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EP0970309A1 - Radialkolbenpumpe zur kraftstoffhochdruckversorgung - Google Patents

Radialkolbenpumpe zur kraftstoffhochdruckversorgung

Info

Publication number
EP0970309A1
EP0970309A1 EP98963344A EP98963344A EP0970309A1 EP 0970309 A1 EP0970309 A1 EP 0970309A1 EP 98963344 A EP98963344 A EP 98963344A EP 98963344 A EP98963344 A EP 98963344A EP 0970309 A1 EP0970309 A1 EP 0970309A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive shaft
piston pump
radial piston
pump according
radial
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.)
Granted
Application number
EP98963344A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0970309B1 (de
EP0970309B2 (de
Inventor
Bernd Streicher
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7850594&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0970309(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0970309A1 publication Critical patent/EP0970309A1/de
Publication of EP0970309B1 publication Critical patent/EP0970309B1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0970309B2 publication Critical patent/EP0970309B2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime 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
    • 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
    • F04B1/0439—Supporting or guiding means for the pistons
    • 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
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/04—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by special arrangement of cylinders with respect to piston-driving shaft, e.g. arranged parallel to that shaft or swash-plate type pumps
    • F02M59/06—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by special arrangement of cylinders with respect to piston-driving shaft, e.g. arranged parallel to that shaft or swash-plate type pumps with cylinders arranged radially to driving shaft, e.g. in V or star arrangement
    • 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
    • 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
    • F04B1/0421—Cylinders

Definitions

  • the invention relates to a radial piston pump for high-pressure fuel supply
  • 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 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 rotate the drive shaft can be moved back and forth in the respective cylinder space in the radial direction.
  • the present invention can be used not only with a radial piston pump, but also with high-pressure pumps, in particular with a demand quantity control.
  • the base of the piston is in contact with the drive shaft.
  • the pistons are successively caused to reciprocate by the eccentricity of the drive shaft or by the cam-like elevations on the drive shaft.
  • the rotating drive shaft does not apply to the pistons only forces applied in the radial direction with respect to the drive shaft, ie in the longitudinal direction of the pistons, but also transversely to the pistons. These transverse forces create a moment on the respective piston.
  • the invention is therefore based on the problem of providing a radial piston pump which overcomes the disadvantages mentioned above.
  • damage to the piston foot, such as cage breaks, should be prevented, so that proper operation of the
  • Radial piston pump is guaranteed even with partial filling.
  • the radial piston pump according to the invention is designed to withstand a pump pressure of up to 2000 bar.
  • a radial piston pump for high-pressure fuel supply
  • 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 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 can be moved back and forth in the respective cylinder space by rotating the drive shaft in the radial direction, in that a transverse force receiving device is arranged between the pistons and the drive shaft.
  • the damage to the piston foot is caused by the moments acting on the piston.
  • the transverse force absorption device absorbs the forces acting transversely to the pistons.
  • a special embodiment of the invention is characterized in that the transverse force absorption device can be moved back and forth in the same direction as the associated piston. This ensures that forces from the drive shaft in the radial direction, i.e. in
  • Shear force absorption device can be delivered to the piston.
  • the reciprocating movement of the pistons required for the operation of the pump is thus the
  • Shear force absorption device each in a hole in the housing is guided, which extends in the same direction as the associated cylinder space.
  • the guide enables the lateral force absorption device to be moved back and forth even at high pump pressures and rapid load changes. In particular, tilting of the transverse force absorption device in the cylinder space is avoided.
  • Shear force receiving device is a tappet with a cup-shaped body.
  • a cup-shaped tappet is particularly well suited for absorbing the transverse forces.
  • Other shapes that fulfill the same function are also conceivable.
  • Another particular embodiment of the invention is characterized in that the bottom of the tappet is formed by a force-absorbing plate.
  • Force absorption plate is in contact with the drive shaft and can have a different thickness depending on the load.
  • the surface of the force absorption plate can be specially treated to ensure high wear resistance.
  • Another special embodiment of the invention is characterized in that the force absorption plate is connected to a guide ring by the cup-shaped body.
