DE19701392A1 - Radialkolbenpumpe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe, welche bei einer in einem Kraftstoff-Einspritzsystem eines Kraftfahrzeuges zum Zuführen von unter Druck stehendem Kraftstoff in ein Einspritzventil verwendbaren Einspritz­ pumpe einsetzbar ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Radialkolbenpumpe, welche alle sich bewegen­ den oder rotierenden Bauteile in ausreichendem Maße schmiert, welche in einem Kolbenpumpengehäuse montiert sind, das heißt eine Schmierung in geeignetem Umfange zwischen dem Wellenzapfen der Kolbenpumpe und einem Radiallager sicher­ stellt und eine geeignete Dichtwirkung an einer um die Kol­ benpumpenwelle angeordneten Öldichtung gewährleistet.

Eine bekannte Radialkolbenpumpe weist einen zylindrischen exzentrischen Nocken (mit kreisförmigem Querschnitt) auf, welcher mit einer Pumpenwelle (Antriebswelle) derart ein­ stückig verbunden ist, daß die Achse der exzentrischen Nocke von der der Achse der Pumpenwelle identischen geometrischen Mitte abweicht. Zudem sind mehrere am Umfang gleich beab­ standete Radialkolben radial zur Achse der Pumpenwelle ange­ ordnet, so daß sie eine Hin- und Herbewegung jedes Kolbens zwischen dem oberen Totpunkt (oder nur oben) und dem unteren Totpunkt (oder nur unten) einer zylindrischen Öffnung ermög­ lichen, welche im Pumpengehäuse ausgebildet ist. Wenn der exzentrische Nocke zusammen mit der Pumpenwelle rotiert, stehen die gegen die Nockenfläche der exzentrischen Nocke federbelasteten Kolben von oben nach unten radial nach innen vor und werden radial nach außen von unten nach oben durch Rotation der exzentrischen Nocke, in umgekehrter Weise, zu­ rückgezogen. Bei dieser Anordnung wird ein Arbeitsfluid, wie etwa flüssiger Kraftstoff, von einem Arbeitsfluid-Zuführ­ kanal in die zylindrische Öffnung bei radial nach innen gerichteter Bewegung des Kolbens gesaugt, anschließend unter Druck gesetzt und von der zylindrischen Öffnung in einen Arbeitsfluid-Abführkanal bei der radial nach außen gerichte­ ten Rückzugbewegung des Kolbens abgeführt.

Seit geraumer Zeit wird diese Radialkolbenpumpe oftmals als Kraftstoff-Druckpumpe für ein Kraftstoff-Einspritzsystem eines Kraftfahrzeuges verwendet. Wenn eine Radialkolbenpumpe bei einer Kraftstoff-Druckpumpe eines Kraftstoff-Einspritz­ systems eingesetzt wird, besteht die Gefahr, daß das Ar­ beitsfluid (Kraftstoff, wie etwa flüssiges Benzin mit einer niedrigen Viskosität) durch das Spiel bzw. den Abstand zwi­ schen dem Kolben und der zylindrischen Öffnung bzw. Bohrung in den Raum zwischen der Innenwand des Pumpengehäuses und der Pumpenwelle austritt und die komplette Umfangsfläche des jeweiligen Lagers erreicht. Somit wird der Kraftstoff mit dem Schmierungsöl vermischt, wodurch das Dichtvermögen der Öldichtung und zudem das Schmiervermögen des Schmiermittels (Schmierungsöls) vermindert wird, welches dem Spiel zwischen dem jeweiligen Lager und der Pumpenwelle zugeführt wird. Um dieses Problem zu vermeiden, wird in der vorläufigen Veröf­ fentlichung des Japanischen Gebrauchsmusters (Jikkai Heisei) Nr. 6-43274 vorgeschlagen, ein diaphragmaartiges Trennwand­ element vorzusehen, um den Austritt von Kraftstoff auf der Seite des Kolbens zur Seite des Wellenzapfens bzw. Wellen­ endes der Pumpe zu verhindern. Bei der bekannten, in der vorläufigen japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 6-43274 offenbarten Radialkolbenpumpenanordnung ist ein Ver­ stemmungselement einstückig mit dem unteren Ende jedes Kol­ bens durch Verstemmen bzw. Dichtstemmen verbunden. Das Ver­ stemmungselement ist mit einem im wesentlichen kreisförmi­ gen, deckelförmigen Beschlag bzw. Schuh ausgebildet, welcher sich in Nockenverbindung mit dem exzentrischen Nocken befin­ det und mit einer im wesentlichen ringförmigen Nut ausgebil­ det ist. Ein diaphragmaartiges dünnes Trennwandelement (wel­ ches im wesentlichen ringförmig ist und eine geeignete Fle­ xibilität aufweist) ist in der ringförmigen Nut des Verstem­ mungselementes aufflüssigkeitsdichte Weise an dessen Innen­ umfang eingepaßt und eingestemmt sowie am Pumpengehäuse in flüssigkeitsdichter Form an dessen Außenumfang verschraubt, so daß der Raum im Pumpengehäuse in eine Arbeitsfluidkammer und eine Schmierölkammer unterteilt wird. Auf diese Weise werden mehrere diaphragmaartige Trennwandelement nahe den jeweiligen unteren Enden des Kolbens vorgesehen.

