EP1596065A1 - Radialkolbenpumpe mit Ausgleichsgewicht - Google Patents

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EP1596065A1
EP1596065A1 EP05103658A EP05103658A EP1596065A1 EP 1596065 A1 EP1596065 A1 EP 1596065A1 EP 05103658 A EP05103658 A EP 05103658A EP 05103658 A EP05103658 A EP 05103658A EP 1596065 A1 EP1596065 A1 EP 1596065A1
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EP
European Patent Office
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pump
shaft
balance weight
radial piston
pump shaft
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EP05103658A
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English (en)
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Ngoc-Tam Vu
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Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Siemens AG
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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
    • 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
    • F04B53/001—Noise damping

Definitions

  • the invention relates to a radial piston pump with an in a drive shaft mounted on a pump housing and at least a driven by the drive shaft pump unit.
  • the radial piston pump has a pump housing in which a pump shaft is rotatable is stored. At the pump shaft is an eccentric section formed on which a cam ring is slidably guided. To the Hubring preferably support several, with respect to the drive shaft radially movably guided in the pump housing Pump piston off.
  • Each pump piston is a suction valve as well associated with a pressure valve. During the intake stroke is the Pump cylinder supplied fuel from the low pressure area. After the compression stroke reaches the compressed Fuel via the pressure valve to a common high-pressure accumulator, the so-called common rail.
  • Such a radial piston pump is usually a Pre-fuel pump upstream, which is the fuel from the fuel tank to the high pressure pump supplies.
  • the fuel feed pump is usually powered by an electric motor or driven by the camshaft.
  • the invention is characterized in that on the pump shaft a balance weight is arranged, which is an imbalance counteracts the pump shaft during pump operation.
  • the balance weight is designed such that it generates a centrifugal force in pump operation, the Centrifugal force of the eccentric counteracts. hereby The centrifugal forces cancel each other and the torsional vibrations the pump are effectively prevented.
  • the Centrifugal force of the balance weight can be over the Mass of the balance weight as well as the eccentricity of the Determine the balance weight to the pump shaft axis.
  • the balance weight preferably has the same Eccentricity on as the eccentric portion of the pump shaft.
  • the mass of the balance weight can then be across the thickness or set the outer circumference of the balance weight become.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the balance weight with the pump shaft via a shaft-hub connection connected is. Shaft-hub connections can be easily manufactured and ensure a safe Connection between the balance weight and the pump shaft.
  • the one shaft-hub connection is designed as a positive connection.
  • the positive connection allows a particularly secure connection between the pump shaft and the balance weight. A release of the connection during pump operation is thereby excluded.
  • splined shaft profiles, serrations or polygonal profiles are suitable as a form-locking connection. It is also possible to positively connect the positive connection between the balance weight and the pump shaft by additional elements such as feather keys, sliding spring or transverse pins.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention sees before that the positive connection is formed in such a way is that the balance weight only in a predetermined position can be fixed on the pump shaft. This will be the Installation of the balance weight on the pump shaft considerably facilitated.
  • the positive connection is such designed that the centrifugal force of the balance weight of the Centrifugal force of the eccentric is opposite. An error during assembly is safely avoided because the balance weight can only be fixed in a predetermined position.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides in that the pump shaft has a cantilevered End Schemet having arranged on the balance weight is.
  • the pump shaft has a cantilevered End Schemet having arranged on the balance weight is.
  • the cantilever end of the pump shaft it is particularly easy to take a recording profile for the balance weight form.
  • the balance weight can then very simply attached to the cantilevered end area become. So that the balance weight does not differ from the Pump shaft can solve, it is Favor additionally by a Secured fuse element.
  • a Secured fuse element are suitable for backup Wedges between the balance weight and the Pump shaft to be driven.
  • the shaft and the hub has a receiving groove. Through the receiving groove in both Components, the installation position is clearly specified to each other.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides before that the balance weight at the same time a rotor for a fuel feed pump is.
