EP0950149A1 - Radial piston pump for high pressure fuel supply - Google Patents

Radial piston pump for high pressure fuel supply

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EP0950149A1
EP0950149A1 EP98942485A EP98942485A EP0950149A1 EP 0950149 A1 EP0950149 A1 EP 0950149A1 EP 98942485 A EP98942485 A EP 98942485A EP 98942485 A EP98942485 A EP 98942485A EP 0950149 A1 EP0950149 A1 EP 0950149A1
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EP
European Patent Office
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opening
housing
housing part
piston pump
drive shaft
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Bernd Streicher
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • 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
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F04B1/0443—Draining of the housing; Arrangements for handling leaked fluids
    • 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
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • 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
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/04—Draining

Definitions

  • the invention relates to a radial piston pump for supplying high-pressure fuel in fuel injection systems of internal combustion engines, in particular in a common rail injection system, with a drive shaft mounted in a pump housing, which is eccentrically formed or has a plurality of cam-like elevations in the circumferential direction, and preferably a plurality of radially in relation to the drive shaft pistons arranged in a respective cylinder space, which can be moved back and forth in the cylinder space in the radial direction when the drive shaft is rotated, and with check valves on the intake side and the high pressure side, wherein for each piston a metallic housing part forming the respective cylinder space with a fuel supply opening and a fuel discharge opening is provided.
  • the housing part is supported and sealed against other housing areas by a number of elastomeric sealing elements. This leads to an undefined arrangement of the components of the pump.
  • the present invention has for its object to provide a radial piston pump that is high-pressure-tight to 2000 bar, in which the high-pressure components and their sealing points are decoupled from one another and statically exactly defined in the assembled state.
  • a radial piston pump of the type described in the introduction in that the housing part bears with respect to the drive shaft from the outside with a flat contact surface against a metallic housing base body and a projecting section of the housing part facing the drive shaft concentric with the cylinder space extends through a radial opening of the housing base body
  • Direction extends to the drive shaft that the fuel supply opening and the fuel discharge opening open in the flat contact surface and are aligned with further supply or discharge openings in the housing base body, and that the housing part is tightened against the housing base body by screws such that the contact surfaces without intermediate arrangement of sealing elements effect a high pressure seal.
  • the invention proposes to effect sealing via flat metallic contact surfaces of the respective radially outer housing part and the housing base body, which are attracted to one another .
  • the fuel supply and the fuel discharge into or out of the cylinder space take place via the respective fuel supply opening and the fuel discharge opening, which on the one hand open into the intake or compression space and on the other hand into the contact surface of the housing part facing the basic housing body.
  • the housing part can rest against the basic housing body in a statically determined manner without the interposition of any sealing elements.
  • all the sealing points subjected to high pressure are formed by metallic components which are attracted to one another without the interposition of additional sealing elements.
  • the surfaces of the metallic components sealingly against one another are machined, in particular lapped, in order to produce a desired surface roughness. If the lapping is difficult or not feasible because a component in question has a projecting pin or the like. has a surface texture sufficient to form a hard seal (metal on metal) can be achieved by hard turning, ie machining after heat curing.
  • the projecting section of the housing part facing the drive shaft forms a centering collar with which the housing part can be positioned in the radial opening of the housing base body.
  • suction-side and the high-pressure side check valve are integrated into the respective housing part forming the cylinder space.
  • the cylinder space could be formed by a radially outward blind bore in the housing part.
  • the housing part has a through-opening which forms the cylinder space and runs radially to the drive shaft and which is closed radially on the outside by a metallic closure element which is screwed into the through-opening.
  • an angular or bead-shaped circumferential elevation is formed on the end face of the closure element, which leads to a sealing plastic deformation along the elevation when the components are tightened against one another.
  • the elevation itself is not deformed but only forms the hard seal of the flat surfaces.
  • This seal which is referred to as the biting edge technique, is not limited to the sealing of the radial through opening in the housing part forming the cylinder space by means of the closure element, but also to other insert parts, in particular screw-in parts, such as, for example, the closure of an access opening to a check valve, or a screw-in high-pressure nozzle applicable.
  • Figure 1 is a plan view of an embodiment of the radial piston pump according to the invention in the direction of the drive shaft;
  • Figure 2 shows a longitudinal section along the line II-II in Figure 1;
  • Figure 3 is a plan view of the radially outer one
  • Housing part forming cylinder space in the direction of arrows III-III in FIG. 2;
  • Figure 4 shows a detail of Figure 2 in an enlarged view.
  • FIGS. 1 and 2 show a radial piston pump for supplying high-pressure fuel in fuel injection systems, in particular in common rail systems, to 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.
  • the radial piston pump comprises a drive shaft 4, which is mounted in a pump housing, generally designated by reference number 2, with an eccentrically designed shaft section 6.
