DE19848040A1

DE19848040A1 - Kolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckversorgung

Info

Publication number: DE19848040A1
Application number: DE19848040A
Authority: DE
Inventors: Peter Grabert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-10-17
Filing date: 1998-10-17
Publication date: 2000-04-20
Also published as: WO2000023710A1; JP4199930B2; US6450788B1; DE59904113D1; EP1121530A1; EP1121530B1; JP2002527680A

Abstract

Die Kolbenpumpe (1) hat ein Pumpengehäuse (2) mit einem aus einer ersten Platte (16) und einer zweiten Platte (18) aufgebauten Zylinderkopf. Die aneinanderliegenden und mit dem Pumpengehäuse (2) verschraubten Platten (16, 18) weisen einen Kraftstoff unter Niederdruck führenden ersten Kanal (29) auf, welcher zu einem zwischen den beiden Platten angeordneten ersten Rückschlagventil (11) führt. Das Rückschlagventil (11) steht mit einem Zylinderraum (17) der Radialkolbenpumpe (1) in Verbindung. Von diesem geht ein Kraftstoff unter Hochdruck führender zweiter Kanal (31) zu einem zweiten Rückschlagventil (12) aus, welches zwischen der ersten Platte (16) und dem Pumpengehäuse (2) angeordnet ist. Im Zylinderkopf sind belastungsgerechte Dichtungen vorgesehen, und zwar Niederdruckdichtungen (37, 38, 39) im vom Niederdruck beaufschlagten Bereich und Hochdruckdichtungen im vom Hochdruck beaufschlagten Bereich des Zylinderkopfs. DOLLAR A Die Kolbenpumpe ist zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei einem Common-Rail-Einspritzsystem, verwendbar.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kolbenpumpe nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Es ist schon eine solche Kolbenpumpe bekannt (DE 44 01 074 A1) bei welcher eine erste Platte flanschförmig mit einem zentralen, radial gegen eine Antriebswelle der Pumpe gerichteten Zylinder mit einem Pumpenkolben ausgebildet und etwa zur Hälfte der Plattendicke in einer Ansenkung eines Pumpengehäuses passend aufgenommen ist. Auf der wellenabgewandten Seite der ersten Platte ist eine Ventilplatte mit einem ersten und einem zweiten Rückschlagventil abgestützt. Die erste Platte und die Ventilplatte sind von einer zweiten, das Pumpengehäuse abschließenden Platte übergriffen, welche mit dem Pumpengehäuse verschraubt ist. In der zweiten Platte befindet sich ein Kraftstoff mit Niederdruck führender Kanal, der einerseits mit einem Kanal des Pumpengehäuses und andererseits mit dem ersten Rückschlagventil in Verbindung steht. Zwischen dem Pumpengehäuse und der zweiten Platte ist eine sowohl den Kanal als auch die flanschförmige erste Platte umschließende, gummielastische Formdichtung in einer Vertiefung der zweiten Platte aufgenommen. Ein von dem zweiten Rückschlagventil ausgehender, Kraftstoff unter Hochdruck führender zweiter Kanal ist von der zweiten Platte mittels eines Verbindungsstücks in das Pumpengehäuse übergeleitet. Das Verbindungsstück ist buchsenförmig ausgebildet und greift sowohl in die zweite Platte und in das Pumpengehäuse ein. Das Verbindungsstück ist mittels ringförmiger, gummielastischer Hochdruckdichtungen gegenüber der zweiten Platte und dem Pumpengehäuse abgedichtet.

Bei der bekannten Radialkolbenpumpe ist die zweite Platte als vollflächig am Pumpengehäuse anliegend dargestellt. In der Praxis muß jedoch ein wenige Zehntel Milimeter breiter Spalt zwischen der Platte und dem Pumpengehäuse vorgesehen werden, um Toleranzen der miteinander verbundenen Bauteile Pumpengehäuse, erste Platte, Ventilplatte und zweite Platte auszugleichen sowie eine spiel freie und kraftstoffdichte Anordnung der ersten Platte am Pumpengehäuse sowie der Ventilplatte zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte zu erzielen.

Aufgrund dieses Aufbaus der Radialkolbenpumpe können Montagefehler auftreten, welche die Pumpenfunktion beeinträchtigen oder zum Ausfall führen können. Fehlermöglichkeiten sind zum Beispiel Fehleinlage der Formdichtung in die Vertiefung der zweiten Platte mit der Folge einer Querschnittseinschränkung des ersten Kanals, Verkanten des Verbindungsstücks im Zuge des zweiten Kanals mit der Folge einer Undichtheit sowie der Schiefstellung der zweiten Platte, wobei der letztgenannte Fehler auch durch ungleichmäßiges Verschrauben der zweiten Platte am Pumpengehäuse hervorgerufen werden kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß weniger konstruktive Bauteile als beim bekannten Entwicklungsstand verwendet werden, daß eine definierte geometrische Zuordnung der beiden plan aufeinander liegenden Platten erzielt ist und daß das zweite Rückschlagventil an einer fertigungs- und montagetechnisch günstigen Stelle angeordnet ist.

Außerdem werden gemäß dem Anspruch 2 in vorteilhafter Weise hinsichtlich der Abdichtung konsequent an den Einbauort und die Belastung angepaßte Dichtungen verwendet.

Durch die in den weiteren Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Kolbenpumpe möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand einer in der Zeichnung im Schnitt vereinfacht dargestellten Radialkolbenpumpe in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Eine als Hochdruckpumpe ausgebildete Radialkolbenpumpe 1 ist zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei Kraftstoffeinspritzsystemen, insbesondere bei einem Common- Rail-Einspritzsystem, von Brennkraftmaschinen vorgesehen. Die Radialkolbenpumpe 1 hat ein Pumpengehäuse 2 mit einer darin gelagerten Antriebswelle 3, welche einen Exzenterabschnitt 4 aufweist, auf dem ein Hubring 5 gelagert ist. Am Hubring 5 ist ein mit einem Pumpenkolben 6 vereinigter Gleitschuh 7 unter der Wirkung einer Druckfeder 8 abgestützt. Der mittels des Exzenterabschnitts 4 der Antriebswelle 3 längsbewegbare Pumpenkolben 6 ist in einem Zylinder 9 geführt, welcher in einen Innenraum 10 des Pumpengehäuses 2 hineinragt. Der Pumpenkolben 6 mit Gleitschuh 7 und der Zylinder 9 bilden in Verbindung mit einem ersten, saugseitigen Rückschlagventil 11 und einem zweiten, druckseitigen Rückschlagventil 12 ein Pumpenelement 13 der Radialkolbenpumpe 1. Diese ist mit vorzugsweise zwei weiteren Pumpenelementen 13 ausgestattet, welche in einer gemeinsamen, bezüglich der Antriebswelle 13 radialen Ebene liegen und um 120° gegeneinander versetzt sind.

Das Pumpengehäuse 2 ist gegen den antriebswellenseitigen Innenraum durch eine sich rechtwinklig zur Pumpenkolbenachse erstreckende erste Platte 16 abgeschlossen. Die erste Platte 16 liegt im wesentlichen vollflächig am Pumpengehäuse 2 an. An der ersten Platte 16 ist der Zylinder 9 einstückig ausgebildet. Ein den Pumpenkolben 6 aufnehmender Zylinderraum 17 ist in der ersten Platte 16 fortgesetzt. Außerdem ist die am Gleitschuh 7 des Pumpenkolbens 6 angreifende Druckfeder 8 an der ersten Platte 16 abgestützt. Die erste Platte 16 ist gehäuseabgewandt von einer zweiten Platte 18 abgedeckt, mit welcher der Zylinderraum 17 abgeschlossen ist. Die zweite Platte 18 liegt deckungsgleich sowie im wesentlichen vollflächig an der ersten Platte 16 an. Die beiden Platten 16 und 18 sind mit Schrauben 19 mit dem Pumpengehäuse 2 verbunden.

Zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte 18 ist das mit dem Zylinderraum 17 in Verbindung stehende erste Rückschlagventil 11 angeordnet. Es besitzt einen federbelasteten, scheibenförmigen Schließkörper 20, dem ein ebener Ventilsitz 21 an der zweiten Platte 18 zugeordnet ist. Die zweite Platte 18 ist daher wenigstens im Bereich des Ventilsitzes 21 gehärtet. Das zweite Rückschlagventil 12 ist zwischen der ersten Platte 16 und dem Pumpengehäuse 2 angeordnet. Es besitzt einen kugelförmigen Schließkörper 22 mit einem hohlkegelförmigen Ventilsitz 23. Dieser ist in der ersten Platte 16 ausgebildet; insofern ist die erste Platte wenigstens im Bereich des Ventilsitzes gehärtet.

Die Radialkolbenpumpe 1 ist mittels einer Niederdruckspeisepumpe 26 beispielsweise aus einem Dieselkraftstoff-Vorratsbehälter 27 eines Kraftfahrzeugs mit Kraftstoff versorgbar. Hierzu ist die Niederdruckspeisepumpe 26 an ein im Pumpengehäuse 2 der Radialkolbenpumpe 1 angeordnetes Überströmventil 28 angeschlossen. Das Überströmventil 28 steht mit einem im Pumpengehäuse 2 ausgebildeten ersten Kanal 29 in Verbindung, welcher die erste Platte 16 rechtwinklig zu deren Ebene durchdringt und in die zweite Platte 18 einmündet. Der erste Kanal 29 ist in der zweiten Platte 18 in deren Ebene verlaufend fortgeführt und endet nach einer Umlenkung um 90° am ersten Rückschlagventil 11. Der als kreiszylindrische Bohrung ausgebildete erste Kanal 29 ist in der zweiten Platte 18 durch eine eingepreßte Kugel 30 dicht verschlossen. Der erste Kanal 29 mündet inmitten des Ventilsitzes 21 des ersten Rückschlagventils 11 in den Zylinderraum 17. Vom Zylinderraum 17 geht ein schräg in der ersten Platte 16 verlaufender, zweiter Kanal 31 aus, welcher zum zweiten Rückschlagventil 12 führt und inmitten von dessen Ventilsitz 23 mündet. Im Bereich der ersten Platte 16 hat der zweite Kanal 31 keine zur Außenseite der Radialkolbenpumpe 1 führende, zu verschließende Verbindung. Nach der ersten Platte 16 ist der zweite Kanal 31 innerhalb des Pumpengehäuses 2 fortgesetzt, wo er mit einem Anschluß 33 für einen Kraftstoff-Hochdruckspeicher und mit einem elektromagnetisch steuerbaren Druckbegrenzungsventil 34 (nur teilweise dargestellt) mit abströmseitigem Anschluß an den Dieselkraftstoff-Vorratsbehälter 27 in Verbindung steht.

Beim Betrieb von Niederdruckspeisepumpe 26 und Radialkolbenpumpe i sind die einen Zylinderkopf bildenden beiden Platten 16 und 18 dem Druck des geförderten Kraftstoffs ausgesetzt, und zwar führt der erste Kanal 29 Kraftstoff unter Niederdruck mit ca. 10bar, der zweite Kanal 31 Kraftstoff unter Hochdruck mit ca. 1400bar. Die Radialkolbenpumpe 1 ist daher beanspruchungsgerecht mit geeigneten Dichtmitteln versehen: Eine erste Niederdruckdichtung 37 ist zwischen dem Pumpengehäuse 2 und der ersten Platte 16 angeordnet. Die Niederdruckdichtung 37 ist vorzugsweise als gummielastischer O-Ring ausgebildet und in einer den Zylinder 9 mit Abstand konzentrisch umschließenden Nut der ersten Platte 16 aufgenommen. In entsprechender Weise sind eine zweite Niederdruckdichtung 38 in der ersten Platte 16 sowie eine dritte Niederdruckdichtung 39 in der zweiten Platte 18 angeordnet, welche jeweils nur den ersten Kanal 29 umschließen und gleichfalls als gummielastischer O-Ring ausgebildet sind. Eine erste Hochdruckdichtung 40 ist zwischen der ersten Platte 16 und der zweiten Platte 18 angeordnet und umschließt konzentrisch das erste Rückschlagventil 11 und den Zylinderraum 17. Eine zweite Hochdruckdichtung 41 befindet sich zwischen der ersten Platte 16 und dem Pumpengehäuse 2. Sie umschließt nur das zweite Rückschlagventil 12. Die Hochdruckdichtungen 40 und 41 können als metallische Dichtungen ausgebildet sein; beispielsweise können sie als Beißkantendichtung wirkend gestaltet sein. In der Zeichnung sind die Niederdruckdichtungen 37, 38, 39 sowie die Hochdruckdichtungen 40, 41 lediglich symbolhaft angedeutet.

Claims

1. Kolbenpumpe (1) zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei einem Common-Rail-Einspritzsystem, mit den Merkmalen:

- es ist ein Pumpengehäuse (2) vorgesehen,
- das Pumpengehäuse (2) ist gegen einen Innenraum (10) durch eine erste, im wesentlichen vollflächig anliegende Platte (16) abgeschlossen, in welcher ein einen Pumpenkolben (6) aufnehmender Zylinderraum (17) ausgebildet ist,
- die erste Platte (16) ist gehäuseabgewandt von einer zweiten Platte (18) abgedeckt, mit welcher der Zylinderraum (17) abgeschlossen ist,
- zwischen der ersten Platte (16) und der zweiten Platte (18) ist ein mit dem Zylinderraum (17) in Verbindung stehendes erstes Rückschlagventil (11) vorgesehen,
- die zweite Platte (18) weist einen überwiegend in ihrer Ebene verlaufenden, Kraftstoff unter Niederdruck führenden ersten Kanal (29) auf, der vom Pumpengehäuse (2) herangeführt ist und am ersten Rückschlagventil (11) endet,
- vom Zylinderraum (17) geht ein Kraftstoff unter Hochdruck führender zweiter Kanal (31) aus, der in seinem weiteren Verlauf ein zweites Rückschlagventil (12) aufweist, nach dem der Kanal (31) im Pumpengehäuse (2) fortgesetzt ist,
- zwischen dem Pumpengehäuse (2) und den Platten (16, 18) sind Niederdruckdichtungen (37, 38, 39) und Hochdruckdichtungen (40, 41) angeordnet, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:
- die erste Platte (16) und die zweite Platte (18) sind im wesentlichen vollflächig aufeinander liegend ausgebildet,
- die erste Platte (16) ist zwischen dem Pumpengehäuse (2) und der zweiten Platte (18) von einem Abschnitt des ersten Kanals (29) durchdrungen,
- das zweite Rückschlagventil (12) ist zwischen der ersten Platte (16) und dem Pumpengehäuse (2) angeordnet,
- der zweite Kanal (31) ist zwischen dem Zylinderraum (17) und dem zweiten Rückschlagventil (12) in der ersten Platte ausgebildet.

2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale:

- Niederdruckdichtungen (37, 38, 39) sind angeordnet zwischen dem Pumpengehäuse (2) und der ersten Platte (16) nur den Zylinderraum (17) und nur den ersten Kanal (29) umschließend sowie zwischen der ersten Platte (16) und der zweiten Platte (18) nur den ersten Kanal (29) umschließend,
- Hochdruckdichtungen (40, 41) sind angeordnet zwischen der ersten Platte (16) und der zweiten Platte (18) nur den Zylinderraum (17) und das erste Rückschlagventil (11) umschließend sowie zwischen der ersten Platte (16) und dem Pumpengehäuse (2) nur das zweite Rückschlagventil (12) umschließend.

3. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederdruckdichtungen (37, 38, 39) als O-Ring ausgebildet sind.

4. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckdichtungen (40, 41) metallische Dichtungen sind.

5. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckdichtungen (40, 41) als Beißkantendichtung ausgebildet sind.