Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

DE10210300B4 - Pump element for a high-pressure pump and high-pressure pump with controllable flow rate - Google Patents

Pump element for a high-pressure pump and high-pressure pump with controllable flow rate Download PDF

Info

Publication number
DE10210300B4
DE10210300B4 DE2002110300 DE10210300A DE10210300B4 DE 10210300 B4 DE10210300 B4 DE 10210300B4 DE 2002110300 DE2002110300 DE 2002110300 DE 10210300 A DE10210300 A DE 10210300A DE 10210300 B4 DE10210300 B4 DE 10210300B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
pump
accumulator
piston
face
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE2002110300
Other languages
German (de)
Other versions
DE10210300A1 (en
Inventor
Manuel Schoepke
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
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE2002110300 priority Critical patent/DE10210300B4/en
Publication of DE10210300A1 publication Critical patent/DE10210300A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE10210300B4 publication Critical patent/DE10210300B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B11/00Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation
    • F04B11/0008Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation using accumulators
    • F04B11/0033Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation using accumulators with a mechanical spring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B23/00Pumping installations or systems
    • F04B23/04Combinations of two or more pumps
    • F04B23/06Combinations of two or more pumps the pumps being all of reciprocating positive-displacement type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • F04B49/24Bypassing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Pumpenelement für eine Hochdruckpumpe (1) mit einem in einer Zylinderbohrung (15) oszillierenden Pumpenkolben (17), wobei die Zylinderbohrung (15) und der Pumpenkolben (17) einen Förderraum (19) begrenzen, wobei der Pumpenkolben (17) ein Fluid, insbesondere Kraftstoff, über einen Niederdruckanschluss (23) in den Förderraum (19) ansaugt und in einen Hochdruckanschluss (31) fördert, und mit einem Druckspeicher (35), dadurch gekennzeichnet, dass der Förderraum (19) permanent mit dem Druckspeicher (35) hydraulisch in Verbindung steht, und dass der Haltedruck des Druckspeichers zur Einstellung der Fördermenge steuerbar ist.pump element for one High-pressure pump (1) with a in a cylinder bore (15) oscillating Pump piston (17), wherein the cylinder bore (15) and the pump piston (17) a pump room (19) limit, wherein the pump piston (17) is a fluid, in particular Fuel, over sucks a low pressure port (23) in the delivery chamber (19) and in promotes a high pressure port (31), and with a pressure accumulator (35), characterized in that the delivery chamber (19) is permanently in hydraulic communication with the accumulator (35), and that the holding pressure of the pressure accumulator for adjusting the flow rate is controllable.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Pumpenelement für eine Hochdruckpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Hochdruckpumpe nach dem nebengeordneten Anspruch 8.The The invention relates to a pump element for a high-pressure pump the preamble of claim 1 and a high-pressure pump after the sibling Claim 8.

Bei Verdrängermaschinen oder -pumpen – auch volumetrische Pumpen genannt – wird ein Förderraum, der z. B. von einem Zylinder und einem darin oszillierenden Kolben begrenzt wird, während er sich vergrößert mit einem Niederdruckanschluss verbunden (Saughub) und saugt auf diese Weise das zu fördernde Fluid an. Wenn der Förderraum sich wieder verkleinert (Förderhub), wird das im Förderraum befindliche Fluid in einen Hochdruckkanal ausgeschoben. Dabei entstehen vor allem im Hochdruckkanal Druckstöße, was nachteilig ist.at positive displacement or pumps - too called volumetric pumps - is a delivery room, the z. B. from a cylinder and a piston oscillating therein is limited while he enlarges himself with a low pressure connection connected (suction stroke) and sucks on this Way to promote that Fluid on. If the delivery room shrinking again (delivery stroke), will be located in the pump room Fluid pushed out into a high-pressure channel. This occurs before everything in the high-pressure channel pressure surges, what is disadvantageous.

Nachteilig an vielen Verdrängermaschinen ist außerdem, dass ihre Fördermenge bei konstanter Drehzahl nicht regelbar ist. Zur Regelung der Fördermenge von Kolbenpumpen ist es bekannt, ein im Niederdruckanschluss angeordnetes Einlassventil und/oder ein im Hochdruckkanal angeordnetes Auslassventil anzusteuern. So kann beispielsweise zu Beginn des Förderhubs eines Pumpenelements das Einlassventil aufgesteuert werden, so dass das aus dem Förderraum geförderte Fluid nicht in den Hochdruckkanal, sondern zurück in den Niederdruckanschluss strömt. Wenn die bis zum oberen Totpunkt des Kolbens verbleibende Fördermenge der gewünschten Fördermenge entspricht, wird das Einlassventil geschlossen und das aus dem Förderraum geförderte Fluid gelangt in den Hochdruckkanal. Durch die Variation der Zeitdauer, während der das Einlassventil offengehalten wird, kann auf diese Weise der von der Verdrängermaschine geförderte Volumenstrom zwischen 0% auf 100% des maximal möglichen Volumenstroms eingestellt werden.adversely on many positive displacement machines in addition, that their delivery rate at constant speed is not adjustable. For controlling the flow rate of piston pumps it is known, arranged in a low-pressure connection Inlet valve and / or arranged in the high-pressure passage exhaust valve head for. For example, at the beginning of the delivery stroke a pump element, the inlet valve are turned on, so that that from the pump room funded Fluid not in the high-pressure channel, but back into the low pressure port flows. When the remaining to the top dead center of the piston flow the desired output corresponds, the inlet valve is closed and the pumped from the pumping chamber fluid enters the high-pressure channel. By varying the length of time, while the intake valve is kept open, can in this way the from the displacer machine funded Volume flow adjusted between 0% to 100% of the maximum possible volume flow become.

Nachteilig an dieser Art der Fördermengenregelung ist, dass das Einlassventil zwischen den Totpunkten des Arbeitskolbens geschlossen wird, so dass der Pumpenkolben zu diesem Zeitpunkt bereits eine erhebliche Geschwindigkeit aufweist. Infolgedessen wird mit dem Schließen des Einlassventils der Kolben sowie dessen Antrieb, bestehend beispielweise aus einer Antriebswelle mit einem Exzenter, einer schlagartigen Belastung ausgesetzt. Außerdem führt die sprunghafte Änderung der Fördermenge im Hochdruckkanal zu einem Druckstoß in dem Hochdruckkanal, was die Druckregelung im Hochdruckkanal und in den daran anschließenden Bauteilen erschwert und möglicherweise die Funktion von Bauteilen, wie Injektoren oder Einspritzdüsen, zumindest beeinträchtigt.adversely on this type of flow control is that the inlet valve between the dead centers of the working piston is closed, so that the pump piston at this time already a has considerable speed. As a result, with the Shut down the intake valve of the piston and its drive, consisting for example from a drive shaft with an eccentric, a sudden Exposed to stress. Furthermore leads the erratic change the flow rate in the high pressure passage to a surge in the high pressure passage, which the pressure control in the high-pressure channel and in the adjoining components difficult and possibly the function of components, such as injectors or injectors, at least impaired.

Aus der DE 195 23 282 A1 ist eine Axialkolbenpumpe bekannt, bei der der Schwenkwinkel der Taumelscheibe einstellbar ist, so dass sich der Förderhub der von der Taumelscheibe angetriebenen Pumpenkolben einstellen lässt. Diese Axialkolbenpumpe, insbesondere deren Antrieb über eine verstellbare Taumelscheibe, ist relativ aufwendig in der Herstellung und für höchste Drücke über 1500 bar nur bedingt einsetzbar.From the DE 195 23 282 A1 An axial piston pump is known in which the swivel angle of the swash plate is adjustable so that the delivery stroke of the pump piston driven by the swash plate can be adjusted. This axial piston pump, in particular its drive via an adjustable swash plate, is relatively expensive to manufacture and can only be used to a limited extent for highest pressures above 1500 bar.