  • This allows the prefeed pump structurally arranged very close to the radial piston pump be, resulting in a particularly compact design.
  • the pre-feed pump can be controlled by a special produce a small number of components, which facilitates assembly and significantly reduced the manufacturing costs.
  • the fuel feed pump is as Paddlewheel pump formed.
  • the Sperrwügelpumpe is suitable especially because of its simple structure.
  • the Sperrwügelpumpe consists essentially only of an outer ring with a mostly spring-loaded, fixed blocking wing and the counterweight designed as a rotor.
  • the pre-feed pump can thus be particularly inexpensive and easy form.
  • the rotor of the Sperrwügelpumpe is designed as a rotary valve.
  • the prefeed pump is an inlet and an outlet window formed, which by the as a rotary valve trained rotor is opened or closed. Consequently can be dispensed with additional intake and exhaust valves, thereby further simplifying the construction of the prefeed pump.
  • Fuel feed pump in the pump housing of the radial piston high pressure pump integrated.
  • the integration of Fuel feed pump allows a particularly compact design the pump unit.
  • the radial piston pump according to the invention is thus distinguished on the one hand characterized in that on the pump shaft, a balance weight is arranged, which is an imbalance of the pump shaft counteracts during pump operation.
  • the balance weight as a rotor for a Fuel feed pump can be used. This leaves a particularly inexpensive and simply constructed pump unit, consisting of the radial piston high-pressure pump and the Fuel feed pump, train.
  • FIG. 1a shows a radial section through the radial piston high-pressure pump.
  • the radial piston high pressure pump consists essentially from a pump housing 1, in which a pump shaft 2 is arranged rotatably mounted.
  • the pump shaft 2 has an eccentric section 3.
  • On the eccentric section 3 a cam ring 11 is slidably mounted.
  • the lifting ring 11 has one of the number of pump piston 4 corresponding number of Flattening up.
  • the pump pistons 4 are supported by sliding shoes 12 at the flattenings of the cam ring 11 from.
  • the pump pistons 4 are during the pump operation of the eccentric section the pump shaft 2 in the pump cylinder 5 back and reciprocated. They lead alternately a suction and a Compression stroke through.
  • the pump shaft 2 has a flying stored end portion 10 on.
  • the cantilevered end area 10 has two flats 7 for positive recording serve a balance weight 6.
  • the balance weight 6 has a breakthrough, one to the overhung End region 10 has corresponding shape, so that a positive connection between the cantilevered End portion 10 and the balance weight 8 is.
  • the balance weight in addition to a securing element 13 secured.
  • the securing element 13 is preferably in one, both in the pump shaft and in the balance weight 6 trained groove introduced and braced the two Components with each other. Particularly suitable for this purpose Wedges. Both in the balance weight 6 and in the pump shaft trained groove additionally ensures that the balance weight 6 attached only in one position on the pump shaft 2 can be. As a result, assembly errors can be avoided be and the balance weight 6 is always correct to Exzenterabêt 3 of the pump shaft 2 aligned.
  • the balance weight 6 has the same eccentricity as the eccentric portion 3 of the pump shaft 2.
  • the balance weight 6 is, however, to the eccentric order 180 °, shifted on the pump shaft 2 arranged. hereby generates the balance weight 6 during pump operation a centrifugal force that counteracts the centrifugal force of the eccentric. The centrifugal forces cancel each other out, resulting in torsional vibrations the pump can be effectively avoided.
  • the balancing weight of the balance weight 6 can on the Eccentricity s of the balance weight 6 and the thickness or set the diameter of the balance weight 6 become.
  • balance weight 6 not attached to a cantilevered end portion 10 is, but before mounting on the pump shaft. 2 is postponed.
  • the cantilevered end allows However, a particularly simple installation of the balance weight 6 after assembly of pump housing and Pump shaft.
