DE738839C

DE738839C - Sealing between the pressure line and the rotating, eccentrically mounted piston drum of a pump

Info

Publication number: DE738839C
Application number: DEA89953D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ernst Alt; William Werner
Original assignee: Audi AG; Auto Union AG
Current assignee: Audi AG; Auto Union AG
Priority date: 1939-07-28
Filing date: 1939-07-28
Publication date: 1943-09-03
Also published as: CH216771A; FR870251A

Description

Abdichtung zwischen Druckleitung und umlaufender, exzentrisch gelagerter Kolbentrommel einer Pumpe Die Erfindung betrifft die Anordnung eines Abdichtungsstückes zwischen der Druckleitung und- der umlaufenden Kolbentrommel einer Pumpe, insbesondere einer Einspritzpumpe für niederviscose Kraftstoffe. , Es ist bereits bekannt, bei Pumpen mit umlaufender Kolbentr3nimel die Saug- und Drucköffnungen sowohl in der Längsbohrung der Kolbentrommel als auch - an deren Stirnseite anzuordnen, wobei die Abdichtung durch einen entsprechend dichten Laufsitz der gegenseitig bewegten Flächen vermittelt wird. Da nun bei der Förderung niedrigviscoser Flüssigkeiten die erzielbare Druckhöhe in hohem Maße von der Güte der Abdichtung abhängt, ist es, wenn eine genügende Betriebssicherheit gewährleistet- sein soll, nicht möglich, die für Einspritzzwecke erforderlichen hohen Drücke zu erzielen. Ein strafferer Lauf der gegenseitig abdichtenden Flächen läßt sich mit Rücksicht auf Freßerscheinungen nämlich nicht anwenden, da es niedrigviscosen Kraftstoffen in der Regel an der erforderlichen Schmierfähigkeit fehlt und da Einspritzpumpen auch unter stark erhöhten Drehzahlen laufen.Sealing between the pressure line and the circumferential, eccentric bearing Piston drum of a pump The invention relates to the arrangement of a sealing piece between the pressure line and the rotating piston drum of a pump, in particular an injection pump for low-viscosity fuels. , It is already known at Pumps with a rotating piston barrel open the suction and pressure openings both in the Longitudinal bore of the piston drum as well - to be arranged on the end face, with the seal by a correspondingly tight running seat of the mutually moving Areas is conveyed. Since now when pumping low-viscosity liquids the achievable pressure level depends to a large extent on the quality of the seal if sufficient operational safety is to be guaranteed, it is not possible, to achieve the high pressures required for injection purposes. A tighter one The run of the mutually sealing surfaces can be made with regard to seizure phenomena namely do not apply, since low-viscosity fuels are usually at the required level Lubricity is lacking and there are injection pumps even at greatly increased speeds to run.

Bekannt ist es weiter, das Abdichtungsstück einer, Pumpe mit umlaufender Trommel am Umfang der Trommel anzuordnen und den Druck der geförderten Flüssigkeit auf dieses Abdichtungsstück derart einwirken zu lassen, daß ges sich bei radial zur Trommel verschiebbarer Anordnung während der Druckdauer fest ,an die Trommel anlegt. Zufolge der Anordnung des Druckstückes am Trommielurnfang muß das Druckstück entsprechend dem Trommeldurchmesser ebenfalls eine gekrümmte Dichtungsfläche erhalten. Trotz großer aufeinandergleitender Flächen tritt aber eine , einseitige Abnutzung des Druckstückes ein, wenn dieses nicht, beispielsweise im Gehäuse der Trommel, eine außerordentlich lange und straff sitzende Führung erhält. Die Vergrößerung der Führungsflächen bedingt aber ihrerseits wieder eine beträchtliche Vergrößerung der Gesamtabmessungen der Pumpe. Bei Anordnung des Abdichtungsstückes an der Stirnseite der Kolbentrommel jedoch treten an den verschiedenen Stellen des Abdichtungsstückes infolge der unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeit an den verschiedenen Abständen von der Längsachse der Welle ungleiche Abnutzungen auf. Somit sind sowohl Abdichtungsstücke am Umfang der Trommel als auch etwa entsprechend einem solchen Abdichtungsstück an der Stirnseite der Kolbentrommel untergebrachte Abdichtungsstücke einem derartigen Verschleiß ausgesetzt, daß nach einer verhältnismäßig kurzen Betriebszeit Undichtigkeiten und Freßerscheinungen unvermeidlich sind.It is also known, the sealing piece of a pump with a circulating To arrange the drum on the circumference of the drum and the pressure of the pumped liquid to be able to act on this sealing piece in such a way that the total is radially to the drum displaceable arrangement during the printing period fixed to the drum applies. As a result of the arrangement of the pressure piece on the drum circumference, the pressure piece must corresponding the drum diameter also has a curved sealing surface obtain. In spite of large surfaces sliding on top of one another, there is one, one-sided Wear of the pressure piece, if this is not, for example in the housing of the Drum, receives an extraordinarily long and tightly seated guide. The magnification however, the guide surfaces in turn require a considerable increase in size the overall dimensions of the pump. When arranging the sealing piece on the front side the piston barrel, however, occur at the various points on the sealing piece due to the different peripheral speed at the different distances uneven wear from the longitudinal axis of the shaft. Thus, both are sealing pieces on the circumference of the drum as well as roughly corresponding to such a sealing piece on the end face of the piston drum housed sealing pieces such Exposed to wear and tear that leaks after a relatively short period of operation and eating phenomena are inevitable.