Die Schmierölkammer ist mit einem Schmiermittel mit vor­ gegebener Viskosität für eine adäquate Schmierung des Pum­ penwellenzapfens gefüllt, so daß eine geeignete Abdichtung des Spiels bzw. Abstandes zwischen der Öldichtung und der Pumpenwelle erzielt wird. Gleichzeitig wird eine Rotation der Pumpenwelle mit niedriger Reibung aufgrund der aus­ reichenden Schmierung des Spieles bzw. Abstandes zwischen den Lagern und der Pumpenwelle ermöglicht und somit der Energieverlust durch Reibung minimiert. Jedoch müssen bei der Radialkolbenpumpe mit dem oben genannten diaphragmaar­ tigen dünnen Trennwandelement die gleiche Anzahl an dia­ phragmaartigen Trennwandelementen wie Kolben im Pumpengehäu­ se installiert werden. Zudem muß eine Vielzahl an Verstem­ mungselementen an den jeweiligen unteren Enden der Kolben befestigt werden. Die Bauteileanzahl der Radialkolbenpumpen­ anordnung ist sehr hoch und zudem ist deren Montagearbeit problematisch. Hierdurch werden die Produktionskosten er­ höht. Zudem ist die Radialkolbenpumpenanordnung sehr groß dimensioniert. Selbst wenn der Außendurchmesser des dia­ phragmaartigen Trennwandelementes auf einen möglichen Maxi­ malwert eingestellt wird, kann zudem der Außendurchmesser nicht auf einen ausreichend großen Wert dimensioniert werden, da eine Vielzahl von diaphragmaartigen Trennwandele­ menten voneinander getrennt werden und im begrenzten Raum zwischen der exzentrischen an der Pumpenwelle befestigten Nocke der Innenwand des Gehäuses angeordnet wird. Das dia­ phragmaartige Trennwandelement mit begrenztem Durchmesser muß sich synchron mit der Hin- und Herbewegung des zuge­ ordneten Kolbens, während des Betriebes der Pumpe, elastisch verformen. Eine derartige Anordnung des diaphragmaartigen Trennwandelementes kann die Spannung (die Kraft, welche über die Einheitsfläche des Trennwandelementes wirkt) erhöhen, wodurch die Betriebsdauer des Trennwandelementes verringert wird. Das heißt, eine derartige diaphragmaartige Trennwand­ anordnung ist hinsichtlich der Haltbarkeit als problematisch einzustufen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Radialkolben­ pumpe mit einem einfachen Trennwandelement hoher Haltbarkeit zu schaffen, welche das Schmierungsvermögen des Pumpenwel­ lenzapfens verbessert, indem kein Arbeitsfluid (wie etwa flüssiger Kraftstoff) von der Kolbenseite zum Wellenzapfen der Pumpe austritt, wobei eine geringstmögliche Anzahl an Bauteilen für die Radialkolbenpumpenanordnung erforderlich ist und zudem keine hohe Spannung auf das Trennwandelement wirkt.

Zudem zielt die vorliegende Erfindung auf eine Radialkolben­ pumpe ab, welche die oben genannten Nachteile vermeidet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombina­ tion des Hauptanspruches gelöst; die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Radialkolbenpumpe ein Gehäuse, eine drehbar am Gehäuse gestützte Antriebswelle, einen exzentrischen Nocken mit kreisförmigem Querschnitt, wobei der exzentrische Nocke fest mit der Antriebswelle verbunden ist, so daß die Achse des exzentrischen Nockens vom geometrischen Mittelpunkt der Ach­ se der Antriebswelle abweicht, mehrere radiale zylindrische im Gehäuse ausgebildete Öffnungen, mehrere Radialkolben, von denen jeder in einer entsprechenden zylindrischen Öffnung aufgenommen und zum Außenumfang der exzentrischen Nocke vor­ gespannt ist, um die Kolben hin- und herzubewegen, wobei je­ de zylindrische Öffnung sowohl mit einem Ansaugkanal als auch Abführkanal durch Absperrventile verbunden ist, um ein Arbeitsfluid vom Ansaugkanal durch einen Ansaughub des zuge­ hörigen Kolbens anzusaugen, und um das angesaugte Arbeits­ fluid unter Druck zu setzen sowie das unter Druck befindli­ che Arbeitsfluid dem Ablaßkanal nach einem Ablaßhub des zu­ geordneten Kolbens zuzuführen, einen Zusatzring, welcher auf den Außenumfang der exzentrischen Nocke auf gepaßt ist, so daß der Zusatzring relativ zur exzentrischen Nocke drehbar ist, sowie ein flexibles Trennelement auf, welches zwischen dem Zusatzring und dem Gehäuse vorgesehen ist, um den Raum im Gehäuse in eine Arbeitsfluidkammer und eine Schmiermit­ telkammer zu unterteilen, welche die Antriebswelle um­ schließt, wobei die Schmiermittelkammer mit einem Schmier­ mittel gefüllt ist.

Vorzugsweise weist das flexible Trennelement einen flexiblen Balg auf. Der flexible Balg kann aus einem flexiblen Metall­ balg bestehen. Alternativ kann der flexible Balg aus einem Gummimaterial oder einem Kunststoffmaterial bestehen.

