EP0925445B1 - Radial piston pump for high-pressure fuel supply - Google Patents
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Definitions
- the flange-shaped housing parts 48, 50 are tightened against one another by means of screws 56 (FIGS. 2, 3) with the insert part 22 arranged so that the contact surfaces 52, 54 and 24, 26 of the housing parts and insert part are pressed against one another in such a flat manner that a high-pressure seal is effected.
- the fuel supply opening 32 or discharge opening 34 opening into the contact surface 24 or 26 is aligned with a further fuel supply duct 58 in the flange-shaped housing part 48 or with a high-pressure duct 60 in the other flange-shaped housing part 50.
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Description
Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a radial piston pump for supplying high-pressure fuel in fuel injection systems of internal combustion engines, according to the preamble of claim 1.
Eine derartige Radialkolbenpumpe wird von der Anmelderin unter der Handelsbezeichnung CP1 vertrieben. Bei einer derartigen vorbekannten Pumpe werden die Montagekräfte über mehrere Komponenten, die sich gegeneinander abstützen eingeleitet. Zur Abdichtung sind eine Anzahl von elastomeren Dichtungselementen verwendet.Such a radial piston pump is sold by the applicant under the trade name CP1. In such a known pump, the assembly forces are introduced via several components that are supported against one another. A number of elastomeric sealing elements are used for sealing.
Aus der US 4,968,220 ist eine Radialkolbenpumpe bekannt, deren Pumpengehäuse zweiteilig aufgebaut ist. In einem im wesentlichen ringfömigen Teil des Pumpengehäuses sind Radialbohrungen vorgesehen in die je eine Zylinderbuchse eingepresst wird. Der unter hohem Druck stehende Kraftstoff wird durch eine Querbohrung in der Zylinderbuchse und eine mit dieser Querbohrung kommunizierende weitere Bohrung in dem im wesentlichen ringfömigen Teil des Pumpengehäuses abgeführt. Die Abdichtung erfolgt dabei über eine Presspassung zwischen Zylinder und Gehäuseteil. Diese Radialkolbenpumpe ist fertigungstechnisch nur schwer zu beherrschen, da die Zylinderbuchsen aller Pumpenelemente in ein im wesentlichen ringfömiges Teil des Pumpengehäuses eingepresst werden. Mit der Presspassung muß nicht nur die o. g. Abdichtung gewährleistet werden, sondern die Passung zwischen Pumpenkolben und Zylinderlaufbahn wird auch durch diese Presspassung beeinflusst.A radial piston pump is known from US Pat. No. 4,968,220, the pump housing of which is constructed in two parts. Radial bores are provided in an essentially ring-shaped part of the pump housing, into each of which a cylinder liner is pressed. The fuel under high pressure is discharged through a transverse bore in the cylinder liner and a further bore communicating with this transverse bore in the essentially ring-shaped part of the pump housing. The sealing takes place via an interference fit between the cylinder and the housing part. This radial piston pump is difficult to control from a manufacturing point of view since the cylinder liners of all pump elements are pressed into an essentially annular part of the pump housing. With the press fit not only the above. Sealing can be guaranteed, but the fit between the pump piston and cylinder liner is also affected by this interference fit.