Nach der Erfindung werden Laufschwierigkeiten und die ungenügende Abdichtung der bekannten Anordnungen dadurch vermieden, daß das Abdichtungsstück aus einer Druckplatte besteht, die in der an der Stirnseite der Kolbentrommel befindlichen Drucköffnung drehbar angeordnet ist. Zufolge dieser besonderen Anordnung kann sich das Druckstück unter Einwirkung der verschieden großen Reibung an seinem einzelnen von der Längsachse der Trommelwelle verschieden weit entfernten Punkten im Betrieb langsam drehen, so daß eine gleichmäßige Abnutzung an allen Stellen seiner abdichtenden Fläche eintritt, ohne daß es erforderlich ist, zur Führung des Abdichtungsstückes unerwünscht große bzw. lange Flächen im Pumpengehäuse vorzusehen. Es wird somit sowohl eine betriebssichere Abdichtung, die bei der Förderung niedrigviscoser Kraftstoffe stark erhöhte Drücke erreichen läßt, als auch eine besonders gedrängte Bauweise erzielt.According to the invention, running difficulties and insufficient Sealing of the known arrangements avoided in that the sealing piece consists of a pressure plate, which is located in the on the face of the piston drum Pressure opening is rotatably arranged. As a result of this particular arrangement can the pressure piece under the action of the variously large friction on its individual Points in operation at different distances from the longitudinal axis of the drum shaft turn slowly so that an even wear on all points of its sealing Surface occurs without it being necessary to guide the sealing piece to provide undesirably large or long surfaces in the pump housing. So it becomes both a reliable seal, which is useful when pumping low-viscosity fuels can achieve greatly increased pressures, as well as a particularly compact design achieved.

Mit Vorteil ist zwischen der Druckplatte und der Wandung der Drucköffnung ein manschettenartiger Dichtungsring aus elastischem Werkstoff angeordnet. Dieser Dichtungsring kann mit der Druckplatte durch Vulkanisieren verbunden sein, wodurch sich sowohl eine völlig einwandfreie Abdichtung als auch die Möglichkeit einer einfachen Auswechslung der Abdichtungsteile ergibt.It is advantageous to have the pressure opening between the pressure plate and the wall a sleeve-like sealing ring made of elastic material is arranged. This Sealing ring can be connected to the pressure plate by vulcanizing, whereby both a completely perfect seal and the possibility of a simple one Replacing the sealing parts results.

Ebenso ist es jedoch auch möglich, den Dichtungsring der Druckplatte an seinem Außenumfang konisch auszubilden und in der ebenfalls in Richtung auf die Kolbentrommel zulaufenden Drucköffnung anzuordnen. Gegebenenfalls können auch der Innenumfang des Dichtungsringes und der Außenumfang der Druckplatte konisch ausgebildet sein, si daß sich bei einer Bewegung der Druckplatte in Richtung auf die Kolbentrommel ein zunehmender Widerstand des elastischen Dichtungsringes einstellt.However, it is also possible to use the sealing ring of the pressure plate to be conical on its outer circumference and also in the direction of the To arrange piston drum tapered pressure opening. If necessary, the Inner circumference of the sealing ring and the outer circumference of the pressure plate are conical be, si that when the pressure plate moves in the direction of the piston drum an increasing resistance of the elastic sealing ring sets.

