EP0932763A1 - Pump arrangement for supplying fuel under high pressure in internal combustion engine fuel injection systems - Google Patents

Pump arrangement for supplying fuel under high pressure in internal combustion engine fuel injection systems

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Publication number
EP0932763A1
EP0932763A1 EP98946225A EP98946225A EP0932763A1 EP 0932763 A1 EP0932763 A1 EP 0932763A1 EP 98946225 A EP98946225 A EP 98946225A EP 98946225 A EP98946225 A EP 98946225A EP 0932763 A1 EP0932763 A1 EP 0932763A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
radial piston
housing
low
arrangement according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98946225A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Josef Güntert
Bernd Streicher
Uwe Kuhn
Jürgen HAMMER
Thomas Lettner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0932763A1 publication Critical patent/EP0932763A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B23/00—Pumping installations or systems
    • F04B23/04—Combinations of two or more pumps
    • F04B23/08—Combinations of two or more pumps the pumps being of different types
    • F04B23/10—Combinations of two or more pumps the pumps being of different types at least one pump being of the reciprocating positive-displacement type
    • F04B23/103—Combinations of two or more pumps the pumps being of different types at least one pump being of the reciprocating positive-displacement type being a radial piston pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M39/00—Arrangements of fuel-injection apparatus with respect to engines; Pump drives adapted to such arrangements
    • F02M39/005—Arrangements of fuel feed-pumps with respect to fuel injection apparatus

Definitions

  • the invention relates to a pump arrangement for
  • Injection system comprising a radial piston pump with a drive shaft mounted in a pump housing, which is eccentrically formed or has cam-like elevations in the circumferential direction, and preferably with a plurality of pistons arranged radially with respect to the drive shaft in a respective cylinder space, which reciprocates in the cylinder space when the drive shaft is turned are movable, and with a suction-side and a high-pressure side check valve, and a low-pressure pump upstream of the radial piston pump.
  • the fuel is supplied to the radial piston pump, which provides the high pressure, in a known manner by means of a low-pressure pump as a pre-feed pump.
  • the low pressure pump spatially separated from the radial piston pump.
  • the low-pressure pump is usually designed as a single pump and driven by a shaft of the internal combustion engine, or it is designed as an electric pump.
  • the object of the above invention is to create a pump arrangement of the type described in the introduction, in which the disadvantages described above do not occur.
  • a compact pump arrangement which is inexpensive to produce and saves installation space is to be provided.
  • a pump arrangement of the type specified at the outset in that the low-pressure pump is provided on or in the pump housing of the radial piston pump on the side facing away from the drive side and can be driven by the drive shaft of the radial piston pump.
  • the pump can also be manufactured more cost-effectively due to the saving on housing parts and the implementation of a common drive train.
  • a clutch is preferably interposed between the drive shaft of the radial piston pump and a shaft of the low-pressure pump. This allows assembly or Manufacturing inaccuracies of the components of the radial piston pump and the low pressure pump, in particular misalignments of the drive shaft of the radial piston pump and the shaft or a corresponding approach in the low pressure pump can be compensated.
  • the housing of the low-pressure pump is essentially disc-shaped, for which a gear pump has proven to be particularly useful.
  • the housing of the low-pressure pump can preferably be mounted on the pump housing of the radial piston pump via a centering means.
  • a centering flange which projects in the direction of the housing of the low-pressure pump and with which the housing of the low-pressure pump can be positioned is provided on the pump housing of the radial piston pump. It goes without saying that an inverted design of the centering flange on the housing of the low-pressure pump is also covered by this inventive concept.
  • Radial piston pump and the housing or a counter flange or collar of the low pressure pump is arranged.
  • centering means in the form of preferably a plurality of fitting bores and fitting pins engaging therein or also of
  • the delivery side of the low-pressure pump could lead to the suction side of the radial piston pump in any way, for example, a relatively short external line piece could be provided.
  • a fuel supply duct leads away from a pressure chamber of the low-pressure pump and has a fuel intake opening in the pump housing
  • Radial piston pump communicates, i.e. that the openings in the adjoining housing components open flush with one another.
  • the radial piston pump has a solid monoblock-like component in which the cylinder spaces for the pistons and bores all fuel intake openings and high-pressure delivery openings are provided.
  • the low pressure pump can then be attached directly to this component.
  • Figure 2 is a side view, partially broken open and shown in longitudinal section, a second
  • FIGS 3a - 3d three views and an enlarged fragmentary sectional view of a pump arrangement according to the invention according to a third embodiment.
  • Figures la to ld show a first embodiment of a pump arrangement consisting of a radial piston pump 2 and a low pressure pump 4 in the form of a gear pump 6, which is connected upstream of the radial piston pump 2 as a feed pump.
  • the gear pump 6 with its pump housing 8 is on the side facing away from the drive side 10 of the radial piston pump 2 an end face 12 of a pump housing 14 of the radial piston pump 2 is provided adjacent.
  • a centering means 16 in the form of a centering flange 18 projects from the end face 12 of the pump housing 14 of the radial piston pump 2.
  • a centering collar 20 of a disk-shaped housing part 22 of the gear pump 6 engages in the centering flange 18.
  • an elastomeric sealing ring element 26 is provided in an annular groove-shaped recess, which seals the gear pump 6 and the radial piston pump 2 to the outside.
  • the centering flange 18 lies with its axial end face 19 against a flat end section of the disk-shaped housing part 22.
  • the meshing gears 28, 30 are accommodated in a rotationally fixed manner on a shaft 32, the shaft 32 being rotatably supported in the disk-shaped housing part 22.