Die Radialkolbenpumpe kann zudem eine Abführöffnung aufwei­ sen, welche im Gehäuse festgelegt ist, um das Arbeitsfluid in der Arbeitsfluidkammer zum Ansaugkanal rückzuführen. Vor­ zugsweise ist ein äußeres Ende des flexiblen Balgs eng mit einem Haltering verbunden, welcher am Gehäuse koaxial zur Achse der Antriebswelle befestigt ist. Zudem ist ein inneres Ende des flexiblen Balgs eng mit der Seitenwand des zusätz­ lichen Ringes verbunden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsge­ mäßen Radialkolbenpumpe in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe;

Fig. 2 eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A von Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B von Fig. 2;

Fig. 4 eine Querschnittansicht entlang der Linie C-C von Fig. 1;

Fig. 5 eine Querschnittansicht entlang der Linie D-D von Fig. 1; und

Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie E-E von Fig. 1.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Radialkolbenpumpe exem­ plarisch als Kraftstoffdruckpumpe für ein Kraftstoff-Ein­ spritzsystem eines Kraftfahrzeuges dargestellt. Die im Aus­ führungsbeispiel von Fig. 1 dargestellte Radialkolbenpumpe 1 setzt das Arbeitsfluid, etwa flüssiges Benzin, unter Druck, welches in Form eines niedrigen Druck aufweisenden Arbeits­ fluids vom Kraftstofftank (oder einem Kraftstoffreservoir) 2 durch eine Kraftstoffzuführpumpe 3 zu einer Ansaugöffnung der Kolbenpumpe 1 bis zu einem vorgegebenem Druckniveau zu­ geführt wird. Zudem wird durch die Radialkolbenpumpe 1 das unter Druck gesetzte Arbeitsfluid einem Einspritzventil 4 zugeführt. In üblicher Weise spritzt das Einspritzventil 4 das unter Druck gesetzte Arbeitsfluid (den unter Druck ge­ setzten Kraftstoff) in den (nicht dargestellten) Motor­ zylinder ein oder sprüht den Kraftstoff in den Motorzylin­ der. Eine übermäßige Menge an Arbeitsfluid (Kraftstoff) wird vom Einspritzventil 4 zum Ansaugkanal 5 der Pumpe 1 rückge­ führt. Die Gehäuseanordnung 6 der Radialkolbenpumpe 1 be­ steht im wesentlichen aus einem zylindrischen Gehäuse 7, welches als Zylinderblock dient, sowie aus vorderen und hin­ teren Abdeckungen 9 und 10. Die beiden Abdeckungen 9 und 10 sind einstückig mit beiden Endflächen des Gehäuses 7 durch Schrauben bzw. Bolzen 8 verbunden, so daß sie die jeweiligen Endflächen hermetisch abdecken. Eine Antriebswelle (Pumpen­ welle) 11 ist in das Gehäuse 7 durch eine mittige Bohrung bzw. Öffnung der vorderen Abdeckung 9 eingefügt und wird an den vorderen und hinteren Abdeckungen 9 und 10 durch ein Paar radialer Lager 12 und 13 gestützt. Eine Öldichtung 14 ist in einen ringförmigen Raum zwischen der äußeren Umfangs­ fläche der Antriebswelle 11 und der inneren Umfangswand der vorderen Abdeckung 9 eingepaßt, um eine adäquate Dichtwir­ kung zwischen den beiden Elementen zu erzielen. Die An­ triebswelle 11 ist mit einer im wesentlichen kreisförmigen exzentrischen Nocke 15 einstückig ausgebildet, welche sich fast in der Mitte der Antriebswelle 11 befindet, so daß die Achse der exzentrischen Nocke von der Drehachse der An­ triebswelle 11 um einen vorgegebenen Wert versetzt ist. Das nach links vorstehende Ende (bei Betrachtung von Fig. 1) der Antriebswelle 11 ist derart ausgestaltet, daß das vorstehen­ de Wellenende mit einer (nicht dargestellten) Motornocken­ welle koppelbar ist, um eine antreibende Verbindung der An­ triebswelle 11 mit der Motornockenwelle zu gewährleisten.

