Es ist schon eine solche Kolbenpumpe mit drei Pumpenelementen bekannt (DE 42 13 798 A1), welche jeweils saugseitig über ein federbelastetes Rückschlagventil an eine Niederdruckversorgung angeschlossen sind. Die bekannte Kolbenpumpe ist von ihrer Bauart her eine Konstantpumpe, deren Pumpenelemente auf einen im Kraftstoffeinspritzsystem maximal nötigen Volumenstrom eingestellt sind. Bei einer niederdruckseitigen Mengenregelung des Kraftstoffstromes ergibt sich jedoch der Nachteil, daß bei einem gegenüber dem maximalen Volumenstrom kleineren Volumenstrom aufgrund von Toleranzen der saugseitigen Rückschlagventile eine ungleiche Füllung der einzelnen Pumpenelemente erfolgt. Dies hat seine Ursache darin, daß das auf einen niedrigen Öffnungshub eingestellte saugseitige Rückschlagventil der Pumpenelemente während des Saughubs des Pumpenkolbens und während eines Teils des Förderhubs geöffnet ist. Dabei können Überschneidungen der Öffnungszeiten der Saugventile anderer Pumpenelemente auftreten. Da aber bei kleinem Volumenstrom der Druck im Niederdrucksystem sehr niedrig ist und sich mit

der Befüllung eines Pumpenelements vermindert, kann es bei zu langer Öffnungsdauer eines Saugventils zu einer Minderfüllung oder Nichtbefüllung eines anderes Pumpenelements kommen. Hierdurch entstehen jedoch im hochdruckseitigen Teil des Kraftstoffeinspritzsystems Druckschwankungen, welche sich nachteilig auf den Lauf der angeschlossenen Brennkraftmaschine auswirken.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Teilbefüllung des jeweiligen Pumpenelements nicht mehr im wesentlichen vom Zusammenwirken des Förderdrucks der Förderpumpe, der Federkraft des ersten Rückschlagventils und des vom Pumpenkolben erzeugten Unterdrucks abhängt, sondern die Dauer der Befüllung des Pumpenelements von dem im wesentlichen nur von Förderdruck und Federkraft belasteten zweiten Rückschlagventil bestimmt wird, welches bei niedrigem Volumenstrom des zugeführten Kraftstoffs auch die Befüllung begrenzt, während das erste Rückschlagventil in der Druckphase des Fördervorgangs nur noch im wesentlichen dazu dient, den Zylinderraum des Pumpenelements gegen das zweite Rückschlagventil abzusperren. Der Kraftstoffzumeßvorgang wird somit nicht mehr von der Öffnungsdauer des ersten Rückschlagventils bestimmt. Beginn und Ende des Zumeßvorgangs werden erfindungsgemäß vom Förderdruck des Kraftstoff eingeleitet und begrenzt.

Eine Einbauvolumen im Gehäuse eines Pumpenelements sparende Ausführungsform der beiden Rückschlagventile ist in den Unteransprüchen angegeben.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Hydraulikschaltplan eines Teils eines Kraftstoffeinspritzsystems mit einer Kolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckversorgung des Systems und Figur 2 einen Schnitt durch ein Pumpenelement der Kolbenpumpe.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels Der in Figur 1 dargestellte Hydraulikschaltplan zeigt eine Pumpenanordnung zur Kraftstoffhochdruckerzeugung für ein in Brennkraftmaschinen eingesetztes Kraftstoffeinspritzsystem, insbesonders Common-Rail-Einspritzsystem. Die Pumpenanordnung weist eine Niederdruck-Förderpumpe 1 auf, welche saugseitig an einen beispielsweise Dieselkraftstoff enthaltenden Kraftstoffbehälter 2 angeschlossen ist. Von der Förderpumpe 1 geht druckseitig eine Förderleitung 3 aus, in welcher ein Stromregelventil 4 angeordnet ist.

Die Pumpenanordnung weist außerdem eine Hochdruck- Kolbenpumpe 6 mit drei Pumpenelementen 7 auf, welche jeweils einen Pumpenkolben 8 in einem Zylinderraum 9, saugseitig ein erstes und ein zweites Rückschlagventil 10 und 11 sowie druckseitig ein Druckventil 12 umfassen. Die unter einem Winkelabstand von 120° angeordneten Pumpenkolben 8 sind durch Federkraft an einem Hubring 13 abgestützt, welcher von einer Exzenterwelle 14 antreibbar ist.

