EP0906511B1

EP0906511B1 - Pumpe, insbesondere hochdruckpumpe für eine kraftstoffeinspritzvorrichtung eines verbrennungsmotors

Info

Publication number: EP0906511B1
Application number: EP97953670A
Authority: EP
Inventors: Hans-Peter Stiefel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 2001-11-14
Anticipated expiration: 2017-12-24
Also published as: DE59705396D1; ES2168687T3; JP2000514902A; EP0906511A1; WO1998044258A1; DE19712872A1; US6210129B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines Verbrennungsmotors, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

STAND DER TECHNIK

Aus der DE 44 19 927 A1 ist eine als Kolbenpumpe ausgebildete Hochdruckpumpe für Kraftstoff bekannt, in deren Pumpengehäuse eine einen Arbeitsraum umfaßende Kolben-Zylinder-Einheit angeordnet und eine Pumpenwelle zum Antrieb der Kolben-Zylinder-Einheit gelagert ist. Die Pumpenwelle ist in ihrer Mitte gelagert und trägt an ihrem abtriebsseitigen, fliegend gelagerten Ende einen Exzenter, über den die Kolben-Zylinder-Einheit beaufschlagt wird. Zum Antrieb der Pumpenwelle ist auf ihrem aus dem Pumpengehäuse herausragenden Ende ein Antriebszahnrad befestigt.

Aufgrund der Lagerung der Pumpenwelle im Pumpengehäuse ergibt sich eine relativ große Baulänge der Pumpe, die somit einen relativ großen Platzbedarf aufweist. Außerdem ist eine relativ aufwendige Antriebsverbindung von einer Motorwelle zum Antriebszahnrad erforderlich, die ebenfalls einen gewissen Einbauraum im Motorraum benötigt. Darüber hinaus ergeben sich große Lagerbelastungen, die zu einem erhöhten Verschleiß und einer verringerten Lebensdauer führen, da die wirksame Lagerlänge verglichen mit der Länge des vom Lager hervorstehenden abtriebsseitigen Endes der Pumpenwelle relativ klein ist.

Die Veröffentlichung EP 0 290 855 A zeigt eine Kolbenpumpe mit einer in einem Pumpengehäuse gelagerten Pumpenwelle. Die in radialer Richtung wirkenden Kräfte der Pumpenwelle werden von dem an ein Motorgehäuse anflanschbaren Pumpengehäuse getragen. Weil die in radialer Richtung wirkenden Kräfte erheblich sind, muß das Pumpengehäuse entsprechend ausreichend groß dimensioniert sein. Dadurch weist diese Pumpe ein erhebliches Gewicht auf und benötigt ziemlich viel Bauraum.

Aus der DE 42 17 910 A1 ist eine von einem Verbrennungsmotor angetriebene Hydraulikpumpe bekannt, die in einem Hohlraum einer Zylinderkopfwand angeordnet ist. In diesen Hohlraum erstreckt sich durch eine Öffnung in der Zylinderkopfwand ein Ende einer Nockenwelle, auf dem ein Exzenter drehfest angeordnet ist, der einen Kolben eines Pumpenelements antreibt. Nach dem Einsetzen des Pumpenelements und dem Anbringen des Exzenters auf dem Nockenwellenende wird der Hohlraum in der Zylinderkopfwand mittels eines Deckels verschlossen.

Diese bekannte Pumpe, die als Schmiermittelpumpe eingesetzt wird, weist zwar eine relativ kurze Baulänge auf, jedoch läßt sie sich nicht unabhängig von dem Verbrennungsmotor herstellen. Außerdem kann die Funktion dieser bekannten Pumpe und ihrer einzelnen Pumpenelemente erst nach dem Einbau in die Zylinderkopfwand des Motors geprüft werden.

Vorteile der Erfindung

Die Pumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat dem gegenüber den Vorteil, daß sich durch die drehfeste Lagerung der Pumpenwelle an einer Welle des Antriebsmotors keine Lager für die Pumpenwelle im Pumpengehäuse benötigt werden, so daß sich eine verkürzte Baulänge der Pumpe ergibt. Außerdem ergibt sich durch den Wegfall der Lagerung der Pumpenwelle im Pumpengehäuse eine erhöhte Lebensdauer.

Darüber hinaus läßt sich die erfindungsgemäße Pumpe als separate Baugruppe herstellen und unabhängig vom Verbrennungsmotor auf ihre Funktionsfähigkeit prüfen. Um beim Transport und der Lagerung unkontrollierte Bewegungen der beweglichen Pumpenelemente und damit Probleme bei der späteren Montage und Beschädigungen zu vermeiden, ist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Transporthalterung für die Pumpenwelle vorgesehen, die vorzugsweise zwei voneinander beabstandete Haltemittel aufweist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Durchführung der Pumpenwelle aus dem Pumpengehäuse abgedichtet ist, da das Pumpeninnere hierdurch vor Verunreinigungen während der Lagerung, dem Transport und der Montage geschützt ist.