  • Three pistons 10, each offset by 120 ° from one another in the radial direction, are supported against the outer lateral surface of the drain bushing 8, which can be cylindrical or polygonal.
  • the pistons 10 comprise a plunger 14 guided in a cylinder space 12, on the end of which facing the drive shaft 4 a plate-shaped contact section 16 is formed, with which the respective piston 10 against the outer lateral surface of the drain bushing 8 underneath Bias of a spring 18 is supported.
  • the cylinder chamber 12 of a respective tappet 14 is formed by a through opening 20 running radially to the drive shaft 4 and a pump piston 10 radially movable in this through opening in a radially outer housing part 22.
  • the housing part 22 is essentially block-shaped and has a contact surface 26, which faces the drive shaft 4 and runs perpendicular to the longitudinal direction of the through opening 20, by means of which the housing part 22 bears against a likewise flat contact surface 28 of a basic housing body 30 which faces radially outward from the drive shaft 4.
  • a locking element 32 designed as a locking screw is sealingly screwed into an enlarged, radially outer end section 31 of the through opening 20.
  • a disc-shaped element 38 with a central opening 40 and with at least one radial opening 42 extending from the central opening 40 is inserted between the end face 34 of the closure element 32 and an axial step 36 in the through opening 20.
  • the radial opening 42 communicates with a fuel supply opening 44 and 46 in the housing part 22, which opens into the contact surface 26 of the housing part 22 and is aligned with a further supply opening 47 in the basic housing body 30.
  • a check valve 48 on the suction side is provided on the side of the disk-shaped element 38 facing the pump piston.
  • a pot-shaped holder in which a compression spring is accommodated, which prestresses a disk-shaped valve body against the central opening 40 in the disk element 38.
  • a Kraf substance discharge opening 60 From the cylinder chamber 12 leads a Kraf substance discharge opening 60, in which a high pressure side check valve 62 is housed and in another
  • Kraf substance discharge opening 61 which also opens into the contact surface 26 of the housing part 22 and is aligned with another discharge line 65 leading to a high-pressure nozzle 64.
  • the housing part 22 comprises a section 66 projecting to the drive shaft 4 and concentric to the cylinder space 12, which engages in a radial opening 67 in the housing base body 30.
  • a centering collar 68 is provided with which the housing part 22 is positioned in the radial opening 67.
  • the housing part 22 is tightened by screws 69 against the housing base body 30 in such a way that the contact surface 26 of the housing part 22 and the contact surface 28 of the housing base body 30 bring about a high-pressure seal in direct metallic contact with one another, so that the fuel supply openings 46, 47 and the further supply or Discharge openings 61, 65 are sealed in the housing base body 30, without the need to use additional sealing elements.
  • a statically precisely defined position of the housing part 22 on the housing base body 30 is achieved, and all of them
  • High pressure sealing points are decoupled from each other. Because the check valves 48, 62 are accommodated in the radially outer housing part 22, this housing part can be preassembled as an assembly and can be separately pressure-tested.
  • the sealing of the diameter-widened radially outer end section 31 of the through opening 20 by the screwed-in closure element 32 takes place in that a bead-like elevation 70, a so-called biting edge, is provided on the end face 34 of the closure element 32, which surrounds the central opening 40 in the disc element 38 "digs" into the metal of the disk element 38 when the closure element 32 is tightened.
  • the disk element 38 is pressed with its opposite side against the axially hard-turned step 36 in such a way that a high-pressure seal is also achieved there.
  • a bite edge 74 is also formed on the end face 72 of the high-pressure nozzle 64.
  • a screw plug 76 which closes an assembly and access opening to the high-pressure check valve 62, is tightened against a step with a biting edge.

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Abstract

The invention relates to a multi-cylinder piston pump for high pressure fuel supply in fuel injection systems in internal combustion engines, particularly in a common-rail-injection system. The invention is characterized in that an even bearing surface (26) of the housing piece (22) rests, radially from the outside in relation to the motor shaft (4), against an even bearing surface (28) of the metallic base body (30) of the housing. A housing piece (22) section (66), which is concentric in relation to the cylinder chamber (12) and faces the motor shaft, extends through a radial opening (67) in the housing base body (30) towards the motor shaft (4). The fuel supply opening (46) and the fuel outlet (61) open onto the even bearing surface (26) and are aligned with other supply or outlet openings (47, 65) in the housing base body (30). The housing piece (22) is screwed (69) against the housing base body (30) in such a way that the bearing surfaces (26, 28) ensure high pressure sealing without the use of intermediary sealing elements.