Aus der DE 1 528 398 A ist ebenfalls eine Axialkolbenpumpe bekannt, bei der die Fördermenge über den Schwenkwinkel einer Taumelscheibe gesteuert wird. Um die beim Aufsteuern der Hochdruckleitung entstehenden Druckstöße abzumildern, wird der Förderraum jedes Pumpenelements zuvor mit einem Druckspeicher hydraulische verbunden, dessen Haltedruck dem Druck in der Hochdruckleitung entspricht.From the DE 1 528 398 A An axial piston pump is also known, in which the flow rate is controlled via the pivot angle of a swash plate. In order to mitigate the pressure surges created during the control of the high-pressure line, the delivery chamber of each pump element is previously connected hydraulically to a pressure accumulator whose holding pressure corresponds to the pressure in the high-pressure line.

Aus der DE 33 18 236 C2 ist eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen bekannt, deren Fördermengenregelung saugseitig durch ein durch ein Magnetventil erfolgt. Bei dieser Kraftstoffeinspritzpumpe ist ein Druckspeicher vorhanden, der ab einem maximalen Förderhub hydraulisch mit dem Förderraum verbunden wird und geeignet ist, die restliche vom Pumpenkolben geförderte Kraftstoffmenge aufzunehmen.From the DE 33 18 236 C2 a fuel injection pump for internal combustion engines is known, the flow rate control is the suction side by a through a solenoid valve. In this fuel injection pump, an accumulator is present, which is hydraulically connected to the delivery chamber from a maximum delivery stroke and is adapted to receive the remaining amount of fuel pumped by the pump piston.

Aus der DE 2 157 020 A ist eine Hochdruckpumpe bekannt, bei der in der Hochdruckleitung und durch ein Rückschlagventil vom Förderraum getrennt ein Druckspeicher vorhanden ist. Mit Hilfe der Druckspeicher soll das Ansaugvermögen der Hochdruckpumpe bei Inbetriebnahme oder nach einem längeren Stillstand verbessert werden.From the DE 2 157 020 A a high-pressure pump is known in which a pressure accumulator is present in the high-pressure line and separated by a check valve from the delivery chamber. With the help of the pressure accumulator, the suction capacity of the high-pressure pump should be improved during commissioning or after a longer standstill.

Aus der DE 1 948 680 A ist eine Hochdruck-Kolbenpumpe bekannt, bei der zur Vermeidung von Druckspitzen auf der Druckseite eines Pumpenelements ein Druckspeicher vorgesehen.From the DE 1 948 680 A a high-pressure piston pump is known in which provided to avoid pressure peaks on the pressure side of a pump element, a pressure accumulator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Pumpenelement für eine Hochdruckpumpe und eine Hochdruckpumpe bereitzustellen, deren Fördermenge auf einfache Weise regelbar ist und die auch bei höchsten Förderdrücken von über 1500 bar einsetzbar ist. Darüber hinaus sollen die von der Hochdruckpumpe induzierten Druckstöße im Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage minimiert werden.Of the Invention is based on the object, a pump element for a high-pressure pump and to provide a high-pressure pump whose flow rate in a simple manner is controllable and even at the highest Delivery pressures of over 1500 bar is used. About that In addition, the pressure surges induced by the high pressure pump should be in the high pressure range the fuel injection system can be minimized.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Pumpenelement für eine Hochdruckpumpe nach dem Oberbegriff das Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass mit einem in einer Zylinderbohrung oszillierenden Pumpenkolben, wobei die Zylinderbohrung und der Pumpenkolben einen Förderraum begrenzen, und wobei der Pumpenkolben ein Fluid, insbesondere Kraftstoff, über einen Niederdruckanschluss in den Förderraum ansaugt und in einen Hochdruckkanal fördert, und mit einem Druckspeicher, dadurch gelöst, dass der Förderaum permanent mit dem Druckspeicher hydraulisch in Verbindung steht, und dass der Haltedruck des Druckspeichers zur Einstellung der Fördermenge steuerbar ist.This object is achieved with a pump element for a high-pressure pump according to the preamble of claim 1, characterized in that with a cylinder bore oscillating in a pump piston, wherein the cylinder bore and the pump piston limit a delivery chamber, and wherein the pump piston, a fluid, in particular special fuel, sucks in a low pressure port into the pumping chamber and promotes in a high-pressure channel, and with a pressure accumulator, achieved in that the delivery chamber is permanently in communication with the accumulator hydraulically, and that the holding pressure of the accumulator for adjusting the flow rate is controllable.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Bei diesem Pumpenelement kann der Höchstdruck im Förderraum dadurch begrenzt werden, dass der Haltedruck des mit dem Förderraum hydraulisch in Verbindung stehenden Druckspeichers entsprechend gesteuert wird. Infolgedessen wird auch der Druck im Hochdruckkanal begrenzt. Durch eine geeignete Abstimmung des Haltedrucks im Druckspeicher mit auf den im Hochdruckkanal herrschenden Druck kann die Fördermenge des Pumpenelements auf jeden beliebigen Wert zwischen 0% und 100% der maximalen Fördermenge eingestellt werden. Dabei entstehen keine stoßartigen Belastungen am Pumpenelement und Pumpenantrieb, bestehend beispielsweise aus einer Exzenterwelle, einem Polygonring und Rollenstößeln. Außerdem werden die unerwünschten Druckstöße im Hochdruckkanal weitestgehend abgebaut. Dadurch ergibt sich eine bessere Regelgüte des Drucks im Hochdruckkanal und der mit dem Hochdruckkanal hydraulisch in Verbindung stehenden Bauteile. Auch die Funktion der von dem Pumpenelement mit unter Hochdruck stehendem Fluid, insbesondere Kraftstoff, versorgten Bauteile wird nicht durch die Fördermengenregelung beeinträchtigt. Schließlich kann die in den Druckspeicher gespeicherte Druckenergie beim nächsten Saughub wiedergewonnen werden, was den Pumpenwirkungsgrad verbessert.at This pump element can the maximum pressure in the pump room be limited by the fact that the holding pressure of hydraulically with the delivery chamber corresponding pressure accumulator is controlled accordingly. As a result, the pressure in the high pressure passage is also limited. By a suitable vote of the holding pressure in the accumulator on the pressure prevailing in the high-pressure channel pressure, the flow rate of the pump element to any value between 0% and 100% set the maximum flow become. There are no impulsive loads on the pump element and pump drive, consisting for example of an eccentric shaft, a polygon ring and roller tappets. In addition, will the unwanted ones Pressure surges in the high-pressure channel degraded as far as possible. This results in a better control quality of the pressure in the high-pressure channel and with the high-pressure channel hydraulically in Connecting components. Also the function of the pump element supplied with high pressure fluid, especially fuel Components will not be affected by the flow control impaired. After all can the pressure energy stored in the pressure accumulator on the next suction stroke be recovered, which improves the pump efficiency.