Um ein Radialspiel in der Lagerung der Welle des Verbrennungsmotors ohne Einfluß auf die Dichtigkeit der Pumpe ausgleichen zu können, ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Durchführung der Pumpenwelle aus dem Pumpengehäuse mittels einer Axialwellendichtung abgedichtet ist, bei der zwei ebene Flächen dicht aufeinander gepreßt werden. Damit läßt sich auch bei einer exzenterförmigen Bewegung der Dichtflächen gegeneinander eine einwandfreie Abdichtung sicherstellen.

Eine besonders unproblematische Montage der Pumpe ergibt sich, wenn die Pumpenwelle einen antriebsseitigen Lagerzapfen aufweist, der in eine entsprechende axiale Bohrung in der Welle des Verbrennungsmotors einsteckbar ist. Diese Ausbildung ermöglicht auch den besonders einfachen Anschluß eines Hilfsantriebs, der für einen Testbetrieb der Pumpe zu Prüfzwecken erforderlich ist.

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

ZEICHNUNG

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: einen Schnitt durch eine Pumpe nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2a: einen Schnitt durch das abtriebsseitige Ende einer Welle eines Verbrennungsmotors für die Verwendung mit einer Pumpe nach der Erfindung,
Fig. 2b: eine um 90° gedrehte Seitenansicht des Endes der Welle nach Fig. 2a,
Fig. 3: eine Seitenansicht einer Pumpenwelle für die Pumpe nach Fig. 1,
Fig. 4: eine Seitenansicht einer Pumpenwelle für eine Pumpe nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
Fig. 5: einen Schnitt durch eine Pumpe nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt eine erfindungsgemäße Pumpe ein Pumpengehäuse 10 mit einem oder mehreren Aufnahmebereichen 11 für jeweils ein Pumpenelement 12 und einen Aufnahmebereich 13, in dem eine Pumpenwelle 14 mit ihrem abtriebsseitigen Ende angeordnet ist. Der Aufnahmebereich 13 für das abtriebsseitige Ende der Pumpenwelle 14 bildet zusammen mit ihm zugewandten Abschnitten des bzw. der Aufnahmebereiche 11 einen Zulaufbereich 15 für ein unter relativ niedrigem Druck stehendes zu förderndes Medium, insbesondere für unter Vordruck stehenden Kraftstoff. Der Zulaufbereich 15 ist über eine nicht dargestellte Zulaufleitung mit einem nicht gezeigtem Niederdruck-Zulaufanschluß am Pumpengehäuse 10 verbunden ist.

Das Pumpenelement 12 umfaßt als Arbeitselement einen Kolben 16, der in einer Kolbenführung 17 verschiebbar geführt ist. Die Kolbenführung 17 ist in ein Halteteil 18 eingesetzt, das das Pumpenelement 12 im Aufnahmebereich 11 des Pumpengehäuses 10 hält. Am Außenumfang des Halteteils 18 ist im Bereich seines inneren Endes eine Dichtung 19 vorgesehen, die den Zulaufbereich 15 gegen einen Förderbereich 20 abdichtet, in den das zu fördernde Medium mit relativ hohem Druck, insbesondere mit Hochdruck gepumpt wird und der das Halteteil 18 im Bereich von darin vorgesehenen Auslaßbohrungen 21 umgibt. Der Förderbereich 20 ist über eine nicht dargestellte Leitung mit einem nicht gezeigten Hochdruck-Auslaßanschluß am Pumpengehäuse 10 verbunden. Nach außen wird der Förderbereich 20 durch eine Dichtung 22 zwischen dem Halteteil 18 und der den Aufnahmebereich 11 für das Pumpenelement 12 umgebenden Gehäuseinnenwand abgedichtet.

Der Kolben 16 weist einen axialen Zulaufkanal 23 auf, der am in der Kolbenführung 17 angeordneten Ende des Kolbens 16 mündet und der über eine quer verlaufende Zulaufbohrung 24 im aus der Kolbenführung 17 hervorstehenden Ende des Kolbens 16 mit dem Zulaufbereich 15 verbunden ist. An der Mündung des axialen Zulaufkanals 23 trägt der Kolben 16 ein Zulaufventil 25 und begrenzt damit in der Kolbenführung 17 einen Arbeitsraum 26, der von einem Auslaßventil 27 gegen einen Hochdruck-Auslaßbereich 28 verschließbar ist. Der Hochdruck-Auslaßbereich 28 steht über die Auslaßbohrungen 21 mit dem Förderbereich 20 in Verbindung.

Das Zulaufventil 25 ist dabei so ausgebildet, daß es während des Saughubs des Kolbens 16, also wenn sich dieser aus der Kolbenführung 17 herausbewegt, öffnet, so daß während des Saughubs zu förderndes Medium aus dem Zulaufbereich 15 durch die Zulaufbohrung 24, den Zulaufkanal 23 und das offene Zulaufventil 25 in den Arbeitsraum 26 strömen kann. Während des Förderhubs, also wenn sich der Kolben 16 in die Kolbenführung 17 hineinbewegt, schließt das Zulaufventil 25, so daß das im Arbeitsraum 26 eingeschlossene Medium unter Druck gesetzt wird. Sobald der Druck im Arbeitsraum 26 einen vom Auslaßventil 27 vorgegebenen Hochdruck erreicht, öffnet dieses und das unter Hochdruck stehende zu fördernde Medium kann durch das offene Auslaßventil 27, den Hochdruck-Auslaßbereich 28, die Auslaßbohrungen 21 in den Förderbereich 20 gepumpt werden, von wo aus es durch die nicht gezeigte Leitung zum Hochdruck-Auslaßanschluß am Pumpengehäuse 10 strömt.

Am freien aus der Kolbenführung 17 hervorstehenden Ende Ende des Kolbens 16 ist ein Gleitschuh 29 angebracht, mit dem sich der Kolben 16 über einen auf einem als Kurbelelement dienenden Exzenter 31 der Pumpenwelle 14 drehbar gelagerten Hubring 30 abstützt, so daß der Kolben 16 von der Pumpenwelle 14 antreibbar ist. Um den Kolben 16 während seines Saughubs über den Gleitschuh 29 mit dem Hubring 30 in Eingriff zu halten, ist eine Feder 32 vorgesehen, die sich mit ihrem einen Ende am Gleitschuh 29 und mit ihrem anderen Ende am Halteteil 18 abstützt.

Wie besonders gut in Fig. 3 zu erkennen ist, weist die Pumpenwelle 14 einen Dichtbund 33 auf, an den sich auf der vom Exzenter 31 abgewandten Seite ein Lagerzapfen 34 anschließt, der gegenüber dem Dichtbund 33 einen verringerten Durchmesser aufweist. An der zwischen dem Lagerzapfen 34 und dem Dichtbund 33 gebildeten Schulter 35 sind Mitnehmernasen 36 vorgesehen, die einander in Bezug auf die Pumpenwellenachse A diametral gegenüberliegen. Zwischen dem Dichtbund 33 und dem Exzenter 31 ist ein umfangsmäßig umlaufender Haltesteg 37 vorgesehen, dessen Außenumfang größer ist als der des Dichtbunds 33. An der freien Stirnseite des Exzenters 31 ist ein Hilfszapfen 38 angebracht, der koaxial mit dem Lagerzapfen 34 ausgerichtet ist.

Wie Fig. 1 zeigt, ist die Pumpenwelle 14 so in das Pumpengehäuse 10 eingesetzt, daß ihr Hilfszapfen 38 mit radialem Spiel in einer im Pumpengehäuse 10 vorgesehenen Hilfsbohrung 39 läuft, während der Dichtbund 33 im Bereich einer Durchlaßöffnung 40 des Pumpengehäuses 10 liegt, die von einem sich in Bezug auf die Pumpenwellenachse A axial erstreckenden Zentrierbund 41 umgeben ist. Der Zentrierbund 41 und die Hilfsbohrung 39 sind dabei miteinander koaxial ausgerichtet.

In die Durchlaßöffnung 40 ist eine Radialwellendichtung 43 dicht eingesetzt, deren Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Dichtbundes 33. Am Innendurchmesser der Radialwellendichtung 43 ist eine Stützfläche 42 vorgesehen. Zur Abdichtung des Zulaufsbereichs 15 bzw. des Aufnahmebereichs 13 für den Exzenter 31 der Pumpenwelle 14 ist in der Radialwellendichtung 43 eine Dichtlippe 44 gehalten, deren Innendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des Dichtbundes 33. Somit wird die Dichtlippe 44 vom Dichtbund 33 verformt und liegt abdichtend an diesem an. Anstatt der Dichtlippe 44 kann auch beispielsweise ein Nutring oder dergleichen verwendet werden.

Bei der Lagerung und beim Transport der Pumpe, also der selbstständigen, aus Pumpengehäuse 10, Pumpenelement 12, Pumpenwelle 14 und Radialwellendichtung 43 bestehenden Baugruppe, wird die Pumpenwelle 14 von der bzw. den Federn 32 mit ihrem Dichtbund 33 gegen die an der Radialwellendichtung 43 vorgesehene Stützfläche 42 und mit dem Hilfszapfen 38 gegen die Innenwand der Hilfsbohrung 39 gedrückt und festgehalten. Dabei kann die Dichtlippe 44 der Radialwellendichtung 43 nur um die halbe Durchmesserdifferenz zwischen dem Innendurchmesser der Stützfläche 42 und dem Außendurchmesser des Dichtbundes 33 verformt werden. Diese Durchmesserdifferenz ist dabei so ausgelegt, daß eine bleibende Verformung der Dichtlippe 44 vermieden wird. Zweckmäßigerweise ist der Innendurchmesser der Dichtlippe 44 so gewählt, daß die Dichtlippe 44, auch wenn sie in der beschriebenen Weise während Transport und Lagerung verformt ist, das Innere der Pumpe gegen Staub und Schmutz abdichtet. Die Radialwellendichtung 43 ist so geformt und die Dichtlippe 44 ist so eingebaut, daß die Pumpenwelle 14 an der Stützfläche 42 zur Anlage kommt, bevor die Dichtlippe 44 durch Quetschung beschädigt werden könnte.

Der Dichtbund 33 und die Stützfläche 42 der Radialwellendichtung 43 bilden dabei zusammen mit dem Hilfszapfen 38 und der Hilfsbohrung 39 eine Transporthalterung für die Pumpenwelle 14 im Pumpengehäuse 10, die die Pumpenwelle 14 bei nicht am Motorgehäuse 45' befestigter Pumpe im wesentlichen in ihrer späteren Betriebslage im Pumpengehäuse 10 hält. Hierbei ist es von Vorteil, daß die ein erstes Haltemittel bildende Stützfläche 42 und die ein zweites Haltemittel bildende Hilfsbohrung 39 axial voneinander beabstandet sind, so daß die Pumpenwelle 14 im Pumpengehäuse 10 nicht verkippen kann. Damit läßt sich insbesondere verhindern, daß der oder die Kolben 16 zu weit aus der bzw. den zugeordneten Kolbenführungen 17 herausgezogen werden, was bei der Montage der Pumpe zu Problemen, insbesondere zu Beschädigungen der Kolben 16 beim Wiedereinschieben führen kann.

Anstelle der Hilfsbohrung 39 kann als zweites Haltemittel auch ein Hilfszapfen oder dergleichen an der Innenwand des Pumpengehäuses 10 vorgesehen werden. In diesem Fall wäre dann eine entsprechende Hilfsbohrung oder dergleichen im bzw. am Exzenter 31 anzuordnen.

Zusätzlich dient der Haltesteg 37 an der Pumpenwelle 14 während des Transports und der Lagerung zusammen mit der Radialwellendichtung 43 als Herausfallsicherung für die Pumpenwelle 14.

Um die Pumpe, also die aus Pumpengehäuse 10, Pumpenelement 12, Pumpenwelle 14 und Radialwellendichtung 43 bestehende selbständige Baugruppe an einer Wand 45 eines Verbrennungsmotors zu montieren und dabei die Pumpenwelle 14 mit einer angetriebenen Welle 46 des Verbrennungsmotors, z. B. mit einer Nockenwelle in Eingriff zu bringen, wird zunächst der Lagerzapfen 34 der Pumpenwelle 14 in eine, insbesondere als Paßbohrung ausgebildete, axiale Lagerbohrung 47 in der Welle 46 und nachfolgend der Zentrierbund 41 in eine zur Welle 46 des Verbrennungsmotors koaxiale Aufnahmebohrung 48 eingeschoben. Dabei treten die Mitnehmernasen 36 an der Schulter 35 der Pumpenwelle 14 in eine als Mitnehmerausnehmung dienende Nut 49 am stirnseitigen Ende der Welle 46 ein, die wie insbesondere in den Fig. 2a und 2b gezeigt, in einem stirnseitigen Bund 50 vorgesehen ist. Die Pumpenwelle 14 ist somit durch das Fügen des Lagerzapfens 34 der Pumpenwelle 14 in die Lagerbohrung 47 der Welle 46 radial und durch des Verzahnen der Mitnehmernase 36 mit der Nut 49 drehfest in der Welle 46 des Verbrennungsmotors gelagert.

Die radiale Lagerung der Pumpenwelle 14 an der Welle 46 des Verbrennungsmotors läßt sich auch in umgekehrter Weise mit einem Lagerzapfen an der Welle 46 und einer Lagerbohrung in der Pumpenwelle 14 verwirklichen. Ferner ist es möglich, sowohl die Welle 46 des Verbrennungsmotors als auch die Pumpenwelle 14 jeweils mit einer Lagerbohrung zu versehen, und zur Lagerung der Pumpenwelle 14 an der Welle 46 des Verbrennungsmotors einen Lagerzapfen zu verwenden, der in beide Lagerbohrungen eingesetzt wird. Insbesondere lassen sich hierdurch sowohl an der noch nicht montierten Pumpe als auch am Verbrennungsmotor weit über das Pumpengehäuse 10 bzw. das Motorgehäuse 45' vorstehende Teile vermeiden, die insbesondere beim Transport leicht beschädigt werden können.

Die axiale Lagerung der Pumpenwelle 14 kann in nahezu jeder beliebigen Weise erfolgen, da hier nur sehr geringe Lagerkräfte aufzunehmen sind. Z. B. kann sich die Pumpenwelle 14 mit dem Hilfszapfen 38 am Boden der Hilfsbohrung 39 oder mit der Strinfläche des Exzenters 31 direkt oder über den Hubring 30 an einer gegenüberliegenden Innenwand des Pumpengehäuses 10 abstützen. In der anderen axialen Richtung kann die axiale Lagerung der Pumpenwelle 14 beispielsweise durch Abstützung der Mitnehmernasen 36 an der Welle 46 des Verbrennungsmotors oder durch Abstützung des Haltestegs 37 am Stützring 44 erfolgen.

In der Aufnahmebohrung 48 ist ein Leckraum für aus dem Zulaufbereich 15 durch die Radialwellendichtung 43 ausleckendes, zu förderndes Medium, insbesondere Kraftstoff, gebildet, der durch einen in die Außenumfangsfläche des Zentrierbundes 41 eingesetzten Dichtring 52 gegen die äußere Umgebung und durch eine Lippendichtung 51 gegen die Welle 46 und damit gegen Schmieröl aus deren Wellenlager abgedichtet ist. Dieser Leckraum wird beispielsweise über eine Bohrung 48' im Pumpengehäuse 10 entsorgt, die, wenn das zu fördernde Medium Kraftstoff ist, in nicht näher dargestellter Weise mit einem Ansaugrohr des Verbrennungsmotors verbunden sein kann. Anstelle der Bohrung 48' im Pumpengehäuse 10 kann auch, wie in Figur 5 dargestellt eine Bohrung 48" im Motorgehäuse 45' vorgesehen sein.

Durch eine ständige Entsorgung des Leckraums wird die Lippendichtung 51, die zur Abdichtung gegen Schmieröl ausgelegt ist, gegen schädliche Einwirkungen des zu fördernden Mediums, insbesondere Kraftstoff, geschützt. Hierdurch läßt sich die Lebensdauer der Lippendichtung 51 verlängern.

Da die Aufnahmebohrung 48 in der Wand 45 des Verbrennungsmotors mit der angebtriebenen Welle 46 koaxial ausgerichtet ist und da der Zentrierbund 41 mit der Hilfsbohrung 39 ebenfalls koaxial bzw. konzentrisch ausgerichtet ist, ist die Pumpenwelle 14, die mit ihrem Lagerzapfen 34 in der als Paßbohrung ausgebildeten Lagerbohrung 47 der Welle 46 gelagert ist, auch mit ihrem Hilfszapfen 38 zur Hilfsbohrung 39 und mit ihrem Stützbund 33 zur Radialwellendichtung 43 koaxial ausgerichtet. Da ferner der Außendurchmesser des Hilfszapfens 38 kleiner ist als der Innendurchmesser der Hilfsbohrung 39 und da der Außendurchmesser des Dichtbundes 33 kleiner ist, als der Durchmesser der Stützfläche 42 an der Radialwellendichtung 43, läuft die Pumpenwelle 14 beim Betrieb, also wenn sie vom Verbrennungsmotor über die Welle 46, vorzugsweise die Nockenwelle, angetrieben wird, ohne eigene radiale Lagerung im Pumpengehäuse 10 in diesem frei ohne irgendwo zu streifen.

Die an die Wand 45 des Motorgehäuses 45' des Verbrennungsmotors angesetzte Baugruppe aus Pumpengehäuse 10, Pumpenelement 12, Pumpenwelle 14 und Radialwellendichtung 43 kann beispielsweise mittels Schrauben 53, von denen nur eine gezeigt ist, an der Wand 45 des Verbrennungsmotors befestigt werden.

Anstelle der beschriebenen Pumpenwelle 14 mit den Mitnehmernasen 36 kann auch eine Pumpenwelle 14' verwendet werden, die im Lagerzapfen 34 benachbart zum Dichtbund 33 eine Querbohrung 54 aufweist, in die, wie in Fig. 5 im Zusammenhang mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, ein Mitnehmerstift 55 eingesetzt ist, der über den Außenumfang des Lagerzapfens 34 so weit vorsteht, daß er in Mitnahmeeingriff mit den Nuten 49 an der Welle 46 des Verbrennungsmotors bringbar ist.

Wie Fig. 5 zeigt, umfaßt das zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Pumpe ein Pumpengehäuse 10, in dem ein oder mehrere Pumpenelemente 12 und eine Pumpenwelle 14' angeordnet sind. Der Aufbau und die Anordnung des Pumpenelements 12 entspricht dem anhand von Fig. 1 beschriebenen Aufbau. Die Pumpenwelle 14' unterscheidet sich von der anhand von Fig. 1 und 3 beschriebenen Pumpenwelle nur durch die unterschiedliche Ausbildung der Mitnahmemittel für die drehfeste Lagerung an der Welle 46 des Verbrennungsmotors. Anstelle der bei der Pumpe nach Fig. 1 vorgesehenen Radialwellendichtung 43 ist jedoch bei der in Fig. 5 gezeigten Pumpe eine Axialwellendichtung 56 vorgesehen, um den Zulaufbereich 15 gegen die Aufnahmebohrung 48 in der Wand 45 des Verbrennungsmotors abzudichten.

Die Axialwellendichtung 56 umfaßt einen auf den Dichtbund 33 aufgepreßten Mitnehmer 57, in den, benachbart zum Haltesteg 37 eine Feder 58 und ein Druckring 59 auf der vom Haltesteg 37 abgewandten Seite der Feder 58 eingesetzt ist. Dabei ist zwischen dem Druckring 59 und dem Dichtbund 33 ein Dichtring 60 angeordnet, der den Druckring 59 zum Toleranzausgleich in axialer Richtung verschiebbar gegen den Dichtbund 33 abdichtet.

In eine axiale Verlängerung 61 des Zentrierbundes 41 ist ein Gleitring 62 eingesetzt, der auf seinem Außenumfang einen Dichtring 63 trägt. Eine Scheibe 64, die an der Verlängerung 61 des Zentrierbundes 41 z. B. durch Verbördeln befestigt ist, hält den Gleitring 62 zusammen mit dem Dichtring 63 im Aufnahmebereich der Verlängerung 61 des Zentrierbundes 41.

Beim Zusammenbau der Pumpe nach Fig. 5 werden zunächst der Mitnehmer 57, die Feder 58, der Dichtring 60 und der Druckring 59 in dieser Reihenfolge auf dem Dichtbund 33 der Pumpenwelle 14' montiert. Anschließend wird der Mitnehmerstift 55 in die Querbohrung 54 eingesetzt. Da die Länge des Mitnehmerstifts 55 größer ist als der Außendurchmesser des Dichtbundes 33 bzw. größer als der Innendurchmesser des Druckrings 59 hält der Mitnehmerstift 55 die auf der Pumpenwelle 14' angeordneten Teile der Axialwellendichtung 56 auf dem Dichtbund 33 und dient somit als Herausfallsicherung insbesondere für den Druckring 59 so lange dieser noch nicht am Gleitring 62 anliegt.

Sobald die Pumpenwelle 14' in das Pumpengehäuse 10 eingesetzt und auch die in der axialen Verlängerung 61 des Zentrierbundes 41 gehaltenen Teile der Axialwellendichtung 56 montiert sind, wird der Druckring 59 von der Feder 58 mit seiner von der Feder 58 abgewandten Stirnfläche 65, die eine radiale, quer zur Pumpenwellenachse A liegende Dichtfläche bildet, axial gegen eine Stirnfläche am Gleitring 62 gepreßt, die eine als Dichtfläche dienende Gleitfläche 66 darstellt. Die Kraft der Feder 58, die zwischen dem Druckring 59 und dem Haltesteg 37 angeordnet ist, wird über den Haltesteg 37, den Exzenter 31 und den Hilfszapfen 38 am Pumpengehäuse 10 abgestützt.

Die Axialwellendichtung 56 wirkt hierbei als erstes Haltemittel der Transporthalterung, während die Scheibe 64, die den Gleitring 62 in der Verlängerung 61 des Zentrierbundes 41 hält, als Herausfallsicherung beim Transport und bei der Lagerung der Pumpe dient.

Um während des Betriebs der Pumpe für die Pumpenwelle 14' ein reibungsarmes axiales Gleitlager bereitzustellen, ist in der Hilfsbohrung 39 eine Scheibe 67 eingesetzt, die den Hilfszapfen 38 in axialer Richtung abstützt und vorzugsweise aus einem reibungsarmen Werkstoff, insbesondere aus einem Gleitlagerwerkstoff hergestellt ist.

Die Verwendung der beschriebenen Axialwellendichtung 56 bei der erfindungsgemäßen Pumpe hat den Vorteil, daß ein mögliches Radialspiel der Welle 46 des Verbrennungsmotors, das zu einem exzentrischen Umlauf der Pumpenwellenachse A und damit zu einem exzentrischen Umlauf des Druckrings 59 führt, keinen Einfluß auf die Abdichtung der Pumpe hat, da die aufeinanderliegenden Dichtflächen eben sind und senkrecht zum Sollverlauf der Pumpenwellenachse A liegen. Eine infolge des Radialspiels der Welle 46 des Verbrennungsmotors auftretende Verkippung des Druckrings 59 gegenüber dem Dichtbund 33 wird hierbei durch die Feder 58 und den Dichtring 60 ausgeglichen.

Die erfindungsgemäße Pumpe, die beispielsweise anhand von Radialkolbenpumpen mit einem Pumpenelement 12 oder mehreren, vorzugsweise mit drei sternförmig angeordneten Pumpenelementen 12 beschrieben wurde, läßt sich auch als Axialkolbenpumpe ausbilden. Darüber hinaus ist es möglich, die erfindungsgemäße Pumpe, bei der die Pumpenwelle 14, 14' ohne Eigenlagerung im Pumpengehäuse 10 dicht in diesem eingesetzt und in einer Antriebswelle radial und drehfest lagerbar ist, auch als Zahnradpumpe oder dergleichen auszuführen. Besonders vorteilhaft läßt sich die Erfindung bei allen Pumpenarten einsetzen, bei denen ein oder mehrere Arbeitselemente über einen Exzenter einer Pumpenwelle anzutreiben sind.

Die erfindungsgemäße Pumpe hat insbesondere den Vorteil, daß sie als selbständige Baugruppe unabhängig von anderen Teilen hergestellt und als vollständig vormontierte, bereits abgedichtete Baugruppe direkt beim Hersteller geprüft werden kann. Dabei läßt sich insbesondere auch der Pumpenbetrieb, also sowohl die Funktionsfähigkeit der einzelnen Pumpenelemente 12, als auch deren Zusammenwirken mit der Pumpenwelle 14, 14' und die Dichtheit vollständig prüfen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei der späteren Montage am endgültigen Einsatzort, also an einem Verbrennungsmotor, kein Montageschmutz in die Pumpe eindringen kann. Darüber hinaus verlängert der Wegfall der Lagerung der Pumpenwelle 14, 14' im Pumpengehäuse 10 die Lebensdauer der Pumpe.

Die bei der erfindungsgemäßen Pumpe vorgesehene Transporthalterung erleichert wesentlich die spätere Montage der Pumpe am Motorgehäuse 45', da die Pumpenwelle 14, 14' und damit auch der Lagerzapfen 34 im wesentlichen in der vorgesehenen Betriebsstellung gehalten werden.

Die Verwendung einer Axialwellendichtung ermöglich darüber hinaus auf besonders zuverlässige Weise eine Abdichtung der Pumpe unabhängig von Toleranzen der Welle 46 des Verbrennungsmotors insbesondere unabhängig von deren Radialspiel.

Als Werkstoff für den Druckring 59 und den Gleitring 62 können formstabile, reibungsmäßig und verschleißmäßig bestens aufeinander abgestimmte, kraftstoffbeständige Werkstoffe verwendet werden. Die Feder 58 sorgt für eine, von Maßtoleranzen und Verschleiß weitgehend unabhängige, gleichmäßige und gleichbleibende Flächenpressung zwischen den aufeinander gleitenden Flächen des Druckrings 59 und des Gleitrings 62, also zwischen der Stirnfläche 65 und der Gleitfläche 66.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Stützfläche 42 über die Radialwellendichtung 43 indirekt am Pumpengehäuse 10 vorgesehen. Es ist aber auch möglich, z. B. den Außendurchmesser des Haltesteges 37 so auf den Durchmesser der Durchlaßöffnung 40 abzustimmen, daß vor dem Anbau des Pumpengehäuses 10 an das Motorgehäuse 45' sich die Pumpenwelle 14 bzw. 14' über den umlaufenden Haltesteg 37 an der Durchlaßöffung 40 abstützen kann. Bei dieser Variante dient die Durchlaßöffnung 40 als direkt am Pumpengehäuse 10 vorgesehene Stützfläche 42' (Fig. 5). Die Stützfläche 42 bzw. 42' ist also jeweils mindestens indirekt mit dem Pumpengehäuse 10 verbunden.

Zwischen der Stützfläche 42 bzw. 42' und dem Bereich der Pumpenwelle 14 bzw. 14', der vor dem Anbau des Pumpengehäuses 10 an das Motorgehäuse 45' an der Stützfläche 42, 42' anliegt, gibt es eine Durchmesserdifferenz, also einen radialen Abstand, wobei der Abstand so bemessen ist, daß die Pumpenwelle 14, 14', sobald die Pumpe an das Motorgehäuse 45' angebaut ist, unabhängig von eventuell auftretendem Radialschlag der Welle 46, die Stützfläche 42 bzw. 42' nicht berühren kann.