Um den Anpreßdruck der Druckplatte bei stark erhöhten Flüssigkeitsdrücken niedriger zu halten, ist es auch möglich, die sich an der Kolbentrommel anlegende Fläche der Druckplatte größer auszubilden als die dem in Richtung zur Kolbentrommel wirkenden Flüssigkeitsdruck ausgesetzte Fläche der Druckplatte und des Dichtungsringes.About the contact pressure of the pressure plate at greatly increased fluid pressures To keep it lower, it is also possible to apply the pressure to the piston drum Make the surface of the pressure plate larger than that in the direction of the piston barrel The surface of the pressure plate and the sealing ring exposed to the liquid pressure.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen Fig. i einen Längsschnitt durch die Pumpe, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-A 'der Fig. i, gesehen in Richtung des Pfeiles, Fig.3 eine Druckplatte mit gegenüber der Kolbentrommel vergrößerter und gegenüber dem Flüssigkeitsdruck verringerter Druckfläche und manschettenartigem Dichtungsring, Fig. q. eine einfachere Ausbildung des Dichtungsringes, Fig.5 einen Dichtungsring mit konischer Außenfläche, Fig. 6 die konische Ausbildung sowohl des Außen- als auch des Innenumfanges des Dichtungsringes.In the drawing, the subject matter of the invention is illustrated by way of example. FIG. 1 shows a longitudinal section through the pump, FIG. 2 shows a section according to FIG Line A-A 'of Fig. I, seen in the direction of the arrow, Fig.3 with a pressure plate increased compared to the piston drum and decreased compared to the fluid pressure Pressure surface and sleeve-like sealing ring, Fig. Q. an easier education of the sealing ring, FIG. 5 a sealing ring with a conical outer surface, FIG. 6 the conical design of both the outer and inner circumference of the sealing ring.

Zwischen den. Gehäuseseiten i, 2 ist imierhalb eines exzentrisch gebohrten Ringes 3 eine Kolbentrommel q. drehbar gelagert. Die Kolbentrommel q. nimmt einen an dem exzentrisch gebohrten Ring 3 anlaufenden Plunger 5 derart auf, daß der Plunger in einer Aussparung 6 der Kolbentrommel q. radial beweglich ist. Der Antrieb der Kolbentrommel .l erfolgt vermittels der Welle 7.Between. Housing sides i, 2 is drilled inside an eccentric Ring 3 a piston drum q. rotatably mounted. The piston barrel q. takes one on the eccentrically drilled ring 3 approaching plunger 5 in such a way that the plunger in a recess 6 of the piston drum q. is radially movable. The drive of the The piston drum .l takes place by means of the shaft 7.

Beim Umlauf der Kolbentrommel 4. belangt unter gleichzeitigem radialen Heraustreten des Plungers 5 unter Wirkung einer Feder aus der Kolbentrommel deren nun als Saugraum wirkende Aussparung 6 mit einem in der unteren Hälfte der Gehäuseseite 2 angeordneten Saugschlitz 8 in Verbindung. Nach beendigtem Saugvorgang wird der Plunger 5 infolge der exzentrischen Lagerung des Innenumfanges des Ringes 3 wieder in die Kolbentrommel, zurückgeschoben, so daß der Raum 6 zum Druckraum wird.During the rotation of the piston drum 4. concerns under simultaneous radial The plunger 5 emerges from the piston drum under the action of a spring now acting as a suction space recess 6 with one in the lower half of the housing side 2 arranged suction slot 8 in connection. After the suction process is finished, the Plunger 5 as a result of the eccentric mounting of the inner circumference of the ring 3 again into the piston drum, pushed back so that the space 6 becomes the pressure space.

