DE19507295A1 - Radialkolbenpumpe, insbesondere Kraftstoffpumpe für einen Verbrennungsmotor - Google Patents
Radialkolbenpumpe, insbesondere Kraftstoffpumpe für einen VerbrennungsmotorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe, insbesondere
eine Kraftstoffpumpe für einen Verbrennungsmotor gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Pumpen finden beispielsweise als Dieselhochdruck
pumpen im Kraftfahrzeugbau Verwendung. Bei diesen Pumpen
sind im Pumpengehäuse üblicherweise eine Vielzahl, bei
spielsweise drei Pumpenkolben sternförmig in einem Pumpen
gehäuse um eine Antriebswelle angeordnet, die mit einem ex
zentrischen Betätigungsabschnitt an den benachbarten Endab
schnitten der Kolben anliegt. Durch die Drehung der An
triebswellen werden die Kolben zu ihrer oszillierenden
Pumpbewegung angeregt, so daß das Fördermittel bei der Ab
wärtsbewegung jedes Kolbens in einen Verdrängerraum ange
saugt und bei der Aufwärtsbewegung aus dem Verdrängerraum
in einen Verteiler (Common-Rail) gefördert wird, in den die
Ausgangskanäle aller Pumpenelemente münden. Um die Reibung
zwischen dem exzentrischen Betätigungselement der Antriebs
welle und den Pumpenkolben zu minimieren, ist der Kolben
mit einem Gleitschuh versehen, mit dem die Pumpenanordnung
in Anlage an dem Betätigungselement der Antriebswelle
steht.
Um die Anlage des Pumpenkolbens am Gleitschuh und damit am
Betätigungselement der Antriebswelle zu gewährleisten, ist
der Pumpenkolben, wie in der DE 42 16 877 A1 gezeigt, übli
cherweise über eine Druckfeder in Anlagerichtung vorge
spannt, wobei diese sich einerseits am Pumpengehäuse und
andererseits an einem Federteller abstützt, der am Kolben
befestigt ist. Zur Befestigung des Federtellers wird übli
cherweise am Kolben eine Umfangsnut eingearbeitet, in der
der Federteller gehalten ist.
Eine derartige Umfangsnut erfordert allerdings einen erheb
lich größeren Fertigungsaufwand gegenüber einer durchgehend
glatten Kolbenfläche und stellt bei hohen Belastungen auf
grund der Kerbwirkung eine Sollbruchstelle dar, die zu ei
ner Verkürzung der Pumpenstandzeit führen kann.
Um diese Nachteile zu beseitigen, ist ein Pumpenkonzept
(siehe beispielsweise O+P "Ölhydraulik und Pneumatik" 38
(1992) Nr. 5) bekannt, bei dem die Druckfeder entfällt, so
daß die Rückbewegung des Verdrängerkolbens durch den Druck
des in den Verdrängerraum einströmenden Fördermittels er
folgt. Derartige Konzepte mit "freier Kolbenbewegung" haben
den Vorteil, daß der Verdrängerkolben vergleichsweise ein
fach aufgebaut ist. Beim Betrieb von Pumpen mit freier Kol
benbewegung hat es sich gezeigt, daß der Kolben bei ungün
stigen Druckverhältnissen und bei nicht hinreichendem Vor
druck des Fördermittels der Bewegung des exzentrischen Be
tätigungselements nicht folgen kann, so daß der Kolben und
damit der Gleitschuh von dem Betätigungselement abheben.
Dies kann einerseits zu einer unvollständigen Füllung des
Verdrängerraums führen, andererseits können die beim Wie
derauftreffen des Gleitschuhs auf das Betätigungselement
auftretenden Schläge zu Beschädigungen der Pumpe führen,
die die Standzeit der Pumpenanordnung ganz wesentlich er
niedrigen können.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Kolbenpumpe zu schaffen, die bei minimalem vorrichtungs
technischen Aufwand eine gegenüber bekannten Lösungen er
höhte Lebensdauer aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1
gelöst.