Varianten der Erfindung sehen vor, dass der Druckspeicher als Kolbenspeicher, insbesondere als federbelasteter Kolbenspeicher, ausgeführt ist, und/oder dass der Kolbenspeicher einen in einer Bohrung dichtend geführten Speicherkolben aufweist, dass eine erste Stirnfläche des Speicherkolbens mit dem Druck des Fluids aus dem Förderraum beaufschlagt wird, und dass der auf eine zweite Stirnfläche des Speicherkolbens wirkende Druck von einem Druckregelventil geregelt wird. Durch diese Anordnung kann der Haltedruck des Druckspeichers auf einfache Weise eingestellt bzw. geregelt werden. Aufgrund der Speicherwirkung des Kolbenspeichers kann zumindest ein Teil des aus dem Förderraum in den Druckspeicher geförderten Fluids während des Saughubs des Pumpenelements wieder in den Förderraum zurückströmen, so dass die Energieverluste bei der Fördermengenregelung minimiert werden.variants of the invention provide that the pressure accumulator as a piston accumulator, in particular as a spring-loaded piston accumulator, is executed, and / or that the piston accumulator a sealingly guided in a bore accumulator piston having a first end face of the accumulator piston with the pressure of the fluid from the pumping chamber acted upon is, and that acting on a second end face of the accumulator piston Pressure is controlled by a pressure control valve. By this arrangement The holding pressure of the accumulator can be easily adjusted or regulated. Due to the storage effect of the piston accumulator can at least part of the delivery room promoted in the accumulator Fluids during the suction stroke of the pump element back flow back into the delivery chamber, so that minimizes the energy losses in the flow control become.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Pumpenelements sieht vor, dass die zweite Stirnfläche des Speicherkolbens über eine Drossel mit dem Hochdruckkanal hydraulisch in Verbindung steht, so dass ein statischer Druckausgleich zwischen dem Hochdruckkanal und der zweiten Stirnfläche des Speicherkolbens stattfinden kann. Insbesondere wenn der Druckspeicher als federbelasteter Kolbenspeicher ausgeführt ist, kann während dieses statischen Druckausgleichs der Speicherkolben durch die Federkraft auf einen Dichtsitz im Gehäuse des Druckspeichers gepresst werden, so dass die von dem Druck des Förderraums beaufschlagte Fläche der ersten Stirnfläche des Speicherkolbens kleiner als die zweite Stirnfläche des Speicherkolbens wird. Dadurch wird bis zum Erreichen einer vom Verhältnis der mit Druck beaufschlagten Flächen der ersten Stirnfläche und der zweiten Stirnfläche des Speicherkolbens sowie der Federkraft der Druckfeder abhängigen Druckdifferenz der Speicherkolben vom Sitz abgehoben und entsprechend dem dynamischen Gleichgewicht zwischen dem Druck im Hochdruckanschluss bzw. dem Förderraum und der auf die zweite Stirnfläche des Speicherkolbens wirkenden hydraulischen Kraft sowie der auf den Speicherkolben wirkenden Federkraft ein Druck im Förderraum eingestellt.One another embodiment the pump element according to the invention provides that the second end face of the accumulator piston via a throttle is hydraulically connected to the high pressure passage, so that a static pressure equalization between the high pressure channel and the second end face of the accumulator piston can take place. Especially if the accumulator designed as a spring-loaded piston accumulator can during this static pressure equalization of the accumulator piston by the spring force on a sealing seat in the housing of the pressure accumulator are pressed, so that the pressure of the conveying space applied area the first face of the accumulator piston smaller than the second end face of the Accumulator piston is. This is until reaching a ratio of the pressurized surfaces the first face and the second end face the accumulator piston and the spring force of the compression spring dependent pressure difference the accumulator piston is lifted off the seat and according to the dynamic Balance between the pressure in the high pressure port or the delivery chamber and the on the second end face of the accumulator piston acting hydraulic force as well as on The spring acting on the storage piston pressure in the delivery chamber set.

Durch die geeignete Abstimmung der Federrate und Vorspannkraft der Druckfeder, der Größe der ersten Stirnfläche und der zweiten Stirnfläche des Speicherkolbens, sowie des Durchmessers des Dichtsitzes kann das Ansprech- und Schließverhalten des Druckspeichers in weiten Grenzen an die jeweiligen Einsatzbedingungen adaptiert werden.By the appropriate tuning of the spring rate and biasing force of the compression spring, the size of the first face and the second end face of the accumulator piston, as well as the diameter of the sealing seat can the response and closing behavior of the pressure accumulator within wide limits to the respective conditions of use be adapted.

Um ein Rückströmen des Fluids aus dem Hochdruckkanal in den Förderraum zu unterbinden, kann vorgesehen werden, dass zwischen Förderraum und Drossel ein erstes Rückschlagventil angeordnet ist.Around a backflow of the Can prevent fluids from the high pressure passage in the delivery chamber, can be provided that between the delivery chamber and throttle a first check valve is arranged.

Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Hochdruckpumpe, welche eine oder mehrere Pumpenelemente nach einem der vorhergehend beschriebenen Pumpenelemente aufweist, und dass jedem Pumpenelement ein Druckspeicher zugeordnet ist. Diese Hochdruckpumpe hat die zuvor genannten Vorteile der erfindungsgemäßen Pumpenelemente.The The object mentioned at the outset is likewise achieved by a high-pressure pump, which one or more pump elements according to one of the preceding Having described pump elements, and that each pump element an accumulator is assigned. This high pressure pump has the previously mentioned advantages of the pump elements according to the invention.

Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe sehen vor, dass der auf die zweiten Stirnseiten der den mehreren Pumpenelementen zugeordneten Druckspeicher wirkende Druck von einem gemeinsamen Druckregelventil geregelt wird, so dass der Bauaufwand verringert und die Regelgüte im Hochdruckbereich verbessert wird.Further Embodiments of the high-pressure pump according to the invention provide that on the second end faces of the several pump elements associated pressure accumulator acting pressure from a common Pressure control valve is regulated, so that the construction cost is reduced and the control quality is improved in the high pressure area.

Die erfindungsgemäße Hochdruckpumpe kann als Reihenpumpe, Radialkolbenpumpe, Axialkolbenpumpe oder als Verteilerpumpe aufgebaut sein. Sie kann insbesondere als Hochdruckpumpe für Kraftstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen mit oder ohne Common-Rail, insbesondere für Otto- und Dieselmotoren, eingesetzt werden. Alternativ kann die Pumpe auch zum Wasserstrahlen oder Wasserstrahlschneiden eingesetzt werden.The high pressure pump according to the invention can be constructed as a series pump, radial piston pump, axial piston pump or as a distributor pump. It can be used in particular as a high-pressure pump for fuel injection systems of internal combustion engines with or without common rail, in particular for gasoline and diesel engines are used. Alternatively, the pump can also be used for water jetting or water jet cutting.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar.Further Advantages and advantageous embodiments of the invention are the subsequent drawing, the description and the claims can be removed.

Zeichnungdrawing

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe. 1 shows an embodiment of a high-pressure pump according to the invention.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Reihenpumpe 1 mit zwei Pumpenelementen 3 erläutert. Diese Reihenpumpe 1 kann in Einspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, insbesondere Common-Rail-Einspritzanlagen, eingesetzt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 wird dies auch vorausgesetzt. Allerdings ist die Erfindung nicht auf den Einsatz in Krafteinspritzanlagen beschränkt, sondern kann überall dort mit Vorteil eingesetzt werden, wo flüssige Medien unter höchsten Drücken gefördert werden müssen. Ein mögliches Anwendungsbeispiel ist der Einsatz in Hochdruckhydraulikanlagen oder Anlagen zum Wasserstrahlschneiden oder Hochdruckreinigen mit Wasser.The invention will be described below with reference to a series pump 1 with two pump elements 3 explained. This series pump 1 can be used in injection systems of internal combustion engines, in particular common-rail injection systems. In the embodiment according to 1 this is also assumed. However, the invention is not limited to use in force injection systems, but can be used anywhere advantageous where liquid media must be promoted under highest pressures. One possible application example is the use in high-pressure hydraulic systems or systems for water-jet cutting or high-pressure cleaning with water.