Die Förderleitung 3 ist nach dem Stromregelventil 4 verzweigt und jeweils an das zweite Rückschlagventil 11 der Pumpenelemente 7 angeschlossen. Die beiden gegen Federkraft in Richtung zum Zylinderraum 9 öffnenden Rückschlagventile 10 und 11 sind in Reihe angeordnet, wobei das erste

Rückschlagventil 10 zylinderraumnah in dem jeweiligen Förderleitungszweig liegt. Von den Druckventilen 12 der Pumpenelemente 7 gehen Leitungszweige einer Kraftstoffhochdruckleitung 15 aus, welche zu einem nicht dargestellten Kraftstoffhochdruckspeicher des Kraftstoffeinspritzsystems führt.

Die Niederdruck-Förderpumpe 1 und die Hochdruck-Kolbenpumpe 6 sind Konstantpumpen. Eine verbrauchsabhängige Mengenregelung des Kraftstoffstroms von der Förderpumpe 1 zur Kolbenpumpe 6 erfolgt mittels des Stromregelventils 4.

In dem vereinfachten Hydraulikschaltplan gemäß Figur 1 sind keine zu der Pumpenanordnung gehörende Druckregel-und -begrenzungsventile, Rücklaufleitungen sowie Kraftstoffilter dargestellt.

Bei dem in Figur 2 wiedergegebenen Längsschnitt eines Pumpenelements 7 erkennt man einen Pumpenkolben 8 in einem Zylinderraum 9 eines Gehäuses 17. An den Zylinderraum 9 ist das Druckventil 12 des Pumpenelements 7 angeschlossen. Der Zylinderraum 9 ist durch eine ringscheibenförmige Ventilplatte 18 abgeschlossen. Diese ist durch ein Gehäusebauteil 19 in der Form einer in das Gehäuse 17 eingeschraubten Verschlußschraube niedergehalten. Das Gehäusebauteil 19 greift mit einer Dichtkante 20 an der zylinderraumabgewandten Seite der Ventilplatte 18 an und ist umfangsseitig mit einem Dichtring 21 gegenüber dem Gehäuse 17 abgedichtet. Die Ventilplatte 18 ist umfangsseitig von einem Ringraum 22 umgeben, in welchen ein Leitungszweig der Förderleitung 3 mündet.

Die Ventilplatte 18 ist mit einer achsgleich zum Zylinderraum 9 verlaufenden, abgestuften Durchgangsbohrung 24 versehen. Gleichachsig zur Durchgangsbohrung 24 ist in dem Gehäusebauteil 19 eine Sacklochbohrung 25 ausgebildet.

Die Ventilplatte 18 ist außerdem mit einem radial verlaufenden Stichkanal 26 versehen, welcher sich zwischen dem umfangsseitigen Ringraum 22 des Gehäuses 10 und der abgestuften Durchgangsbohrung 24 erstreckt. Der Stichkanal 26 mündet in einen Bohrungsabschnitt 27 der Durchgangsbohrung 24, der zwischen einem zylinderraumseitigen Ringbund 28 und einem zylinderraumabgewandten Bohrungsabschnitt 29 der Ventilplatte 18 gelegen ist.

Zylinderraumseitig ist am Ringbund 28 der Ventilplatte 18 ein hohlkegelförmiger Ventilsitz 31 des ersten Rückschlagventils 10 ausgebildet. Dieses weist ein tellerförmiges Schließglied 32 auf, welches gegen den Ventilsitz 31 kegelförmig begrenzt ist. Aufgrund voneinander abweichender Kegelwinkel berühren sich Schließglied 32 und Ventilsitz 31 entlang einer Kante, deren Durchmesser zugleich der lichte Durchmesser des Ringbundes 28 ist.

Abweichend vom Ausführungsbeispiel kann das Schließglied 32 auch nur scheibenförmig sein und mit einem ebenen Ventilsitz 31 mit der Ventilplatte 18 zusammenarbeiten. Von dem Schließglied 32 geht ein Schaft 33 aus, welcher die Durchgangsbohrung 24 der Ventilplatte 18 mit Abstand durchdringt und in der Sacklochbohrung 25 des Gehäusebauteils 20 endet.