Aus der US 4,952,121 ist eine Pumpe mit einer Vielzahl von Zylindern, die radial, sternförmig um eine Welle mit einem exzentrischen Wellenabschnitt in einem Gehäuse angeordnet sind, bekannt. Das Gehäuse ist zweiteilig ausgebildet und die beiden Gehäuseteile sind mit Hilfe von Bolzen miteinander verbunden. Jeder Zylinder ist zwischen den beiden Gehäuseteilen zwischen einem Paar Bolzen eingespannt. Zwischen dem Zylinder und einem der Gehäuseteile ist ein Hochdruckventilgehäuse eingespannt. Zwischen den beiden Gehäuseteilen ist ein elastomeres Dichtelement angeordnet. Diese Radialkolbenpumpe hat den Nachteil, dass die Montagekräfte über die beiden Gehäuseteile und das Hochdruckventilgehäuse eingeleitet werden. Außerdem besteht die Gefahr, dass das elastomere Dichtungselement zwischen den beiden Gehäuseteilen bei der Montage beschädigt wird.From US 4,952,121 is a pump with a plurality of cylinders which are radial, star-shaped around a shaft with a eccentric shaft section are arranged in a housing, known. The housing is constructed in two parts and the two housing parts are connected to one another by means of bolts. Each cylinder is clamped between the two housing parts between a pair of bolts. A high-pressure valve housing is clamped between the cylinder and one of the housing parts. An elastomeric sealing element is arranged between the two housing parts. This radial piston pump has the disadvantage that the assembly forces are introduced via the two housing parts and the high-pressure valve housing. There is also a risk that the elastomeric sealing element between the two housing parts will be damaged during assembly.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bis 2000 bar hochdruckdichte Radialkolbenpumpe zu schaffen, mit einem geringen Totraum und dementsprechend hohem Wirkungsgrad, bei der die hochdruckbeaufschlagten Bauteile und deren Dichtstellen voneinander entkoppelt und statisch exakt definiert sind.Proceeding from this, the object of the present invention is to create a radial piston pump that is high-pressure-tight up to 2000 bar, with a small dead space and correspondingly high efficiency, in which the high-pressure components and their sealing points are decoupled from one another and statically precisely defined.
Diese Aufgabe wird bei einer Radialkolbenpumpe der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die flanschförmigen Gehäuseteile unter Zwischenordnung der Einsatzteile derart gegeneinander angezogen sind, dass die Anlageflächen des jeweiligen Einsatzteils und der Gehäuseteile ohne Zwischenordnung von Dichtungselementen eine Hochdruckabdichtung bewirken, und dass das ansaugseitige und das hochdruckseitige Rückschlagventil in dem jeweiligen Gehäuseteil integriert ist und dass die Abstromseite des hochdruckseitigen Rückschlagventils bis zu einem Hochdruckstutzen ganz innerhalb des Gehäuseteils verläuft.This object is achieved according to the invention in a radial piston pump of the type described in the introduction in that the flange-shaped housing parts are tightened against one another with the interposition of the insert parts in such a way that the contact surfaces of the respective insert part and the housing parts bring about a high-pressure seal without the interposition of sealing elements, and that the suction side and that check valve on the high-pressure side is integrated in the respective housing part and that the downstream side of the check valve on the high-pressure side runs completely inside the housing part up to a high-pressure nozzle.
Während bei vorbekannten Radialkolbenpumpen auch die Hochdruckabdichtung über elastomere mehr oder weniger verformende Dichtungselemente erreicht wurde und die Montage der die Hochdruckseite begrenzenden Komponenten - wie eingangs erwähnt - einen Kraftfluss über mehrere Komponenten umfasste, was zu einer statischen Unbestimmtheit führte, wird mit der Erfindung vorgeschlagen, die Abdichtung über senkrecht zur Antriebswelle verlaufende metallische Dichtflächen des Einsatzteils und der flanschförmigen Gehäuseteile zu erreichen. Hierfür erfolgt die Kraftstoffzufuhr und die Kraftstoffabfuhr während des Förderhubs der Pumpenkolben über Kraftstoffzuführöffnungen und Kraftstoffabführöffnungen, welche einerseits im Ansaugoder Verdichtungsraum und andererseits in den beiderseitigen Dichtflächen münden. Das Einsatzteil liegt nun statisch genau bestimmt ohne Zwischenordnung irgendwelcher Dichtungselemente an die beiden flanschförmigen Gehäuseteile an. Beim Anziehen der Gehäuseteile gegeneinander erfolgt eine sogenannte harte Abdichtung durch die metallischen Anlageflächen von Einsatzteil und den beiderseitigen flanschförmigen Gehäuseteilen. Dadurch, dass das ansaugseitige und dasWhile in prior art radial piston pumps, the high-pressure sealing was also achieved via elastomeric more or less deforming sealing elements and the assembly of the components delimiting the high-pressure side - as mentioned at the beginning - involved a flow of force over several components, which led to a static ambiguity, the invention proposes that To achieve sealing via metallic sealing surfaces of the insert part and the flange-shaped housing parts running perpendicular to the drive shaft. For this purpose, the fuel supply and the fuel discharge take place during the delivery stroke of the pump pistons via fuel supply openings and fuel discharge openings, which on the one hand open into the intake or compression chamber and on the other hand into the sealing surfaces on both sides. The insert is now statically determined without any interposition of any sealing elements on the two flange-shaped housing parts. When the housing parts are tightened against one another, a so-called hard sealing takes place through the metallic contact surfaces of the insert part and the flange-shaped housing parts on both sides. Because the intake side and the
hochdruckseitige Rückschlagventil außerhalb des Einsatzteils in dem jeweiligen Gehäuseteil integriert sind und die Abstromseite des hochdruckseitigen Rückschlagventils bis zu einem Hochdruckstutzen ganz innerhalb des Gehäuseteils verläuft, ist die Hochdruckseite durch die harte (einzige) Abdichtung zwischen Einsatzteil und Gehäuseteil sicher abgedichtet.Check valve on the high-pressure side is integrated outside the insert part in the respective housing part and the downstream side of the check valve on the high-pressure side runs right up to a high-pressure nozzle inside the housing part, the high-pressure side is securely sealed by the hard (only) seal between the insert part and the housing part.