Das Gehäuse 7 ist mit mehreren radial verlaufenden, in Um­ fangsrichtung gleich beabstandeten zylindrischen Bohrungen bzw. Öffnungen 17 ausgebildet. Mehrere Kolben 18 sind glei­ tend in der jeweiligen zylindrischen Öffnung 17 aufgenommen und werden dauerhaft durch eine Feder zur Nockenfläche des exzentrischen Nockens 15 derart vorgespannt, daß die Rota­ tion der exzentrischen Nocke 15 mit der Antriebswelle 11 die Hin- und Herbewegung des jeweiligen Kolbens erzeugt. Das nach außen geöffnete Ende jeder zylindrischen Öffnung 17 wird durch einen Verschluß bzw. Stopfen 19 hermetisch ver­ schlossen. Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist das Gehäuse 7 mit mehreren Verbindungsöffnungen 20 (oder Verbin­ dungskanälen) ausgebildet, welche mit den jeweiligen zy­ lindrischen Öffnungen 17 kommunizieren bzw. verbunden sind. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, ist sowohl eine Ansaugöffnung 21 als auch Ablaßöffnung 22, von denen jede mit der zugehö­ rigen Verbindungsöffnung 20 verbunden ist, derart im Gehäuse ausgebildet, daß sie axial parallel zur Achse der Antriebs­ welle verlaufen. Die Ansaug- und Ablaßöffnungen 21 und 22, welche ein Paar bilden, sind zueinander bezüglich der Axialrichtung ausgerichtet. Die Verbindungsöffnung 20 be­ findet sich mit der Verzweigung zwischen der Ansaug- und Ablaßöffnung 21 und 22 in Fluidverbindung. Ein Rückschlag­ ventil 23 der Ansaugseite ist zwischen der zugehörigen An­ saugöffnung 21 und der zugehörigen Verbindungsöffnung 20 angeordnet, um eine Fluidströmung von der Ansaugöffnung 21 durch die Verbindungsöffnung 20 zur zugehörigen zylindri­ schen Öffnung 17 zu ermöglichen, wobei das Rückschlagventil 23 der Ansaugseite nach dem Ansaughub (radial nach innen gerichtete Bewegung des Kolbens 18) geöffnet ist. Demgegen­ über ist das Rückschlagventil 24 der Ablaßseite zwischen der Ablaßöffnung 22 und der Verbindungsöffnung 20 angeordnet, um eine Fluidströmung von der zugehörigen zylindrischen Öffnung 17 durch die Verbindungsöffnung 20 zur Ablaßöffnung 22 zu ermöglichen, wobei das Rückschlagventil 24 der Ablaßseite nach dem Ablaßhub (bei radial nach außen gerichteter Bewe­ gung des Kolbens 18) geöffnet ist. Das heißt, wenn der Kol­ ben 18 sich radial nach innen bewegt und von der zugehörigen zylindrischen Öffnung während des Ansaughubes vorsteht, wird das Arbeitsfluid in der Ansaugöffnung 21 durch das Rück­ schlagventil 23 und die Verbindungsöffnung 20 in die zy­ lindrische Öffnung 17 gesaugt. Im Gegensatz hierzu wird, wenn der Kolben 18 sich radial nach außen bewegt und sich wiederum in die zylindrische Öffnung während des Ablaßhubes zurückzieht, das Arbeitsfluid in die zylindrische Öffnung 17 durch die gleiche Verbindungsöffnung 20 und das Rückschlag­ ventil 24 zur Ablaßöffnung 22 zugeführt. Alle Ansaugöff­ nungen 21 sind mit der ringförmigen Nut 25 auf der Ansaug­ seite (siehe Fig. 1) verbunden, wobei die Nut 25 an einer Endfläche des Gehäuses 7 ausgebildet und der vorderen Ab­ deckung 9 zugewandt ist. Andererseits sind alle Ablaßöff­ nungen 22 mit einer ringförmigen Nut 26 der Ablaßseite ver­ bunden, welche an der anderen Endfläche des Gehäuses 7 aus­ gebildet und der hinteren Abdeckung 10 zugewandt ist. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind diese ringförmigen Nuten 25 und 26 jeweils mit einem Ansaugkanal 5 und einem Ablaßkanal 27 verbunden, welche beide in der Gehäuseanordnung 6 festgelegt sind.

In den Fig. 1 und 6 sind zwei Druckregler 28 und 29 an der hinteren Abdeckung 10 montiert. Der Druckregler 28 ist mit dem Ansaugkanal 5 verbunden, um den Ansaugdruck auf einem vorgegebenen niedrigen Druckniveau zu halten oder regulie­ ren, wohingegen der Druckregler 29 mit einer Rückleitung verbunden ist, durch welche das unter Druck gesetzte Ar­ beitsfluid zum Einspritzventil 4 zur Ansaugseite rückgeführt wird, um den Einspritzdruck des Arbeitsfluids vom Einspritz­ ventil 4 auf ein vorgegebenes hohes Druckniveau zu regeln, und um den Einspritzdruck an einer übermäßigen Ausbildung zu hindern. In Fig. 6 wird eine Verbindungsöffnung der Rücklei­ tung zwischen der Rückleitung des Einspritzventils 4 und dem Druckregler 29 durch das Bezugszeichen "30" bezeichnet. Der Aufbau der beiden Druckregler 28 und 29 entspricht einander. Im allgemeinen ist der Druckregler derart ausgestaltet, daß ein Teil des Arbeitsfluids in der Leitung durch eine Ablaß­ öffnung des Druckreglers abgeführt wird, wenn der Fluiddruck in der Leitung, welche mit dem Druckregler verbunden ist, größer als der vorgegebene Druck wird. Der Aufbau jedes Druckreglers 28 und 29 entspricht dem Aufbau eines bekannten Druckreglers. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Regler 28 der niederen Druckseite eine Abflußöffnung 31 auf, welche mit dem Kraftstofftank 2 durch einen Verbindungsstop­ fen 32 der Rückleitung verbunden ist. Der Regler 29 der Hochdruckseite umfaßt eine Abflußöffnung 33, welche mit dem Ansaugkanal 5 verbunden ist. Nachfolgend wird detailliert der Aufbau des Ansaugkanals 5 beschrieben.