Durch die Maßnahme, einen mit dem Gleitschuh in Wirkverbin
dung stehenden Stützkolben vorzusehen, der gemeinsam mit
dem Zylinder einen Saugraum bildet, in den der Verdränger
kolben eintaucht, kann auf dessen Federvorspannung verzich
tet werden, da sich bei der Rückwärtsbewegung des Stützkol
bens hin zur Achse der Antriebswelle im Saugraum ein Unter
druck aufbaut, der den Verdrängerkolben in Anlage am Gleit
schuh hält. Der Gleitschuh selbst ist über eine Rückstell
einrichtung in Richtung auf die Antriebswelle vorgespannt.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung kann der Verdrängerkolben
somit dem Bewegungsimpuls, der ihm von der kinetischen
Energie des einströmenden Fördermittels auferlegt wird,
folgen, wobei die Verdrängerkolbenrückbewegung selbst noch
bei geschlossenem Einlaßventil erfolgt, so daß es nicht zu
den vorbeschriebenen Schlägen und Unregelmäßigkeiten in der
Füllung der Verdrängerkammer kommen kann.
Die erfindungsgemäße Lösung hat des weiteren den Vorteil,
daß das Druckniveau des über eine Vorförderpumpe dem Ver
drängerraum zugeführten Fördermittels auf einem vergleichs
weise niedrigen Niveau gehalten werden kann, da der Ver
drängerkolben nicht gegen den Gehäusedruck in Richtung auf
die Antriebswelle verschoben werden muß.
Da auf die Federvorspannung des Verdrängerkolbens verzich
tet werden kann, kann dieser in seiner einfachsten, zylin
drischen Form ausgeführt werden, so daß eine Hochpräzisi
onsbearbeitung mit vergleichsweise geringem Aufwand möglich
ist. Die Geometrie des Verdrängerkolbens erlaubt darüber
hinaus auf einfache Weise eine Hartstoffbeschichtung des
Kolbens, um dessen Verschleiß zu reduzieren.
Aufgrund der Führung des Stützkolbens am Zylinder können
die von der Antriebswelle auf den Gleitschuh übertragenen
Kräfte über den Stützkolben in den Zylinder eingeleitet
werden, so daß der Verdrängerkolben mit Bezug auf die Quer
kräfte entlastet wird. Aufgrund der erheblich reduzierten
Querkräfte ist es bei bestimmten Anwendungsfällen möglich,
auf das Härten der Zylinderbohrung zu verzichten, so daß
die Herstellung der Pumpe wesentlich vereinfacht ist.
Eine besonders gute Führung des Stützkolbens erhält man,
wenn dieser tassenförmig ausgeführt wird, wobei der Gleit
schuh eine Stirnfläche des Stützkolbens bildet. Durch diese
Maßnahme wird ein Gleitschuh mit sehr großer Anlagefläche
für den Exzenterabschnitt der Antriebswelle geschaffen, so
daß einem Verkanten der Gleitschuhe vorgebeugt ist. Des
weiteren erlaubt die großflächige Abstützung des Gleit
schuhs eine Betätigung der Pumpen in beiden Drehrichtungen.
Zum Abbau eines Überdrucks im Verdrängerraum des Stützkol
bens und zur Abführung von Leckage-Flüssigkeit wird vor
zugsweise im Mantel des Stützkolbens ein Ausströmventil
vorgesehen.
Einen besonders einfachen Aufbau der Pumpenanordnung erhält
man, wenn der Gleitschuh einstückig mit dem Stützkolben
ausgeführt ist.
Eine weitere Verbesserung der Pumpenanordnung wird durch
das Vorsehen einer Ventilplatte ermöglicht, der eine
Schließplatte zugeordnet ist, die einen Ventilkörper eines
Einlaßventils bildet.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn in dieser Schließ
platte eine Blendenöffnung ausgebildet ist, die koaxial zum
Auslaßventil angeordnet ist, und die durch das Fördermittel
beim Ansaug- und Förderhub des Verdrängerkolbens durch
strömt wird.
Mit der Weiterbildung nach Anspruch 10 befindet sich diese
Blendenöffnung an der hydrodynamisch günstigsten Position,
das heißt, unmittelbar vor und koaxial zur Längsachse der
Verdrängerkammer.