Vorzugsweise sind alle mit Hochdruck beaufschlagten Dichtstellen von gegeneinander festgezogenen metallischen Bauteilen ohne Zwischenordnung zusätzlicher Dichtungselemente, also von sogenannten harten Abdichtungen, gebildet.Preferably, all the sealing points subjected to high pressure are formed by metal components that are tightened against one another without the interposition of additional sealing elements, that is, so-called hard seals.
Die gegeneinander dichtend anliegenden metallischen Bauteile weisen vorzugsweise geläppte Anlageflächen auf. Durch den Vorgang des Läppens wird unter Einhaltung der Maßgenauigkeit eine erwünschte Oberflächenrauhigkeit erzeugt.The metallic components sealing against one another preferably have lapped contact surfaces. The lapping process creates a desired surface roughness while maintaining dimensional accuracy.
Es hat sich in herstellungstechnischer Hinsicht als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das jeweilige Einsatzteil über parallel zur Antriebswelle verlaufende Stifte gegenüber den Gehäuseteilen positioniert ist.In terms of production technology, it has proven to be particularly advantageous if the respective insert part is positioned relative to the housing parts via pins running parallel to the drive shaft.
Der vorstehend erwähnte Hochdruckstutzen ist vorzugsweise mit einer Stirnseite unter Ausbildung einer direkten metallischen Abdichtungen gegen eine Stufe des Gehäuseteils angezogen. Die metallische Abdichtung ist vorteilhafterweise so ausgeführt, dass die gegeneinander anliegenden Dichtflächen der metallischen Bauteile eine kantige oder sickenförmige Erhebung aufweisen, die beim Anziehen der Bauteile gegeneinander zu einer dichtenden plastischen Verformung entlang der Erhebung führt. Man spricht in diesem Fall von einer sogenannten Beißkantenabdichtung. Im Falle des Hochdruckstutzens ist diese Beißkante vorzugsweise an der Stirnseite umlaufend vorgesehen.The above-mentioned high-pressure nozzle is preferably attracted to one end with the formation of a direct metallic seal against a step of the housing part. The metallic seal is advantageously designed such that the sealing surfaces of the metallic components lying against one another have an angular or bead-like elevation which, when the components are tightened against one another, leads to a sealing plastic deformation along the elevation. In this case one speaks of a so-called bite edge seal. In the case of the high-pressure nozzle, this biting edge is preferably provided all around on the end face.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe. In der Zeichnung zeigt:
- Figur 1
- einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe;
- Figur 2
- einen Schnitt entlang der Ebene A - A in Figur 1;
- Figur 3
- einen Schnitt mit abgestufter Schnittebene B - B in Figur 2; und
- Figur 4
- eine Einzeldarstellung des den Zylinderraum bildenden Einsatzteils der Radialkolbenpumpe.