  • the balance weight 6 simultaneously as a rotor 8 for a fuel priming pump 9 can be used.
  • the fuel feed pump 9 consists essentially of the rotor 8 designed as Balance weight 6, an outer ring 15 and a fixed blocking wing 16.
  • At the front of the fuel priming pump 9 is an inlet and an outlet window 17, 18 are formed, through which the fluid flow in or out can.
  • the pump chamber 19 results from the eccentric Arrangement of the rotor 8 with respect to the outer ring 15. As a result creates a sickle-shaped pump chamber 19, which with the rotation of the drive shaft 2 and the rotor 8 along the scope moves.
  • the barrier wing 16 is opposed by a spring 20 pressed the rotor 8 and thereby seals the inlet side and the outlet side of the pump chamber against each other.
  • the rotor has by another 90 ° against the Turned clockwise.
  • the flow window 18 continues to open, allowing fuel from the fuel priming pump 9 is promoted.
  • the rotor 8 already the inlet window 17 is released so that fuel to flow into a part of the sickle-shaped pump chamber 19 can.
  • the inlet and the outlet side through the Barrier wing 16 separated from each other.
  • the rotor 8 has an additional 90 ° with respect to Turned clockwise, allowing it to 270 ° to its initial position is twisted. In this position is the flow window 18 almost completely closed again so that no fuel escapes from the pump. The inlet window 17, however, is almost completely released by the rotor 8 so that a maximum amount of fuel in the crescent-shaped Pumping area 19 can flow. After another Rotation of the pump shaft 8 by 90 ° is a total working stroke completed the Sperrwügelpumpe.
  • the balance weight can be advantageous at the same time as a rotor for a fuel priming pump be used.
  • fuel priming pump is particularly suitable for a Sperrwügelpumpe with a fixed barrier wing.
  • the pump housing can be directly formed in a pump cover of the pump housing be.
  • the proposed radial piston pump is particularly suitable for high-pressure fuel generation in modern common-rail injection systems.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe, insbesondere eine Radialkolbenpumpe für die Kraftstoffhochdruckerzeugung, mit einem Pumpengehäuse (1) in dem eine Pumpenwelle (2) mit einem Exzenterabschnitt (3) drehbar gelagert ist, und mit wenigstens einem von der Pumpenwelle (2) angetriebenen Pumpenkolben (4) der in einem Pumpenzylinder (5) radial zur Pumpenwelle (2) hin- und her bewegbar angeordnet ist. Auf der Pumpenwelle (2) ist ein Ausgleichsgewicht (6) angeordnet, welches einer Umwucht der Pumpenwelle (2) während des Pumpenbetriebs entgegen wirkt. Die Radialkolbenpumpe eignet sich insbesondere zur Kraftstoffhochdruckerzeugung in modernen Common-Rail-Einspritzsystemen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe mit einer in einem Pumpengehäuse gelagerten Antriebswelle und wenigstens einer von der Antriebswelle angetriebenen Pumpeneinheit.
Aus der DE 198 48 035 A1 ist bereits eine Radialkolbenpumpe für die Kraftstoffhochdruckerzeugung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei einem Common-Rail-Einspritzsystem, bekannt. Die Radialkolbenpumpe weist ein Pumpengehäuse auf, in dem eine Pumpenwelle drehbar gelagert ist. An der Pumpenwelle ist ein Exzenterabschnitt ausgebildet, auf dem ein Hubring gleitend geführt ist. An dem Hubring stützen sich vorzugsweise mehrere, bezüglich der Antriebswelle radial im Pumpengehäuse längs bewegbar geführte Pumpenkolben ab. Jedem Pumpenkolben ist ein Saugventil sowie ein Druckventil zugeordnet. Während des Ansaughubs wird dem Pumpenzylinder Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich zugeführt. Nach dem Kompressionshub gelangt der komprimierte Kraftstoff über das Druckventil zu einem gemeinsamen Hochdruckspeicher, dem sogenannten Common-Rail.