  • An end plate 34 is underneath the end face of the disk-shaped housing part 22 facing away from the radial piston pump 2
  • the shaft 32 of the gear pump 6 is arranged in alignment with a drive shaft 38 of the radial piston pump 2 and drive-connected to the latter via a cross-plate clutch 40, both the drive shaft 38 and the shaft 32 of the gear pump 6 being provided with a tongue 42 and 44 towards the clutch .
  • the fuel is supplied to the gear pump 6 via an intake port 46 to a suction chamber 48, which is formed by the disk-shaped housing part 22.
  • a bore 52 leads away from a pressure chamber 50 of the gear pump 6 and runs parallel to the longitudinal axis of the drive train 24 and opens into the end face 54 of the disk-shaped housing part 22 bearing against the centering flange 18.
  • the mouth is aligned with a fuel supply opening 56 in the Pump housing 14 of the radial piston pump 2, which forms the suction side of the radial piston pump 2.
  • An elastomeric sealing element 58 is provided in the sealing surface, around the orifices aligned with one another.
  • the fuel can also be supplied from the pump housing (monoblock) via a bore 47.
  • the suction port 46a is then on the pump housing; this is shown in Figures le and lf.
  • Lubrication of the radial piston pump 2 takes place via the pumped medium fuel. It is therefore harmless if there is a leak in the area of the drive train 24 from the gear pump 6 into the interior of the radial piston pump 2.
  • the lubrication of the radial piston pump 68 is provided via a lubrication circuit, not shown, of the internal combustion engine.
  • a sealing element 72 is therefore provided concentrically to the shaft 70 of the low-pressure pump 71, which prevents fuel from penetrating from the unavoidable leakage area around the rotatable drive shaft 70 of the low-pressure pump 71 into the area of the drive shaft 74 of the radial piston pump 68 lubricated by engine oil.
  • To return the fuel is a
  • Communication opening 76 is provided between a shaft area 78 and the suction chamber of the low-pressure pump, which cannot be shown in FIG. 2.
  • FIGS. 3a to 3f show a further embodiment of a pump arrangement in a very compact design, the radial piston pump 80 in turn being fuel-lubricated.
  • the embodiment to be described below differs differs from the embodiment according to FIG. 1 in that the radial piston pump 80 and the gear pump 82 abut one another via flat contact surfaces 84 and 86, respectively.
  • a closed annular groove for receiving an elastomeric sealing element 87 is provided in the contact surface 86.
  • a disk-shaped housing part 88 of the gear pump 82 is open to the contact surface 86 of the radial piston pump 80.
  • a flange plate 96 is placed against the side of the disk-shaped housing part 88 facing the contact surface 86 with the interposition of an elastomeric sealing ring 98.
  • the flange plate 96 has through holes 98, 100 flushing through openings 102 through which dowel pins 104 engage as centering means.
  • fitting screws 106 are provided, which pass through screw through openings 108 in the flange plate 96 and are screwed into threaded bores 110 aligned therewith in the housing of the radial piston pump 80, whereby centering or positioning of the gear pump 82 is achieved on the one hand and the housing of the gear pump 82 against the other
  • a centering collar 111 can also be provided on the flange plate 96a, which engages in the centering flange of the pump housing.
  • the sealing element 87 can also be designed as a sealing plate 87a
  • the gear pump 82 is in turn driven by a coupling 112 through the drive shaft 114 of the radial piston pump 80.
  • the drive shaft 114 is formed with an inner profile 116, which is designed as a 6-round.
  • the clutch 112 has a complementary design
  • Counter profile 118 which causes a positive rotational driving.
  • the driven gear wheel 120 is connected to the output-side coupling part 126 via a positive-locking profile 122 which causes rotational driving.
  • Alignment deviations between the drive shaft 114 and the gear 120 compensated. As in the embodiment in accordance with FIG aligned conveyor openings 128 and 130.

Abstract

The invention concerns a pump arrangement for supplying fuel under high pressure in internal combustion engine fuel injection systems, in particular in a common ramp injection system, comprising a pump with radial pistons (2, 68, 80) provided with a driving shaft (38, 74, 114) mounted in the pump body (14) and eccentric or with cam-type protuberances in the circumferential direction, preferably several pistons radially arranged, relative to the driving shaft, each in a cylindrical chamber, and capable of being displaced in reciprocating motion in their respective chamber, as well as a non-return valve located on the suction side and a non-return valve located on the high pressure side. Said arrangement also comprises a low pressure pump (4, 71, 82) mounted upstream of said pump with radial pistons. The invention is characterised in that in order to improve said pump arrangement to make it more compact and produced at lower costs and to reduce the risk of drip points occurring, the low pressure pump (4, 71, 82) is mounted on or in the pump body (14) of the pump with radial pistons (2, 68, 80), on the side opposite the drive side (10), and it can be driven by the driving shaft (38, 74, 114) of the pump with radial pistons.

Description

Pumpenanordnung zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von BrennkraftmaschinenPump arrangement for high-pressure fuel supply in fuel injection systems of internal combustion engines
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung zurThe invention relates to a pump arrangement for
Kraftstoffhochdruckversorgung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei einem Common-Rail-High-pressure fuel supply in fuel injection systems of internal combustion engines, in particular in a common rail
Einspritzsystem, umfassend eine Radialkolbenpumpe mit einer in einem Pumpengehäuse gelagerten Antriebswelle, die exzentrisch ausgebildet ist oder in Umfangsrichtung nockenartige Erhebungen aufweist, und mit vorzugsweise mehreren bezüglich der Antriebswelle radial in einem jeweiligen Zylinderraum angeordneten Kolben, die bei Umdrehen der Antriebswelle in dem Zylinderraum hin- und herbewegbar sind, und mit einem ansaugseitigen und einem hochdruckseitigen Rückschlagventil, und eine der Radialkolbenpumpe vorgeschaltete Niederdruckpumpe.Injection system, comprising a radial piston pump with a drive shaft mounted in a pump housing, which is eccentrically formed or has cam-like elevations in the circumferential direction, and preferably with a plurality of pistons arranged radially with respect to the drive shaft in a respective cylinder space, which reciprocates in the cylinder space when the drive shaft is turned are movable, and with a suction-side and a high-pressure side check valve, and a low-pressure pump upstream of the radial piston pump.