- Figure 1
- a longitudinal section of a radial piston pump according to the invention;
- Figure 2
- a section along the plane A - A in Figure 1;
- Figure 3
- a section with stepped section plane B - B in Figure 2; and
- Figure 4
- an individual representation of the insert part of the radial piston pump forming the cylinder space.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei Kraftstoffeinspritzsystemen, insbesondere bei Common-Rail-Systemen, von Brennkraftmaschinen. Die Radialkolbenpumpe ist mit einer integrierten Bedarfsmengenregelung konzipiert. Als Regelkonzept wird das Prinzip der Saugdrosselregelung verfolgt. Die Kraftstoffzufuhr und-dimensionierung erfolgt über eine nicht dargestellte Zumesseinheit.Figures 1 and 2 show a radial piston pump for supplying high-pressure fuel in fuel injection systems, in particular in common rail systems, of internal combustion engines. The radial piston pump is designed with an integrated demand control. The principle of suction throttle control is used as the control concept. The fuel supply and dimensioning takes place via a metering unit, not shown.
Die Radialkolbenpumpe umfasst eine in einem insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichneten Pumpengehäuse gelagerte Antriebswelle 4 mit einem exzentrisch ausgebildeten Wellenabschnitt 6. Auf dem exzentrischen Wellenabschnitt 6 ist eine Ablaufbuchse 8 vorgesehen, gegenüber der der Wellenabschnitt 6 drehbar ist. Gegen die äußere Mantelfläche der Ablaufbuchse 8 stützen sich drei jeweils um 120° zueinander versetzt in radialer Richtung angeordnete Kolben 10 ab. Die Kolben 10 umfassen einen in einem Zylinderraum 12 geführten Stössel 14, an dessen der Antriebswelle 4 zugewandten Ende ein tellerförmiger Anlageabschnitt 16 ausgebildet ist, mit dem der jeweilige Kolben 10 gegen die äußere Mantelfläche der Ablaufbuchse 8 unter Vorspannung einer Feder 18 abgestützt ist. Der Zylinderraum 12 eines jeweiligen Stössels 14 der Pumpenkolben 10 ist von einer radial zur Antriebswelle 4 verlaufenden Durchgangsöffnung 20 in einem Einsatzteil 22 gebildet (Figur 4). Das Einsatzteil 22 ist im wesentlichen blockförmig mit wenigstens zwei parallel zueinander verlaufenden ebenen Seitenflächen 24 und 26 ausgebildet. Das Einsatzelement 22 ist mit seiner den Zylinderraum 12 bildenden Durchgangsöffnung 20 entsprechend der Lage der Pumpenkolben 10 radial zur Antriebswelle 4 angeordnet. Die Durchgangsöffnung 20 ist abgestuft ausgebildet und weist einen durchmessergrößeren erweiterten Endabschnitt 28 auf der von der Antriebswelle 4 abgewandten Seite auf. In diesen Endabschnitt 28 ist ein als Schraube ausgebildetes Verschlusselement 30 eingeschraubt, um den Zylinderraum 12 auf noch näher zu beschreibende Weise nach außen abzudichten. In dem Einsatzelement 22 sind desweiteren eine Kraftstoffzuführöffnung 32 und eine Kraftstoffabführöffnung 34 vorgesehen, welche sich vom Zylinderraum 12 aus in radialer Richtung nach außen erstrecken und in den zuvor erwähnten zueinander parallelen Seitenflächen 24, 26 münden. Das Verschlusselement 30 und die von der Antriebswelle 4 abgewandte Stirnfläche 36 des Pumpenkolbens 10 begrenzen innerhalb des Zylinderraums 12 einen Saug- bzw. Verdichterraum 38, welcher über die Zuführöffnung 32 und die Abführöffnung 34 mit einer durch die Bezugszeichen 40 bzw. 42 angedeuteten Ansaugseite bzw. Hochdruckseite kommunizieren, wobei auf der Ansaugseite wie auf der Hochdruckseite ein Rückschlagventil 44 bzw. 46 vorgesehen ist.The radial piston pump comprises a drive shaft 4, which is mounted in a pump housing, generally designated by the reference number 2, with an eccentrically designed shaft section 6. On the eccentric shaft section 6, a drain bushing 8 is provided, against which the shaft section 6 can be rotated. Against the outer circumferential surface of the drain bushing 8 are supported, each offset by 120 ° in the radial direction arranged piston 10 from. The pistons 10 comprise a plunger 14 guided in a cylinder chamber 12, at the end of which facing the drive shaft 4 a plate-shaped contact section 16 is formed, with which the respective piston 10 is supported against the outer lateral surface of the outlet bush 8 under the pretension of a spring 18. The cylinder chamber 12 of a respective tappet 14 of the pump piston 10 is