Wie in Fig. 6 dargestellt, ist der Ansaugkanal 5 derart auf­ gebaut, daß er von der Verbindungsöffnung 34 der Ansauglei­ tung zum hochdruckseitigen Regler 29 verläuft, und daß er sich an einer im Gehäuse ausgebildeten ringförmigen Nut 35 wiederum ausrichtet, um den Außenumfang des Reglers 29 zu umgeben, und ist schließlich mit der ringförmigen Nut 25 der Ansaugseite (siehe Fig. 1) verbunden, welche an der einen Endfläche des Gehäuses 7 ausgebildet ist.

Andererseits ist ein Zusatzring 39 auf dem exzentrischen Nocken 15 durch ein Metallager 38 montiert, welches eine Re­ lativbewegung des Zusatzringes 39 hinsichtlich des exzen­ trischen Nockens 15 ermöglicht. Mit anderen Worten, der Zu­ satzring 39 ist auf dem Außenumfang des exzentrischen Noc­ kens 15 installiert, so daß der Zusatzring 39 relativ zum exzentrischen Nocken 15 drehbar ist. Eine Sitznocke 40 (mit hoher Härte und niedrigem Reibungskoeffizienten) ist zudem auf der äußeren Umfangsfläche des Zusatzringes 39 befestigt und aufgepaßt. Der Kopf (das untere Ende) des jeweiligen Kolbens 18 wird dauerhaft auf den Außenumfang des Sitz­ nockens 40 durch eine Feder vorgespannt bzw. gedrückt. Ein Paar flexibler Balge 41a und 41b ist auf beiden Seiten des Zusatzringes 39 derart angeordnet, daß das Balgpaar 41a und 41b die Länge der Antriebswelle 11 zwischen den beiden Lagern 12 und 13 in Umfangsrichtung abdeckt. Ein Ende jedes Balgs 41a und 41b ist mit einer jeweiligen Seitenwand des Zusatzringes 39 eng und in flüssigkeitsdichter Weise ver­ bunden. Das andere Ende des Balgs 41a ist mit einem im we­ sentlichen ringförmigen Balg-Haltering 42 (siehe die linke Seite von Fig. 1) flüssigkeitsdicht und eng verbunden. Demgegenüber ist das andere Ende des Metallbalgs 41b mit einem im wesentlichen ringförmigen Balg-Haltering 43 (siehe die rechte Seite von Fig. 1) flüssigkeitsdicht und eng verbunden. Der Haltering 42 der linken Seite wird in einen im wesentlichen zylindrischen hohlen, in der vorderen Ab­ deckung 9 ausgebildeten Bereich 9a preßgepaßt, so daß die Innenwand des Halteringes 42 mit der linken Seitenwand des Gehäuses 7 fluchtet und die Außenwand des Halteringes 42 mit der Seitenwand der äußeren Spur des Radiallagers 12 fluchtet bzw. fluchtend anliegt. Der rechte Haltering 43 ist in einen im wesentlichen zylindrischen hohlen in der Abdeckung 10 ausgebildeten Bereich 10a preßgepaßt. Die flexiblen Balge 41a und 41b dienen als flexible Trennwandelemente, um einen Raum im Pumpengehäuse 7 in eine Arbeitsfluidkammer 44 und eine Schmiermittelkammer 45 zu unterteilen, indem die komplette Länge eines Teils der Antriebswelle 11 umschlossen wird, welche in das Pumpengehäuse mit den beiden flexiblen Balgen eingefügt ist, und um einen Kraftstoffaustritt von der Kolbenseite zur Seite des rotierenden Antriebswel­ lenzapfens zu verhindern. Ein innerer Raum zwischen der Innenwand des jeweiligen Balgs 41a und 41b und dem Außen­ umfang der Antriebswelle, welche in das Gehäuse eingefügt ist, ist mit Schmiermittel mit vorgegebener Viskosität gefüllt, um eine adäquate Schmierung der Antriebswellen­ zapfen und der Lager zu erzielen. Die Arbeitsfluidkammer 44 kann mit einem ausgetretenen Arbeitsfluid (Kraftstoff) aus dem Spiel bzw. Abstand zwischen der Gleitfläche jedes Kolbens 18 und der zylindrischen Öffnung 17 gefüllt sein.

In Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 46 eine Abflußöff­ nung, welche das Arbeitsfluid in der Arbeitsfluidkammer 44 zum Ansaugkanal 5 zurückführt. Das Bezugszeichen 47 bezeich­ net ein Sicherheitsventil, welches mit der ringförmigen Nut 26 der Ablaßseite verbunden ist. Das Sicherheitsventil 47 weist eine Abflußöffnung auf, welche mit der Arbeitsfluid­ kammer 44 verbunden ist. Das Sicherheitsventil ist derart ausgestaltet, daß es einen Teil des Arbeitsfluides im Ablaß­ kanal 27 durch die Arbeitsfluidkammer 44 zum Ansaugkanal 5 rückführt, wenn der Ablaßdruck des Arbeitsfluides im Ablaß­ kanal 27 ein vorgegebenes Druckniveau übersteigt. Das Be­ zugszeichen 36 bezeichnet einen Ablaßdrucksensor, welcher zwischen der ringförmigen Nut 26 der Ablaßseite und der Ver­ bindungsöffnung 37 der Ablaßleitung angeordnet ist.