Einer derartigen Radialkolbenpumpe ist üblicherweise eine Kraftstoffvorförderpumpe vorgeschaltet, die den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank der Hochdruckpumpe zuführt. Die Kraftstoffvorförderpumpe wird in der Regel durch einen Elektromotor oder über die Nockenwelle angetrieben.
Aufgrund der Exzentrizität der Pumpenwelle kommt es im Pumpenbetrieb insbesondere bei hohen Drehzahlen zu hohen Fliehkräften, die an der Pumpenwelle angreifen und die dadurch eine Unwucht der Pumpenwelle erzeugen. Dies führt zu Drehschwingungen in der Pumpe. Die Drehschwingungen können zu Problemen, insbesondere in Hinblick auf die Befestigung der Radialkolbenpumpe am Motorblock führen. Durch die Vibrationen kann sich die Befestigung mit der Zeit lösen. Zudem können durch die Schwingungen der Radialkolbenpumpe Körperschallgeräusche erzeugt werden.
Ausgehend vom Stand der Technik ist es somit Aufgabe der Erfindung, eine Radialkolbenpumpe bereitzustellen, bei der die Drehschwingungen in der Pumpe aufgrund der Unwucht der Pumpenwelle vermieden werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, welche einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass auf der Pumpenwelle ein Ausgleichsgewicht angeordnet ist, welches einer Unwucht der Pumpenwelle während des Pumpenbetriebs entgegenwirkt. Das Ausgleichsgewicht ist dabei derart ausgebildet, dass es im Pumpenbetrieb eine Fliehkraft erzeugt, die der Fliehkraft des Exzenterabschnittes entgegenwirkt. Hierdurch heben sich die Fliehkräfte gegeneinander auf und die Drehschwingungen der Pumpe werden wirkungsvoll unterbunden. Die Fliehkraft des Ausgleichsgewichtes lässt sich dabei über die Masse des Ausgleichsgewichtes so wie die Exzentrizität des Ausgleichsgewichtes zur Pumpenwellenachse festlegen.
Erfindungsgemäß bevorzugt weist das Ausgleichsgewicht dieselbe Exzentrizität auf wie der Exzenterabschnitt der Pumpenwelle. Die Masse des Ausgleichsgewichtes kann dann über die Dicke bzw. den Aussenumfang des Ausgleichsgewichtes festgelegt werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Ausgleichsgewicht mit der Pumpenwelle über eine Wellen-Naben-Verbindung verbunden ist. Wellen-Naben-Verbindungen lassen sich einfach herstellen und gewährleisten eine sichere Verbindung zwischen dem Ausgleichsgewicht und der Pumpenwelle.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die eine Wellen-Naben-Verbindung als formschlüssige Verbindung ausgebildet. Die formschlüssige Verbindung ermöglicht eine besonders sichere Verbindung zwischen der Pumpenwelle und dem Ausgleichsgewicht. Ein Lösen der Verbindung während des Pumpenbetriebs wird dadurch ausgeschlossen. Als formschlüssige Verbindung eignen sich insbesondere Keilwellenprofile, Kerbverzahnungen oder Polygonprofile.