Die Zuführung des Kraftstoffs zur Radialkolbenpumpe, welche den Hochdruck bereitstellt, erfolgt in bekannter Weise durch eine Niederdruckpumpe als Vorförderpumpe .The fuel is supplied to the radial piston pump, which provides the high pressure, in a known manner by means of a low-pressure pump as a pre-feed pump.
Bei bekannten Pumpenanordnungen ist die Niederdruckpumpe räumlich getrennt von der Radialkolbenpumpe angeordnet. Die Niederdruckpumpe ist üblicherweise als Einzelpumpe ausgebildet und von einer Welle der Brennkraftmaschine angetrieben, oder sie ist als Elektropumpe ausgeführt.In known pump arrangements, the low pressure pump spatially separated from the radial piston pump. The low-pressure pump is usually designed as a single pump and driven by a shaft of the internal combustion engine, or it is designed as an electric pump.
Um zwei voneinander räumlich getrennte Pumpen unterzubringen, ist ein entsprechender Bauraum erforderlich und es müssen zusätzliche Befestigungsstellen für die Pumpengehäuse bereitgestellt werden. Zudem bedarf es zusätzlicher Kraftstoffleitungen, um die Niederdruckpumpe mit derIn order to accommodate two pumps that are spatially separated from one another, a corresponding installation space is required and additional fastening points for the pump housings must be provided. In addition, additional fuel lines are required to connect the low pressure pump to the
Radialkolbenpumpe zu verbinden. Hierdurch besteht eine erhöhte Gefahr, dass Leckagestellen auftreten.Connect radial piston pump. This increases the risk of leakage.
Hiervon ausgehend liegt der vorstehenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Pumpenanordnung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der die vorstehend geschilderten Nachteile nicht auftreten. Es soll insbesondere eine bauraumsparende kostengünstig herstellbare kompakte Pumpenanordnung bereitgestellt werden.Proceeding from this, the object of the above invention is to create a pump arrangement of the type described in the introduction, in which the disadvantages described above do not occur. In particular, a compact pump arrangement which is inexpensive to produce and saves installation space is to be provided.
Diese Aufgabe wird durch eine Pumpenanordnung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Niederdruckpumpe am oder im Pumpengehäuse der Radialkolbenpumpe auf der der Antriebsseite abgewandten Seite vorgesehen und von der Antriebswelle der Radialkolbenpumpe antreibbar ist.This object is achieved according to the invention by a pump arrangement of the type specified at the outset in that the low-pressure pump is provided on or in the pump housing of the radial piston pump on the side facing away from the drive side and can be driven by the drive shaft of the radial piston pump.
Hierdurch wird die Zahl und Länge der kraftstoffführenden Leitungen außerhalb des Pumpengehäuses und damit die Gefahr der Ausbildung externer Leckagestellen reduziert. Es kann ferner eine sehr kompakte Bauweise der Pumpenanordnung erreicht werden. Die Pumpe wird aufgrund der Einsparung von Gehäuseteilen und der Realisierung eines gemeinsamen Antriebsstrangs auch kostengünstiger herstellbar.This reduces the number and length of the fuel-carrying lines outside the pump housing and thus the risk of external leakage points being formed. A very compact design of the pump arrangement can also be achieved. The pump can also be manufactured more cost-effectively due to the saving on housing parts and the implementation of a common drive train.
In bevorzugter Weise ist zwischen der Antriebswelle der Radialkolbenpumpe und einer Welle der Niederdruckpumpe eine Kupplung zwischengeschaltet. Hierdurch können Montage- oder Fertigungsungenauigkeiten der Bauteile der Radialkolbenpumpe und der Niederdruckpumpe, insbesondere Fluchtungsabweichungen der Antriebswelle der Radialkolbenpumpe und der Welle oder eines korrespondierenden Ansatzes in der Niederdruckpumpe ausgeglichen werden.A clutch is preferably interposed between the drive shaft of the radial piston pump and a shaft of the low-pressure pump. This allows assembly or Manufacturing inaccuracies of the components of the radial piston pump and the low pressure pump, in particular misalignments of the drive shaft of the radial piston pump and the shaft or a corresponding approach in the low pressure pump can be compensated.
Es hat sich die Verwendung einer Kreuzscheibenkupplung als zweckmäßig erwiesen, insbesondere bei Ausbildung der Niederdruckpumpe als verhältnismäßig flach bauende Zahnradpumpe.It has proven to be expedient to use a cross-disk clutch, particularly when the low-pressure pump is designed as a relatively flat gear pump.
In besonders bevorzugter Weise ist das Gehäuse der Niederdruckpumpe im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet, wofür sich eine Zahnradpumpe als ganz besonders zweckmäßig erwiesen hat.In a particularly preferred manner, the housing of the low-pressure pump is essentially disc-shaped, for which a gear pump has proven to be particularly useful.