Description

Titel: Radialkolbenptunpe zur Kraf stoffhochdruckversorgung Title: Radial piston tune for high-pressure fuel supply
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei einem Common-Rail- Einspritzsystem, mit einer in einem Pumpengehäuse gelagerten Antriebswelle, die exzentrisch ausgebildet ist oder in Umfangsrichtung mehrere 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 in radialer Richtung hin- und herbewegbar sind, und mit Rückschlagventilen auf der Ansaugseite und der Hochdruckseite, wobei für jeden Kolben ein den jeweiligen Zylinderraum bildendes metallisches Gehäuseteil mit einer Kraftstoffzuführöffnung und einer Kraftstoffabführöffnung vorgesehen ist. Bei derartigen Radialkolbenpumpen ist das Gehäuseteil über eine Anzahl von elastomeren Dichtungselementen gegen andere Gehäusebereiche abgestützt und abgedichtet. Dies führt zu einer Undefinierten Anordnung der Bauteile der Pumpe.The invention relates to a radial piston pump for supplying high-pressure fuel in fuel injection systems of internal combustion engines, in particular in a common rail injection system, with a drive shaft mounted in a pump housing, which is eccentrically formed or has a plurality of cam-like elevations in the circumferential direction, and preferably a plurality of radially in relation to the drive shaft pistons arranged in a respective cylinder space, which can be moved back and forth in the cylinder space in the radial direction when the drive shaft is rotated, and with check valves on the intake side and the high pressure side, wherein for each piston a metallic housing part forming the respective cylinder space with a fuel supply opening and a fuel discharge opening is provided. In radial piston pumps of this type, the housing part is supported and sealed against other housing areas by a number of elastomeric sealing elements. This leads to an undefined arrangement of the components of the pump.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bis 2000 bar hochdruckdichte Radialkolbenpumpe zu schaffen, bei der die hochdruckbeaufschlagten Bauteile und deren Dichtstellen voneinander entkoppelt und im montierten Zustand statisch exakt definiert sind.Proceeding from this, the present invention has for its object to provide a radial piston pump that is high-pressure-tight to 2000 bar, in which the high-pressure components and their sealing points are decoupled from one another and statically exactly defined in the assembled state.
Diese Aufgabe wird bei einer Radialkolbenpumpe der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Gehäuseteil bezüglich der Antriebswelle von radial außen mit ebener Anlagefläche gegen einen metallischen Gehäusegrundkörper anliegt und ein vorspringender zum Zylinderraum konzentrischer antriebswellenzugewandter Abschnitt des Gehäuseteils sich durch eine radiale Öffnung des Gehäusegrundkörpers hindurch in Richtung auf die Antriebswelle erstreckt, dass in der ebenen Anlagefläche die Kraftstoffzuführöffnung und die Kraftstoffabführöffnung münden und mit weiteren Zuführ- bzw. Abführöffnungen in dem Gehäusegrundkörper fluchten, und dass das Gehäuseteil über Schrauben derart gegen den Gehäusegrundkörper angezogen ist, dass die Anlageflächen ohne Zwischenordnung von Dichtungselementen eine Hochdruckabdichtung bewirken.This object is achieved according to the invention in a radial piston pump of the type described in the introduction in that the housing part bears with respect to the drive shaft from the outside with a flat contact surface against a metallic housing base body and a projecting section of the housing part facing the drive shaft concentric with the cylinder space extends through a radial opening of the housing base body Direction extends to the drive shaft that the fuel supply opening and the fuel discharge opening open in the flat contact surface and are aligned with further supply or discharge openings in the housing base body, and that the housing part is tightened against the housing base body by screws such that the contact surfaces without intermediate arrangement of sealing elements effect a high pressure seal.
Während bei der vorbekannten Radialkolbenpumpe auch die Hochdruckabdichtung über elastomere zwischengeordnete 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 ebene metallische Anlageflächen des jeweiligen radial äußeren Gehäuseteils und des Gehäusegrundkörpers, die gegeneinander angezogen werden, zu bewirken. Die Kraftstoffzufuhr und die Kraftstoffabfuhr in bzw. aus dem Zylinderraum erfolgt über die jeweilige Kraftstoffzuführöffnung und die Kraftstoffabführöffnung, die einerseits im Ansaug- oder Verdichtungsraum und andererseits in der gegen den Gehäusegrundkörper zugewandten Anlagefläche des Gehäuseteils münden. Das Gehäuseteil kann statisch genau bestimmt ohne Zwischenordnung irgendwelcher Dichtungselemente an den Gehäusegrundkörper anliegen. Beim Anziehen des Gehäuseteils gegen den Gehäusegrundkörper erfolgt eine sog. harte Abdichtung durch die metallischen Anlageflächen des radial äußeren Gehäuseteils und des Gehäusegrundkörpers.While in the known radial piston pump, the high-pressure sealing was achieved via elastomeric sealing elements and the assembly of the High-pressure side-limiting components - as mentioned at the beginning - comprised a flow of force over several components, which led to a static ambiguity, the invention proposes to effect sealing via flat metallic contact surfaces of the respective radially outer housing part and the housing base body, which are attracted to one another . The fuel supply and the fuel discharge into or out of the cylinder space take place via the respective fuel supply opening and the fuel discharge opening, which on the one hand open into the intake or compression space and on the other hand into the contact surface of the housing part facing the basic housing body. The housing part can rest against the basic housing body in a statically determined manner without the interposition of any sealing elements. When the housing part is tightened against the housing base body, there is a so-called hard seal through the metallic contact surfaces of the radially outer housing part and the housing base body.