Bei der zuvor erläuterten Anordnung rotiert die einstückig mit der Antriebswelle 11 verbundene exzentrische Nocke 15 zusammen mit der Antriebswelle, wenn der Motor startet und somit die Antriebswelle 11 synchron mit dem Motor rotiert. Während der Rotation der Antriebswelle dreht sich der Zu­ satzring 39 um die Antriebswelle 11, während verhindert wird, daß der Zusatzring 39 auf seiner Achse durch die beiden Balge 41a und 41b rotiert, welche beide fest mit dem Zusatzring verbunden sind. Während sich der Zusatzring 39 dreht, hebt die auf dem Außenumfang des Zusatzringes 39 installierte Sitznocke 40 wiederum die Anzahl an Kolben 18 an, wodurch sich die Kolben 18 in wiederholender Form radial nach innen und außen bewegen, und somit kann die Pumpwirkung der Radialkolbenpumpe aufeinanderfolgend erzielt werden. Während des Betriebes der Pumpe wird das Arbeitsfluid (Kraftstoff), welches vom Kraftstofftank 2 durch die Kraft­ stoffzuführpumpe 3 zur Verbindungsöffnung 34 der Ansaug­ leitung zugeführt wird, in der Mitte des Ansaugkanals 5 auf das vorgegebene niedrige Druckniveau durch den Druckregler 28 geregelt. Anschließend wird das regulierte Arbeitsfluid in die zylindrische Öffnung 17 durch die ringförmige Nut 35 des hochdruckseitigen Reglers 29, die im Gehäuse 7 ausge­ bildete ringförmige Nut 25 der Saugseite, die Ansaugöffnung 21, das Rückschlagventil 23 der Saugseite und die Verbin­ dungsöffnung 20, in dieser Reihenfolge, gesaugt. An­ schließend wird das angesaugte Arbeitsfluid der zylindri­ schen Öffnung 17 durch den Ablaßhub unter Druck gesetzt und danach dem Einspritzventil 4 von der zylindrischen Öffnung 17 durch die Verbindungsöffnung 20, das Rückschlagventil 24 der Ablaßseite, die Ablaßöffnung 22, die ringförmige Nut 26 der Ablaßseite, den Ablaßkanal 27 und die Verbindungsöffnung 27 der Ablaßleitung, in dieser Reihenfolge, zugeführt. Nach­ dem die erforderliche Menge an Arbeitsfluid durch das Ein­ spritzventil 4 verbraucht ist, tritt das überschüssige Ar­ beitsfluid in die Verbindungsöffnung 30 der Rücklaufleitung des hochdruckseitigen Reglers 29 ein und kehrt anschließend vom hochdruckseitigen Regler 29 durch die auf dem Außen­ umfang des Reglers 29 festgelegte ringförmige Nut 35 zum Ansaugkanal 5 zurück. Während des Betriebes tritt das Ar­ beitsfluid in entsprechender bzw. notwendiger Form in den im Gehäuse 7 festgelegten Raum durch das Spiel bzw. den Abstand zwischen der inneren Umfangswand der zylindrischen Öffnung und der Gleitfläche des Kolbens 18 ein. Beim Innenaufbau des Gehäuses 7 der Radialkolbenpumpe, welche entsprechend der Erfindung hergestellt ist, wird der Innenraum des Gehäuses 7, unter Beibehaltung der vollständigen Flüssigkeitsdichtig­ keit, in die Arbeitsfluidkammer 44 und die Schmiermittel­ kammer 45 durch den Zusatzring 39 und die beiden Balge 41a und 41b unterteilt. Dies verhindert ein Eindringen und Umspülen von sich bewegenden Bauteilen, wie etwa den Lagern 12 und 13, welche auf der Antriebswelle 11 montiert sind, durch ein Arbeitsfluid mit niedriger Viskosität, wie etwa eine erzeugte Schmiermittel-Kraftstoffmischung, und ver­ hindert zudem ein Eindringen und Umspülen der Öldichtung 14, welche auf der Antriebswelle 11 montiert ist, durch diese Mischung. Zusätzlich kann die Lebensdauer des die Schmier­ mittelkammer 45 füllenden Schmiermittels erhöht werden, da es unwahrscheinlich ist, daß das Schmiermittel mit vorge­ gebener Viskosität mit einem Arbeitsfluid (Kraftstoff, wie etwa Benzin) mit einer vergleichbaren niedrigen Viskosität gemischt oder gelöst wird. Das Schmiermittel mit vorge­ gebener Viskosität gewährleistet eine adäquate Schmierung der Lager 12 und 13 und stellt eine gute Dichtwirkung der um die Welle 11 angeordneten Öldichtung 14 sicher. Somit wird die anfängliche Wirkung der jeweiligen Lager 12 und 13 und das anfängliche Dichtvermögen der Öldichtung 14 für eine lange Zeitdauer gewährleistet und somit die Betriebsdauer der Radialkolbenpumpenanordnung an sich verlängert.