Es ist auch möglich die formschlüssige Verbindung zwischen dem Ausgleichsgewicht und der Pumpenwelle durch zusätzliche Elemente wie Passfedern, Gleitfeder oder Querstifte formschlüssig zu verbinden.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die formschlüssige Verbindung derart ausgebildet ist, dass das Ausgleichsgewicht nur in einer vorgegebenen Position auf der Pumpenwelle fixierbar ist. Hierdurch wird die Montage des Ausgleichsgewichtes auf der Pumpenwelle erheblich erleichtert. Die formschlüssige Verbindung ist dabei derart ausgestaltet, dass die Fliehkraft des Ausgleichsgewichtes der Fliehkraft des Exzenters entgegengerichtet ist. Ein Fehler bei der Montage wird sicher vermieden, da das Ausgleichsgewicht nur in einer vorgegebenen Position fixierbar ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Pumpenwelle einen fliegend gelagerten Endbereicht aufweist, auf dem das Ausgleichsgewicht angeordnet ist. An dem fliegend gelagerten Endbereich der Pumpenwelle lässt sich besonders einfach ein Aufnahmeprofil für das Ausgleichsgewicht ausbilden. Das Ausgleichsgewicht kann dann sehr einfach auf den fliegend gelagerten Endbereich aufgesteckt werden. Damit sich das Ausgleichsgewicht nicht von der Pumpenwelle lösen kann, wird es bevorzug zusätzlich durch ein Sicherungselement gesichert. Zur Sicherung eignen sich beispielsweise Keile, die zwischen dem Ausgleichsgewicht und der Pumpenwelle eingetrieben werden. Hierzu weist die Welle und die Nabe eine Aufnahmenut auf. Durch die Aufnahmenut in beiden Bauteilen, ist die Einbaulage zueinander eindeutig vorgegeben.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Ausgleichsgewicht gleichzeitig ein Rotor für eine Kraftstoffvorförderpumpe ist. Hierdurch kann die Vorförderpumpe baulich sehr nah an der Radialkolbenpumpe angeordnet sein, wodurch sich eine besonders kompakte Bauform ergibt. Zusätzlich lässt sich die Vorförderpumpe durch eine besonders geringe Anzahl an Bauteilen herstellen, was die Montage erleichtert und die Herstellungskosten erheblich reduziert.
Besonders bevorzugt ist die Kraftstoffvorförderpumpe als Sperrflügelpumpe ausgebildet. Die Sperrflügelpumpe eignet sich besonders aufgrund ihres einfachen Aufbaus. Die Sperrflügelpumpe besteht im wesentlichen nur aus einem Außenring mit einem meist federbelasteten, feststehenden Sperrflügel sowie dem als Rotor ausgebildeten Ausgleichsgewicht. Die Vorförderpumpe lässt sich somit besonders preiswert und einfach ausbilden.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Rotor der Sperrflügelpumpe als Drehschieber ausgebildet. In der Vorförderpumpe ist dazu ein Einlauf sowie ein Ablauffenster ausgebildet, welches durch den als Drehschieber ausgebildeten Rotor geöffnet bzw. verschlossen wird. Somit kann auf zusätzliche Ein- und Auslassventile verzichtet werden, wodurch sich der Aufbau der Vorförderpumpe weiter vereinfacht.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kraftstoffvorförderpumpe in das Pumpengehäuse der Radialkolbenhochdruckpumpe integriert. Die Integration der Kraftstoffvorförderpumpe erlaubt eine besonders kompakte Ausgestaltung der Pumpeneinheit.
Die erfindungsgemäße Radialkolbenpumpe zeichnet sich somit zum einen dadurch aus, dass auf der Pumpenwelle ein Ausgleichsgewicht angeordnet ist, welches einer Unwucht der Pumpenwelle während des Pumpenbetriebs entgegenwirkt. Zum anderen kann das Ausgleichsgewicht zusätzlich als Rotor für eine Kraftstoffvorförderpumpe verwendet werden. Hierdurch lässt sich eine besonders preiswerte und einfach aufgebaute Pumpeneinheit, bestehend aus der Radialkolbenhochdruckpumpe und der Kraftstoffvorförderpumpe, ausbilden.
Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt schematisch:
Figur 1a
einen Radialschnitt durch eine erfindungsgemäße Radialkolbenpumpeneinheit bestehend aus einer Radialkolbenpumpe und einer Vorförderpumpe,
Figur 1b
eine Detailansicht des Ausgleichsgewichtes wie es in Figur 1a verwendet werden kann,
Figur 2a
bis d eine Kraftstoffvorförderpumpe mit einem Ausgleichsgewicht nach Figur 1b, das gleichzeitig als Rotor der Kraftstoffvorförderpumpe ausgebildet ist.
Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1a zeigt einen Radialschnitt durch die Radialkolbenhochdruckpumpe. Die Radialkolbenhochdruckpumpe besteht im wesentlichen aus einem Pumpengehäuse 1, in dem eine Pumpenwelle 2 drehbar gelagert angeordnet ist. Die Pumpenwelle 2 weist einen Exzenterabschnitt 3 auf. Auf dem Exzenterabschnitt 3 ist ein Hubring 11 gleitend gelagert. Der Hubring 11 weist eine der Anzahl der Pumpenkolben 4 entsprechende Anzahl von Abflachungen auf. Die Pumpenkolben 4 stützen sich über Gleitschuhe 12 an den Abflachungen des Hubrings 11 ab. Die Pumpenkolben 4 werden während des Pumpenbetriebs vom Exzenterabschnitt der Pumpenwelle 2 im Pumpenzylinder 5 hin- und herbewegt. Dabei führen sie abwechselnd einen Saug- und einen Kompressionshub durch. Die Pumpenwelle 2 weist einen fliegend gelagerten Endbereich 10 auf. Der fliegend gelagerte Endbereich 10 hat zwei Abflachungen 7 die zur formschlüssigen Aufnahme eines Ausgleichsgewichtes 6 dienen. Das Ausgleichsgewicht 6 weist einen Durchbruch auf, der eine zum fliegend gelagerten Endbereich 10 korrespondierende Form aufweist, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen dem fliegend gelagerten Endbereich 10 und dem Ausgleichsgewicht 8 besteht.
Um ein Lösen des Ausgleichsgewichtes 6 von dem fliegend gelagerten Endbereich 10 der Pumpenwelle 2 zu verhindern, wird das Ausgleichsgewicht zusätzlich mit einem Sicherungselement 13 gesichert. Das Sicherungselement 13 ist dabei bevorzugt in einer, sowohl in der Pumpenwelle als auch im Ausgleichsgewicht 6 ausgebildeten Nut eingebracht und verspannt die beiden Bauteile miteinander. Hierzu eignen sich insbesondere Keile. Die sowohl im Ausgleichsgewicht 6 als auch in der Pumpenwelle ausgebildete Nut sorgt zusätzlich dafür, dass das Ausgleichsgewicht 6 nur in einer Position auf die Pumpenwelle 2 aufgesteckt werden kann. Hierdurch können Montagefehler vermieden werden und das Ausgleichsgewicht 6 wird stets richtig zum Exzenterabschnitt 3 der Pumpenwelle 2 ausgerichtet.
Das Ausgleichsgewicht 6 weist dabei die gleiche Exzentrizität wie der Exzenterabschnitt 3 der Pumpenwelle 2 auf. Das Ausgleichsgewicht 6 ist dabei jedoch gegenüber dem Exzenter um 180°, verschoben auf der Pumpenwelle 2 angeordnet. Hierdurch erzeugt das Ausgleichsgewicht 6 während des Pumpenbetriebs eine Fliehkraft, die der Fliehkraft des Exzenters entgegenwirkt. Die Fliehkräfte heben sich dadurch auf, wodurch Drehschwingungen der Pumpe wirksam vermieden werden.
Die Ausgleichsmasse des Ausgleichsgewichts 6 kann über die Exzentrizität s des Ausgleichsgewichtes 6 sowie die Dicke bzw. den Durchmesser des Ausgleichsgewichtes 6 festgelegt werden.
Selbstverständlich ist auch möglich, dass das Ausgleichsgewicht 6 nicht an einem fliegend gelagerten Endbereich 10 befestigt wird, sondern vor der Montage auf die Pumpenwelle 2 aufgeschoben wird. Die fliegend gelagerte Endbereich ermöglicht allerdings eine besonders einfache Montage des Ausgleichsgewichtes 6 nach dem Zusammenbau von Pumpengehäuse und Pumpenwelle.