Die Reihenpumpe 1 weist ein Gehäuse 5 auf, in dem eine Antriebswelle 7 drehbar gelagert ist. Die Lager sind in der Figur mit dem Bezugszeichen 9 gekennzeichnet. Ein Radialwellendichtring 11 dichtet den Innenraum 13 des Gehäuses 5 gegen die Umgebung ab.The row pump 1 has a housing 5 on, in which a drive shaft 7 is rotatably mounted. The bearings are in the figure by the reference numeral 9 characterized. A radial shaft seal 11 seals the interior 13 of the housing 5 against the environment.

In das Gehäuse 5 sind zwei Zylinderbohrungen 15 eines Pumpenelements 3 eingearbeitet. In den Zylinderbohrungen 15 ist je ein Pumpenkolben 17 so eingepasst, dass der Pumpenkolben 17 in der Zylinderbohrung oszillieren kann und die Leckage zwischen einem Förderraum 19 und dem Innenraum 13 minimiert ist. Die oszillierende Bewegung der Pumpenkolben 17 wird durch exzentrische Abschnitte 21 der Antriebswelle 7 auf die Pumpenkolben 17 übertragen. In 1 sind die zwei Kolben 17 um 180° phasenverschoben dargestellt. Der in 1 linke Kolben 17 befindet sich im oberen Totpunkt (OT), der in 1 rechte Kolben 17 befindet sich im unteren Totpunkt (UT). Wenn die Antriebswelle um 180° gedreht wird (nicht dargestellt), befindet sich der rechte Kolben im OT und der linke Kolben im UT.In the case 5 are two cylinder bores 15 a pump element 3 incorporated. In the cylinder bores 15 is ever a pump piston 17 fitted so that the pump piston 17 can oscillate in the cylinder bore and the leakage between a delivery chamber 19 and the interior 13 is minimized. The oscillating movement of the pump pistons 17 is through eccentric sections 21 the drive shaft 7 on the pump piston 17 transfer. In 1 are the two pistons 17 shown out of phase by 180 °. The in 1 left piston 17 is at top dead center (TDC), which is in 1 right pistons 17 is at bottom dead center (UT). When the drive shaft is rotated 180 ° (not shown), the right piston is in TDC and the left piston is in TDC.

Die Zylinderbohrungen 15 und die Pumpenkolben 17 begrenzen, wie bereits erwähnt, einen Förderraum 19. In der Saugphase, d. h. wenn der Pumpenkolben 17 vom OT zum UT sich bewegt, saugt der Pumpenkolben Kraftstoff aus einem Niederdruckanschluss 23 in den Förderraum 19. Dies erfolgt über eine erste Niederdruckleitung 25. In die erste Niederdruckleitung 25 ist für jedes Pumpenelement 3 ein als Rückschlagventil ausgebildetes Einlassventil 27 eingebaut. Die Einlassventile 27 verhindern das Rückströmen von Kraftstoff oder einem anderen Fluid aus dem Förderraum 19 in die erste Verbindungsleitung 25 während des Förderhubs der Pumpenelemente 3.The cylinder bores 15 and the pump pistons 17 limit, as already mentioned, a pumping room 19 , In the suction phase, ie when the pump piston 17 From the TDC to the UT moves, the pump piston sucks fuel from a low pressure port 23 in the pump room 19 , This is done via a first low-pressure line 25 , In the first low pressure line 25 is for each pump element 3 a trained as a check valve inlet valve 27 built-in. The intake valves 27 prevent the backflow of fuel or other fluid from the pumping chamber 19 in the first connection line 25 during the delivery stroke of the pump elements 3 ,

Über zweite Verbindungsleitungen 29 stehen die Förderräume 19 mit einem Hochdruckanschluss 31 hydraulisch in Verbindung. Der Hochdruckanschluss 31 ist in 1 nur als Punkt dargestellt. An ihn kann beispielsweise ein Common-Rail (nicht dargestellt) mit Injektoren für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine (ebenfalls nicht dargestellt) angeschlossen werden. Alternativ können auch Einspritzdüsen oder andere hydraulische Verbraucher, die mit einem unter höchstem Druck stehenden Fluid versorgt werden müssen, angeschlossen werden.Via second connecting lines 29 stand the delivery rooms 19 with a high pressure connection 31 hydraulically connected. The high pressure connection 31 is in 1 shown only as a dot. To him, for example, a common rail (not shown) with injectors for each cylinder of the internal combustion engine (also not shown) are connected. Alternatively, injectors or other hydraulic consumers that need to be supplied with a highly pressurized fluid may also be connected.

Um das Rückströmen von Kraftstoff auf den Hochdruckanschluss 31 in die Förderräume 19 zu verhindern, ist in den zweiten Verbindungsleitungen 29 kurz vor dem Eintritt in die Förderräume 19 ein Auslassventil 33 je Pumpenelement 3 angeordnet. Die Einlassventile 27 und Auslassventile 33 haben die Funktion von Rückschlagventilen und können in jeder aus dem Stand der Technik bekannten Ausführung bei einem erfindungsgemäßen Pumpenelement 3 eingesetzt werden. Bis hierhin entspricht die Funktionsweise der Pumpenelemente 3 den aus dem Stand der Technik bekannten Pumpenelementen.To the backflow of fuel to the high pressure port 31 in the pumping rooms 19 to prevent is in the second connecting lines 29 just before entering the pumping rooms 19 an outlet valve 33 per pump element 3 arranged. The intake valves 27 and exhaust valves 33 have the function of check valves and can in any known from the prior art embodiment of a pump element according to the invention 3 be used. Up to this point, the functioning of the pump elements corresponds 3 the known from the prior art pump elements.

Die Fördermenge je Umdrehung der Antriebswelle 7 ist nahezu konstant über den gesamten Betriebsbereich der Hochdruckpumpe, da, abgesehen von Leckageverlusten zwischen Förderraum 19 und Innenraum 13 und anderen Verlusten, stets das gesamte Förderraumvolumen 19 während des Förderhubs in den Hochdruckanschluss 31 gefördert wird.The delivery rate per revolution of the drive shaft 7 is almost constant over the entire operating range of the high-pressure pump, since, apart from leakage losses between delivery chamber 19 and interior 13 and other losses, always the entire delivery volume 19 during the delivery stroke in the high-pressure connection 31 is encouraged.

Um die Fördermenge der Hochdruckpumpe bei konstanter Drehzahl regeln zu können, ist jedem Pumpenelement 3 ein als Kolbenspeicher ausgeführter hydraulischer Druckspeicher 35 zugeordnet. Die Druckspeicher 35 bestehen aus einem Speicherkolben 37, der in einer Bohrung 39 dichtend geführt ist. Die Abdichtung zwischen Bohrung 39 und Speicherkolben 37 erfolgt bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel über je einen Dichtring 41.In order to control the flow rate of the high pressure pump at a constant speed, each pump element 3 a designed as a piston accumulator hydraulic pressure accumulator 35 assigned. The accumulators 35 consist of a storage piston 37 in a hole 39 is guided sealingly. The seal between bore 39 and storage piston 37 takes place at the in 1 illustrated embodiment via a respective sealing ring 41 ,

Die Speicherkolben 37 weisen eine erste Stirnfläche 43 und eine zweite Stirnfläche 45 auf. Die Bohrungen 39 sind bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ebenso wie die Zylinderbohrungen 15 in das Gehäuse 5 eingearbeitet. Die Druckspeicher können auch außerhalb des Gehäuses 5 angeordnet werden. Am in 1 unteren Ende der Bohrungen 39 ist ein Dichtsitz 47 eingearbeitet, an welchem der Pumpenkolben 37 mit seiner ersten Stirnfläche 43 aufsitzen kann. Zwischen dem Gehäuse 5 und der zweiten Stirnfläche 45 der Speicherkolben 37 ist eine Druckfeder 49 eingespannt. Die Druckfeder 49 dient dazu, den Speicherkolben 37 auf den Dichtsitz 47 zu drücken.The storage piston 37 have a first end face 43 and a second end face 45 on. The holes 39 are at the in 1 shown embodiment as well as the cylinder bores 15 in the case 5 incorporated. The Druckspei They can also be outside the case 5 to be ordered. At the in 1 lower end of the holes 39 is a sealing seat 47 incorporated, on which the pump piston 37 with his first face 43 can sit up. Between the case 5 and the second end face 45 the accumulator piston 37 is a compression spring 49 clamped. The compression spring 49 serves to the storage piston 37 on the seal seat 47 to press.