Claims

Pumpe, insbesondere Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines Verbrennungsmotors, mit einem Pumpengehäuse, mit wenigstens einem im Pumpengehäuse wirkungsmäßig zwischen einem Zulaufbereich und einem Förderbereich liegenden Arbeitsraum, in welchem ein Arbeitselement beweglich angeordnet ist, und mit einer im Pumpengehäuse vorgesehenen Pumpenwelle, durch die das Arbeitselement antreibbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (10) an einer Wand (45) eines Motorgehäuses (45') eines Verbrennungsmotors befestigbar ist, wobei die Pumpenwelle (14, 14') an einer im Motorgehäuse (45') gelagerten Welle (46) des Verbrennungsmotors radial lagerbar ist.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Transporthalterung (33, 42, 42', 38, 39; 33, 56, 38, 39) für die Pumpenwelle (14; 14') vorgesehen ist, die die Pumpenwelle (14; 14') im wesentlichen in ihrer Betriebslage hält, solange das Pumpengehäuse (10) nicht am Motorgehäuse (45') befestigt ist.
Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporthalterung erste und zweite Haltemittel (42, 42'; 56 bzw. 39) umfaßt, die in Richtung der Längsachse der Pumpenwelle (14, 14') voneinander beabstandet sind.
Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Haltmittel (42, 42'; 56) die Pumpenwelle (14; 14') im Bereich einer im Pumpengehäuse (10) vorgesehenen Durchlaßöffnung (40) abstützen, während die zweiten Haltemittel (39) am gehäuseinneren Ende der Pumpenwelle (14; 14') angreifen.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenwelle (14, 14') mit ihrem antriebsseitigen Ende dicht durch eine im Pumpengehäuse (10) vorgesehene Durchlaßöffnung (40) hindurchgeführt ist.
Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenwelle (14; 14') einen Dichtbund (33) aufweist, der mit einer, die Pumpenwelle (14; 14') umgreifenden Dichtung (43; 56) zusammenwirkt, um das Pumpengehäuse (10) im Durchlaßbereich für die Pumpenwelle (14; 14') abzudichten.
Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Pumpengehäuse (10) mindestens indirekt eine die Pumpenwelle (14, 14') umgreifende Stützfläche (42, 42') vorgesehen ist, deren Durchmesser größer als der korrespondierende Durchmesser der Pumpenwelle (14, 14') ist.
Pumpe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Pumpenwelle (14; 14') umgreifende Dichtung (43) eine radial innenliegende Dichtlippe (44) aufweist, die mit ihrem Innenumfang auf dem Dichtbund (33) aufliegt und deren Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Dichtbundes (33) ist.
Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Dichtbund (33) der Pumpenwelle (14') ein axial verschiebbarer Druckring (59) dicht angeordnet ist, der mit einer Stirnfläche (65) gegen eine radialstehende Gleitfläche (66) gedrückt wird, die an einem in die Durchlaßöffnung (40) für die Pumpenwelle (14') dicht eingesetzten, zumindest in einer Richtung axial feststehenden Gleitring (62) vorgesehen ist.
Pumpe nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenwelle (14, 14') auf der dem Pumpengehäuse (10) zugeordneten Seite des Dichtbundes (33) einen Haltesteg (37) trägt, der über den Dichtbund (33) radial nach außen vorsteht.
Pumpe nach einem der Ansprüche 6 bis 10 und 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Pumpenwelle (14; 14') umgreifende Dichtung (43; 56) die ersten Haltemittel (42; 56) umfaßt bzw. bildet.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenwelle (14, 14') an ihrem antriebsseitigen Ende einen aus dem Pumpengehäuse (10) vorstehenden Lagerzapfen (34) aufweist, der in eine entsprechende axiale Lagerbohrung (47) in der Welle (46) des Verbrennungsmotors einsteckbar ist.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Pumpenwelle (14; 14') ein Mitnehmermittel (36; 55) vorgesehen ist, das bei am Verbrennungsmotor montierter Pumpe in wenigstens eine am abtriebsseitigen Ende der Welle (46) des Verbrennungsmotors vorgesehene Mitnahme (49) eingreift.
Pumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Mitnehmermittel ein sich quer zur Pumpenwelle (14') erstreckender Mitnehmerstift (55) vorgesehen ist, der über den Außenumfang des Lagerzapfens (34) nach außen vorsteht.
Pumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmerstift (55) sich quer zur Pumpenwelle (14') durch eine entsprechende Querbohrung (54) hindurch erstreckt und auf mindestens einer Seite nach außen über den Dichtbund (33) vorsteht.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausrichtung der Pumpenwelle (14, 14') im Pumpengehäuse (10) an diesem ein der Durchlaßöffnung (40) für die Pumpenwelle (14, 14') zugeordnetes Zentriermittel (41) vorgesehen ist, das mit einem entsprechenden, der Welle (46) des Verbrennungsmotors zugeordneten Zentriermittel (48) an der Wand (45) des Motorgehäuses (45') zusammenwirkt.
Pumpe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß am Pumpengehäuse (10) als Zentriermittel ein die Durchlaßöffnung (40) für die Pumpenwelle (14, 14') umgebender Zentrierbund (41) vorgesehen ist, der in eine als Zentriermittel dienende, mit der Welle (46) des Verbrennungsmotors koaxiale Aufnahmebohrung (48) in der Wand (45) des Motorgehäuses (45') einsetzbar ist.
Pumpe nach Anspruch 16 oder 17 und 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenwelle (14, 14') an ihrem gehäuseinneren Ende ein Stützmittel (38) aufweist, das mit dem am Pumpengehäuse (10) angeordneten zweiten Haltemittel (39) zusammenwirkt, wobei das zweite Haltemittel (39) mit dem Zentriermittel (41) koaxial ausgerichtet ist.
Pumpe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenwelle (14, 14') als Stützmittel einen zum Lagerzapfen (34) koaxialen Hilfszapfen (38) aufweist, der mit radialem Spiel in eine mit dem Zentriermittel (41) koaxiale, als zweites Haltemittel dienende Hilfsbohrung (39) eingreift.
Pumpe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfszapfen (38) in der Hilfsbohrung (39) in axialer Richtung abgestützt ist.
Pumpe nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß in die Hilfsbohrung (39) eine als Axiallager dienende Scheibe (67) eingesetzt ist, die vorzugsweise aus einem reibungsarmen Werkstoff, insbesondere aus einem Gleitlagerwerkstoff besteht.