Vorzugsweise sind alle mit Hochdruck beaufschlagten Dichtstellen von gegeneinander angezogenen metallischen Bauteilen ohne Zwischenordnung zusätzlicher Dichtungselemente gebildet.Preferably, all the sealing points subjected to high pressure are formed by metallic components which are attracted to one another without the interposition of additional sealing elements.
Hierfür werden die Oberflächen der dichtend gegeneinander anliegenden metallischen Bauteile bearbeitet, insbesondere geläppt, um eine erwünschte Oberflächenrauhigkeit zu erzeugen. Wenn das Läppen nur schwer oder gar nicht durchführbar ist, weil ein betreffendes Bauteil einen vorspringenden Zapfen o.dgl. aufweist, so kann eine zur Ausbildung einer harten Abdichtung (Metall auf Metall) ausreichende Oberflächenbeschaffenheit auch durch Hartdrehen, d.h. spanabhebende Bearbeitung nach der Wärmeaushärtung, erreicht werden.For this purpose, the surfaces of the metallic components sealingly against one another are machined, in particular lapped, in order to produce a desired surface roughness. If the lapping is difficult or not feasible because a component in question has a projecting pin or the like. has a surface texture sufficient to form a hard seal (metal on metal) can be achieved by hard turning, ie machining after heat curing.
Um eine korrekte Montageposition sicherzustellen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass der vorspringende antriebswellenzugewandte Abschnitt des Gehäuseteils einen Zentrierbund bildet, mit dem das Gehäuseteil in der radialen Öffnung des Gehäusegrundkörpers positionierbar ist.In order to ensure a correct installation position, it has proven to be advantageous that the projecting section of the housing part facing the drive shaft forms a centering collar with which the housing part can be positioned in the radial opening of the housing base body.
Um den beim Verdichtungshub der Pumpenkolben nicht nutzbaren Totraum so klein wie möglich zu halten und damit den Wirkungsgrad der Radialkolbenpumpe zu erhöhen, erweist es sich als vorteilhaft, wenn das ansaugseitige und das hochdruckseitige Rückschlagventil in das jeweilige den Zylinderraum bildende Gehäuseteil integriert sind.In order to keep the dead space that is not usable during the compression stroke of the pump piston as small as possible and thus to increase the efficiency of the radial piston pump, it proves to be advantageous if the suction-side and the high-pressure side check valve are integrated into the respective housing part forming the cylinder space.
Der Zylinderraum könnte von einer radial nach außen verlaufenden Sacklochbohrung in dem Gehäuseteil gebildet sein. Um die Wandung des Zylinderraums in geeigneter Weise bearbeiten zu können, z.B. zu läppen, erweist es sich indessen als vorteilhaft, wenn das Gehäuseteil eine den Zylinderraum bildende zur Antriebswelle radial verlaufende Durchgangsöffnung aufweist, die radial außen von einem metallischen Verschlusselement, das in die Durchgangsöffnung eingeschraubt ist, verschlossen ist.The cylinder space could be formed by a radially outward blind bore in the housing part. In order to be able to process the wall of the cylinder chamber in a suitable manner, e.g. lapping, it proves to be advantageous, however, if the housing part has a through-opening which forms the cylinder space and runs radially to the drive shaft and which is closed radially on the outside by a metallic closure element which is screwed into the through-opening.
Zur Abdichtung der Durchgangsöffnung durch das metallische Verschlusselement wird dieses in vorteilhafter Weise mit seiner Stirnseite gegen eine axiale Stufe in der Durchgangsöffnung derart angezogen, dass eine hochdruckdichte Abdichtung erreicht i stTo seal the through opening by means of the metallic closure element, it is advantageously drawn with its end face against an axial step in the through opening in such a way that a high-pressure-tight seal is achieved i st
In weiterer Ausbildung dieses Erfindungsgedankens ist an der Stirnseite des Verschlusselements eine kantige oder sickenförmige umlaufende Erhebung ausgebildet, die beim Anziehen der Bauteile gegeneinander zu einer dichtenden plastischen Verformung entlang der Erhebung führt. Die Erhebung selbst wird jedoch nicht verformt sondern bildet nur die harte Abdichtung der ebenen Flächen.In a further embodiment of this inventive concept, an angular or bead-shaped circumferential elevation is formed on the end face of the closure element, which leads to a sealing plastic deformation along the elevation when the components are tightened against one another. However, the elevation itself is not deformed but only forms the hard seal of the flat surfaces.