Zwischen einem von der ersten Stirnfläche 43 des Speicherkolbens 37 und der Bohrung 39 begrenzten ersten Druckraum 51 des Druckspeichers 35 und dem Förderraum 19 des zugehörigen Pumpenelements 3 ist eine hydraulische Verbindung über eine dritte Verbindungsleitung 53 vorgesehen. Die Mündung der dritten Verbindungsleitung 53 in den ersten Druckraum 51 ist vom Dichtsitz 47 umgeben, so dass, wenn der Speicherkolben 37 auf dem Dichtsitz 47 aufliegt, nur die vom Dichtsitz 47 eingeschlossene Teilfläche der ersten Stirnfläche 43 des Speicherkolbens 37 mit dem Druck aus dem Förderraum 19 beaufschlagt wird. Dazu wird später noch Näheres gesagt.Between one of the first face 43 of the accumulator piston 37 and the hole 39 limited first pressure room 51 of the accumulator 35 and the pump room 19 the associated pump element 3 is a hydraulic connection via a third connecting line 53 intended. The mouth of the third connection line 53 in the first pressure room 51 is from the sealing seat 47 surrounded, so if the storage piston 37 on the seal seat 47 rests, only those from the sealing seat 47 enclosed partial surface of the first end face 43 of the accumulator piston 37 with the pressure from the pump room 19 is charged. More details will be given later.

Ein zweiter Druckraum 55, der von der zweiten Stirnfläche 45 und der Bohrung 39 begrenzt wird, ist über eine vierte Verbindungsleitung 57 mit einem Druckregelventil 59 verbunden. Das Druckregelventil 59 ist so ansteuerbar, dass der Druck in den zweiten Druckräumen 55 einem gewünschten Sollwert entspricht.A second pressure room 55 from the second end face 45 and the hole 39 is limited, is via a fourth connection line 57 with a pressure control valve 59 connected. The pressure control valve 59 is so controllable that the pressure in the second pressure chambers 55 corresponds to a desired setpoint.

Über eine fünfte Verbindungsleitung 61 ist eine hydraulische Verbindung zwischen der zweiten Verbindungsleitung 29 und somit auch den Förderräumen 19 und den zweiten Druckräumen 55 hergestellt. In der fünften Verbindungsleitung 61 ist eine Drossel 63 angeordnet, die einen statischen Druckausgleich zwischen dem in der zweiten Verbindungsleitung 29 und dem zweiten Druckraum 55 herrschenden Druck ermöglicht. Allerdings verhindert die Drossel 63, dass die gesamte Fördermenge der Pumpenelemente 3 in die vierten Verbindungsleitungen 57 und die zweiten Druckräume 55 strömen kann. Die Druckfedern 49 sind so bemessen, dass bei einem Druckanstieg in den Förderräumen 19 die Auslassventile 33 öffnen und somit eine hydraulische Verbindung zwischen Förderräumen 19 und Hochdruckanschluss 31 zulassen, bevor die Speicherkolben 37 von dem Dichtsitz 47 abheben.Via a fifth connection line 61 is a hydraulic connection between the second connection line 29 and thus also the delivery rooms 19 and the second pressure chambers 55 produced. In the fifth connection line 61 is a throttle 63 arranged a static pressure equalization between the in the second connecting line 29 and the second pressure chamber 55 prevailing pressure allows. However, the throttle prevents 63 in that the total flow rate of the pump elements 3 in the fourth connecting lines 57 and the second pressure chambers 55 can flow. The compression springs 49 are dimensioned so that at a pressure increase in the delivery rooms 19 the exhaust valves 33 open and thus a hydraulic connection between delivery chambers 19 and high pressure connection 31 allow before the storage piston 37 from the sealing seat 47 take off.

Nachfolgend wird die Funktion eines erfindungsgemäßen Pumpenelements an dem in 1 rechten Pumpenelement erläutert:The function of a pump element according to the invention on the in 1 right pump element explains:

Betriebsfall 1: Der Druck in einem an den Hochdruckanschluss 31 angeschlossenen Common-Rail soll erhöht werden (maximaler Förderstrom):Operating case 1: The pressure in one to the high pressure connection 31 connected common rail should be increased (maximum flow):

Mit dem Druckbegrenzungsventil 59 wird ein Steuerdruck eingestellt, der dem zu erreichenden Druck in dem nicht dargestellten Common-Rail entspricht. Der Druck am Hochdruckanschluss 31, an der zweiten Verbindungsleitung 29, der vierten Verbindungsleitung 57 und den zweiten Druckräumen 55 ist gleich, da über die fünfte Verbindungsleitung 61 ein Druckausgleich möglich ist. Zu Beginn eines Förderhubs, d. h. wenn der Pumpenkolben 17 im UT beginnt, sich in Richtung OT zu bewegen, liegt der Speicherkolben 37 mit seiner ersten Stirnfläche 43 auf dem Dichtsitz 47 auf. Je näher der Pumpenkolben 17 dem OT kommt, desto größer wird der Druck im Förderraum 19, bis schließlich das Auslassventil 33 öffnet und den Förderraum 19 mit dem Hochdruckanschluss 31 verbindet. Da der am Druckbegrenzungsventil 59 eingestellte Haltedruck über dem Öffnungsdruck des Auslassventils 33 liegt, bleibt der Speicherkolben 37 druckausgeglichen und behält aufgrund der von der Druckfeder 49 auf ihn ausgeübten Kraft seine Lage auf dem Dichtsitz 47 bei. Infolgedessen wird das gesamte Fördervolumen des Pumpenelements über das Auslassventil 33 in den Hochdruckanschluss 31 gefördert. Nach Erreichen des OT kehrt sich die Bewegung des Pumpenkolbens 17 um, das Einlassventil 27 öffnet und das zu fördernde Fluid kann aus dem Niederdruckanschluß 23 in den sich nun vergrößernden Förderraum 19 angesaugt werden.With the pressure relief valve 59 a control pressure is set, which corresponds to the pressure to be reached in the common rail, not shown. The pressure at the high-pressure connection 31 , on the second connection line 29 , the fourth connection line 57 and the second pressure chambers 55 is the same because over the fifth connection line 61 a pressure equalization is possible. At the beginning of a delivery stroke, ie when the pump piston 17 in UT begins to move towards OT, is the storage piston 37 with his first face 43 on the seal seat 47 on. The closer the pump piston 17 the OT comes, the greater the pressure in the delivery room 19 until finally the exhaust valve 33 opens and the delivery room 19 with the high pressure connection 31 combines. Since the pressure relief valve 59 set holding pressure above the opening pressure of the exhaust valve 33 is, the storage piston remains 37 pressure compensated and retains due to the pressure spring 49 his strength on his seat 47 at. As a result, the entire delivery volume of the pump element via the outlet valve 33 in the high pressure connection 31 promoted. After reaching the TDC, the movement of the pump piston is reversed 17 um, the inlet valve 27 opens and the fluid to be delivered can from the low pressure port 23 in the now increasing delivery room 19 be sucked.