Das Gehäuse der Niederdruckpumpe ist vorzugsweise über ein Zentriermittel am Pumpengehäuse der Radialkolbenpumpe montierbar. Hierfür erweist es sich als vorteilhaft, wenn am Pumpengehäuse der Radialkolbenpumpe ein in Richtung auf das Gehäuse der Niederdruckpumpe vorspringender Zentrierflansch vorgesehen ist, mit dem das Gehäuse der Niederdruckpumpe positionierbar ist. Es versteht sich, dass auch eine umgekehrte Ausbildung des Zentrierflanschs am Gehäuse der Niederdruckpumpe von diesem Erfindungsgedanken erfasst wird.The housing of the low-pressure pump can preferably be mounted on the pump housing of the radial piston pump via a centering means. For this purpose, it proves to be advantageous if a centering flange which projects in the direction of the housing of the low-pressure pump and with which the housing of the low-pressure pump can be positioned is provided on the pump housing of the radial piston pump. It goes without saying that an inverted design of the centering flange on the housing of the low-pressure pump is also covered by this inventive concept.
Zum Abdichten der Niederdruckpumpe und der Radialkolbenpumpe nach außen hat es sich als hinreichend und vorteilhaft erwiesen, ein elastomeres Dichtmittel vorzusehen, das vorteilhafterweise zwischen dem Zentrierflansch derTo seal the low-pressure pump and the radial piston pump to the outside, it has proven sufficient and advantageous to provide an elastomeric sealant, which advantageously between the centering flange
Radialkolbenpumpe und dem Gehäuse oder einem Gegenflansch oder -bund der Niederdruckpumpe angeordnet ist.Radial piston pump and the housing or a counter flange or collar of the low pressure pump is arranged.
Zur Definition der statischen Anlage der beiden Pumpen aneinander hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn sich der Zentrierflansch mit seiner Stirnseite gegen eine plane Stirnseite des Gehäuses der Niederdruckpumpe abstützt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Radialkolbenpumpe und die Niederdruckpumpe mit planen Stirnseiten gegeneinander abgestützt sind. Solchenfalls können Zentriermittel in Form von vorzugsweise mehreren Passbohrungen und darin eingreifenden Passstiften oder auch vonTo define the static abutment of the two pumps against one another, it has proven to be advantageous if the end face of the centering flange is supported against a flat end face of the housing of the low-pressure pump. But there is also the possibility that the radial piston pump and the low pressure pump are supported against each other with flat end faces. In such a case, centering means in the form of preferably a plurality of fitting bores and fitting pins engaging therein or also of
Gewindebohrungen und darin eingeschraubten Passschrauben gebildet sein.Threaded bores and fitting screws screwed into it.
Die Förderseite der Niederdruckpumpe könnte in an sich beliebiger Weise zur Ansaugseite der Radialkolbenpumpe führen, beispielsweise könnte ein verhältnismäßig kurzes externes Leitungsstück vorgesehen sein. Indessen wird eine Ausführungsform bevorzugt, bei der von einer Druckkammer der Niederdruckpumpe ein Kraf stoffzuführkanal wegführt und mit einer Kraftstoffansaugöffnung im Pumpengehäuse derThe delivery side of the low-pressure pump could lead to the suction side of the radial piston pump in any way, for example, a relatively short external line piece could be provided. In the meantime, an embodiment is preferred in which a fuel supply duct leads away from a pressure chamber of the low-pressure pump and has a fuel intake opening in the pump housing
Radialkolbenpumpe kommuniziert, d.h. dass die Öffnungen in den aneinander anliegenden Gehäusebauteilen miteinander fluchtend münden .Radial piston pump communicates, i.e. that the openings in the adjoining housing components open flush with one another.
Je nach dem, ob die Radialkolbenpumpe kraftstoffgeschmiert oder vom Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine geschmiert ist, erweist es sich als vorteilhaft, wenn im Bereich des Antriebsstrangs ein zusätzliches Dichtmittel zur Verhinderung von Leckage aus der Niederdruckpumpe in das Pumpengehäuse der Radialkolbenpumpe eingespart werden kann oder vorteilhafterweise vorgesehen wird, um eine derartige Leckage im letztgenannten Fall zu verhindern. Wird im letztgenannten Fall ein zusätzliches Dichtelement vorgesehen, so erweist es sich desweiteren als vorteilhaft, wenn zwischen dem Wellenbereich der Niederdruckpumpe und dem Saugraum eineDepending on whether the radial piston pump is fuel-lubricated or lubricated by the lubricating oil circuit of the internal combustion engine, it proves to be advantageous if an additional sealant to prevent leakage from the low-pressure pump into the pump housing of the radial piston pump can be saved or advantageously provided in the area of the drive train, to prevent such leakage in the latter case. If an additional sealing element is provided in the latter case, it also proves to be advantageous if there is a between the shaft area of the low-pressure pump and the suction chamber
Kommunikation besteht, um die auftretende Leckageflüssigkeit abzuziehen und zur Ansaugseite der Radialkolbenpumpe zu fördern.Communication exists to draw off the leakage fluid that occurs and to convey it to the suction side of the radial piston pump.
Es wird desweiteren darauf hingewiesen, dass es sich als besonders vorteilhaft erweist, wenn die Radialkolbenpumpe ein massives monoblockartiges Bauteil aufweist, in dem die Zylinderräume für die Kolben bildende Bohrungen sowie sämtliche Kraftstoffansaugöffnungen sowie Hochdruck führende Förderöffnungen vorgesehen sind. Die Niederdruckpumpe kann dann direkt an dieses Bauteil angefügt werden.It is also pointed out that it proves to be particularly advantageous if the radial piston pump has a solid monoblock-like component in which the cylinder spaces for the pistons and bores all fuel intake openings and high-pressure delivery openings are provided. The low pressure pump can then be attached directly to this component.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung. In der Zeichnung zeigt:Further features, details and advantages of the invention result from the drawing and the following description of preferred embodiments of the pump arrangement according to the invention. The drawing shows:
Figuren la - ld drei Ansichten sowie eine vergrößerte ausschnittsweise Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Pumpenanordnung;Figures la - ld three views and an enlarged partial sectional view of a pump arrangement according to the invention;
Figur le, f den Figuren lc, d entsprechende Ansichten mit abweichender Kraf stoffZuführung;Figure le, f the figures lc, d corresponding views with different fuel supply;
Figur 2 eine Seitenansicht, teilweise aufgerissen und im Längsschnitt dargestellt, einer zweitenFigure 2 is a side view, partially broken open and shown in longitudinal section, a second
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung;Embodiment of the pump arrangement according to the invention;
Figuren 3a - 3d drei Ansichten sowie eine vergrößerte ausschnittsweise Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Pumpenanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform; undFigures 3a - 3d three views and an enlarged fragmentary sectional view of a pump arrangement according to the invention according to a third embodiment; and
Figurencharacters
3e, f den Figuren 2c, d entsprechende Ansichten mit geringfügigen Abweichungen.3e, f the views corresponding to FIGS. 2c, d with slight deviations.
Die Figuren la bis ld zeigen eine erste Ausführungsform einer Pumpenanordnung bestehend aus einer Radialkolbenpumpe 2 und einer Niederdruckpumpe 4 in Form einer Zahnradpumpe 6, welche der Radialkolbenpumpe 2 als Vorförderpumpe vorgeschaltet ist. Die Zahnradpumpe 6 ist mit ihrem Pumpengehäuse 8 auf der der Antriebsseitε 10 der Radialkolbenpumpe 2 abgewandten Seite an eine Stirnseite 12 eines Pumpengehäuses 14 der Radialkolbenpumpe 2 anliegend vorgesehen. Von der Stirnseite 12 des Pumpengehäuses 14 der Radialkolbenpumpe 2 steht ein Zentriermittel 16 in Form eines Zentrierflanschs 18 vor. In den Zentrierflansch 18 greift ein Zentrierbund 20 eines scheibenförmigen Gehäuseteils 22 der Zahnradpumpe 6 ein. Zwischen den zu einem Antriebsstrang 24 konzentrischen Anlageflächen des Zentrierflanschs 18 und des Zentrierbunds 20 ist in einer ringnutförmigen Ausnehmung ein elastomeres Dichtringelement 26 vorgesehen, welches die Zahnradpumpe 6 und die Radialkolbenpumpe 2 nach außen abdichtet. Der Zentrierflansch 18 liegt mit seiner axialen Stirnseite 19 gegen einen planen stirnseitigen Abschnitt des scheibenförmigen Gehäuseteils 22 an. In dem scheibenförmigen Gehäuseteil 22 der Zahnradpumpe 6 sind die miteinander kämmenden Zahnräder 28, 30 drehfest auf einer Welle 32 sitzend untergebracht, wobei die Welle 32 in dem scheibenförmigen Gehäuseteil 22 umdrehbar gelagert ist. Gegen die von der Radialkolbenpumpe 2 abgewandte Stirnseite des scheibenförmigen Gehäuseteils 22 ist eine Abschlussplatte 34 unterFigures la to ld show a first embodiment of a pump arrangement consisting of a radial piston pump 2 and a low pressure pump 4 in the form of a gear pump 6, which is connected upstream of the radial piston pump 2 as a feed pump. The gear pump 6 with its pump housing 8 is on the side facing away from the drive side 10 of the radial piston pump 2 an end face 12 of a pump housing 14 of the radial piston pump 2 is provided adjacent. A centering means 16 in the form of a centering flange 18 projects from the end face 12 of the pump housing 14 of the radial piston pump 2. A centering collar 20 of a disk-shaped housing part 22 of the gear pump 6 engages in the centering flange 18. Between the contact surfaces of the centering flange 18 and the centering collar 20, which are concentric with a drive train 24, an elastomeric sealing ring element 26 is provided in an annular groove-shaped recess, which seals the gear pump 6 and the radial piston pump 2 to the outside. The centering flange 18 lies with its axial end face 19 against a flat end section of the disk-shaped housing part 22. In the disk-shaped housing part 22 of the gear pump 6, the meshing gears 28, 30 are accommodated in a rotationally fixed manner on a shaft 32, the shaft 32 being rotatably supported in the disk-shaped housing part 22. An end plate 34 is underneath the end face of the disk-shaped housing part 22 facing away from the radial piston pump 2
Zwischenordnung eines elastomeren Dichtelements 36 dichtend angezogen.Intermediate arrangement of an elastomeric sealing element 36 tightened.
Die Welle 32 der Zahnradpumpe 6 ist fluchtend zu einer Antriebswelle 38 der Radialkolbenpumpe 2 angeordnet und über eine Kreuzscheibenkupplung 40 mit dieser antriebsverbunden, wobei sowohl die Antriebswelle 38 als auch die Welle 32 der Zahnradpumpe 6 zur Kupplung hin mit einer Zunge 42 bzw. 44 versehen sind.The shaft 32 of the gear pump 6 is arranged in alignment with a drive shaft 38 of the radial piston pump 2 and drive-connected to the latter via a cross-plate clutch 40, both the drive shaft 38 and the shaft 32 of the gear pump 6 being provided with a tongue 42 and 44 towards the clutch .
Die Zuführung des Kraftstoffs zur Zahnradpumpe 6 erfolgt über einen Ansaugstutzen 46 zu einem Saugraum 48, der von dem scheibenförmigen Gehäuseteil 22 gebildet ist. Von einer Druckkammer 50 der Zahnradpumpe 6 führt eine Bohrung 52 weg, die zur Längsachse des Antriebsstrangs 24 parallel verläuft und in der gegen den Zentrierflansch 18 anliegenden Stirnseite 54 des scheibenförmigen Gehäuseteils 22 mündet. Die Mündung fluchtet mit einer Kraftstoffzuführöffnung 56 in dem Pumpengehäuse 14 der Radialkolbenpumpe 2 , welche die Ansaugseite der Radialkolbenpumpe 2 bilde . In der Dichtfläche, um die miteinander fluchtenden Mündungen herum ist ein elastomeres Dichtelement 58 vorgesehen.The fuel is supplied to the gear pump 6 via an intake port 46 to a suction chamber 48, which is formed by the disk-shaped housing part 22. A bore 52 leads away from a pressure chamber 50 of the gear pump 6 and runs parallel to the longitudinal axis of the drive train 24 and opens into the end face 54 of the disk-shaped housing part 22 bearing against the centering flange 18. The mouth is aligned with a fuel supply opening 56 in the Pump housing 14 of the radial piston pump 2, which forms the suction side of the radial piston pump 2. An elastomeric sealing element 58 is provided in the sealing surface, around the orifices aligned with one another.
Die Zuführung des Krafstoffs kann aber auch über eine Bohrung 47 aus dem Pumpengehäuse (Monoblock) erfolgen. Der Ansaugstutzen 46a befindet sich dann am Pumpengehäuse; dies ist in den Figuren le und lf dargestellt.However, the fuel can also be supplied from the pump housing (monoblock) via a bore 47. The suction port 46a is then on the pump housing; this is shown in Figures le and lf.
Die Abdichtung zwischen der Zahnradpumpe 6 und der Radialkolbenpumpe 2 nach außen erfolgt über die Dichtringe 26 und 36. Eine zusätzliche Abdichtung im Bereich des Antriebsstrangs 24 zwischen der Zahnradpumpe 6 und der Radialkolbenpumpe 2 ist nicht erforderlich, da die interneThe seal between the gear pump 6 and the radial piston pump 2 to the outside takes place via the sealing rings 26 and 36. An additional seal in the area of the drive train 24 between the gear pump 6 and the radial piston pump 2 is not necessary because the internal
Schmierung der Radialkolbenpumpe 2 über das geförderte Medium Kraftstoff erfolgt. Es ist daher unschädlich, wenn eine Leckage im Bereich des Antriebsstrangs 24 aus der Zahnradpumpe 6 in das Innere der Radialkolbenpumpe 2 erfolgen kann.Lubrication of the radial piston pump 2 takes place via the pumped medium fuel. It is therefore harmless if there is a leak in the area of the drive train 24 from the gear pump 6 into the interior of the radial piston pump 2.
Im Unterschied hierzu ist bei der Ausführungsform nach Figur 2 die Schmierung der Radialkolbenpumpe 68 über einen nicht dargestellten Schmierkreislauf der Brennkraftmaschine vorgesehen. Deshalb ist konzentrisch zur Welle 70 der Niederdruckpumpe 71 ein Dichtelement 72 vorgesehen, welches ein Eindringen von Kraftstoff aus dem nicht zu verhindernden Leckagebereich um die drehbare Antriebswelle 70 der Niederdruckpumpe 71 herum in den durch Motoröl geschmierten Bereich der Antriebswelle 74 der Radialkolbenpumpe 68 verhindert. Zur Rückführung des Kraftstoffs ist eineIn contrast to this, in the embodiment according to FIG. 2, the lubrication of the radial piston pump 68 is provided via a lubrication circuit, not shown, of the internal combustion engine. A sealing element 72 is therefore provided concentrically to the shaft 70 of the low-pressure pump 71, which prevents fuel from penetrating from the unavoidable leakage area around the rotatable drive shaft 70 of the low-pressure pump 71 into the area of the drive shaft 74 of the radial piston pump 68 lubricated by engine oil. To return the fuel is a
Kommunikationsöffnung 76 zwischen einem Wellenbereich 78 und der in der Figur 2 nicht darstellbaren Saugkammer der Niederdruckpumpe vorgesehen.Communication opening 76 is provided between a shaft area 78 and the suction chamber of the low-pressure pump, which cannot be shown in FIG. 2.
Die Figuren 3a bis 3f zeigen eine weitere Ausführungsform einer Pumpenanordnung in sehr kompakter Ausführung, wobei die Radialkolbenpumpe 80 wiederum kraftstoffgeschmiert ist. Die nachstehend zu beschreibende Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Figur 1 dadurch, dass Radialkolbenpumpe 80 und Zahnradpumpe 82 über ebene Anlageflächen 84 bzw. 86 aneinander anliegen. In der Anlagefläche 86 ist eine geschlossene Ringnut zur Aufnahme eines elastomeren Dichtelements 87 vorgesehen. Ein scheibenförmiges Gehäuseteil 88 der Zahnradpumpe 82 ist dabei zur Anlagefläche 86 der Radialkolbenpumpe 80 hin offen. Nach dem Einsetzen der Zahnräder 90, 92 nebst Antriebswelle 94 wird gegen die der Anlagefläche 86 zugewandte Seite des scheibenförmigen Gehäuseteils 88 eine Flanschplatte 96 unter Zwischenordnung eines elastomeren Dichtrings 98 angelegt. Die Flanschplatte 96 weist mit Passbohrungen 98, 100 fl chtende Durchgangsöffnungen 102 auf, durch welche Passstifte 104 als Zentriermittel durchgreifen. Desweiteren sind Passschrauben 106 vorgesehen, welche durch Schraubendurchgangsöffnungen 108 in der Flanschplatte 96 durchgreifen und in damit fluchtende Gewindebohrungen 110 im Gehäuse der Radialkolbenpumpe 80 eingeschraubt sind, wodurch einerseits eine Zentrierung bzw. Positionierung der Zahnradpumpe 82 erreicht wird und andererseits das Gehäuse der Zahnradpumpe 82 gegen dieFIGS. 3a to 3f show a further embodiment of a pump arrangement in a very compact design, the radial piston pump 80 in turn being fuel-lubricated. The embodiment to be described below differs differs from the embodiment according to FIG. 1 in that the radial piston pump 80 and the gear pump 82 abut one another via flat contact surfaces 84 and 86, respectively. A closed annular groove for receiving an elastomeric sealing element 87 is provided in the contact surface 86. A disk-shaped housing part 88 of the gear pump 82 is open to the contact surface 86 of the radial piston pump 80. After the insertion of the gear wheels 90, 92 together with the drive shaft 94, a flange plate 96 is placed against the side of the disk-shaped housing part 88 facing the contact surface 86 with the interposition of an elastomeric sealing ring 98. The flange plate 96 has through holes 98, 100 flushing through openings 102 through which dowel pins 104 engage as centering means. Furthermore, fitting screws 106 are provided, which pass through screw through openings 108 in the flange plate 96 and are screwed into threaded bores 110 aligned therewith in the housing of the radial piston pump 80, whereby centering or positioning of the gear pump 82 is achieved on the one hand and the housing of the gear pump 82 against the other
Anlagefläche 86 der Radialkolbenpumpe 80 angezogen wird. Gemäß Figur 3e kann an der Flanschplatte 96a aber auch ein Zentrierbund 111 vorgesehen sein, der in den Zentrierflansch des Pumpengehäuses eingreift. Desweiteren kann das Dichtelement 87 auch als Dichtplatte 87a ausgeführt seinContact surface 86 of the radial piston pump 80 is attracted. According to FIG. 3e, a centering collar 111 can also be provided on the flange plate 96a, which engages in the centering flange of the pump housing. Furthermore, the sealing element 87 can also be designed as a sealing plate 87a
(Figur 3f ) . Der Antrieb der Zahnradpumpe 82 erfolgt wiederum über eine Kupplung 112 durch die Antriebswelle 114 der Radialkolbenpumpe 80. Die Antriebswelle 114 ist mit einem Innenprofil 116 ausgebildet, das als 6-Rund ausgeführt ist. Die Kupplung 112 weist ein komplementär ausgebildetes(Figure 3f). The gear pump 82 is in turn driven by a coupling 112 through the drive shaft 114 of the radial piston pump 80. The drive shaft 114 is formed with an inner profile 116, which is designed as a 6-round. The clutch 112 has a complementary design
Gegenprofil 118 auf, das eine formschlüssige Drehmitnahme bewirkt. Niederdruckpumpenseitig ist das angetriebene Zahnrad 120 über ein formschlüssiges eine Drehmitnahme bewirkendes Profil 122 mit dem abtriebsseitigen Kupplungsteil 126 verbunden. Über das Spiel der beiden Profilpaarungen werdenCounter profile 118, which causes a positive rotational driving. On the low-pressure pump side, the driven gear wheel 120 is connected to the output-side coupling part 126 via a positive-locking profile 122 which causes rotational driving. About the game of the two pairings of profiles
Fluchtungsabweichungen zwischen der Antriebswelle 114 und dem Zahnrad 120 ausgeglichen. Die Führung des Kraftstoffs erfolgt wie bei der Ausführungsform nach Figur 1 über miteinander fluchtende Förderöffnungen 128 und 130. Alignment deviations between the drive shaft 114 and the gear 120 compensated. As in the embodiment in accordance with FIG aligned conveyor openings 128 and 130.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Pumpenanordnung zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei einem Common-Rail-Einspritzsystem, umfassend eine Radialkolbenpumpe (2, 68, 80) mit einer in einem1. Pump arrangement for high-pressure fuel supply in fuel injection systems of internal combustion engines, in particular in a common rail injection system, comprising a radial piston pump (2, 68, 80) with one in one
Pumpengehäuse (14) gelagerten Antriebswelle (38, 74, 114), die exzentrisch ausgebildet ist oder in Umfangsrichtung nockenartige Erhebungen aufweist, und mit vorzugsweise mehreren bezüglich der Antriebswelle radial in einem jeweiligen Zylinderraum angeordneten Kolben, die bei Umdrehen der Antriebswelle in dem Zylinderraum hin- und her bewegbar sind, und mit einem ansaugseitigen und einem hochdruckseitigen Rückschlagventil, und eine der Radialkolbenpumpe vorgeschaltete Niederdruckpumpe (4, 71, 82), dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruckpumpe (4, 71, 82) am oder im Pumpengehäuse (14) der Radialkolbenpumpe (2, 68, 80) auf der der Antriebsseite (10) abgewandten Seite vorgesehen und von der Antriebswelle (38, 74, 114) der Radialkolbenpumpe antreibbar ist.Pump housing (14) mounted drive shaft (38, 74, 114), which is eccentric or has cam-like elevations in the circumferential direction, and preferably has a plurality of pistons arranged radially with respect to the drive shaft in a respective cylinder space, which pistons move in the cylinder space when the drive shaft is turned over. and are movable here, and with a suction-side and a high-pressure side check valve, and a low-pressure pump (4, 71, 82) upstream of the radial piston pump, characterized in that the low-pressure pump (4, 71, 82) on or in the pump housing (14) of the radial piston pump (2, 68, 80) is provided on the side facing away from the drive side (10) and can be driven by the drive shaft (38, 74, 114) of the radial piston pump.
2. Pumpenanordnung nach 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Antriebswelle (38, 74, 114) der Radialkolbenpumpe und einer Welle (32, 70, 94) der Niederdruckpumpe eine Kupplung (40, 112) zwischengeschaltet ist.2. Pump arrangement according to 1, characterized in that a clutch (40, 112) is interposed between the drive shaft (38, 74, 114) of the radial piston pump and a shaft (32, 70, 94) of the low-pressure pump.
3. Pumpenanordnung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8) der Niederdruckpumpe über ein Zentriermittel (16) am Pumpengehäuse (14) der Radialkolbenpumpe montiert ist.3. Pump arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the housing (8) of the low pressure pump via a centering means (16) on the pump housing (14) Radial piston pump is mounted.
4. Pumpenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Pumpengehäuse (14) der Radialkolbenpumpe (2) ein in Richtung auf das Gehäuse (8) der Niederdruckpumpe (4) vorspringender Zentrierflansch (18) vorgesehen ist, mit dem das Gehäuse der Niederdruckpumpe positionierbar ist.4. Pump arrangement according to claim 3, characterized in that on the pump housing (14) of the radial piston pump (2) in the direction of the housing (8) of the low pressure pump (4) projecting centering flange (18) is provided with which the housing of the low pressure pump can be positioned is.
5. Pumpenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zentrierflansch (18) der Radialkolbenpumpe5. Pump arrangement according to claim 4, characterized in that between the centering flange (18) of the radial piston pump
(2) und dem Gehäuse (8) der Niederdruckpumpe (4) ein elastomeres Dichtmittel (26) zum Abdichten nach außen vorgesehen ist.(2) and the housing (8) of the low pressure pump (4) an elastomeric sealant (26) is provided for sealing to the outside.
6. Pumpenanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierflansch (18) sich mit seiner Stirnseite (19) gegen eine plane Stirnseite des Gehäuses (8) der Niederdruckpumpe abstützt.6. Pump arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the centering flange (18) is supported with its end face (19) against a flat end face of the housing (8) of the low-pressure pump.
7. Pumpenanordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialkolbenpumpe und die Hochdruckpumpe mit planen Stirnseiten aneinander anliegen .7. Pump arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the radial piston pump and the high pressure pump abut one another with flat end faces.
8. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentriermittel von vorzugsweise mehreren Paßbohrungen (98, 100, 102) und darin eingreifenden Paßstiften (104) gebildet ist.8. Pump arrangement according to one of claims 3 to 7, characterized in that the centering means is preferably formed by a plurality of fitting bores (98, 100, 102) and dowel pins (104) engaging therein.
9. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentriermittel von vorzugsweise mehreren Gewindebohrungen (110) und darin eingeschraubten Paßschrauben (106) gebildet ist.9. Pump arrangement according to one of claims 3 to 8, characterized in that the centering means is preferably formed by a plurality of threaded bores (110) and fitting screws (106) screwed therein.
10. Pumpenanordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Druckkammer10. Pump arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that from a pressure chamber
(50) der Niederdruckpumpe (4) ein Kraftstoffzuführkanal (52) wegführt und mit einer Kraftstoffzuführöffnung (56) im Pumpengehäuse (14) der Radialkolbenpumpe (2) kommuniziert.(50) of the low-pressure pump (4) a fuel supply channel (52) leads away and communicates with a fuel supply opening (56) in the pump housing (14) of the radial piston pump (2).
11. Pumpenanordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu einer Saugkammer (48) der Niederdruckpumpe (4) ein Kanal führt, der mit einem Kanal im Pumpengehäuse (14) der Radialkolbenpumpe (2) kommuniziert, aus dem der Kraftstoff der Saugseite der Niederdruckpumpe (4) zugeführt wird.11. Pump arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that a channel leads to a suction chamber (48) of the low-pressure pump (4), which communicates with a channel in the pump housing (14) of the radial piston pump (2) from which the fuel the suction side of the low pressure pump (4) is supplied.
12. Pumpenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialkolbenpumpe (2, 80) kraftstoffgeschmiert ist und im Bereich des Antriebsstrangs (24) keine zusätzlichen Dichtmittel zur Verhinderung von Leckage aus der Niederdruckpumpe (4) in das Pumpengehäuse (14) der Radialkolbenpumpe (2) vorgesehen sind.12. Pump arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the radial piston pump (2, 80) is fuel-lubricated and in the region of the drive train (24) no additional sealant to prevent leakage from the low-pressure pump (4) into the pump housing (14) Radial piston pump (2) are provided.
13. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialkolbenpumpe (68) von einem Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine geschmiert ist und dass konzentrisch zum Antriebsstrang ein Dichtelement (72) vorgesehen ist, um Leckage aus der Niederdruckpumpe (71) in das Pumpengehäuse der Radialkolbenpumpe (68) zu verhindern.13. Pump arrangement according to one of claims 1 to 11, characterized in that the radial piston pump (68) is lubricated by a lubricating oil circuit of the internal combustion engine and that a sealing element (72) is provided concentrically to the drive train in order to leak from the low pressure pump (71) into the To prevent the pump housing of the radial piston pump (68).
14. Pumpenanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kommunikation zwischen dem Wellenbereich (78) und dem Saugraum der Niederdruckpumpe (71) besteht, um Leckageflüssigkeit abzuziehen. 14. Pump arrangement according to claim 13, characterized in that there is communication between the shaft region (78) and the suction chamber of the low-pressure pump (71) in order to draw off leakage fluid.
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