Die Federvorspannung der Schließplatte in Richtung auf die
Ventilplatte hat darüber hinaus noch den Vorteil, daß auf
der Saugseite der Pumpenanordnung Gasauslösevorgänge ver
mieden werden, und daß beim Abschalten der Vorförderpumpe
(beispielsweise bei einem Not-Aus) eine sofortige Unterbre
chung der Förderung erfolgt, ohne daß es zu einem Nachlau
fen kommen kann, so daß die Dynamik und Betriebssicherheit
der Pumpe verbessert ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge
genstand der sonstigen Unteransprüche.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Er
findung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Pumpenzylinders einer Ra
dialkolbenpumpe mit zugehörigem Fördermittel-Ver
sorgungskreislauf;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungs
beispiel eines Pumpenzylinders und
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungs
beispiel eines Pumpenzylinders.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines elektronisch
gesteuerten Common-Rail-Dieseleinspritzsystems (ECR) be
schrieben, bei dem üblicherweise Radialkolbenpumpen einge
setzt werden. Wie eingangs bereits beschrieben, sind bei
diesen Radialkolbenpumpen eine Vielzahl von Zylindern 1
sternförmig um eine Antriebswelle angeordnet, die mit einem
oder mehreren Exzenterabschnitten versehen ist, um die Ver
drängerkolben 2 der Zylinder anzutreiben. Hinsichtlich des
prinzipiellen Gesamtaufbaus einer derartigen Radialkolben
pumpe sei auf die DE 42 16 877 A1 der Anmelderin verwiesen.
Das aus den Zylindern 1 austretende, druckbeaufschlagte
Fördermittel wird einem gemeinsamen Verteiler (Common-Rail)
zugeführt, der als Druckspeicher für die Einspritzdüsen des
Einspritzsystems dient. Das Volumen des Verteilers ist der
art ausgelegt, daß die pulsierenden Ströme aufgrund der Öl
elastizität nur geringe Druckschwankungen hervorrufen.
In Fig. 1 ist der Fördermittelkreislauf für einen Zylinder
1 der Radialkolbenpumpe dargestellt. Demgemäß wird das För
dermittel, das heißt der Dieselkraftstoff, durch eine Vor
förderpumpe 4 aus einem Tank T angesaugt und über eine För
derleitung 6 zum Einlaß 8 des Zylinders 1 gefördert. Zwi
schen diesem und der Vorförderpumpe 4 ist eine Drossel 10
angeordnet, mit der ein Gegendruck in der Förderleitung 6
einstellbar ist.
Zwischen die Drossel 10 und einer zu einem Tankanschluß T
führenden Tankleitung 12 ist ein elektromagnetisch ver
stellbares Druckbegrenzungsventil 14 angeordnet. Zwischen
Drossel 10 und Druckbegrenzungsventil zweigt eine Leitung
zum Einlaß 8 ab.
Das Ventilglied des Druckbegrenzungsventils 14 ist von ei
ner leicht vorgespannten Druckfeder in Öffnungsrichtung und
in Schließrichtung von der Kraft eines Proportional-Elek
tromagneten belastet, dessen Schließkraft über eine Signal
verarbeitungseinrichtung 18 in Abhängigkeit von der Rege
lung des Einspritzsystems einstellbar ist. Je nach der Höhe
der Ansteuerung des Elektromagneten durch die Signalverar
beitungseinrichtung stellt sich bei einem anderen Druck am
Eingang des Druckbegrenzungsventils 14 ein Gleichgewicht
zwischen der Magnetkraft und der in Öffnungsrichtung auf
das Ventilglied wirkenden Druckkraft ein, so daß sich vor
dem Einlaß 8 ein in seiner Höhe von der Ansteuerung des
Elektromagneten abhängiger Druck aufbaut.
Der in der Radialkolbenpumpe mit Hochdruck beaufschlagte
Kraftstoff wird über einen Pumpenanschluß P des Zylinders 1
und über eine Druckleitung 20 zu dem nicht gezeigten Ver
teiler gefördert.
Zur Begrenzung des Pumpendrucks der Vorförderpumpe 4 zweigt
zwischen der Drossel 10 und der Vorförderpumpe 4 von der
Förderleitung 6 eine Zweigleitung 22 ab, in die ein Pumpen
druckbegrenzungsventil 24 geschaltet ist, das bei einem
vorbestimmten Druck, beispielsweise 4 bar, die Zweigleitung
22 mit dem Tank T verbindet. Die Betätigung des Pumpen
druckbegrenzungsventils 24 erfolgt über eine Steuerleitung
Y, die an eine Steuerseite des Ventilschiebers geführt ist.
Wie aus der Fig. 1 weiterhin hervorgeht, hat der Zylinder 1
ein Zylindergehäuse 26 in dessen Zylinderbohrung 28 der
Verdrängerkolben 2 axial verschiebbar geführt ist, wobei an
diesem keinerlei Rückstelleinrichtungen angreifen über die
dieser in Richtung Z auf den Exzenter der nicht gezeigten
Antriebswelle vorgespannt ist. Die Axiallänge des Verdrän
gerkolbens 2 ist größer als die Axiallänge der Zylinderboh
rung 28 gewählt.