Betriebsfall 2: Der Druck in einem angeschlossenen Common-Rail soll reduziert werden (je Förderung):Operating case 2: The pressure in a connected common rail is to be reduced be (per promotion):

Mit dem Druckbegrenzungsventil 59 wird ein Steuerdruck eingestellt, der dem reduzierten Druck in einem an den Hochdruckanschluss 31 angeschlossenen Common-Rail (nicht dargestellt) entspricht. Da der Druck im Hochdruckanschluss 31 über dem am Druckbegrenzungsventil 59 eingestellten Druck liegt, strömt Fluid aus dem Hochdruckanschluss 31 über die Drossel 63 und die vierte Verbindungsleitung 57 durch das Druckbegrenzungsventil 59 in die erste Verbindungsleitung 25, welche mit dem Niederdruckanschluss 23 verbunden ist. Alternativ kann der Ausgang des Druckbegrenzungsventils 59 auch in eine nicht dargestellte Leckageleitung münden. Die durch das Druckbegrenzungsventil 59 strömende Fluidmenge hängt von der Dimensionierung der Drossel 63 ab.With the pressure relief valve 59 is set a control pressure, the reduced pressure in one to the high pressure port 31 connected common rail (not shown) corresponds. Because the pressure in the high pressure port 31 above the pressure relief valve 59 If the pressure is set, fluid flows out of the high-pressure connection 31 over the throttle 63 and the fourth connection line 57 through the pressure relief valve 59 in the first connection line 25 , which with the low pressure connection 23 connected is. Alternatively, the output of the pressure relief valve 59 also lead to a leakage line, not shown. The through the pressure relief valve 59 flowing fluid depends on the size of the throttle 63 from.

Aufgrund der sich an der Drossel 63 einstellenden Druckdifferenz ist der Druck im zweiten Druckraum 55 des Druckspeichers 35 niedriger als der Druck am Hochdruckanschluss 31. Zu Beginn eines Förderhubs, d. h. in der dargestellten Position des rechten Pumpenkolbens 17 in 1, dichtet der Speicherkolben 37 mit seinem Dichtsitz 47 und dem Dichtring 41 den ersten Druckraum 51 gegen den zweiten Druckraum 55 des Druckspeichers 35 ab. Dadurch steigt mit zunehmendem Förderhub der Druck im Förderraum 19 und damit auch im ersten Druckraum 51 des Druckspeichers 35 an. Wenn der Druck im Förderraum 19 ausreicht, um den Speicherkolben 37 gegen den Druck im zweiten Druckraum 55, der auf die zweite Stirnfläche 45 des Speicherkolbens 37 wirkt, und die von der Druckfeder 49 ausgeübte Kraft zu bewegen, hebt der Speicherkolben 37 vom Dichtsitz 47 ab und aus dem Förderraum 19 kann Fluid über die dritte Verbindungsleitung 53 in den ersten Druckraum 51 des Druckspeichers 35 strömen. Dabei entspricht das Volumen des ersten Druckraums 51 der aus dem Förderraum 19 in den ersten Druckraum 51 geförderten Fluidmenge. Das Auslassventil 33 bleibt geschlossen, so dass keine Förderung aus dem Förderraum 19 in den Hochdruckanschluss 31 erfolgt. Infolge des Leckagestroms über die Drossel 63 und gegebenenfalls angeschlossener Verbraucher (z. B. nicht dargestellte Anschlussventile) sinkt der Druck im angeschlossenen Common-Rail (nicht dargestellt). Nach Erreichen des oberen Totpunkts kehrt sich die Bewegungsrichtung des Pumpenkolbens 17 um und das Fluid kann aus dem ersten Druckraum 51 des Druckspeichers 35 und aus dem Niederdruckanschluss 23 in den sich nun vergrößernden Förderraum 19 angesaugt werden.Because of the throttle 63 adjusting pressure difference is the pressure in the second pressure chamber 55 of the accumulator 35 lower than the pressure at the high pressure port 31 , At the beginning of a delivery stroke, ie in the illustrated position of the right pump piston 17 in 1 , the poet writes accumulator piston 37 with his seal seat 47 and the sealing ring 41 the first pressure room 51 against the second pressure chamber 55 of the accumulator 35 from. As a result, the pressure in the delivery chamber increases with increasing delivery stroke 19 and therefore also in the first pressure chamber 51 of the accumulator 35 at. When the pressure in the delivery room 19 sufficient to the accumulator piston 37 against the pressure in the second pressure chamber 55 , on the second end face 45 of the accumulator piston 37 acts, and that of the compression spring 49 To exert exerted force lifts the accumulator piston 37 from the seal seat 47 off and from the pump room 19 can fluid over the third connection line 53 in the first pressure room 51 of the accumulator 35 stream. The volume of the first pressure chamber corresponds to this 51 from the pump room 19 in the first pressure room 51 funded amount of fluid. The outlet valve 33 stays closed, so no promotion from the pump room 19 in the high pressure connection 31 he follows. As a result of the leakage flow through the throttle 63 and optionally connected consumers (eg connection valves, not shown), the pressure in the connected common rail (not shown) decreases. After reaching top dead center, the direction of movement of the pump piston is reversed 17 around and the fluid can from the first pressure chamber 51 of the accumulator 35 and from the low pressure port 23 in the now increasing delivery room 19 be sucked.

Betriebsfall 3: Der Druck in einem Common-Rail soll gehalten werden bei geringem Förderstrom:Operating Case 3: The pressure in a common rail should be held at low flow:

Mit dem Druckbegrenzungsventil 59 wird ein neuer Druck eingestellt, der dem Solldruck im Common-Rail entspricht. Der Druck am Hochdruckanschluss 31 und dem zweiten Druckraum 55 der Druckspeicher 35 ist wegen des statischen Druckausgleichs über die Drossel 63 gleich. Zu Beginn eines Förderhubs dichtet der Speicherkolben 37 mit dem Dichtsitz 47 und dem Dichtring 41 den ersten Druckraum 51, der mit dem Druck aus dem Förderraum 19 beaufschlagt ist, gegen den zweiten Druckraum 55 ab. Mit zunehmendem Förderhub steigt der Druck im Förderraum 19, bis das Auslassventil 33 öffnet und eine Förderung in den Hochdruckanschluss erfolgt. Wegen der auf die zweite Stirnfläche 45 des Speicherkolbens 37 erfolgenden hydraulischen Kräfte und der von der Druckfeder 49 auf den Speicherkolben 37 ausgeübten Federkraft behält der Speicherkolben zunächst seine Position auf dem Dichtsitz 47 bei. Wenn das Auslassventil 33 geöffnet ist, kann Fluid aus dem Förderraum 19 in den Hochdruckanschluss 31 weiter in den nicht dargestellten Common-Rail gefördert werden. Dadurch steigt der Druck im Common-Rail und im Förderraum 19. Der Druck im zweiten Druckraum 55 der Druckspeicher 35 steigt jedoch wegen der Drossel 63 und dem Haltedruck des Druckbegrenzungsventils 59 nicht. Sobald der Druck im Förderraum 19 so weit angestiegen ist, dass die auf die erste Stirnfläche 43 wirkende hydraulische Kraft größer ist als die Kraft der Druckfeder 49 und der auf die zweite Stirnfläche 45 wirkenden hydraulischen Kräfte, hebt der Speicherkolben 37 vom Dichtsitz 47 ab, das Auslassventil 33 schließt und das Fluid wird aus dem Förderraum 19 in den ersten Druckraum 51 gefördert. Somit wird nur eine geringe Fluidmenge zum Hochdruckanschluss 31 gefördert, die ausreicht, um Leckagen und den Bedarf der an den Common-Rail angeschlossenen Injektoren oder anderer Verbraucher zu decken. Nach Erreichen des oberen Totpunkts kehrt sich die Bewegung des Pumpenkolbens 17 um und das Fluid kann aus dem ersten Druckraum 51 und aus dem Niederdruckanschluss 23 in den sich nun vergrößernden Förderraum 19 einströmen.With the pressure relief valve 59 a new pressure is set, which corresponds to the target pressure in the common rail. The pressure at the high-pressure connection 31 and the second pressure chamber 55 the accumulator 35 is because of the static pressure compensation via the throttle 63 equal. At the beginning of a delivery stroke seals the accumulator piston 37 with the sealing seat 47 and the sealing ring 41 the first pressure room 51 that with the pressure from the delivery room 19 is acted upon, against the second pressure chamber 55 from. As the delivery stroke increases, the pressure in the delivery chamber increases 19 until the exhaust valve 33 opens and a promotion takes place in the high-pressure connection. Because of the second end face 45 of the accumulator piston 37 taking hydraulic forces and of the compression spring 49 on the storage piston 37 exerted spring force, the accumulator piston initially retains its position on the sealing seat 47 at. When the exhaust valve 33 is open, fluid can from the pump room 19 in the high pressure connection 31 be further promoted in the common rail, not shown. This increases the pressure in the common rail and in the delivery chamber 19 , The pressure in the second pressure chamber 55 the accumulator 35 but increases because of the throttle 63 and the holding pressure of the pressure relief valve 59 Not. As soon as the pressure in the pump room 19 so far has risen that on the first face 43 acting hydraulic force is greater than the force of the compression spring 49 and the on the second end face 45 acting hydraulic forces, lifts the accumulator piston 37 from the seal seat 47 off, the exhaust valve 33 closes and the fluid gets out of the pumping chamber 19 in the first pressure room 51 promoted. Thus, only a small amount of fluid to the high pressure port 31 sufficient to cover leakages and the needs of common-rail injectors or other consumers. After reaching top dead center, the movement of the pump piston is reversed 17 around and the fluid can from the first pressure chamber 51 and from the low pressure port 23 in the now increasing delivery room 19 flow.

Durch die erfindungsgemäße Fördermengenregelung kann ohne Druckstöße im Hochdruckanschluss 31 eine stufenlose Fördermengenregelung der Pumpenelemente bei konstanter Drehzahl der Antriebswelle auf einfache Weise realisiert werden. Für eine Mehrzahl von Pumpenelementen 3 ist nur ein gemeinsames Druckregelventil 59 notwendig, was die Herstellungs- und Montagekosten verringert und die Regelgüte verbessert. Wenn das Druckregelventil 59 stromlos geschlossen wird, kann auch bei einer defekten Ansteuerung des Druckregelventils die Funktionsfähigkeit der Pumpenelemente – jedoch ohne Fördermengenregelung – aufrechterhalten werden.The flow rate control according to the invention can without pressure surges in the high pressure port 31 a continuous flow control of the pump elements at a constant speed of the drive shaft can be realized in a simple manner. For a plurality of pump elements 3 is just a common pressure control valve 59 necessary, which reduces the manufacturing and assembly costs and improves the quality of control. When the pressure control valve 59 is closed without power, even with a defective control of the pressure control valve, the functionality of the pump elements - but without flow control - are maintained.

Claims (13)

Pumpenelement für eine Hochdruckpumpe (1) mit einem in einer Zylinderbohrung (15) oszillierenden Pumpenkolben (17), wobei die Zylinderbohrung (15) und der Pumpenkolben (17) einen Förderraum (19) begrenzen, wobei der Pumpenkolben (17) ein Fluid, insbesondere Kraftstoff, über einen Niederdruckanschluss (23) in den Förderraum (19) ansaugt und in einen Hochdruckanschluss (31) fördert, und mit einem Druckspeicher (35), dadurch gekennzeichnet, dass der Förderraum (19) permanent mit dem Druckspeicher (35) hydraulisch in Verbindung steht, und dass der Haltedruck des Druckspeichers zur Einstellung der Fördermenge steuerbar ist.Pump element for a high-pressure pump ( 1 ) with one in a cylinder bore ( 15 ) oscillating pump pistons ( 17 ), wherein the cylinder bore ( 15 ) and the pump piston ( 17 ) a delivery room ( 19 ), the pump piston ( 17 ) a fluid, in particular fuel, via a low-pressure connection ( 23 ) in the delivery room ( 19 ) and into a high-pressure connection ( 31 ), and with an accumulator ( 35 ), Characterized in that the feed chamber ( 19 ) permanently with the accumulator ( 35 ) is hydraulically in communication, and that the holding pressure of the pressure accumulator for adjusting the flow rate is controllable. Pumpenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher (35) als Kolbenspeicher, insbesondere als federbelasteter Kolbenspeicher mit einem auf einen Speicherkolben (37) wirkenden Federelement (49), ausgeführt ist.Pump element according to claim 1, characterized in that the pressure accumulator ( 35 ) as a piston accumulator, in particular as a spring-loaded piston accumulator with a on a storage piston ( 37 ) acting spring element ( 49 ) is executed. Pumpenelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenspeicher einen in einer Bohrung (39) dichtend geführten Speicherkolben (37) aufweist, dass eine erste Stirnfläche (43) des Speicherkolbens (37) mit dem Druck des Fluids aus dem Förderraum (19) beaufschlagt wird, und dass der auf eine zweite Stirnfläche (45) des Speicherkolbens (37) wirkende Druck von einem Druckregelventil (59) geregelt wird.Pump element according to claim 2, characterized in that the piston accumulator one in a bore ( 39 ) sealingly guided accumulator piston ( 37 ), that a first end face ( 43 ) of the accumulator piston ( 37 ) with the pressure of the fluid from the delivery room ( 19 ) is applied, and that on a second end face ( 45 ) of the accumulator piston ( 37 ) acting pressure from a pressure regulating valve ( 59 ) is regulated. Pumpenelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher (35) einen Dichtsitz (47) aufweist, dass die erste Stirnfläche (43) des Speicherkolbens (37) mit dem Dichtsitz (47) zusammenwirkt, und dass der vom Dichtsitz (47) begrenzte Teil der ersten Stirnfläche (43) mit dem Druck aus dem Förderraum (19) auch dann beaufschlagt wird, wenn der Speicherkolben (37) auf dem Dichtsitz (47) aufliegt.Pump element according to claim 3, characterized in that the pressure accumulator ( 35 ) a sealing seat ( 47 ), that the first end face ( 43 ) of the accumulator piston ( 37 ) with the sealing seat ( 47 ) and that of the sealing seat ( 47 ) limited part of the first end face ( 43 ) with the pressure from the delivery chamber ( 19 ) is also applied when the accumulator piston ( 37 ) on the sealing seat ( 47 ) rests. Pumpenelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stirnfläche (45) des Speicherkolbens (37) über eine Drossel (63) mit dem Hochdruckanschluss (31) hydraulisch in Verbindung steht.Pump element according to claim 3 or 4, characterized in that the second end face ( 45 ) of the accumulator piston ( 37 ) via a throttle ( 63 ) with the high-pressure connection ( 31 ) communicates hydraulically. Pumpenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abfluss (57) des Druckregelventils (59) mit dem Niederdruckanschluss (23) oder einer Leckageleitung hydraulisch in Verbindung steht.Pump element according to one of the preceding claims, characterized in that a drain ( 57 ) of the pressure regulating valve ( 59 ) with the low pressure connection ( 23 ) or a leakage line is hydraulically connected. Pumpenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Förderraum (19) und Drossel (63) ein Auslassventil (33) vorgesehen ist.Pump element according to one of the preceding claims, characterized in that between pumping space ( 19 ) and throttle ( 63 ) an exhaust valve ( 33 ) is provided. Hochdruckpumpe zur Förderung von Fluiden, insbesondere Kraftstoff oder Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe mindestens ein Pumpenelement (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, und dass jedem Pumpenelement (3) ein Druckspeicher (35) zugeordnet ist.High-pressure pump for conveying fluids, in particular fuel or water, characterized in that the high-pressure pump at least one pump element ( 3 ) according to one of the preceding claims, and that each pump element ( 3 ) an accumulator ( 35 ) assigned. Hochdruckpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der auf die zweiten Stirnseiten (45) der den mehreren Pumpenelementen (3) zugeordneten Druckspeicher (35) wirkende Druck von einem gemeinsamen Druckregelventil (59) geregelt wird.High pressure pump according to claim 8, characterized in that on the second end faces ( 45 ) of the plurality of pump elements ( 3 ) associated pressure accumulator ( 35 ) acting pressure from a common pressure control valve ( 59 ) is regulated. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (1) als Reihenpumpe, Axialkolbenpumpe oder Radialkolbenpumpe aufgebaut ist.High-pressure pump according to one of claims 8 or 9, characterized in that the high-pressure pump ( 1 ) is constructed as a series pump, axial piston pump or radial piston pump. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (1) als Verteilerpumpe aufgebaut ist.High-pressure pump according to one of claims 8 or 9, characterized in that the high-pressure pump ( 1 ) is constructed as a distributor pump. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (1) eine Kraftstoffhochdruckpumpe für Einspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, insbesondere Otto- und Dieselmotoren, ist.High-pressure pump according to one of claims 8 to 11, characterized in that the high-pressure pump ( 1 ) is a high-pressure fuel pump for injection systems of internal combustion engines, in particular gasoline and diesel engines, is. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (1) eine Kraftstoffhochdruckpumpe für Common-Rail-Einspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, insbesondere Otto- und Dieselmotoren, ist.High-pressure pump according to one of claims 8 to 12, characterized in that the high-pressure pump ( 1 ) is a high-pressure fuel pump for common-rail injection systems of internal combustion engines, in particular gasoline and diesel engines, is.
DE2002110300 2002-03-08 2002-03-08 Pump element for a high-pressure pump and high-pressure pump with controllable flow rate Expired - Fee Related DE10210300B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002110300 DE10210300B4 (en) 2002-03-08 2002-03-08 Pump element for a high-pressure pump and high-pressure pump with controllable flow rate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002110300 DE10210300B4 (en) 2002-03-08 2002-03-08 Pump element for a high-pressure pump and high-pressure pump with controllable flow rate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10210300A1 DE10210300A1 (en) 2003-09-25
DE10210300B4 true DE10210300B4 (en) 2008-11-20