Wie Anhand der Figuren 2a- d ersichtlich ist, kann das Ausgleichsgewicht 6 gleichzeitig als Rotor 8 für eine Kraftstoffvorförderpumpe 9 verwendet werden. Die Kraftstoffvorförderpumpe 9 besteht im wesentlichen aus dem als Rotor 8 ausgebildeten Ausgleichsgewicht 6, einem Außenring 15 sowie einem feststehenden Sperrflügel 16. An der Stirnseite der Kraftstoffvorförderpumpe 9 ist ein Einlauf- und ein Ablauffenster 17, 18 ausgebildet, durch die das Fluid ein- bzw. ausströmen kann. Der Pumpenraum 19 ergibt sich durch die exzentrische Anordnung des Rotors 8 bezüglich des Außenrings 15. Hierdurch entsteht ein sichelförmiger Pumpenraum 19, welcher sich mit der Umdrehung der Antriebswelle 2 bzw. des Rotors 8 entlang des Umfangs bewegt. Hierdurch kann je nach Lage Rotors 8, Kraftstoff durch das Einlauffenster 17 in den Pumpenraums 19 einlaufen bzw. durch das Ablauffenster 18 aus dem Pumpenraum 19 ablaufen. Der Sperrflügel 16 wird über eine Feder 20 gegen den Rotor 8 gedrückt und dichtet dadurch die Einlassseite und die Auslassseite des Pumpenraums gegeneinander ab.
Nachfolgend wird an den Figuren 2a bis 2d die Funktionsweise der Sperrflügelpumpe beschrieben.
In Figur 2a befindet sich der Rotor 8 in seiner oberen Ausgangsstellung. Dabei ist das Ablauffenster 18 vollständig vom Rotor 8 verschlossen, so dass kein Kraftstoff aus dem sichelförmigen Pumpenraum 19 ausströmen kann. Das Einlauffenster 17 ist dagegen nicht vollständig vom Rotor 8 verschlossen und Kraftstoff kann durch das Einlauffenster 17 in den sichelförmigen Pumpenraum 19 einströmen.
In Figur 2b hat sich der Rotor um 90° entgegen dem Uhrzeigersinns gedreht. In dieser Position verschließt der Rotor 8 das Einlassfenster 17 vollständig. Der sichelförmige Pumpenraum 19 hat sich ebenfalls um 90° gegenüber dem Uhrzeigersinn verschoben, so dass nun das Ablauffenster 18 vom Rotor 8 freigegeben wird und der Kraftstoff aus dem Ablauffenster 18 aus der Kraftstoffvorförderpumpe 9 ausströmen kann.
In Figur 2c hat sich der Rotor um weitere 90° entgegen dem Uhrzeigersinns gedreht. In dieser Phase ist das Ablauffenster 18 weiterhin geöffnet, so dass Kraftstoff von der Kraftstoffvorförderpumpe 9 gefördert wird. Gleichzeitig wird vom Rotor 8 bereits das Einlassfenster 17 freigegeben so dass Kraftstoff in einen Teil des sichelförmigen Pumpenraums 19 einströmen kann. Die Zulauf- und die Ablaufseite durch den Sperrflügel 16 voneinander getrennt.
In Figur 2d hat sich der Rotor 8 um weitere 90° gegenüber dem Uhrzeigersinns gedreht, so dass er um 270° zu seiner Ausgangsstellung verdreht ist. In dieser Position ist das Ablauffenster 18 wieder fast vollständig geschlossen so dass kein Kraftstoff mehr aus der Pumpe ausströmt. Das Einlassfenster 17 wird hingegen fast vollständig vom Rotor 8 freigegeben so dass eine maximale Kraftstoffmenge in den sichelförmigen Pumpenbereich 19 einströmen kann. Nach einer weiteren Drehung der Pumpenwelle 8 um 90° ist ein gesamter Arbeitshub der Sperrflügelpumpe abgeschlossen.