Beim Durchlaufen durch die obere Gehäusehälfte gelangt der Raum 6, der nun als Druckraum wirkt, mit der Drucköffnung 9 in Verbindung. -In dieser Drucköffnung ist eine Druckplatte io senkrecht zur Kolbentrommel beweglich gelagert. Nach Fig. i befindet sich unterhalb dieser Druckplatte ein manschettenartiger Abdichtungsring i i. Der Druck der in die Drucköffnung 9 durch die Mittelbohrung 12 der Druckplatte i o eintretenden Flüssigkeit ist nun bestrebt, einerseits den manschettenartigen Dichtungsring i i an die Wandung 13 der Drucköffnung 9 und andererseits die Druckplatte an die Stirnseite der Kolbentrommel ¢ anzupressen. Ohne daß die Kolbentrommel ein sehr geringes Einbauspiel zwischen den Gehäuseseiten i und 2 erfordert, wird daher die im Bereich der Drucköffnung erforderliche gute Abdichtung gewährleistet.When you pass through the upper half of the housing, you get to space 6, which now acts as a pressure chamber, with the pressure opening 9 in connection. -In this pressure opening a pressure plate is mounted movably perpendicular to the piston drum. According to Fig. i is located below this pressure plate a sleeve-like one Sealing ring i i. The pressure in the pressure opening 9 through the central bore 12 of the pressure plate i o entering liquid is now trying to on the one hand the sleeve-like sealing ring i i on the wall 13 of the pressure opening 9 and on the other hand to press the pressure plate against the face of the piston drum ¢. Without that Piston drum requires very little installation clearance between housing sides i and 2, the good seal required in the area of the pressure opening is therefore ensured.

Um den Anpreßdruck der Druckplatte io bei erhöhten Flüssigkeitsdrücken zu begrenzen, kann auch, wie Fig.3 zeigt, die an der Kolbentrommel sich anlegende Fläche der Druckplatte io größer ausgebildet sein, als die dem Flüssigkeitsdruck in der Drucköffnung 9 ausgesetzte Fläche dieser Druckplatte und ihres Dichtungsringes i i.To the contact pressure of the pressure plate io with increased fluid pressures can also, as FIG. 3 shows, the contact with the piston drum Surface of the pressure plate io be made larger than that of the liquid pressure exposed in the pressure opening 9 surface of this pressure plate and its sealing ring i i.

Nach Fig. q. ist die Druckplatte io mit einem zylindrischen, in die Drucköffnung 9 eingesetzten Dichtungsring i q. durch Vulkanisieren verbunden.According to Fig. Q. is the pressure plate io with a cylindrical into which Pressure opening 9 inserted sealing ring i q. connected by vulcanization.

Nach Fig. ,5 ist der Abdichtungsring als an seinem Außenumfang konischer Ring 17 ausgebildet und mit der Druckplatte io durch Vulkanisieren verbunden. Die Druckplatte zusammen mit dem Ring ist in die in diesem Falle konisch ausgebildete Drucköffnung 9 lediglich eingelegt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.6 ist dagegen der Dichtungsring 18 an seinem Außen- und an seinem Innenumfang konisch ausgebildet und mit der ebenfalls konischen Druckplatte i o zusammenvulkanisiert.According to FIG. 5, the sealing ring is more conical than on its outer circumference Ring 17 formed and connected to the pressure plate io by vulcanization. the Pressure plate together with the ring is in the conical shape in this case Pressure opening 9 only inserted. In the embodiment of Figure 6, however, is the sealing ring 18 is conical on its outer and inner circumference and vulcanized together with the likewise conical pressure plate i o.

Die beiderseits konische Ausbildung des Dichtungsringes nach Fig. 6 bringt einen bei bestimmten Drücken sich günstig auswirkenden, bei der Bewegung der Druckplatte in Richtung zur Kolbentrommel zunehmenden Widerstand des Dichtungsringes 18 mit sich.The conical design of the sealing ring on both sides according to Fig. 6 brings a beneficial effect at certain pressures, in the movement the pressure plate in the direction of the piston drum increasing resistance of the sealing ring 18 with itself.

Die Verwendung eines unter dem Druck der Flüssigkeit stehenden Abdichtungsstückes an der Stirnseite der Kolbentrommel bringt noch folgende, für den Betrieb sowie für die Herstellung der Pumpe sehr wesentliche Vorteile mit sich.The use of a sealing piece under the pressure of the liquid on the face of the piston drum still brings the following, for operation as well for the manufacture of the pump with very significant advantages.