Diese als Beißkantentechnik bezeichnete Abdichtung ist nicht auf die Abdichtung der radialen Durchgangsöffnung in dem den Zylinderraum bildenden Gehäuseteil mittels des Verschlusselements beschränkt, sondern auch auf andere Einsatzteile, insbesondere einschraubbare Teile, wie z.B. den Verschluss einer Zugangsöffnung zu einem Rückschlagventil, oder einen einschraubbaren Hochdruckstutzen anwendbar.This seal, which is referred to as the biting edge technique, is not limited to the sealing of the radial through opening in the housing part forming the cylinder space by means of the closure element, but also to other insert parts, in particular screw-in parts, such as, for example, the closure of an access opening to a check valve, or a screw-in high-pressure nozzle applicable.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der zeichnerischen Darstellung der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe. In der Zeichnung zeigt:Further features, details and advantages of the invention result from the drawing of the following description of a preferred embodiment of the radial piston pump according to the invention. The drawing shows:
Figur 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe in Richtung der Antriebswelle ;Figure 1 is a plan view of an embodiment of the radial piston pump according to the invention in the direction of the drive shaft;
Figur 2 einen Längsschnitt entlang der Linie II-II in Figur 1 ; Figur 3 eine Draufsicht auf das radial äußere einenFigure 2 shows a longitudinal section along the line II-II in Figure 1; Figure 3 is a plan view of the radially outer one
Zylinderraum bildende Gehäuseteil in Richtung der Pfeile III-III in Figur 2; undHousing part forming cylinder space in the direction of arrows III-III in FIG. 2; and
Figur 4 einem Ausschnit aus Figur 2 in vergrößerter Darstellung.Figure 4 shows a detail of Figure 2 in an enlarged view.
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 .FIGS. 1 and 2 show a radial piston pump for supplying high-pressure fuel in fuel injection systems, in particular in common rail systems, to 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, die zylindrisch oder polygonal ausgebildet sein kann, 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 zugewandtem 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 wird von einen radial zur Antriebswelle 4 verlaufenden Durchgangsöffnung 20 und einem radial in diesen Durgangsöffnung beweglichen Pumpenkolben 10 in einem radial äußeren Gehäuseteil 22 gebildet. Das Gehäuseteil 22 ist im Wesentlichen blockförmig und weist eine der Antriebswelle 4 zugewandte zur Längsrichtung der Durchgangsöffnung 20 senkrecht verlaufende Anlagefläche 26 auf, mit der das Gehäuseteil 22 gegen eine gleichfalls ebene von der Antriebswelle 4 radial nach außen abgewandte Anlagefläche 28 eines Gehäusegrundkörpers 30 anliegt.The radial piston pump comprises a drive shaft 4, which is mounted in a pump housing, generally designated by reference number 2, with an eccentrically designed shaft section 6. Three pistons 10, each offset by 120 ° from one another in the radial direction, are supported against the outer lateral surface of the drain bushing 8, which can be cylindrical or polygonal. The pistons 10 comprise a plunger 14 guided in a cylinder space 12, on the end of which facing the drive shaft 4 a plate-shaped contact section 16 is formed, with which the respective piston 10 against the outer lateral surface of the drain bushing 8 underneath Bias of a spring 18 is supported. The cylinder chamber 12 of a respective tappet 14 is formed by a through opening 20 running radially to the drive shaft 4 and a pump piston 10 radially movable in this through opening in a radially outer housing part 22. The housing part 22 is essentially block-shaped and has a contact surface 26, which faces the drive shaft 4 and runs perpendicular to the longitudinal direction of the through opening 20, by means of which the housing part 22 bears against a likewise flat contact surface 28 of a basic housing body 30 which faces radially outward from the drive shaft 4.