An der zylinderraumabgewandten Seite des Ringbundes 28 ist ein hohlkegelförmiger Ventilsitz 35 des zweiten Rückschlagventils 11 ausgebildet. Diesem ist ein Schließglied 36 in der Form einer Hülse zugeordnet, deren Boden 37 eine mit dem Ventilsitz 35 zusammenwirkende Kegelkontur aufweist. Durch entsprechend gewählte Kegelwinkel stimmt der Dichtdurchmesser des zweiten Rückschlagventils 11 mit dem lichten Durchmesser des Ringbundes 28 überein. Das hülsenförmige Schließglied 36 des

zweiten Rückschlagventils 11 ist im zylinderraumabgewandten Bohrungsabschnitt 29 der Ventilplatte 18 weitgehend druckdicht geführt und erstreckt sich in die Sacklochbohrung 25 des Gehäusebauteils 19. Innerhalb der Sacklochbohrung 25 befindet sich eine vorgespannte Druckfeder 38, welche einerseits bodenseitig am Schließglied 36 und andererseits am Grund der Sacklochbohrung 25 am Gehäusebauteil 19 abgestützt ist. Das hülsenförmige Schließglied 36 umfaßt mit seinem Boden 37 den Schaft 33 des Schließgliedes 32 mit radialem Spiel. Auf dem Schaft 33 ist eine vorgespannte Druckfeder 39 aufgenommen, welche einerseits an der zylinderraumabgewandten Seite des Hülsenbodens 37 und andererseits an einem Anschlag 40 am Schließgliedschaft angreift. Die beiden Druckfedern 38 und 39 üben jeweils eine Schließkraft auf das zugeordnete Rückschlagventil 10 bzw. 11 aus.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise der beiden saugseitigen Rückschlagventile 10 und 11 sei angenommen, daß das erste Rückschlagventil 10 auf einen Öffnungsdruck von 0,3bar und das zweite Rückschlagventil 11 auf einen Öffnungsdruck von lbar eingestellt sei. Außerdem sei angenommen, daß beide Rückschlagventile 10 und 11 ihre Schließstellung einnehmen.

Der Druck des von der Förderpumpe 1 geförderten und von dem Stromregelventil 4 mengengeregelt bemessenen Kraftstoff- Förderstroms steht im Bohrungsabschnitt 27 der Durchgangsbohrung 24 in der Ventilplatte 18 vor dem geschlossenen zweiten Rückschlagventil 7 an. Während des Saughubes des Pumpenkolbens 8 entsteht im Zylinderraum 9 ein Unterdruck, welcher die Federkraft der Druckfeder 39 überwindet und das erste Rückschlagventil 10 in die Offenstellung (wie gezeichnet) überführt. Während die Sacklochbohrung 25 im Gehäusebauteil 20 zum Zylinderraum 9 hin druckentlastet ist, wirkt der im Bohrungsabschnitt 27 der Durchgangsbohrung 24 der Ventilplatte 18 anstehende

Druck des Kraftstoffs auf eine kreisringförmige Wirkfläche am Schließglied 36 des zweiten Rückschlagventils 11, welche einerseits durch den Dichtdurchmesser des Ventilsitzes 35 und andererseits durch den Dichtdurchmesser des Bohrungsabschnitts 29 begrenzt ist. Überschreitet der Druck des Kraftstoffs die auf dem Schließglied 36 lastende Vorspannkraft der Druckfeder 38, so öffnet das zweite Rückschlagventil 11 und Kraftstoff fließt in den Zylinderraum 9 des Pumpenelements 7. Der in seiner Höhe vom zugeführten Förderstrom abhängige Druck des Kraftstoffs bricht während des Füllvorganges vor dem zweiten Rückschlagventil 11 zusammen, so daß dieses aus der gezeichneten Offenstellung in die Schließstellung übergeht.

Die Zumessung der Kraftstoffmenge in den Zylinderraum 9 des Pumpenelements 7 erfolgt somit durch das zweite Rückschlagventil 11. Während der folgenden Förderphase des Pumpenkolbens 8 erhöht sich der Druck im Zylinderraum 9 und das erste Rückschlagventil 10 nimmt seine Schließstellung ein. Das gegenläufig zum ersten Rückschlagventil 10 arbeitende zweite Rückschlagventil 11 wird somit vor dem Aufstoßen durch den vom Pumpenkolben 8 verdichteten Kraftstoff geschützt. Während der Schließstellung des zweiten Rückschlagventils 11 steigt der Druck des von der Förderpumpe 1 geförderten Kraftstoffs wieder an und bewirkt die beschriebene Ventilfunktion am nächsten in die Saugphase gehenden Pumpenelement 7. Am Ende der Förderphase des Pumpenelements 7 öffnet das Druckventil 12 und der verdichtete Kraftstoff wird in die Hochdruckleitung 15 ausgestoßen.