formed by a through opening 20 running radially to the drive shaft 4 in an insert part 22 (FIG. 4). The insert part 22 is essentially block-shaped with at least two flat side surfaces 24 and 26 running parallel to one another. The insert element 22 is arranged with its through opening 20 forming the cylinder space 12 radially to the drive shaft 4 in accordance with the position of the pump pistons 10. The through opening 20 is designed in a stepped manner and has an enlarged end section 28 of larger diameter on the side facing away from the drive shaft 4. A closure element 30 designed as a screw is screwed into this end section 28 in order to seal the cylinder space 12 to the outside in a manner to be described in more detail. A fuel supply opening 32 and a fuel discharge opening 34 are further provided in the insert element 22, which extend from the cylinder space 12 in the radial direction outward and open into the previously mentioned mutually parallel side surfaces 24, 26. The closure element 30 and the end face 36 of the pump piston 10 facing away from the drive shaft 4 delimit a suction or compression space 38 within the cylinder space 12 which, via the feed opening 32 and the discharge opening 34, has a suction side or indicated by the reference numerals 40 and 42 respectively. Communicate on the high pressure side, a check valve 44 or 46 being provided on the suction side and on the high pressure side.
Das Einsatzteil 22 ist, wie im Einzelnen aus den Figuren 1 und 3 zu ersehen ist, in Richtung der Antriebswelle 4 zwischen zwei flanschförmigen metallischen Gehäuseteilen 48, 50 angeordnet. Die Gehäuseteile 48, 50 weisen ebenfalls plane Anlageflächen 52, 54 auf, die gegen die parallel zueinander verlaufenden Seitenflächen 24, 26 des Einsatzteils 22 unter Ausbildung einer sogenannten harten Abdichtung anliegen. Die ebenen Anlageflächen 52, 54 der flanschförmigen Gehäuseteile 48, 50 verlaufen in einer Ebene, ohne dass ein umlaufender Rand oder ein sonstiger Vorsprung über die jeweilige Anlagefläche 52, 54 vorsteht. Die Oberfläche dieser Gehäuseteile 48, 50 lässt sich daher sehr gut bearbeiten; sie werden vorzugsweise geläppt, um eine geeignete Oberflächenbeschaffenheit auszubilden (Rautiefe von ...). Die flanschförmigen Gehäuseteile 48, 50 werden mittels Schrauben 56 (Figuren 2, 3) unter Zwischenordnung des Einsatzteils 22 derart gegeneinander angezogen, dass die Anlageflächen 52, 54 und 24, 26 von Gehäuseteilen und Einsatzteil derart flächenhaft aneinander anliegend gegeneinander gepresst werden, dass eine Hochdruckabdichtung bewirkt wird. Die in der Anlagefläche 24 bzw. 26 mündende Kraftstoffzuführöffnung 32 bzw. - abführöffnung 34 fluchtet mit einem weiteren Kraftstoffzuführkanal 58 in dem flanschförmigen Gehäuseteil 48 bzw. mit einem Hochdruckkanal 60 in dem anderen flanschförmigen Gehäuseteil 50. Durch die flächenhafte Anlage des Einsatzteils 22 mit den Gehäuseteilen 48, 50 ist die Kraftstoffzuführung und die Kraftstoffabführung wirksam abgedichtet, ohne dass irgendwelche zusätzlichen Dichtungselemente verwendet werden müssten, welche eine statisch exakte Definition der gegeneinander montierten Bauteile in Frage stellen würden. Um das Einsatzteil 22 in exakte Montageposition bezüglich der flanschförmigen Gehäuseteile bringen zu können, werden jeweils zwei parallel zu den Schrauben 56 erstreckte Positionierstifte 57 verwendet, die sich parallel zur Antriebswelle 4 verlaufend durch genau bemessene Durchgangsbohrungen durch das Einsatzteil 22 hindurcherstrecken und in Sacklochbohrungen 59 in dem flanschförmigen Gehäuseteil 48 bzw. 50 eintauchen. Das vorausgehend bereits erwähnte Rückschlagventil 42 auf der Niederdruckseite bzw. 44 auf der Hochdruckseite ist in einem erweiterten Abschnitt des Kraftstoffzuführkanals 58 bzw. des Kraftstoffabführkanals 60 außerhalb des Einsatzteils 22 untergebracht.The insert 22 is, as can be seen in detail from FIGS. 1 and 3, arranged in the direction of the drive shaft 4 between two flange-shaped metallic housing parts 48, 50. The housing parts 48, 50 also have flat contact surfaces 52, 54 which bear against the side surfaces 24, 26 of the insert part 22 which run parallel to one another, forming a so-called hard seal. The flat contact surfaces 52, 54 of the flange-shaped housing parts 48, 50 run in one plane without a circumferential edge or any other projection protruding beyond the respective contact surface 52, 54. The surface of these housing parts 48, 50 can therefore be machined very well; they are preferably lapped to form a suitable surface finish (roughness depth of ...). The flange-shaped housing parts 48, 50 are tightened against one another by means of screws 56 (FIGS. 2, 3) with the insert part 22 arranged so that the contact surfaces 52, 54 and 24, 26 of the housing parts and insert part are pressed against one another in such a flat manner that a high-pressure seal is effected. The fuel supply opening 32 or discharge opening 34 opening into the contact surface 24 or 26 is aligned with a further fuel supply duct 58 in the flange-shaped housing part 48 or with a high-pressure duct 60 in the other flange-shaped housing part 50. Due to the planar contact of the insert part 22 with the housing parts 48, 50, the fuel supply and the fuel discharge are effectively sealed without having to use any additional sealing elements which would call into question a statically exact definition of the components mounted against one another. In order to be able to bring the insert part 22 into the exact assembly position with respect to the flange-shaped housing parts, two positioning pins 57 are used which extend parallel to the screws 56 and are parallel to the drive shaft 4 extend through precisely dimensioned through holes through the insert part 22 and dip into blind holes 59 in the flange-shaped housing part 48 or 50. The previously mentioned check valve 42 on the low-pressure side or 44 on the high-pressure side is accommodated outside the insert part 22 in an expanded section of the fuel supply duct 58 or the fuel discharge duct 60.
Zur Abdichtung des Zylinderraums 12 durch das in den durchmessererweiteren Abschnitt 28 der Durchgangsöffnung 20 eingeschraubte Verschlusselement 30 weist dieses an seiner kolbenzugewandten Stirnseite 62 eine kreisförmig umlaufende Beißkante 64 auf. Unter dieser Beißkante 64 soll eine umlaufende sickenförmige Erhebung verstanden werden, die vorzugsweise eine Kante bildet, welche gegen eine axiale Stufe 66 zwischen dem durchmessererweiterten Abschnitt 28 und dem Zylinderraum 12 ausgebildet ist. Durch Anziehen des Verschlusselements 30 kommt es zu einer hochdruckabdichtenden plastischen Verformung der Beißkante 64 und der axialen Stufe 66.To seal the cylinder chamber 12 by means of the closure element 30 screwed into the diameter-widening section 28 of the through opening 20, the closure element 30 has a circular peripheral biting edge 64 on its end face 62 facing the piston. This biting edge 64 is to be understood as a circumferential bead-shaped elevation which preferably forms an edge which is formed against an axial step 66 between the diameter-widened section 28 and the cylinder space 12. Tightening the closure element 30 results in a high-pressure-sealing plastic deformation of the bite edge 64 and the axial step 66.
Der die Hochdruckseite 42 bildende Kraftstoffabführkanal 60 verläuft ganz innerhalb des flanschförmigen Gehäuseteils 50. Die Hochdruckseite 42 ist also durch die vorstehend erläuterte harte Abdichtung zwischen dem Einsatzteil 22 und den flanschförmigen Gehäuseteilen 48, 50 umfassend abgedichtet; sie wird lediglich durch einen Hochdruckstutzen 68 und ein Überdruckventil 70, die beide gegenüber dem flanschförmigen Gehäuseteil 50 statisch exakt definiert sind, ergänzt. Der Hochdruckstutzen 68 weist eine der Beißkante 64 des Verschlusselements 30 entsprechende Beißkante 70 auf, die gegen einen kreisförmig umlaufenden Absatz 72 dichtend festgezogen ist.The fuel discharge duct 60 forming the high-pressure side 42 extends entirely within the flange-shaped housing part 50. The high-pressure side 42 is thus comprehensively sealed by the above-described hard seal between the insert part 22 and the flange-shaped housing parts 48, 50; it is only supplemented by a high-pressure nozzle 68 and a pressure relief valve 70, both of which are statically exactly defined in relation to the flange-shaped housing part 50. The high-pressure nozzle 68 has a bite edge 70 which corresponds to the bite edge 64 of the closure element 30 and which is tightly tightened against a circular shoulder 72.
Beim Betrieb der Radialkolbenpumpe wird bei weiterer Umdrehung der Antriebswelle 6, ausgehend von der Position der Figuren 1 und 2, um 180° der Pumpenkolben unter der Vorspannung der Feder 18 aus dem Zylinderraum 12 herausbewegt. Der Druck im Ansaug- bzw. Verdrängerraum 38 sinkt. Nach Unterschreiten eines vorbestimmten öffnungsdrucks schließt das hochdruckseitige Rückschlagventil 46, und unter der Wirkung des auf der Ansaugseite 40 stehenden Vordrucks öffnet das ansaugseitige Rückschlagventil 44, so dass Kraftstoff in den Ansaug- bzw. Verdichterraum 38 während dieses Ansaughubs des Kolbens 10 angesaugt wird. Bei weiterer Umdrehung der Antriebswelle 4 wird der Kolben von dem exzentrischen Wellenabschnitt 6 bzw. der Ablaufbuchse 8 wieder in den Zylinderraum 12 hineinbewegt. Das ansaugseitige Rückschlagventil 44 schließt und nach Überschreiten des Öffnungsdrucks wird das hochdruckseitige Rückschlagventil 46 geöffnet, und der auf Hochdruck verdichtete Kraftstoff wird zu einem Motorkolben oder einem Hochdruckspeicherraum eines Common-Rail-Systems via Hochdruckkanal 60 und Hochdruckstutzen 68 gefördert.When operating the radial piston pump, another Rotation of the drive shaft 6, starting from the position in FIGS. 1 and 2, moves the pump piston 180 ° out of the cylinder space 12 under the pretension of the spring 18. The pressure in the suction or displacement space 38 drops. After falling below a predetermined opening pressure, the high-pressure side check valve 46 closes, and under the action of the admission pressure on the intake side 40, the intake-side check valve 44 opens, so that fuel is drawn into the intake or compression space 38 during this intake stroke of the piston 10. With a further rotation of the drive shaft 4, the piston is moved into the cylinder chamber 12 by the eccentric shaft section 6 or the drain bushing 8. The intake-side check valve 44 closes and, after the opening pressure has been exceeded, the high-pressure check valve 46 is opened, and the fuel compressed to high pressure is conveyed to an engine piston or a high-pressure storage space of a common rail system via high-pressure duct 60 and high-pressure nozzle 68.
Die erfindungsgemäße Radialkolbenpumpe ist hochdruckdicht gegen 2000 bar; die Rückschlagventile 44 und 46 sind örtlich nahe beim Ansaug- bzw. Verdichterraum 38, so dass der Totraum sehr gering und der Wirkungsgrad der Pumpe dementsprechend hoch ist. Durch die statisch genau definierte Anlage des Einsatzteils 22 an die flanschförmigen Gehäuseteile 48, 50 sind alle Dichtstellen auf der Hochdruckseite durch die vorausgehend definierte harte Abdichtung gebildet. Die Dichtkräfte werden also definiert eingeleitet und abgestützt.The radial piston pump according to the invention is highly pressure-tight against 2000 bar; The check valves 44 and 46 are locally close to the suction or compression chamber 38, so that the dead space is very small and the efficiency of the pump is accordingly high. Due to the statically precisely defined contact of the insert part 22 with the flange-shaped housing parts 48, 50, all sealing points on the high pressure side are formed by the previously defined hard seal. The sealing forces are therefore introduced and supported in a defined manner.