  • the guide ring slides in the cylinder space.
  • the surface in contact with the cylinder space can be specially treated to minimize the frictional forces.
  • the guide ring ensures that the transverse force absorption device does not become jammed in the cylinder space.
  • the dimensions of the guide ring depend on the pump pressure and the number of load changes per Time unit.
  • Another particular embodiment of the invention is' t characterized in that several openings are provided in the cup-shaped body.
  • the openings serve to equalize the pressure and ensure that there is only a minimal pressure difference between the space surrounding the drive shaft and the respective cylinder space even when the full stroke is used.
  • the increase in Hertz 'pressure in the useful stroke remains small and full filling of the element is ensured in the suction stroke.
  • Another special embodiment of the invention is characterized in that the pistons are each pressed by a spring against the associated force-absorbing plate of the tappet.
  • the piston is moved towards the drive shaft by the spring force, so that fuel is drawn in.
  • the force receiving plate of the bucket tappet is pressed against the drive shaft by a spring.
  • the force-receiving plate it would be necessary for the force-receiving plate to be connected to the piston in order to ensure the intake of fuel. If the spring force is applied directly to the piston, this connection between the force-receiving plate and the piston can be omitted.
  • This variant has the advantage that such a radial piston pump can be produced easily and inexpensively.
  • the application of the present invention to known radial piston pumps is readily possible.
  • Another special embodiment of the invention is characterized in that the force receiving plate is slightly convex on the side facing the drive shaft.
  • the convex formation of the Force plate serves to reduce the contact area between the drive shaft and force plate. This advantageously reduces the torque applied to the bucket tappet by the drive shaft.
  • the elastic deformation of the tappet must be taken into account.
  • Another special embodiment of the invention is characterized in that a ring is arranged between the drive shaft and the tappets.
  • the ring is used to transmit the forces from the drive shaft to the force plate.
  • the ring is advantageously slidably mounted on the drive shaft.
  • the ring can be either cylindrical or polygonal.
  • the present invention generally has the advantage that it can be implemented simply and inexpensively.
  • the basic idea of the present invention can easily be applied to existing radial piston pumps, e.g. one provided on the piston
  • Ram plate is replaced by a bucket tappet.
  • the component strength is increased, especially with zero delivery in the suction stroke.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a radial piston pump according to the invention
  • FIG. 2 shows a section along line AB through the radial piston pump from FIG. 1;
  • Figure 3 shows a bottom view of a tappet according to the invention
  • FIG. 4 shows the representation of a section through the cup tappet from FIG. 3 along the line B-C;
  • Figure 5 shows a sectional view of another
  • FIG. 6 shows a section along the line A-B through the radial piston pump from FIG. 5.
  • Figures 1 and 2 show a radial piston pump for high-pressure fuel supply
  • the fuel supply and dimensioning takes place via a metering unit, not shown.
  • the radial piston pump according to the invention is particularly in
  • Common-rail injection systems used for the fuel supply of diesel engines.
  • “Common rail” means “common line” or “common rail”.
  • the injection nozzles in common-rail injection systems are fed from a common line.
  • the radial piston pump shown in FIGS. 1 and 2 comprises a one mounted in a pump housing 2 Drive shaft 4 with an eccentrically designed shaft section 6.
  • a ring 8 is provided on the eccentric shaft section 6, with respect to which the shaft section 6 can be rotated.
  • the ring 8 comprises three flats 10, each offset by 120 ′′ from each other, against which a piston 12 is supported.
  • the pistons 12 are each received in a cylinder space 18 for reciprocation in the radial direction in relation to the drive shaft 4.
  • a spring plate 13 is fastened, against which a spring 14 is biased.
  • the spring 14 presses the piston 12 against a force receiving plate 15, which belongs to a tappet 9, which is shown enlarged in the scale 2: 1 in FIGS. 3 and 4.
  • the force receiving plate 15 has the shape of a round disk, on the circumference of which four rectangular recesses 16 are evenly distributed.
  • the force absorption plate 15 is connected to a guide ring 19 by a cup-shaped body 17.