Das Zylindergehäuse 26 hat in der Darstellung nach Fig. 1
einen etwa T-förmigen Querschnitt, wobei am Außenumfang des
koaxial zur Zylinderbohrung 28 erstreckenden Nabenab
schnitts 30 ein tassenförmiger Stützkolben 32 geführt ist,
dessen Zylindermantelabschnitt 34 den Nabenabschnitt 30
gleitend umgreift.
Die Stirnseite des Stützkolbens 32 hat einen Axialvorsprung
36, der einen Gleitschuh zur Anlage am Exzenter der An
triebswelle bildet. Des weiteren ist der Zylindermantelab
schnitt 34 im Übergang zum Axialvorsprung 36 zu einer Ra
dialschulter 38 erweitert, an der eine Rückstellfeder 40
angreift, deren von der Radialschulter 38 entferntes Ende
an einem Querteil 42 des Zylindergehäuses 26 abgestützt
ist. Durch diese Rückstellfeder 40 ist der Stützkolben 32
und damit der Axialvorsprung 36 in Richtung Z auf die An
triebswelle vorgespannt.
Der tassenförmige Stützkolben 32 bildet mit der Stirnseite
des Nabenabschnitts 30 einen Saugraum 44 in den das dem
Axialvorsprung 36 zugewandte Ende des Verdrängerkolbens 2
eintaucht. Während des Betriebs der Pumpe 1 liegt der Ver
drängerkolben 2 mit diesem Endabschnitt auf der Innenfläche
46 des Stützkolbens 32 auf, so daß dieser und der Verdrän
gerkolben 2 während des Förderhubs eine weitestgehend syn
chrone Axialbewegung durchführen.
Im Zylindermantelabschnitt 34 ist im Bereich der Innenflä
che 46 eine Radialbohrung mit einem Rückschlagventil 47
vorgesehen, das ein Entspannen eines Überdrucks im Saugraum
44 und das Abführen von Leckagen ins Pumpengehäuse ermög
licht.
An der Stirnfläche des Querteils 42 des Zylindergehäuses 26
ist eine Ventilplatte 48 befestigt, die eine stufenförmige
Radialerweiterung 50 der Zylinderbohrung 28 überdeckt. Die
Radialerweiterung 50 bildet gemeinsam mit dem benachbarten
Abschnitt der Zylinderbohrung 28 den Verdrängerraum, in dem
der Dieselkraftstoff mit dem Hochdruck beaufschlagt wird.
Koaxial zur Zylinderachse ist in der Ventilplatte 48 ein
als Rückschlagventil ausgebildetes Auslaßventil 52 angeord
net, das mit dem Anschluß P verbunden ist. Im Abstand neben
dem Auslaßventil 52 ist ein Einlaß- oder Saugventil 54 vor
gesehen, das als Bohrung in der Ventilplatte 48 ausgeführt
ist. Die Absperrung der Ventilbohrung des Einlaßventils 54
erfolgt durch eine Schließplatte 56, die durch eine axial
an der Radialerweiterung 50 abgestützte Schließfeder 58 in
Schließrichtung vorgespannt ist.
In der Schließplatte 56 ist koaxial zum Auslaßventil 52 ei
ne Drosselöffnung 60 ausgebildet, die sich in der in Fig. 1
gezeigten Schließstellung in Fortsetzung der Ventilbohrung
des Auslaßventils 52 erstreckt. Durch diese besondere An
ordnung der Schließplatte 56 wird der Kraftstoff zunächst
über den Einlaß 8 axial zugeführt, dann bei geöffneter
Schließplatte 56 radial nach innen umgelenkt und tritt dann
durch die Drosselöffnung 60 in den Verdrängerraum ein. Um
gekehrt muß der druckbeaufschlagte Kraftstoff beim Ausströ
men aus dem Verdrängerraum ebenfalls die koaxial zum Aus
laßventil 52 angeordnete Drosselöffnung 60 durchströmen.
Diese besondere Anordnung hat den Vorteil eines kompakten
Aufbaus, wobei die konzentrische Anordnung der Drosselöff
nung 60 und des Auslaßventils 52 ein äußerst geringes Tot
volumen und einen guten volumetrischen Wirkungsgrad ermög
licht.