Neben einer Ausbildung der Kraftstoffvorförderpumpe als Sperrflügelpumpe sind auch andere Ausführungen denkbar. So ist es beispielsweise auch denkbar, den Rotor mit mehreren verschiebbaren Flügeln auszubilden und die Pumpe als Flügelzellenpumpe zu betreiben.
Zusammenfassend lässt sich somit feststellen, dass durch die Verwendung eines Ausgleichsgewichtes, welches an der Pumpenwelle angeordnet ist eine Umwucht der Pumpenwelle aufgrund eines an der Pumpenwelle ausgebildeten Exzenterabschnittes vermieden werden kann. Hierdurch können Drehschwingungen der Pumpe wirkungsvoll unterbunden werden. Das Ausgleichsgewicht kann dabei vorteilhaft gleichzeitig als Rotor für eine Kraftstoffvorförderpumpe verwendet werden. Als Kraftstoffvorförderpumpe eignet sich insbesondere eine Sperrflügelpumpe mit einem feststehenden Sperrflügel. Das Pumpengehäuse kann direkt in einen Pumpendeckel des Pumpengehäuses ausgebildet sein. Die vorgeschlagene Radialkolbenpumpe eignet sich insbesondere zur Kraftstoffhochdruckerzeugung in modernen Common-Rail-Einspritzsystemen.

Claims (10)

  1. Radialkolbenpumpe, insbesondere Radialkolbenpumpe für die Kraftstoffhochdruckerzeugung, mit einem Pumpengehäuse (1), in dem eine Pumpenwelle (2) mit einem Exzenterabschnitt (3) drehbar gelagert ist und mit wenigstens einem von der Pumpenwelle (2) angetriebenen Pumpenkolben (4), der in einem Pumpenzylinder (5) radial zur Pumpenwelle (2) hin- und her bewegbar angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    auf der Pumpenwelle (2) ein Ausgleichsgewicht (6) angeordnet ist, welches einer Unwucht der Pumpenwelle (2) während des Pumpenbetriebs entgegenwirkt.
  2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Ausgleichsgewicht (6) die selbe Exzentrizität (e) aufweist wie der Exzenterabschnitt (3) der Pumpenwelle (2) .
  3. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Ausgleichsgewicht (6) mit der Pumpenwelle (2) über eine Wellen-Naben-Verbindung (7) verbunden ist.
  4. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Wellen-Naben-Verbindung (7) als formschlüssige Verbindung ausgebildet ist.
  5. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die formschlüssige Verbindung derart ausgebildet ist, dass das Ausgleichsgewicht (6) nur in einer vorgegebenen Position auf der Pumpenwelle (2) fixierbar ist.
  6. Radialkolbenpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Pumpenwelle (2) einen fliegend gelagerten Endbereich (10) aufweist, auf dem das Ausgleichsgewicht (6) angeordnet ist.
  7. Radialkolbenpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Ausgleichsgewicht (6) gleichzeitig ein Rotor (8) für eine Kraftstoffvorförderpumpe (9) ist.
  8. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kraftstoffvorförderpumpe (9) eine Sperrflügelpumpe ist.
  9. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Rotor (8) der Sperrflügelpumpe als Drehschieber ausgebildet ist.
  10. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kraftstoffvorförderpumpe (9) in dass Pumpengehäuse (1) integriert ist.
EP20050103658 2004-05-11 2005-05-03 Radialkolbenpumpe mit Ausgleichsgewicht Expired - Fee Related EP1596065B1 (de)

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DE102004023195 2004-05-11
DE200410023195 DE102004023195B4 (de) 2004-05-11 2004-05-11 Radialkolbenpumpe mit Ausgleichsgewicht

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EP1596065A1 true EP1596065A1 (de) 2005-11-16
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