Die Kolbentrommel kann zwischen die'Gehäusestirnseiten, da die Abdichtung durch das Druckstück übernommen wird, mit einem verhältnismäßig großen Spiel eingebaut werden. Hierdurch wird eine erhöhte Sicherheit gegen Fressen geboten. Des weiteren werden aber auch besondere Rückflußkänäle erspart, die im Falle der Abdichtung der Kolbentrommel auf ihrer gesamten Stirnseite dann angeordnet sein müssen, wenn der Beginn der Einspritzzeit auf einen späteren Teil des Pumpenhubes verlegt wird. Im Falle der Anordnung des Abdichtungsstückes dagegen kann während des ersten Teiles des Druckhubes ein gewisser, im Übermaß angesaugter Anteil von Brennstoff ohne Schwierigkeiten durch die an den Trommelstirnseiten infolge der weiteren Passung stehenbleibenden Leckstellen aus dem Druckraum entweichen. Der im Druckraum ,verbleibende Brennstoffanteil dagegen wird während des wirksamen Teiles des Druckhubes, das ist während der Überdeckung des Pumpenraumes mit der Drucköffnung, an einem solchen Entweichen auch in geringsten Mengen verhindert. Da während des eigentlichen Druckhubes das Abdichtungsstück sich fest an die eine Seite der Kolbentrommel anpreßt, wird auch die gegenüberliegende Seite der Kolbentrommel nur während der Dauer des Druckhubes mit der entsprechenden Gehäuseseite in abdichtender Anlage gehalten. Verhindert dagegen wird, daß die in der Druckleitung bestehenden Drücke sich während des ganzen Umlaufes der Trommel auf deren gesamte -Stirnseite auswirken und so .einen erhöhten Verschleiß durch unerwünscht hohe Anpressung der gegenüberliegenden Stirnseite am Gehäuse hervorrufen. Dazu kommt, daß sich infolge der weiteren, durch die Druckplatte ermöglichten Passungen die Herstellung der Pumpe durch Wegfall der Feinstbearbeitung der Innenflächen des Gehäuses beträchtlich verbilligt.The piston drum can be placed between the housing end faces as the seal is taken over by the pressure piece, installed with a relatively large game will. This offers increased security against seizure. Further but are also spared special reflux channels, which in the case of sealing the Piston drum must then be arranged on its entire face when the The start of the injection time is postponed to a later part of the pump stroke. in the The case of the arrangement of the sealing piece, however, can occur during the first part of the pressure stroke a certain amount of fuel sucked in in excess without difficulty due to the remaining on the drum front sides as a result of the further fit Leaks escape from the pressure chamber. The proportion of fuel remaining in the pressure chamber on the other hand, during the effective part of the pressure stroke, that is during the overlap of the pump chamber with the pressure opening, even in the slightest of such an escape Quantities prevented. Since during the actual pressure stroke, the sealing piece presses firmly against one side of the piston drum, the opposite also becomes Side of the piston drum only for the duration of the pressure stroke with the corresponding Housing side held in a sealing system. On the other hand, it prevents the in the pressure line existing pressures during the entire rotation of the drum have an effect on their entire front face and thus increased wear and tear cause undesirably high pressure on the opposite end face on the housing. In addition, as a result of the other fits made possible by the pressure plate the manufacture of the pump by eliminating the fine machining of the inner surfaces of the Housing considerably cheaper.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement of the sealing piece between the Pressure line and the rotating, eccentrically mounted piston drum of a pump, in particular an injection pump for low-viscosity fuels, which in its axial direction is slidably sealed in the pump housing and under the pressure of the pumped Liquid is pressed sealingly against the piston drum, characterized in that that the sealing piece consists of a pressure plate (i o) and that on the front side the piston drum located pressure opening (9) is rotatably arranged.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that between the pressure plate (io) and the Pressure opening (9) a preferably cuff-like sealing ring made of elastic Material is arranged.

3. Arrangement according to claims i and 2, characterized in that that the area resting on the piston drum (q.) is greater than the pressure plate (i o) is designed as the fluid pressure acting in the direction of the piston drum exposed Surface of the pressure plate and the sealing ring (Fig. 3). q ..

Arrangement according to claims i to 3, characterized in that the sealing ring (17) is conical on the outer circumference and also conical in the direction is arranged on the piston drum (q.) tapering pressure opening (9) (Fig.5).

5. Arrangement according to claims i to q., Characterized in that the inner circumference of the sealing ring (18) and the outer circumference of the pressure plate (i o) are conical are (Fig. 6).