Wie oben ausgeführt, wird bei der Radialkolbenpumpe der Er­ findung ein Paar von Balge 41a und 41b als flexible Trenn­ elemente eingesetzt, durch welche der Raum im Pumpengehäuse in eine Arbeitsfluidkammer 44 und eine Schmiermittelkammer 45 unterteilt wird. Zudem weist jeder Balg 41a und 41b eine Axiallänge auf, welche ausreicht, um einen Versatz des Ver­ bindungsbereiches zwischen dem jeweiligen Balg und dem Axialring 39 zu ermöglichen, wobei der Versatz synchron mit Umdrehungen des Zusatzringes 39 um die Antriebswelle 11 stattfindet. Demzufolge können sich die jeweiligen Balge 41a und 41b über ihre komplette Länge gleichmäßig verformen, so daß sie in flexibler Form der Umdrehungsbewegung des Zusatz­ ringes 39 während des Betriebes folgen können, ohne eine übermäßige Spannung oder Verformung und eine unerwünschte Spannungskonstellation hervorzurufen. Hierdurch wird verhin­ dert, daß eine große Spannung lokal auf die jeweiligen Balge 41a und 41b wirkt, welche beide als Trennelemente dienen. Zudem wird hierdurch der Energieverlust (Reibungsverlust) minimiert.

Vorzugsweise weist jeder der oben genannten Balge 41a und 41b einen flexiblen Metallbalg auf. Wenn der jeweilige Balg 41a und 41b als flexibler Metallbalg ausgebildet ist, kann ein Ende des jeweiligen Balgs 41a, 41b in einfacher Form mit der Seitenwand des Zusatzringes 39 durch Verschweißen eng verbunden werden, wohingegen das andere Ende des Balgs in einfacher Form mit dem zugeordneten Balg-Haltering 42 bzw. 43 durch Schweißen eng verbindbar ist. Wie allgemein be­ kannt, erfährt ein flexibler Metallbalg per se keine Beein­ flussung über eine lange Zeitdauer und weist somit eine hohe Haltbarkeit auf, wodurch er lange einsetzbar ist. Der fle­ xible Metallbalg kann aus einer Metallplatte bestehen und zu einem Balg mit mehreren Rippen (akkordeonähnlichen Wänden) durch einen Biegevorgang einstückig ausgebildet werden. Der flexible Metallbalg mit geeigneter Dicke und geeigneter An­ zahl an Rippen kann eine geeignete Federkonstante (oder eine geeignete Flexibilität) erzielen, so daß der Radialversatz (oder die Drehbewegung) des Zusatzringes 39 in ausreichendem Maße ermöglicht wird. Alternativ kann der flexible Balg 41a, 41b einen sogenannten Schweißbalg aufweisen, welcher durch einstückige Verbindung mehrerer ringförmiger Metallplatten aneinander mittels Schweißen erzeugt wird. Anstelle eines flexiblen Metallbalgs kann ein Paar von flexiblen Balgen 41a, 41b aus einem Gummimaterial, wie etwa Naturgummi oder synthetischem Gummi, oder aus Kunststoffmaterial hergestellt werden. Obgleich das flexible Trennelement des dargestellten Ausführungsbeispieles aus einem akkordeonförmigen Balg be­ steht, kann das flexible Trennelement zudem aus einem ange­ messen gekrümmten, eine einzige Rippe aufweisenden dünnen Gummimaterial oder dünnen Kunststoffmaterial hergestellt sein.

Bei der erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe ist ein Zusatz­ ring an einer exzentrischen Nocke montiert, welche an der Antriebswelle befestigt ist, so daß der Zusatzring relativ zur exzentrischen Nocke drehbar ist. Zudem ist ein Trennele­ ment zwischen dem Zusatzring und dem Pumpengehäuse vorgese­ hen, so daß das Trennelement einen Raum im Pumpengehäuse in eine Arbeitsfluidkammer und eine Schmiermittelkammer unter­ teilt und den Außenumfang der in das Pumpengehäuse einge­ führten Antriebswelle umschließt. Eine derartige einfache Trennanordnung, welche aus einer geringen Bauteileanzahl be­ steht, kann sicher ein Eindringen von Arbeitsfluid (Kraft­ stoff) in und um das Antriebswellenende verhindern, so daß das Schmierungsvermögen in und in der Umgebung vom Antriebs­ wellenzapfen verbessert und eine gute Dichtwirkung auf dem Innenumfang der Öldichtung geliefert wird, ohne daß die Herstellungskosten und/oder die Größe der Radialkolbenpum­ penanordnung ansteigen. Zusätzlich kann bei der erfindungs­ gemäßen Radialkolbenpumpe der Grad der maximalen Verformung bezüglich der Axiallänge des Trennelementes vermindert wer­ den, da das flexible Trennelement zwischen dem Pumpengehäuse und dem auf der exzentrischen Nocke montierten Zusatzring angeordnet ist, wodurch die auf das Trennelement wirkende Spannung geringer ist, so daß die Haltbarkeit des Trennele­ mentes erhöht wird. Zudem kann das Trennelement, wenn es als flexibler Balg ausgebildet ist, in flexibler Form der Dreh­ bewegung des Zusatzringes um die Antriebswelle folgen, wo­ durch eine unerwünschte Spannungskonzentration am Trennele­ ment vermieden und der Energieverlust (der Widerstand gegen­ über der Rotation der Antriebswelle) minimiert wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das äußere Ende jedes Balgs 41a, 41b eng mit dem zugeordneten Balg-Haltering ver­ bunden, welcher am Gehäuse koaxial zur Achse der Antriebs­ welle befestigt ist. Das Innere des Balgs ist eng mit der zugeordneten Seitenwand des Zusatzringes verbunden, welcher geringfügig exzentrisch zur Achse der Antriebswelle angeord­ net ist, wodurch die Flexibilität des Balgs erhöht werden kann, so daß hohe lokale Spannungen im Balg ausschaltbar sind.

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine Ra­ dialkolbenpumpe 1 mit einer Antriebswelle 11, welche drehbar am Pumpengehäuse 7 gestützt ist, mit einer zylindrischen ex­ zentrischen Nocke 15, welche fest mit der Antriebswelle 11 verbunden ist, so daß die Achse der exzentrischen Nocke 15 von der geometrischen Mitte abweicht, mit mehreren radialen zylindrischen Öffnungen 17, welche in dem Gehäuse 7 ausge­ bildet sind, und mit mehreren radialen Kolben 18, von denen jeder in der zugeordneten zylindrischen Öffnung 17 aufgenom­ men ist und zum Außenumfang der exzentrischen Nocke 15 fe­ derbelastet ist, um die Kolben 18 hin- und herzubewegen. Zu­ dem ist ein Zusatzring 39 auf den Außenumfang der exzentri­ schen Nocke 15 aufgepaßt, so daß der Zusatzring 39 relativ zur exzentrischen Nocke 15 drehbar ist. Ein flexibles Trenn­ element 41a, 41b ist zwischen dem Zusatzring 39 und dem Ge­ häuse 7 vorgesehen, um den Raum im Gehäuse 7 in eine Ar­ beitsfluidkammer 44 und eine Schmiermittelkammer 45 zu un­ terteilen und umschließt die Antriebswelle 11. Die Schmier­ mittelkammer 45 ist mit Schmiermittel gefüllt, um das An­ triebswellenende in adäquater Form zu schmieren und um eine gute Abdichtung der Öldichtung 14 zu erzielen, welche um die Antriebswelle 11 angeordnet ist.

Während die vorhergehende Beschreibung das bevorzugte Aus­ führungsbeispiel der Erfindung darstellt, ist die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten und beschriebenen Aus­ führungsbeispiele begrenzt, sondern es sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen, welche durch die beigefügten Ansprüche festgelegt ist.

Claims (7)

1. Radialkolbenpumpe (1):
mit einem Gehäuse (7);
mit einer im Gehäuse (7) drehbar gestützten Antriebswel­ le (11);
mit einer im Querschnitt kreisförmigen exzentrischen Nocke (15), welche mit der Antriebswelle (11) fest ver­ bunden ist, so daß die Achse der exzentrischen Nocke von der geometrischen Mitte der Achse der Antriebswelle (11) abweicht;
mit mehreren im Gehäuse ausgebildeten radialen zylindri­ schen Öffnungen (17);
mit mehreren radialen Kolben (18), von denen jeder in der zugeordneten zylindrischen Öffnung (17) aufgenommen ist und zum Außenumfang der exzentrischen Nocke (15) vorgespannt ist, um die Kolben (18) hin- und herzubewe­ gen;
wobei jede zylindrische Öffnung (17) sowohl mit einem Ansaugkanal (5) als auch mit einem Ablaßkanal (27) durch Rückschlagventile (23, 24) verbunden ist, um Arbeits­ fluid vom Ansaugkanal (59 nach einem Ansaughub des zuge­ ordneten Kolbens (18) anzusaugen, und um das angesaugte Arbeitsfluid unter Druck zu setzen sowie das unter Druck gesetzte Arbeitsfluid dem Ablaßkanal (27) nach einem Ab­ laßhub des zugeordneten Kolbens (17) zuzuführen;
mit einem Zusatzring (39), welcher auf dem Außenumfang des exzentrischen Nockens (15) angeordnet ist, so daß der Zusatzring (39) relativ zum exzentrischen Nocken (15) drehbar ist; und
mit einem flexiblen Trennelement (41a, 41b) zwischen dem Zusatzring (39) und dem Gehäuse (7), um einen Raum im Gehäuse (7) in eine Arbeitsfluidkammer (44) und eine Schmiermittelkammer (45) zu unterteilen und um die An­ triebswelle (11) zu umschließen, wobei die Schmiermit­ telkammer (45) mit Schmiermittel gefüllt ist.

2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das flexible Trennelement (41a, 41b) einen fle­ xiblen Balg aufweist.

3. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der flexible Balg (41a, 41b) aus einem flexib­ len Metallbalg besteht.

4. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der flexible Balg (41a, 41b) aus Gummimaterial besteht.

5. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der flexible Balg (41a, 41b) aus Kunststoff­ material besteht.

6. Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ge­ kennzeichnet durch eine Abflußöffnung, welche im Gehäuse (7) ausgebildet ist, um das Arbeitsfluid in der Arbeits­ fluidkammer (44) zum Ansaugkanal (5) rückzuführen.

7. Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das äußere Ende des flexiblen Balgs (41a, 41b) mit einem Haltering (42, 43) fest ver­ bunden ist, welcher am Gehäuse (6) koaxial zur Achse der Antriebswelle (11) befestigt ist, und daß das innere Ende des flexiblen Balgs (41a, 41b) mit der Seitenwand des Zusatzringes (49) fest verbunden ist.