In einen durchmessererweiterten radial äußeren Endabschnitt 31 der Durchgangsöffnung 20 ist ein als Verschlussschraube ausgebildetes Verschlusselement 32 dichtend eingeschraubt. Zwischen der Stirnseite 34 des Verschlusselements 32 und einer axialen Stufe 36 in der Durchgangsöffnung 20 ist ein scheibenförmiges Element 38 mit einer zentralen Öffnung 40 und mit mindestens einer von der zentralen Öffnung 40 ausgehenden radialen Öffnung 42 eingesetzt. Die radiale Öffnung 42 kommuniziert mit einer Kraftstoffzuführöffnung 44 und 46 in dem Gehäuseteil 22, welche in die Anlagefläche 26 des Gehäuseteils 22 mündet und mit einer weiteren Zuführöffnung 47 in dem Gehäusegrundkörper 30 fluchtet. Ein ansaugseitiges Rückschlagventil 48 ist auf der pumpenkolbenzugewandten Seite des scheibenförmigen Elements 38 vorgesehen. Es umfasst eine topfförmige Halterung, in der eine Druckfeder untergebracht ist, die einen scheibenförmigen Ventilkörper gegen die zentrale Öffnung 40 in dem Scheibenelement 38 vorspannt. Von dem Zylinderraum 12 führt eine Kraf stoffabführöffnung 60 weg, in der ein hochdruckseitiges Rückschlagventil 62 untergebracht ist und die in eine weitereA locking element 32 designed as a locking screw is sealingly screwed into an enlarged, radially outer end section 31 of the through opening 20. A disc-shaped element 38 with a central opening 40 and with at least one radial opening 42 extending from the central opening 40 is inserted between the end face 34 of the closure element 32 and an axial step 36 in the through opening 20. The radial opening 42 communicates with a fuel supply opening 44 and 46 in the housing part 22, which opens into the contact surface 26 of the housing part 22 and is aligned with a further supply opening 47 in the basic housing body 30. A check valve 48 on the suction side is provided on the side of the disk-shaped element 38 facing the pump piston. It comprises a pot-shaped holder, in which a compression spring is accommodated, which prestresses a disk-shaped valve body against the central opening 40 in the disk element 38. From the cylinder chamber 12 leads a Kraf substance discharge opening 60, in which a high pressure side check valve 62 is housed and in another
Kraf stoffabführöffnung 61 führt, welche ebenfalls in der Anlagefläche 26 des Gehäuseteils 22 mündet und mit einer weiteren zu einem Hochdruckstutzen 64 führenden Abführleitung 65 fluchtet .Kraf substance discharge opening 61, which also opens into the contact surface 26 of the housing part 22 and is aligned with another discharge line 65 leading to a high-pressure nozzle 64.
Das Gehäuseteil 22 umfasst einen zur Antriebswelle 4 vorspringenden und zum Zylinderraum 12 konzentrischen Abschnitt 66, der in eine radiale Öffnung 67 in dem Gehäusegrundkörper 30 eingreift. Am Übergang von der Anlagefläche 26 zu dem Abschnitt 66 ist ein Zentrierbund 68 vorgesehen, mit dem das Gehäuseteil 22 in der radialen Öffnung 67 positioniert ist. Das Gehäuseteil 22 ist über Schrauben 69 gegen den Gehäusegrundkörper 30 derart angezogen, dass die Anlagefläche 26 des Gehäuseteils 22 und die Anlagefläche 28 des Gehäusegrundkörpers 30 in direkter metallischer Anlage aneinander eine Hochdruckabdichtung bewirken, so dass die KraftstoffZuführöffnungen 46, 47 und die weiteren Zuführ- bzw. Abführöffnungen 61, 65 in dem Gehäusegrundkörper 30 abgedichtet sind, und zwar ohne dass zusätzliche Dichtungselemente verwendet werden müssen. Auf diese Weise ist im montierten Zustand der Radialkolbenpumpe eine statisch genau definierte Lage des Gehäuseteils 22 am Gehäusegrundkörper 30 erreicht, und sämtlicheThe housing part 22 comprises a section 66 projecting to the drive shaft 4 and concentric to the cylinder space 12, which engages in a radial opening 67 in the housing base body 30. At the transition from the contact surface 26 to the section 66, a centering collar 68 is provided with which the housing part 22 is positioned in the radial opening 67. The housing part 22 is tightened by screws 69 against the housing base body 30 in such a way that the contact surface 26 of the housing part 22 and the contact surface 28 of the housing base body 30 bring about a high-pressure seal in direct metallic contact with one another, so that the fuel supply openings 46, 47 and the further supply or Discharge openings 61, 65 are sealed in the housing base body 30, without the need to use additional sealing elements. In this way, in the assembled state of the radial piston pump, a statically precisely defined position of the housing part 22 on the housing base body 30 is achieved, and all of them
Hockdruckdichtstellen sind voneinander entkoppelt. Dadurch, dass die Rückschlagventile 48,62 in dem radial äußeren Gehäuseteil 22 untergebracht sind, ist dieses Gehäuseteil als Baugruppe vormontierbar und gesondert druckprüfbar . Die Abdichtung des durchmessererweiterten radial äußeren Endabschnitts 31 der Durchgangsöffnung 20 durch das eingeschraubte Verschlusselement 32 erfolgt dadurch, dass an der Stirnseite 34 des Verschlusselements 32 eine um die zentrale Öffnung 40 in dem Scheibenelement 38 umlaufende sickenförmige Erhebung 70, eine sogenannte Beisskante, vorgesehen ist, die sich beim Anziehen des Verschlusselements 32 in das Metall des Scheibenelements 38 "eingräbt". Hierdurch wird das Scheibenelement 38 mit seiner gegenüberliegenden Seite derart gegen die axiale hartgedrehte Stufe 36 gedrückt, dass auch dort eine Hochdruckabdichtung erzielt wird.High pressure sealing points are decoupled from each other. Because the check valves 48, 62 are accommodated in the radially outer housing part 22, this housing part can be preassembled as an assembly and can be separately pressure-tested. The sealing of the diameter-widened radially outer end section 31 of the through opening 20 by the screwed-in closure element 32 takes place in that a bead-like elevation 70, a so-called biting edge, is provided on the end face 34 of the closure element 32, which surrounds the central opening 40 in the disc element 38 "digs" into the metal of the disk element 38 when the closure element 32 is tightened. As a result, the disk element 38 is pressed with its opposite side against the axially hard-turned step 36 in such a way that a high-pressure seal is also achieved there.