  • the openings 16 each extend from the force receiving plate 15 into the cup-shaped body 17.
  • the size of the openings 16 is selected so that when the cup tappet 9 is moved back and forth, pressure equalization takes place between the space in which the ring 8 is arranged and the space in which the spring 14 is arranged.
  • the openings 16 ensure that the pressure difference between the aforementioned rooms is minimal in all operating conditions.
  • the tappet according to the invention absorbs the forces in the circumferential direction of the ring 8.
  • the cup tappet 9, as shown in FIGS. 1 and 2 is guided through the guide ring 19 in a bore 24 in the housing 2.
  • the bore extends in the same direction as the associated cylinder space 18.
  • This support of the cup tappet 9 in the housing 2 guides the transverse forces from the ring 8 via the force absorption plate 15, the cup-shaped body 17 and the guide ring 19 into the housing 2 .
  • the result of this is that only forces are applied to the pistons 12 in their respective longitudinal directions. This considerably reduces the load and wear on the pistons 12.
  • the radial piston pump shown in Figures 5 and 6 largely corresponds to the embodiment shown in Figures 1 and 2. For this reason, the same reference numerals have been used for parts which are contained both in the radial piston pump in FIGS. 1 and 2 and in FIGS. 5 and 6. In order to avoid repetitions, a description of such parts is omitted in the explanation of FIGS. 5 and 6.
  • the main difference between the embodiment of Figures 5 and 6 compared to the embodiment of Figures 1 and 2 is that the ring 8 in the radial piston pump shown in Figures 5 and 6 does not have the shape of a polygon, but is cylindrical.
  • the cup tappet 9 is the same in both embodiments and corresponds to the cup tappet 9, which is shown enlarged in FIGS. 3 and 4.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft 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 nockenartige Erhebungen aufweist, und mit vorzugsweise mehreren bezüglich der Antriebswelle (4) radial in einem jeweiligen Zylinderraum (18) angeordneten Kolben (12), die durch Drehen der Antriebswelle (4) in dem jeweiligen Zylinderraum (18) in radialer Richtung hin und her bewegbar sind. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich gezeigt, dass der Kolbenfuss, der mit der Antriebswelle (4) Kontakt hat, im Betrieb beschädigt wurde. Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Radialkolbenpumpe bereitzustellen, bei der Beschädigungen des Kolbenfusses verhindert werden. Das Problem ist dadurch gelöst, dass zwischen den Kolben (12) und der Antriebswelle (4) jeweils eine Querkraftaufnahmeeinrichtung (9) angeordnet ist. Das hat den Vorteil, dass nur noch Kräfte in Längsrichtung auf die Kolben aufgebracht werden. Das bedeutet, dass praktisch keine Momente auf die Kolben wirken.

Description

Radial olbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckversorgung
Stand der Technik
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 nockenartige Erhebungen aufweist, und mit vorzugsweise mehreren bezüglich der Antriebswelle radial in einem jeweiligen Zylinderraum angeordneten Kolben, die durch Drehen der Antriebswelle in dem jeweiligen Zylinderraum in radialer Richtung hin und her bewegbar sind.
Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung nicht nur bei einer Radialkolbenpumpe eingesetzt werden kann, sondern auch bei Hochdruckpumpen insbesondere mit einer Bedarfsmengenregelung.
Bei einer innen abgestützten Radialkolbenpumpe der genannten Art hat jeweils der Fuß der Kolben Kontakt mit der Antriebswelle. Die Kolben werden durch die Exzentrizität der Antriebswelle oder durch die nockenartigen Erhebungen auf der Antriebswelle nacheinander in eine Hin- und Herbewegung versetzt. Dabei werden von der sich drehenden Antriebswelle auf die Kolben jedoch nicht nur Kräfte in bezüglich der Antriebswelle radialer Richtung aufgebracht, d.h. in Längsrichtung der Kolben, sondern auch quer zu den Kolben. Diese Querkräfte erzeugen ein Moment auf den jeweiligen Kolben.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich gezeigt, daß der Kolbenfuß, der mit der Antriebswelle oder einem zwischen Antriebswelle und Kolbenfuß angeordneten Ring Kontakt hat, im Betrieb beschädigt wurde. Dies war insbesondere der Fall bei einem Kolben, dessen Fuß von einer Platte gebildet wird, die durch einen Käfig an dem Kolben befestigt ist und durch eine Feder gegen den Ring gedrückt wird. Bei diesem besonderen Kolben kam es häufig zu Käfigbrüchen. Die Beschädigungen des Kolbenfuß traten vermehrt auf bei einer Teilbefüllung der Zylinderräume. Die Beschädigungen des Kolbenfuß sind nachteilig, weil ein einwandfreier Betrieb der Radialkolbenpumpe nicht mehr gewährleistet ist, wenn der Kolbenfuß oder insbesondere der Käfig bricht.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine Radialkolbenpumpe bereitzustellen, welche die vorstehend genannten Nachteile überwindet. Insbesondere sollen Beschädigungen des Kolbenfuß, wie Käfigbrüche, verhindert werden, so daß ein einwandfreier Betrieb der
Radialkolbenpumpe auch bei Teilbefüllung gewährleistet ist. Die erfindungsgemäße Radialkolbenpumpe soll einen Pumpendruck von bis zu 2000 bar aushalten.
Das Problem wird durch die in dem unabhängigen
Patentanspruch offenbarte Radialkolbenpumpe gelöst . Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Das Problem ist bei einer Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei Kraf stoffeinspritzsystemen von Brennkraf maschinen, insbesondere bei einem Common-Rail-Einspritzsystem, 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 durch Drehen der Antriebswelle in dem jeweiligen Zylinderraum in radialer Richtung hin und her bewegbar sind, dadurch gelöst, daß zwischen den Kolben und der Antriebswelle jeweils eine Querkraftaufnahmeeinrichtung angeordnet ist. Die Beschädigungen am Kolbenfuß werden durch die auf die Kolben wirkenden Momente verursacht . Die Querkraftaufnahmeeinrichtung nimmt die quer zu den Kolben wirkenden Kräfte auf. Das hat den Vorteil, daß nur noch
Kräfte in Längsrichtung auf die Kolben aufgebracht werden. Das bedeutet, daß praktisch keine Momente auf die Kolben wirken. Dadurch wird die Belastung, die von der Antriebswelle auf die Kolben aufgebracht werden, erheblich reduziert. Somit ist auch bei Spitzendrücken bis zu 2000 bar eine hohe Lebensdauer der Kolben gewährleistet.
Eine besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Querkraftaufnahmeeinrichtung jeweils in der gleichen Richtung wie der zugehörige Kolben hin und her bewegbar ist. Dadurch ist gewährleistet, daß von der Antriebswelle Kräfte in radialer Richtung, d.h. in
Längsrichtung der Kolben, über die
Querkraftaufnahmeeinrichtung auf die Kolben abgegeben werden können. Damit ist die für den Betrieb der Pumpe erforderliche Hin- und Herbewegung der Kolben der
Radialkolbenpumpe gewährleistet.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Querkraftaufnahmeeinrichtung jeweils in einer Bohrung in dem Gehäuse geführt ist, die sich in der gleichen Richtung wie der zugehörige Zylinderraum erstreckt. Die Führung ermöglicht auch bei hohen Pumpendrücken und schnellen ' Lastwechseln eine Hin- und Herbewegung der Querkraftaufnahmeeinrichtung. Insbesondere wird ein Verkanten der Querkraftaufnahmeeinrichtung in dem Zylinderraum vermieden.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Querkraftaufnahmeeinrichtung ein Tassenstößel mit einem tassenförmigen Körper ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich herausgestellt, daß zur Aufnahme der Querkräfte ein tassenförmiger Stößel besonders gut geeignet ist. Andere Formen, welche die gleiche Funktion erfüllen sind ebenfalls denkbar.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Tassenstößels von einer Kraftaufnahmeplatte gebildet wird. Die
Kraftaufnahmeplatte befindet sich in Kontakt mit der Antriebswelle und kann je nach Belastung eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Die Oberfläche der Kraftaufnahmeplatte kann besonders behandelt sein, um eine hohe Verschleißfestigkeit zu gewährleisten.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftaufnahmeplatte durch den tassenförmigen Körper mit einem Führungsring verbunden ist. Der Führungsring gleitet in dem Zylinderraum. Die mit dem Zylinderraum in Kontakt befindliche Fläche kann speziell behandelt sein, um die Reibungskräfte zu minimieren. Der Führungsring sorgt dafür, daß die Querkraftaufnahmeeinrichtung sich nicht in dem Zylinderraum verkantet. Die Abmessungen des Führungsrings hängen vom Pumpendruck und von der Anzahl der Lastwechsel pro Zeiteinheit ab.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung is't dadurch gekennzeichnet, daß in dem tassenförmigen Körper mehrere Öffnungen vorgesehen sind. Die Öffnungen dienen zum Druckausgleich und gewährleisten, daß sich auch bei Ausnutzung des vollen Hubes nur eine minimale Druckdifferenz zwischen dem die Antriebswelle umgebenden Raum und dem jeweiligen Zylinderraum ergibt. Dadurch bleibt die Zunahme der Hertz 'sehen Pressung im Nutzhub gering und im Saughub ist eine Vollbefüllung des Elements gewährleistet .
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben jeweils durch eine Feder gegen die zugehörige Kraftaufnahmeplatte des Tassenstößels gedrückt werden. Durch die Federkraft wird der Kolben zur Antriebswelle hin bewegt, so daß Kraftstoff angesaugt wird. Es ist auch möglich, daß die Kraftaufnahmeplatte des Tassenstößels durch eine Feder gegen die Antriebswelle gedrückt wird. Allerdings wäre es in diesem Fall erforderlich, daß die Kraftaufnahmeplatte mit dem Kolben verbunden ist, um das Ansaugen von Kraftstoff zu gewährleisten. Wenn der Kolben direkt mit der Federkraft beaufschlagt wird, kann diese Verbindung zwischen Kraftaufnahmeplatte und Kolben entfallen. Diese Variante hat den Vorteil, daß eine so ausgeführte Radialkolbenpumpe einfach und kostengünstig hergestellt werden kann. Zudem ist bei dieser Variante die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf bekannte Radialkolbenpumpen ohne weiteres möglich.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftaufnahmeplatte auf der zur Antriebswelle gerichteten Seite leicht ballig ausgebildet ist. Die konvexe Ausbildung der Kraf aufnahmeplatte dient dazu, die Kontaktfläche zwischen Antriebswelle und Kraftaufnahmeplatte zu verkleinern. Dadurch wird das von der Antriebswelle auf den Tassenstößel aufgebrachte Moment vorteilhaft reduziert. Bei der Auslegung der Kraf aufnahmeplatte muß die elastische Verformung des Tassenstößels berücksichtigt werden.
Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Antriebswelle und den Tassenstößeln ein Ring angeordnet ist. Der Ring dient zur Übertragung der Kräfte von der Antriebswelle auf die Kraftaufnahmeplatte. Vorteilhaft ist der Ring gleitend auf der Antriebswelle gelagert. Dabei kann der Ring entweder zylindrisch oder polygonförmig ausgebildet sein.
Die vorliegende Erfindung hat allgemein den Vorteil, daß sie einfach und kostengünstig realisiert werden kann. Zudem kann der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung in einfacher Art und Weise auf bestehende Radialkolbenpumpen angewendet werden, indem z.B. eine am Kolben vorgesehene
Stößelplatte durch einen Tassenstößel ersetzt wird. Darüber hinaus wird die Bauteilfestigkeit, insbesondere bei einer Nullförderung im Saughub, erhöht.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Ein Weg zum Ausführen der beanspruchten Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnungen im Einzelnen erläutert .
Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe ; Figur 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-B durch die Radialkolbenpumpe aus Figur 1 ;
Figur 3 zeigt eine Untersicht eines erfindungsgemäßen Tassenstößels;
Figur 4 zeigt die Darstellung eines Schnitts durch den Tassenstößel aus Figur 3 entlang der Linie B-C;
Figur 5 zeigt einen Schnittdarstellung einer weiteren
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe ;
Figur 6 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-B durch die Radialkolbenpumpe aus Figur 5.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei
Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen. Die Radialkolbenpumpe ist mit einer integrierten
Bedarfsmengenregelung ausgestattet. Die Kraftstoffzufuhr und Dimensionierung erfolgt über eine nicht dargestellte Zumesseinheit .
Die erfindungsgemäße Radialkolbenpumpe wird insbesondere in
Common-Rail-Einspritzsystemen zur KraftstoffVersorgung von Dieselmotoren eingesetzt. Dabei bedeutet "common rail" soviel wie "gemeinsame Leitung" oder "gemeinsame Schiene". Im Gegensatz zu herkömmlichen Hochdruckeinspritzsystemen, in denen der Kraftstoff über getrennte Leitungen zu den einzelnen Brennräumen gefördert wird, werden die Einspritzdüsen in Common-Rail-Einspritzsystemen aus einer gemeinsamen Leitung gespeist.
Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Radialkolbenpumpe umfaßt eine in einem Pumpengehäuse 2 gelagerte Antriebswelle 4 mit einem exzentrisch ausgebildeten Wellenabschnitt 6. Auf dem exzentrischen Wellenabschnitt 6 ist ein Ring 8 vorgesehen, gegenüber dem der Wellenabschnitt 6 drehbar ist. Der Ring 8 umfaßt drei jeweils um 120" zueinander versetzte Abflachungen 10 gegen die sich jeweils ein Kolben 12 abstützt. Die Kolben 12 sind jeweils in einem Zylinderraum 18 zur Antriebswelle 4 in radialer Richtung hin- und herbewegbar aufgenommen.
An dem zur Antriebswelle 4 hin gerichteten Ende der Kolben 12 ist jeweils ein Federteller 13 befestigt, gegen den eine Feder 14 vorgespannt ist . Die Feder 14 drückt den Kolben 12 gegen eine Kraftaufnahmeplatte 15, die zu einem Tassenstößel 9 gehört, der vergrößert im Maßstab 2:1 in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist.
In der in Figur 3 gezeigten Untersicht ist zu erkennen, daß die Kraftaufnahmeplatte 15 die Form einer runden Scheibe hat, auf deren Umfang vier rechteckige Aussparungen 16 gleichmäßig verteilt sind. Wie man am besten in Figur 4 sieht, ist die Kraftaufnahmeplatte 15 durch einen tassenförmigen Körper 17 mit einem Führungsring 19 verbunden. Die Öffnungen 16 erstrecken sich jeweils von der Kraftaufnahmeplatte 15 in den tassenförmigen Körper 17. Die Größe der Öffnungen 16 ist so gewählt, daß beim Hin- und Herbewegen des Tassenstößels 9 ein Druckausgleich stattfindet zwischen dem Raum, in dem der Ring 8 angeordnet ist, und dem Raum, in dem die Feder 14 angeordnet ist. Die Öffnungen 16 gewährleisten, daß die Druckdifferenz zwischen den vorab erwähnten Räumen in allen Betriebszuständen minimal ist. Dadurch bleibt die Zunahme der Hertz 'sehen Pressung im Nutzhub der Kolben 12 gering, und im Saughub ist bei entsprechend ausgelegter Feder 14 eine vollständige Befüllung des jeweiligen Zylinderraums 18 gewährleistet. Ohne die Öffnungen 16 wäre ein Hin- und Herbewegen des Tassenstößels erschwert oder gar unmöglich. In Figur 1 ist gezeigt, daß sich die Kraftaufnahmeplatten 15 in Anlage mit den Abflachungen 10 des Rings 8 befinden. Der Ring 8 ist gleitend auf der Antriebswelle 4 gelagext und wird bei einer Drehung der Antriebswelle 4 durch den exzentrisch ausgebildeten Wellenabschnitt 6 in Bewegung versetzt. Diese Bewegung hat jedoch nicht nur eine bezüglich der Antriebswelle 4 radiale Komponente, die für den Kolbenhub benötigt wird, sondern auch eine Komponente in Umfangsrichtung der Antriebswelle 4, d.h. quer zu den Kolben 12. Diese Komponente, die den vorab erwähnten Querkräften entspricht, ist unerwünscht, weil sie ein Moment auf die Kolben bewirkt .
Der erfindungsgemäße Tassenstößel nimmt die Kräfte in Umfangsrichtung des Rings 8 auf. Der Tassenstößel 9 ist, wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist, durch den Führungsring 19 in einer Bohrung 24 in dem Gehäuse 2 geführt. Die Bohrung erstreckt sich jeweils in der gleichen Richtung wie der zugehörige Zylinderraum 18. Durch diese AbStützung des Tassenstδßels 9 in dem Gehäuse 2 werden die Querkräfte von dem Ring 8 über die Kraftaufnahmeplatte 15, den tassenförmigen Körper 17 und den Führungsring 19 in das Gehäuse 2 geleitet. Das hat zur Folge, daß auf die Kolben 12 lediglich Kräfte in deren jeweiliger Längsrichtung aufgebracht werden. Dadurch wird die Belastung und der Verschleiß der Kolben 12 erheblich reduziert.
Die in den Figuren 5 und 6 gezeigte Radialkolbenpumpe entspricht weitestgehend der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform. Deshalb wurden für Teile, die sowohl in der Radialkolbenpumpe der Figuren 1 und 2 als auch der Figuren 5 und 6 enthalten sind, die gleichen Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen zu vermeiden wird auf eine nochmalige Beschreibung derartiger Teile bei der Erläuterung der Figuren 5 und 6 verzichtet. Der Hauptunterschied zwischen der Ausführungsform der Figuren 5 und 6 gegenüber der Ausführungsform der Figuren 1 und 2 besteht darin, daß der Ring 8 bei der in den Figuren 5 und 6 gezeigten Radialkolbenpumpe nicht die Form eines Polygons aufweist, sondern zylindrisch ausgebildet ist. Der Tassenstößel 9 ist in beiden Ausführungsformen der gleiche und entspricht dem Tassenstößel 9, der vergrößert in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist.

Claims

Patentansprüche
1. 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 nockenartige Erhebungen aufweist, und mit vorzugsweise mehreren bezüglich der Antriebswelle (4) radial in einem jeweiligen Zylinderraum (18) angeordneten Kolben (12) , die durch Drehen der Antriebswelle (4) in dem jeweiligen Zylinderraum (18) in radialer Richtung hin und her bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kolben (12) und der Antriebswelle (4) jeweils eine Querkraftaufnahmeeinrichtung (9) angeordnet ist .
2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querkraftaufnahmeeinrichtung (9) jeweils in der gleichen Richtung wie der zugehörige Kolben (12) hin und her bewegbar ist.
3. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querkraftaufnahmeeinrichtung (9) jeweils in einer Bohrung (24) in dem Gehäuse (2) geführt ist, die sich in der gleichen Richtung wie der zugehörige Zylinderraum (18) erstreckt.
Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querkraftaufnahmeeinrichtung (9) ein Tassenstößel mit einem tassenförmigen Körper (17) ist.
5. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Tassenstößels (9) von einer Kraftaufnahmeplatte (15) gebildet wird.
6. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftaufnahmeplatte (15) durch den tassenförmigen Körper (17) mit einem Führungsring (19) verbunden ist.
7. Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem tassenförmigen
Körper (17) mehrere Öffnungen (16) vorgesehen sind.
8. Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (12) jeweils durch eine Feder (14) gegen die zugehörige
Kraftaufnahmeplatte (15) des Tassenstößels (9) gedrückt werden.
9. Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftaufnahmeplatte
(15) auf der zur Antriebswelle (4) gerichteten Seite leicht ballig ausgebildet ist.
10. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der
Antriebswelle (4) und den Tassenstößeln (9) ein Ring (8) angeordnet ist.
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