Das niederdruckseitige flanschförmige Gehäuseteil 48 und das Einsatzteil 22 sind von einer aus Aluminium bestehenden Gehäuseschale überfangen, die eine umlaufende Zylinderwandung 74 aufweist, deren dem Gehäuseteil 50 zugewandte Stirnseite 76 über ein elastomeres Dichtelement an das Gehäuseteil 50 unter Ausbildung einer Niederdruckabdichtung anliegt.The flange-shaped housing part 48 on the low-pressure side and the insert part 22 are overlaid by a housing shell made of aluminum, which has a circumferential cylinder wall 74, the end face 76 facing the housing part 50 via an elastomeric sealing element bears against the housing part 50 to form a low pressure seal.
Claims (10)
- Radial piston pump for high-pressure fuel supply in fuel injection systems of internal combustion engines, in particular in a common-rail injection system, with a drive shaft (4) which is mounted in a pump casing (2) and which is designed eccentrically or has a plurality of cam-like elevations in a circumferential direction, and with preferably a plurality of pistons (10) which are arranged in a respective cylinder space (12) radially in relation to the drive shaft (4) and which are moveable back and forth in the radial direction in the cylinder space during the rotation of the drive shaft (4) and of which the end faces (36) facing away from the drive shaft (4) delimit a respective suction or compressor space (38), and with non-return valves (44, 46) on the suction side (40) and the high-pressure side (42), a metallic insert part (22) which forms the respective cylinder space (12) being provided for each piston (10) within the casing (2) and radially in relation to the drive shaft (4), the said insert part communicating with the suction side (40) and with the high-pressure side (42), and the respective insert part (22) coming to bear in the direction of the drive shaft (4), between two flange-shaped metallic casing parts (48, 50) with bearing surfaces (24, 26; 52, 54) running perpendicularly to the drive shaft, against the said bearing surfaces, and the respective insert part (22) having a fuel feed orifice (32) and a fuel discharge orifice (34) which issue in the region of the bearing surfaces (24, 26) and are in alignment respectively with a further feed and discharge orifice (58, 60) in the casing parts (48, 50), characterized in that the flange-shaped casing parts (48, 50) are drawn towards one another, with the insert parts (22) interposed, in such a way that the bearing surfaces (24, 26; 52, 54) of the respective insert part (22) and of the casing parts (48, 50) bring about high-pressure sealing-off, without sealing elements being interposed, and in that the suction-side and the high-pressure-side non-return valve (44, 46) is integrated in the respective casing part (48, 50), and in that the outflow side of the high-pressure-side non-return valve (46) runs as far as a high-pressure connection piece (68) completely within the casing part (50).
- Radial piston pump according to Claim 1, characterized in that all the sealing points acted upon by high pressure are formed by metallic components (48, 50, 22; 30, 66; 68, 72) drawn towards one another, without additional sealing elements being interposed.
- Radial piston pump according to Claim 1 or 2, characterized in that the metallic components (48, 50, 22) come to bear sealingly against one another have lapped bearing surfaces (24, 26, 52, 54).
- Radial piston pump according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the respective insert part (22) is positioned with respect to the casing parts (48, 50) via pins (57) running parallel to the drive shaft (4).
- Radial piston pump according to one of the preceding claims, characterized in that the high-pressure connection piece (68) is drawn with an end face against a step (72) so as to form a direct metallic seal.
- Radial piston pump according to one of the preceding claims, characterized in that, in one of the sealing surfaces (62, 66), coming to bear against one another, of the metallic components (30, 22; 68, 50), an angular or bead-shaped elevation (64, 70) is formed, which, when the components are drawn towards one another, leads to a sealing plastic deformation along the elevation.
- Radial piston pump according to Claims 5 and 6, characterized in that the high-pressure connection piece (68) has a peripheral biting edge (70) on its end face.
- Radial piston pump according to one of the preceding claims, characterized in that the insert part (22) has a passage orifice (20) which forms the cylinder space (12) and runs radially in relation to the drive shaft (4) and which is closed radially on the outside by a metallic closing element (30) which is screwed into the passage orifice.
- Radial piston pump according to Claim 8, characterized in that the metallic closing element (30) is drawn with its end face (62) against an axial step (66) in the passage orifice (20) in such a way that high-pressure sealing-off is brought about.
- Radial piston pump according to Claim 9, characterized in that a peripheral biting edge (64) is formed on the end face (62) of the closing element (30).
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