Bei den in modernen Einspritzsystemen eingesetzten Radial
kolbenpumpen ist es erforderlich, die Förderstromschwankun
gen zwischen den einzelnen Pumpenanordnungen möglichst klein
zu halten. Da der Förderstrom abhängig ist von der Vorspan
nung des Einlaßventils, vom Drosselquerschnitt, von der
Einlaßventildichtfläche und vom Kolbenspalt, kann durch den
oben beschriebenen einfachen Ventilaufbau und die glatte,
zylinderförmige Verdrängerkolbenform eine weitestgehende
Minimierung der Förderstromdifferenzen erreicht werden, so
daß der regelungstechnische Aufwand zum Betreiben des Ein
spritzsystems verringert werden kann.
Der einfache Aufbau der einzelnen Zylinder 1 ermöglicht
darüber hinaus eine Baukastenausführung, bei der durch Va
riation der Anzahl der Zylinder 1 die Förderkapazität der
Radialkolbenpumpe auf einfache Weise an Motoren mit unter
schiedlichen Hubräumen und Leistungen anpaßbar ist.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfin
dungsgemäßen Zylinders 1 einer Radialkolbenpumpe darge
stellt, wobei die mit dem vorbeschriebenen Ausführungsbei
spiel identischen Bauelemente jeweils mit dem gleichen Be
zugszeichen versehen sind.
Wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Ver
drängerkolben 2 in einem Nabenabschnitt 30 eines Zylinder
gehäuses 26 geführt, wobei am Außenumfang des Nabenab
schnitts 30 wiederum ein Stützkolben 32 gelagert ist, der
über eine Rückstellfeder 40 in Z-Richtung vorgespannt ist.
Im Gegensatz zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist
der Gleitschuh 62 jedoch nicht einstückig mit dem Stützkol
ben 32, sondern als Einsatzteil ausgebildet, das in den Zy
lindermantel des Stützkolbens 32 eingepaßt ist. Diese Vari
ante ermöglicht es, für den Gleitschuh 62 ein Material mit
guten Gleiteigenschaften zu wählen. Des weiteren kann die
ses Verschleißteil ausgewechselt werden, ohne daß der ge
samte Stützkolben 32 ersetzt werden muß. Dieses Einsatzteil
kann auf einfache Weise an unterschiedliche Exzentergeome
trien (beispielsweise Krümmungsradien, Auflageflächen
usw.) angepaßt werden, während der eigentliche Stützkolben
32 unverändert bleiben kann.
Die dem Verdrängerkolben 2 zugewandte Innenfläche 46 des
Gleitschuhs 62 ist konvex nach oben gekrümmt, so daß sich
in der Darstellung nach Fig. 2 zwischen der Stirnseite des
Nabenabschnitts 30 und der Innenfläche 46 ein Spalt ergibt,
der sich hin zum Rückschlagventil 47 öffnet, so daß eine
nahezu vollständige Abführung der Leckage aus dem Saugraum
44 gewährleistet ist. In Verlängerung der Zylinderbohrung
28 und deren Radialerweiterung 50 ist ein Zylinderkopf 64
ausgebildet, der mit einer Kopfbohrung 66 versehen ist, die
sich stufenförmig hin zur Radialerweiterung 50 verjüngt.
In dem an die Radialerweiterung 50 angrenzenden Teil der
Kopfbohrung 66 ist die Ventilplatte 48 aufgenommen, die
wiederum das koaxial zur Zylinderachse angeordnete Auslaß
ventil 52 und die Ventilbohrung eines Einlaßventils 54 auf
nimmt. Der Ventilkörper des Einlaßventils 54 ist wiederum
durch eine Schließplatte 56 gebildet, die durch eine
Schließfeder in Schließrichtung, das heißt entgegen der Z-
Richtung, vorgespannt ist. Koaxial zum Auslaßventil 52 ist
in der Schließplatte 56 eine Drosselöffnung 60 vorgesehen,
die vom ein- und aus strömenden Kraftstoff durchflossen
wird.
Die Festlegung der Ventilplatte 48 in der Kopfbohrung 66
erfolgt über einen Verschlußstopfen 68, der in den erwei
terten Abschnitt der Kopfbohrung 66 eingeschraubt ist und
mit einem Anlagebund die Ventilplatte 48 axial festlegt.
Im Unterschied zum vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel er
folgt die Zuführung des Kraftstoffs über eine in der Dar
stellung nach Fig. 2 waagrecht im Zylinderkopf 64 verlau
fende Einlaßbohrung 8, die im Bereich der Ventilplatte 48
axial umgelenkt ist und nach einer nochmaligen Radialumlen
kung im Bereich des Verschlußstopfens 68 in die schräg zur
Zylinderachse verlaufende Einlaßventilbohrung 54 mündet.
Die Druckleitung 20 verläuft vom Auslaßventil 52 in Radial
richtung durch die Ventilplatte 48 und setzt sich ebenfalls
in Radialrichtung im Zylinderkopf 64 fort.
Beim Betrieb der vorbeschriebenen Radialkolbenpumpen wird
über die Signalverarbeitungseinrichtung 18 am Druckbegren
zungsventil 14 ein vorbestimmter Druck eingestellt, der den
Vordruck in der Einlaßleitung 8 bestimmt.
Zum Ansaugen und Zuführen des Kraftstoffs wird der Stütz
kolben 32 über den Exzenter in Z-Richtung abgesenkt, wobei
der frei bewegliche Verdrängerkolben 2 diese Absenkbewegung
mit vollführt.
Durch den mit dem Vordruck am Einlaßventil 54 anliegenden
Kraftstoff und durch die Absenkbewegung des Verdrängerkol
bens Z und den damit entstehenden Unterdruck im Verdränger
raum wird die Schließplatte 56 vom Ventilsitz des Einlaß
ventils 54 abgehoben, so daß der Kraftstoff nach einer ra
dialen Umlenkung durch die Drosselöffnung 60 in den Aufnah
meraum einströmen kann und die Abwärtsbewegung des Verdrän
gerkolbens 2 unterstützt. Diese wird - wie bereits oben be
schrieben - zusätzlich noch durch den bei der Abwärtsbewe
gung des Stützkolbens 32 entstehenden Unterdruck im Saug
raum 44 unterstützt. Durch geeignete Ansteuerung des Druck
begrenzungsventils 14 läßt sich beim Ansaugtakt das Einlaß
ventil 54 zu einem gewünschten Zeitpunkt schließen, der
auch vor dem unteren Totpunkt des Verdrängerkolbens 2 lie
gen kann.
Bei der durch die Rotation der Antriebswelle verursachten
Aufwärtsbewegung des Stützkolbens 32 wird der Verdränger
kolben 2 mit nach oben (entgegen der Z-Richtung) genommen,
so daß der sich im Verdrängerraum befindliche Kraftstoff
mit Druck beaufschlagt und über die Drosselöffnung 60 und
das Auslaßventil 52 zum Verteiler befördert wird, der als
Druckspeicher für den Kraftstoff dient.
Während dieser Aufwärtsbewegung des Stützkolbens 32 wird
sich eventuell im Saugraum 44 befindliches Fluid (Luft,
Leckage) über das Rückschlagventil abgeführt, so daß sich
beim nächsten Hub in Z-Richtung wiederum der für die Mit
führung des Verdrängerkolbens 2 notwendige Unterdruck im
Aufnahmeraum 44 einstellt.
In Fig. 3 ist eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen
Förderpumpe dargestellt, wobei anstelle des Druckbegren
zungsventils 14 ein 2/2-Proportionalventil oder genauer ge
sagt, eine elektromagnetisch verstellbare Blende 114 zwi
schen der Drossel 10 und der zum Tankanschluß T führenden
Tankleitung 12 angeordnet ist.
Da die sonstigen Bauelemente dieses Ausführungsbeispiel mit
denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels (Fig. 1) iden
tisch sind, kann auf die diesbezügliche Beschreibung ver
wiesen werden.
Das Ventilglied der Blende 114 ist über eine Druckfeder in
seine Öffnungsstellung vorgespannt, während die Bewegung in
Schließrichtung über einen Proportional-Elektromagneten er
folgt, dessen Weg über die Signalverarbeitungseinrichtung
18 in Abhängigkeit von der Regelung des Einspritzsystems
vorgebbar ist. Durch entsprechende Ansteuerung der Signal
verarbeitungseinrichtung 18 läßt sich die normalerweise in
Offenstellung befindliche Blende 114 verschieden weit
schließen, so daß sich vor dem Einlaß 8 ein Druck aufbauen
kann.
Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen wird ein Zylinder 1 für
eine Radialkolbenpumpe zur Verfügung gestellt, der bei ein
fachem Aufbau eine erhöhte Lebensdauer und einen verringer
ten Verschleiß aufweist. Des weiteren gewährleistet die er
findungsgemäße Konzeption eine Pumpenanordnung mit geringem
Totvolumen und hohem volumetrischen Wirkungsgrad. Das ge
zeigte Verdrängerkonzept ermöglicht eine weitgehende Mini
mierung von Förderstromdifferenzen zwischen den einzelnen
Zylindereinheiten einer Förderpumpe, so daß eine genaue
Kraftstoffeinspritzung gewährleistet ist.
Aufgrund des geringen Platzbedarfs und der guten Anpaßbar
keit an unterschiedliche Betriebsbedingungen und des hohen
Wirkungsgrades erlaubt das neue Verdrängerkonzept eine ein
fache Anpassung der Einspritzsysteme durch Variation der
Zylinderanzahl an Motoren mit unterschiedlichen Anforderun
gen.
Claims (13)
1. Kolbenpumpe, insbesondere Radialkolben-Kraftstoffpumpe
für einen Verbrennungsmotor mit zumindest einem Zylin
der, in dessen Zylinderbohrung ein Verdrängerkolben ge
führt ist, der einen Verdrängerraum bestimmt, dem ein
Fördermittel über ein Einlaßventil zuführbar und aus
dem das druckbeaufschlagte Fördermittel über ein Aus
laßventil abführbar ist, wobei ein vom Verdrängerraum
entfernter Endabschnitt des Verdrängerkolbens auf einem
Betätigungselement einer Antriebseinrichtung abgestützt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückstelleinrich
tung (40) an einem auf einen Gleitschuh (36, 62) wir
kenden Stützkolben (32) angreift, der koaxial zum Ver
drängerkolben (2) am Zylinder (30) geführt ist und mit
diesem einen Saugraum (44) bildet, in den ein Endab
schnitt des Verdrängerkolbens (2) eintaucht.
2. Kolbenpumpe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Stützkolben (32) einen tassenförmigen Auf
bau und der Gleitschuh (36, 62) die Stirnfläche des
Stützkolbens (32) bildet.
3. Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Patentansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugraum (44) ein
Ausströmventil (47) zum Abführen von Fluid hat.
4. Kolbenpumpe nach den Patentansprüchen 2 und 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ausströmventil (47) im Bereich
des Gleitschuhs (36, 62) im Mantel (34) des Stützkol
bens (32) ausgebildet ist.
5. Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Patentansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkolben
(2) einen zylindrischen Außenmantel (34) hat.
6. Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Patentansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitschuh (36)
fluiddicht mit dem Stützkolben (32) verbunden ist.
7. Kolbenpumpe nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß der Gleitschuh (62) ein
stückig mit dem Stützkolben (32) ausgebildet ist.
8. Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Patentansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaß- und Aus
laßventil (52, 54) in einer einen Zylinderkopfteil bil
denden Ventilplatte (48) ausgebildet sind, der eine im
Verdrängerraum angeordnete, gegen diese vorgespannte
Schließplatte (56) zugeordnet ist, die den Ventilkörper
des Einlaßventils (54) bildet.
9. Kolbenpumpe nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß die Schließplatte (56) eine koaxial zum Aus
laßventil (52) angeordnete Drosselöffnung (60) hat,
durch die das Fördermittel beim Verdrängerhub des Ver
drängerkolbens (2) über das Auslaßventil (52) aus dem
Verdrängerraum aus strömt und bei dem Saughub des Ver
drängerkolbens (2) durch das geöffnete Einlaßventil
(54) einströmt.
10. Kolbenpumpe nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Drosselöffnung (60) koaxial zur Zylinder
längsachse ausgebildet ist.
11. Kolbenpumpe nach einem der Patentansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaß- und das Auslaß
ventil (52, 54) nebeneinanderliegend in der Ventil
platte (48) angeordnet sind.
12. Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Patentansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts des Ein
laßventils (54) ein vorzugsweise elektromagnetisch ver
stellbares Druckbegrenzungsventil (14) angeordnet ist.
13. Kolbenpumpe nach einem der Patentansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts das Einlaß
ventils (54) ein vorzugsweise elektromagnetisch ver
stellbares Proportionalventil (114), vorzugsweise eine
elektromagnetisch verstellbare Blende (114) vorgesehen
ist.
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