Family

ID=27771126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2002110300 Expired - Fee Related DE10210300B4 (en) 2002-03-08 2002-03-08 Pump element for a high-pressure pump and high-pressure pump with controllable flow rate

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10210300B4 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004023195B4 (en) * 2004-05-11 2006-06-14 Siemens Ag Radial piston pump with balance weight

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1948680A1 (en) * 1968-09-30 1970-04-02 Maruyama Mfg Co High pressure piston pump
DE1528398A1 (en) * 1965-06-18 1970-04-23 Cessna Aircraft Co Pressure control in fluid pressure transmission devices
DE2157020A1 (en) * 1971-11-17 1973-05-24 Frieseke & Hoepfner Gmbh MULTICYLINDRICAL VALVE CONTROLLED HIGH PRESSURE PISTON PUMP
DE3318236C2 (en) * 1983-05-19 1992-04-09 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De
DE19523282A1 (en) * 1995-06-27 1997-01-02 Bosch Gmbh Robert Piston pump

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1528398A1 (en) * 1965-06-18 1970-04-23 Cessna Aircraft Co Pressure control in fluid pressure transmission devices
DE1948680A1 (en) * 1968-09-30 1970-04-02 Maruyama Mfg Co High pressure piston pump
DE2157020A1 (en) * 1971-11-17 1973-05-24 Frieseke & Hoepfner Gmbh MULTICYLINDRICAL VALVE CONTROLLED HIGH PRESSURE PISTON PUMP
DE3318236C2 (en) * 1983-05-19 1992-04-09 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De
DE19523282A1 (en) * 1995-06-27 1997-01-02 Bosch Gmbh Robert Piston pump

Also Published As

Publication number Publication date
DE10210300A1 (en) 2003-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004013307B4 (en) High-pressure fuel pump with a pressure relief valve
DE69933901T2 (en) Fuel injection pump
EP1411238A1 (en) Pressure regulating valve for an injection system
EP2670971B1 (en) Pump unit for a high-pressure pump
DE112011105490T5 (en) Fuel pump
DE10139054C1 (en) Operating method for direct fuel injection engine has controlled inlet valve with variable opening duration controlling fuel quantity supplied to common-rail for fuel injection valves
EP1395753B1 (en) High-pressure pump for a fuel system of an internal combustion engine
DE10139055A1 (en) Method, computer program, control and / or regulating device and fuel system for an internal combustion engine
DE102011089399A1 (en) Pump, in particular high-pressure fuel pump for a fuel injection device
DE10153189A1 (en) Fuel pump, fuel system, method for operating a fuel system and internal combustion engine
DE10307877A1 (en) Fuel injection device for an internal combustion engine
DE10210300B4 (en) Pump element for a high-pressure pump and high-pressure pump with controllable flow rate
DE102007038530A1 (en) High-pressure fuel pump for fuel injection system of internal combustion engine, has spring collar whose surface is pressurized with closing pressure, by which valves are closed, before fuel is pressurized with high-pressure by piston
DE19653339A1 (en) Pump unit for supplying fuel
DE102007038523A1 (en) Fuel high-pressure pump for fuel injection system of internal-combustion engine, has pump elements comprising high pressure chamber, where surface of spring plate of pump elements stays in connection with plunger area of pump elements
DE19959006C1 (en) Radial piston pump for common-rail fuel injection system for automobile engine has suction valve for one cylinder bore controlled in dependence on rotation angle of eccentric drive shaft
DE10229395B4 (en) Displacement machine, in particular radial piston pump in a fuel system of an internal combustion engine, and hydraulic system
DE10335603A1 (en) High-pressure pump for a fuel injection device of an internal combustion engine
DE10213625A1 (en) Piston pump, in particular high pressure pump for a fuel system of an internal combustion engine, and fuel system and internal combustion engine
DE102007037084A1 (en) Fuel high pressure pump for fuel injection system of internal combustion engine, has pumping element with element space that is connected with low pressure, where quantity or pressure compensating device is attached to suction valve
WO2018077542A1 (en) Delivery pump, in particular for cryogenic fuels
DE102008036416B4 (en) Pump and method for conveying a fluid
DE102009057927B4 (en) Pump and method for conveying a fluid
DE10213626A1 (en) High-pressure fuel pump for a fuel system of an internal combustion engine
DE10216205B4 (en) High-pressure fuel pump with delivery rate control

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8181 Inventor (new situation)

Inventor name: SCHOEPKE, MANUEL, SHANGHAI, CN

8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee