58) und andererseits zumindest ein den jeweiligen Plunger (14) oder Tassenstössel (36) umschliessender, im Gehäuse (22) ausgebildeter Ringschmierkanal (45) an eine Schmieröl-Druckzuführung (30, 31) angeschlossen sind und dass im Bereich des förderraumseitigen Abschnitts des Plungers (14) oder des Tassenstössels (36) ein mit einem Schmierölrücklauf (41) verbundener Ringraum (41') vorgesehen ist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einem allen ein Gemisch von Schmier- und Dieselölleckagen führenden Kanälen (34) gemeinsamen Kanalabschnitt (34'') ein Druckhalteventil (32) angeordnet ist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckhalteventil (32) einstellbar oder steuerbar ist.
Hochdruckpumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mehreren über eine gemeinsame, mit Exzenterabschnitten (10) versehene Antriebswelle (9) hin- und herbewegten Plungern (14), die jeweils in einer in einen Förderraum (18) mündenden Plunger-Bohrung (37) geführt und unter Zwischenschaltung von Abwälzelementen von einem Exzenterabschnitt (10) gegen die Wirkung einer Rückholfeder (50) betätigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass als Abwälzelemente zweiteilig ausgebildete Gleitschuhe (47, 47') vorgesehen sind.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander verschraubbaren Gleitschuhhälften (47, 47') plungerseitig ebene Anlageflächen für den jeweiligen Plunger (14) oder einen dem Plunger (14) zugeordneten Tassenstößel (36) aufweisen.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem jeweiligen Exzenterabschnitt (10) und dem zugeordneten Gleitschuh (47, 47') ein Gleit- oder Kugellager vorgesehen ist.