In entsprechender Weise ist auch an der Stirnseite 72 des Hochdruckstutzens 64 eine Beisskante 74 ausgebildet. Auch eine Verschlussschraube 76, welche eine Montage- und Zugangsöffnung zu dem hochdruckseitigen Rückschlagventil 62 verschließt, ist mit einer Beisskante gegen eine Stufe angezogen.In a corresponding manner, a bite edge 74 is also formed on the end face 72 of the high-pressure nozzle 64. A screw plug 76, which closes an assembly and access opening to the high-pressure check valve 62, is tightened against a step with a biting edge.
Bei Umdrehung der Antriebswelle 4 aus der in Figur 2 dargestellten Stellung wird der Kolben 10 unter Wirkung der Druckfeder 18 aus dem Zylinderraum 12 herausbewegt. Hierdurch sinkt der Druck im Zylinderraum, und bei Unterschreiten eines Öffnungsdrucks öffnet das ansaugseitige Rückschlagventil 48, so dass Kraftstoff über die Zuführöffnung 46, 44, 42, 40 in den Zylinderraum angesaugt wird. Beim anschließenden Verdichtungshub schließt das Rückschlagventil 48 und das hochdruckseitige Rückschlagventil 62 öffnet, so dass unter Hochdruck stehender Kraftstoff über die Abführöffnung 60, 61, 65 zum Hochdruckstutzen 64 gefördert werden kann. When the drive shaft 4 rotates from the position shown in FIG. 2, the piston 10 is moved out of the cylinder space 12 under the action of the compression spring 18. As a result, the pressure in the cylinder chamber drops, and if the opening pressure falls below an opening pressure, the non-return valve 48 opens, so that fuel is sucked into the cylinder chamber via the supply opening 46, 44, 42, 40. During the subsequent compression stroke, the check valve 48 closes and the high-pressure check valve 62 opens, so that fuel under high pressure can be delivered to the high-pressure nozzle 64 via the discharge opening 60, 61, 65.

Claims

Patentansprüche claims
Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei einem Common-Rail-Einspritzsystem, mit einer in einem Pumpengehäuse (2) gelagerten Antriebswelle (4) , die exzentrisch ausgebildet ist oder in Umfangsrichtung mehrere nockenartige Erhebungen aufweist, und mit vorzugsweise mehreren bezüglich der Antriebswelle radial in einem jeweiligen Zylinderraum (12) angeordneten Kolben (10), die bei Umdrehen der Antriebswelle (4) in dem Zylinderraum in radialer Richtung hin- und her bewegbar sind, und mit Rückschlagventilen (48, 62) auf der Ansaugseite und der Hochdruckseite, wobei für jeden Kolben (10) ein den jeweiligen Zylinderraum (12) bildendes metallisches Gehäuseteil (22) mit einer Kraf stoffzuführöffnung (46, 44) und einer Kraftstoffabführöffnung (60, 61) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (22) bezüglich der Antriebswelle (4) von radial außen mit ebener Anlagefläche (26) gegen eine ebene Anlagefläche (28) des metallischen Gehäusegrundkörper (30) anliegt und ein vorspringender zum Zylinderraum (12) konzentrischer antriebswellenzugewandter Abschnitt (66) des Gehäuseteils (22) sich durch eine radiale Öffnung (67) des Gehäusegrundkörpers (30) hindurch in Richtung auf die Antriebswelle (4) erstreckt, dass in der ebenen Anlagefläche (26) die Kraftstoffzuführöffnung (46) und die Kraftstoffabführöffnung (61) münden und mit weiteren Zuführ- bzw. Abführöffnungen (47, 65) in dem Gehäusegrundkörper (30) fluchten, und dass das Gehäuseteil (22) über Schrauben (69) derart gegen den Gehäusegrundkörper (30) angezogen ist, dass die Anlageflächen (26, 28) ohne Zwischenordnung von Dichtungselementen eine Hochdruckabdichtung bewirken.Radial piston pump for supplying high-pressure fuel in fuel injection systems of internal combustion engines, in particular in a common rail injection system, with a drive shaft (4) mounted in a pump housing (2), which is eccentric or has several cam-like elevations in the circumferential direction, and preferably several with respect to the drive shaft Pistons (10) arranged radially in a respective cylinder space (12), which can be moved back and forth in the cylinder space when the drive shaft (4) is turned around, and with check valves (48, 62) on the suction side and the high pressure side, wherein for each piston (10) a metallic housing part (22) forming the respective cylinder space (12) with a fuel supply opening (46, 44) and a fuel discharge opening (60, 61) is provided, characterized in that the housing part (22) with respect the drive shaft (4) from the outside radially with a flat contact surface (26) against egg ne flat contact surface (28) of the metallic housing base body (30) abuts and a projecting section (66) of the housing part (22) facing the cylinder chamber (12) concentrically through a radial opening (67) of the housing base body (30) in the direction of the The drive shaft (4) extends so that the fuel feed opening (46) and the fuel discharge opening (61) open in the flat contact surface (26) and also further feed or discharge openings (47, 65) are aligned in the basic housing body (30), and that the housing part (22) is tightened against the basic housing body (30) by means of screws (69) in such a way that the contact surfaces (26, 28) are without Intermediate arrangement of sealing elements cause a high pressure seal.
2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle mit Hochdruck beaufschlagten Dichtstellen von gegeneinander angezogenen metallischen Bauteilen (22, 30; 32, 38; 64, 30; 22, 76) ohne Zwischenordnung zusätzlicher Dichtungselemente gebildet sind.2. A radial piston pump according to claim 1, characterized in that all the sealing points acted upon by high pressure are formed by mutually attracted metallic components (22, 30; 32, 38; 64, 30; 22, 76) without the interposition of additional sealing elements.
3. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der vorspringende antriebswellenzugewandte Abschnitt (66) des Gehäuseteils (22) einen Zentrierbund (68) bildet, mit dem das Gehäuseteil (22) in der radialen Öffnung (67) des Gehäusegrundkörpers (30) positionierbar ist.3. Radial piston pump according to claim 1 or 2, characterized in that the projecting portion (66) of the housing part (22) facing the drive shaft forms a centering collar (68) with which the housing part (22) in the radial opening (67) of the housing base body (30 ) can be positioned.
4. Radialkolbenpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ansaugseitige und das hochdruckseitige Rückschlagventil (48, 62) in das Gehäuseteil (22) integriert sind.4. Radial piston pump according to one of the preceding claims, characterized in that the suction-side and the high-pressure side check valve (48, 62) are integrated in the housing part (22).
5. Radialkolbenpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (22) eine den Zylinderraum (12) bildende zur Antriebswelle (4) radial verlaufende Durchgangsöffnung (20) aufweist, die radial außen von einem metallischen Verschlußelement (32), das in die Durchgangsöffnung (20) eingeschraubt ist, verschlossen ist.5. Radial piston pump according to one of the preceding claims, characterized in that the housing part (22) has a through-opening (20) which forms the cylinder space (12) and runs radially to the drive shaft (4), which is radial is closed on the outside by a metallic closure element (32) which is screwed into the through opening (20).
6. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Verschlußelement (32) mit seiner Stirnseite (34) gegen eine axiale Stufe (36) in der Durchgangsöffnung (20) derart angezogen ist, dass eine hochdruckdichte Abdichtung bewirkt wird.6. Radial piston pump according to claim 5, characterized in that the metallic closure element (32) with its end face (34) against an axial step (36) in the through opening (20) is attracted such that a high pressure-tight seal is effected.
7. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stirnseite (34) des Verschlußelements (32) eine kantige oder sickenförmige umlaufende Erhebung (70) ausgebildet ist, die beim Anziehen der Bauteile gegeneinander zu einer dichtenden plastischen Verformung entlang der Erhebung führt.7. Radial piston pump according to claim 6, characterized in that an angular or bead-shaped circumferential elevation (70) is formed on the end face (34) of the closure element (32), which leads to a sealing plastic deformation along the elevation when the components are tightened against one another.
8. Radialkolbenpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer der gegeneinander anliegenden Dichtflächen der metallischen Bauteile (32, 38, 22; 64, 30; 76, 22)) eine kantige oder sickenförmige Erhebung (70, 74) ausgebildet ist, die beim Anziehen der Bauteile gegeneinander zu einer dichtenden plastischen Verformung entlang der Erhebung führt. 8. Radial piston pump according to one of the preceding claims, characterized in that an angular or beaded elevation (70, 74) is formed on one of the mutually abutting sealing surfaces of the metallic components (32, 38, 22; 64, 30; 76, 22) , which leads to a sealing plastic deformation along the elevation when the components are tightened against each other.
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