Bei einer solchen innen abgestützen Radialkolbenpumpe hat jeweils der Fuß der Kolben Kontakt mit dem auf dem exzentrischen Wellenabschnitt der Antriebswelle gelagerten Polygonring. Infolge der Exzentrizität des exzentrischen Wellenabschnitts der Antriebswelle werden die Kolben nacheinander in eine Hin-und Herbewegung versetzt. Dabei werden von dem Polygonring im Betrieb Kräfte auf die Kolben aufgebracht. Die Wirkungslinien dieser Kräfte erstrecken sich sowohl längs als auch quer zu den Kolben. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich herausgestellt, dass an der Kontaktstelle zwischen dem Kolbenfuß und dem darauf angeordneten Polygonring, insbesondere bei einer

Teilbefüllung der Zylinderräume, extrem hohe Belastungen auftreten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Radialkolbenpumpe mit einer hohen Lebensdauer bereitzustellen, bei der die Auflagefläche des Kolbenfusses auf dem Polygonring, insbesondere bei einer Teilbefüllung der Zylinderräume, optimiert ist. Die erfindungsgemäße Radialkolbenpumpe soll einen Pumpendruck bis zu 2.000 bar aushalten.

Das Problem ist bei einer Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei einem Common-Rail-Einspritzsystem, mit einer in einem Pumpengehäuse gelagerten Antriebswelle, die einen exzentrischen Wellenabschnitt aufweist, auf dem ein Polygonring gelagert ist, an dem sich vorzugsweise mehrere bezüglich der Antriebswelle radial in einer jeweiligen Elementbohrung angeordnete Kolben abstützen, die durch Drehen der Antriebswelle in der jeweiligen Elementbohrung in radialer Richtung hin-und herbewegbar sind, dadurch gelöst, dass zwischen dem Kolben und der Antriebswelle ein Tassenstößel angeordnet ist, dessen Boden auf der zu der Antriebswelle gewandten Seite eine Abfasung aufweist. Der TassenstöSel nimmt die quer zu den Kolben wirkenden Seitenkräfte auf. Das hat den Vorteil, dass nur noch Kräfte in Längsrichtung auf die Kolben aufgebracht werden. Die Kolben werden von dem Polygonring entkoppelt. Dadurch wird die Belastung, die von der Antriebswelle auf die Kolben aufgebracht wird, erheblich reduziert. Durch die Abfasung wird die Auflagefläche des Tassenstößels auf dem Polygonring optimiert. Durch geeignete geometrische Abmessungen wird erreicht, dass die Auflagefläche des Tassenstößels auf dem Polygonring im Betrieb nicht über die Kanten von Abflachungen hinauswandert, die an dem

Polygonring ausgebildet sind.

Eine besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Abfasung mehrere Durchgangslöcher ausgespart sind. Die Durchgangslöcher ermöglichen den Durchtritt von Schmiermittel. Dadurch wird erreicht, dass der Schmierfilm an der Kontaktstelle zwischen dem Boden des Tassenstößels und der Lauffläche des Polygonrings nicht abreist. Die Anbringung der Durchgangslöcher im Bereich der Abfasung liefert den Vorteil, dass die Auflagefläche des Tassenstößels auf dem Polygonring nicht unterbrochen wird. Dadurch wird die Schmierfilmbildung begünstigt. Außerdem gewährleisten die Durchgangslöcher einen Druckausgleich, wenn sich der Tassenstößel in der Elementbohrung hin-und herbewegt.

Gemäß einer Variante der Erfindung wird die o. a. Aufgabe bei einer Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei einem Common-Rail-Einspritzsystem, mit einer in einem Pumpengehäuse gelagerten Antriebswelle, die einen exzentrischen Wellenabschnitt aufweist, auf dem ein Polygonring gelagert ist, an dem sich vorzugsweise mehrere bezüglich der Antriebswelle radial in einer jeweiligen Elementbohrung angeordnete Kolben abstützen, die durch Drehen der Antriebswelle in der jeweiligen Elementbohrung in radialer Richtung hin-und herbewegbar sind, dadurch gelöst, dass zwischen dem Kolben und dem Polygonring ein Tassenstößel angeordnet ist, in dessen Boden mehrere Durchgangslöcher ausgespart sind. Die Durchgangslöcher dienen zum Durchtritt von Schmiermittel. Dadurch wird die Ausbildung eines Schmierfilms an der Auflagefläche des Tassenstößels auf den Polygonring begünstigt. Die Anbringung der Durchgangslöcher nur in dem Boden des Tassenstößels liefert den Vorteil, dass die Führungsfläche

des Tassenstößels in der Elementbohrung vollständig erhalten bleibt.

Eine besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangslöcher als Langlöcher ausgebildet sind. Die Langlöcher schaffen einen besseren Zugang für ein Montagewerkzeug. Dadurch wird die Montierbarkeit des Tassenstößels beim Zusammenbau der Radialkolbenpumpe vereinfacht.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Tassenstößel einen zylindrischen Körper hat, in dessen äußerer Mantelfläche eine Schmiernut angebracht ist, und dass in dem Bereich der Schmiernuten mehrere Schmierbohrungen angebracht sind.

Dadurch wird die Schmierung zwischen dem Tassenstößel und der Elementbohrung verbessert. Außerdem wird, insbesondere bei hohen Drehzahlen, der Aufbau eines Druckpolsters zwischen dem Tassenstößel und der Elementbohrung ermöglicht. Außerdem bewirkt der im Betrieb durch die Schmierbohrungen austretende Absteuerstrahl, dass der Tassenstößel in der Elementbohrung zentriert wird. Das liefert den Vorteil eines besseren Verschleißverhaltens.

Die vorab beschriebenen Effekte treten im Wesentlichen bei einer Bewegung des Kolbens von der Antriebswelle weg auf, wenn der Kraftstoff mit Hochdruck beaufschlagt wird.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass quer zu dem Boden des Tassenstößels mittig eine Schmierbohrung vorgesehen ist, die mit mehreren Schmierkanälen in Verbindung steht, die radial von der Schmierbohrung nach außen verlaufen und im Bereich der Durchgangslöcher münden. Dadurch wird die Schmierung zwischen dem Boden des Tassenstößels und der Lauffläche des Polygonrings verbessert. Das hat den Vorteil, dass eine aufwendige Oberflächenbehandlung der

Lauffläche des Polygonrings entfallen kann. Außerdem verringern sich dadurch die in der Elementbohrung abzustützendenSeitenkräfte.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Tassenstößels auf der zu dem Kolben gewandten Seite eine Senkung aufweist. Durch die Senkung wird der Sitz des Kolbens in dem Tassenstößel optimiert. Dadurch wird die Flächenpressung zwischen Kolben und Tassenstößel reduziert und vergleichmäßigt. Das liefert den Vorteil eines geringeren Verschleißes. Die Senkung führt außerdem zu einer vorteilhaften Druckentlastung der in der Mitte des Tassenstößelbodens angebrachten Schmierbohrung.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Tassenstößels auf der zu der Antriebswelle gewandten Seite aus einem Werkstoff gebildet ist, der eine niedrige Reibungszahl aufweist. Das kann durch die Einlage alternativer Werkstoffe, z. B. Gleitlagerwerkstoffe, realsiert werden.

Diese Ausführungsart hat den Vorteil, dass die Reibung zwischen dem Boden des Tassenstößels und der Lauffläche des Polygonrings minimiert wird. Dadurch werden die in dem Zylinderraum abzustützenden Seitenkräfte reduziert.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

In der Zeichnung zeigt : Figur 1 die Ansicht eines Schnitts durch eine

Radialkolbenpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung quer zu der Antriebswelle ; Figur 2 eine vergrößerte Ansicht der Einzelheit X aus Fig. 1 ; Figur 3 eine vergrößerte Ansicht der Einzelheit Y aus Fig. 1 ; Figur 4 den Tassenstößel aus Fig. l in der Untersicht ; Figur 5 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie A-A in Fig. 6 ; Figur 6 den Tassenstößel aus Fig. 1 in der Draufsicht ; Figur 7 die Ansicht C des Tassenstößels aus Fig. 6 ; Figur 8 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie B-B in Fig. 6 ; Figur 9 einen Tassenstößel gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Untersicht ; Figur 10 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie A-A in Fig. 11 ; Figur 11 den Tassenstößel aus Fig. 9 in der Draufsicht ; Figur 12 einen Tassenstößel gemåß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Untersicht ; Figur 13 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie A-A

in Fig. 15 ; Figur 14 eine vergrößerte Ansicht der Einzelheit Y aus Fig. 13 ; Figur 15 den Tassenstößel aus Fig. 12 in der Draufsicht ; Figur 16 einen Tassenstößel gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Untersicht ; Figur 17 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie A-A in Fig. 18 ; Figur 18 den Tassenstößel aus Fig. 16 in der Draufsicht ; Figur 19 einen Tassenstößel gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Untersicht ; Figur 20 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie A-A in Fig. 21 ; Figur 21 den Tassenstößel aus Fig. 19 in der Draufsicht ; Figur 22 eine vergrößerte Ansicht der Einzelheit X aus Fig. 20 ; Figur 23 eine vergrößerte Ansicht der Einzelheit Y aus Fig. 20 ; Figur 24 einen Tassenstößel gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Untersicht ; Figur 25 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie A-A

in Fig. 26 ; Figur 26 den Tassenstößel aus Fig. 24 in der Draufsicht ; Figur 27 eine vergrößerte Ansicht der Einzelheit X aus Fig. 25 ; Figur 28 eine vergrößerte Ansicht der Einzelheit Y aus Fig. 25 ; Figur 29 einen Tassenstößel gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Untersicht ; Figur 30 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie A-A in Fig. 31 ; Figur 31 den Tassenstößel aus Fig. 29 in der Draufsicht ; Figur 32 einen Tassenstößel gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Untersicht ; Figur 33 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie A-A in Fig. 34 ; Figur 34 den Tassenstößel aus Fig. 32 in der Draufsicht ; und Figur 35 eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 20 dargestellten Schnitts mit einem Kolben.

Die Figur 1 zeigt eine Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen im Schnitt. Die in Fig. 1 dargestellte Radialkolbenpumpe ist

mit einer integrierten Bedarfsmengenregelung ausgestattet.

Die Kraftstoffzufuhr und-dimensionierung erfolgt über eine nicht dargestellte Zumesseinheit.

Die erfindungsgemäße Radialkolbenpumpe wird insbesondere in Common-Rail-Einspritzsystemen zur Krafstoffversorgung von Dieselmotoren eingesetzt. Dabei bedeutet Common-Rail soviel wie gemeinsame Leitung oder gemeinsame Schiene. Im Gegensatz zu herkömmlichen Hochdruckeinspritzsystemen, in denen der Kraftstoff über getrennte Leitungen zu den einzelnen Brennräumen gefördert wird, werden die Einspritzdüsen in Common-Rail-Einspritzsystemen aus einer gemeinsamen Leitung gespeist.

Die in Fig. 1 gezeigte Radialkolbenpumpe umfasst eine in einem Pumpengehäuse 1 gelagerte Antriebswelle 2 mit einem exzentrisch ausgebildeten Wellenabschni. tt 3. Auf dem exzentrischen Wellenabschnitt 3 ist ein Polygonring 4 gelagert, gegenüber dem der Wellenabschnitt 3 drehbar ist.

Der Polygonring 4 umfasst drei um jeweils 120° zueinander versetzte Abflachungen 5,6 und 7, gegen die sich jeweils ein Kolben 8,9 und 10 abstützt. Die Kolben 8,9 und 10 sind jeweils in einer Elementbohrung 11,12 und 13 zur Antriebswelle 2 in radialer Richtung hin-und herbewegbar aufgenommen.

An dem zu der Antriebswelle 2 hin gerichteten Ende der Kolben 8,9 und 10 ist jeweils ein tellerförmiger Fuß 14, 15 und 16 angeordnet. Der Fuß 14,15 und 16 kann entweder einstückig mit dem Kolben 8,9 und 10 ausgebildet oder abnehmbar daran befestigt sein. Gegen den Teller 14,15 und 16 ist eine Feder 17,18 und 19 vorgespannt. Die Feder 17, 18 und 19 drückt den Kolben 8,9 und 10 gegen den Boden 20, 21 und 22 eines Tassenstößels 23,24 und 25. Von dem Boden 20,21 und 22 des Tassenstößels 23,24 und 25 erstreckt sich ein zylinderförmiger Führungskörper 26,27 und 28. Der

Führungskörper 26,27 und 28 ist in einer Führungsbohrung 29,30 und 31 in dem Gehäuse 1 verschiebbar.

Die in Fig. 1 dargestellte Radialekolbenpumpe dient dazu, Kraftstoff, der von einer Vorförderpumpe aus einem Tank geliefert wird, mit Hochdruck zu beaufschlagen. Der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff wird dann in die o. a. gemeinsame Leitung gefördert. Im Förderhub werden die Kolben 8,9 und 10 infolge der Exzenterbewegung des Polygonrings 4 von der Achse der Antriebswelle 2 wegbewegt.

Im Saughub bewegen sich die Kolben 8,9 und 10 radial auf die Achse der Antriebswelle 2 zu, um Kraftstoff anzusaugen.

In der in Fig. 2 dargestellten vergrößerten Ansicht sieht man, dass an dem Boden 22 des Tassenstößels 25 eine Abfasung 36 ausgebildet ist. Die Abfasung 36 ist so bemessen, dass die umlaufende Kante 37 des Tassenstößels 25 im Betrieb nicht mit der Abflachung 7 des Polygonrings 4 in Berührung kommt. Dadurch wird ein besonders verschleißarmes Zusammenspiel zwischen dem Boden 22 des Tassenstößels 25 und der Abflachung 7 des Polygonrings 4 erreicht.

In der in Fig. 3 dargestellten vergrößerten Ansicht sieht man, dass die Auflagefläche des Bodens 21 des Tassenstößels 24 im Betrieb immer auf der Abflachung 6 des Polygonrings 4 aufliegt und nicht über die Kante 38 des Polygonrings 4 hinauswandert. Dadurch wird ein besonders verschleißarmer Betrieb ermöglicht.

In den Fig. 4 bis 8 ist einer der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Tassenstößel 23 bis 25 alleine in verschiedenen Ansichten dargestellt. In der in Fig. 4 dargestellten Untersicht sieht man, dass der Boden 20 des Tassenstößels mit einer kreisrunden Auflagefläche 40 ausgestattet ist. Konzentrisch zu der Auflagefläche 40 ist in dem Boden 20 des Tassenstößels, wie in Fig. 5 zu sehen

ist, eine Abfasung 45 ausgebildet. Im Bereich der Abfasung 45 sind vier Durchgangslöcher 41, 42,43 und 44 ausgespart, die sich bis in den Führungskörper 26 hineinerstrecken. Die geometrische Form der Durchgangslöcher 41 bis 44 ist aus den in den Fig. 4 bis 8 dargestellten Ansichten ersichtlich. Aus der in Fig. 4 dargestellten Untersicht und der in Fig. 6 dargestellten Draufsicht erkennt man, dass die in dem Boden 20 angeordneten Teile der Durchgangslöcher 41 bis 44 die Form eines Rechtecks mit abgerundeten Kanten haben. Aus den in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ansichten kann man entnehmen, dass die in dem Führungskörper 26 angeordneten Teile der Durchgangslöcher 41 bis 44 jeweils die Form eines Rechtecks aufweisen, das in einem halbkreisförmigen Bogen ausläuft.

In den Fig. 9 bis 11 ist eine Ausführungsform eines Tassenstößels dargestellt, bei der die Durchgangslöcher 41 bis 44 nur in dem Boden 20 des Tassenstößels angeordnet sind. Das hat den Vorteil, dass der Führungskörper 26 eine durchgehende zylindrische Führungsfläche aufweist.

Die in den Fig. 12 bis 14 dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tassenstößels entspricht weitestgehend der in den Fig. 9 bis 11 dargestellten Ausführungsform. Im Unterschied dazu sind bei der in den Fig. 12 bis 14 dargestellten Ausführungsform in dem Führungskörper 26 vier um 90° zueinander versetzte Schmierbohrungen 47 angebracht. Die Schmierbohrungen 47 verlaufen in radialer Richtung in dem zylinderförmigen Führungskörper 26, wie man in Fig. 13 sieht. Durch das Kreuz 48 in Fig. 15 ist angedeutet, dass die Schmierbohrungen 47 jeweils um 45° versetzt zu den Durchgangslöchern 41 bis 44 angeordnet sein können. Um eine gleichmäßige Verteilung des aus den Schmierbohrungen 47 austretenden Schmiermittels zu gewährleisten, münden die Schmierbohrungen 47 in eine Schmiernut 46, die in der

äußeren Mantelfläche des Führungskörpers 26 ausgespart ist.

Bei der in den Fig. 16 bis 18 dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tassenstößels sind die Durchgangslöcher 41 bis 44 im Unterschied zu den in den Fig. 9 bis 14 dargestellten Ausführungsformen als Langlöcher ausgebildet.

Die in den Fig. 19 bis 23 dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tassenstößels entspricht weitestgehend der in den Fig. 12 bis 14 dargestellten Ausführungsform. Im Unterschied dazu ist jedoch, wie sich am besten aus der vergrößerten Darstellung der Einzelheit Y aus Fig. 20 in Fig. 22 ergibt, im Zentrum des Bodens 20 eine Schmierbohrung 50 angebracht. Im Inneren des Tassenstößels 23 mündet die Schmierbohrung 50 in eine Senkung 53. Außerdem gehen von der Schmierbohrung 50 in radialer Richtung zwei Schmierkanäle 51 und 52 aus. In der in Fig. 21 dargestellten Draufsicht ist durch gestrichelte Linien angedeutet, dass die Schmierkanäle 51 und 52 in den Durchgangslöchern 41 und 43 münden. Selbstverständlich kann in Abweichung zu der dargestellten Ausführungsform auch jedes Durchgangsloch 41 bis 44 über einen Schmierkanal mit der Schmierbohrung 50 in Verbindung stehen.

In den Fig. 24 bis 28 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tassenstößels in verschiedenen Ansichten dargestellt. Diese Ausführungsform stellt eine Kombination von Langlöchern 41 bis 44, einer Schmiernut 46 mit Schmierbohrungen 47 sowie einer Schmierbohrung 50 mit Schmierkanälen 51 und 52 dar. Wie in Fig. 26 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, münden die Schmierkanäle 51 und 52 jedoch nicht in den Langlöchern 41 bis 44, sondern sind um 45° versetzt zu den Langlöchern angeordnet. Das bedeutet, dass die Schmierkanäle 51 und 52 parallel zu den Schmierbohrungen 47 angeordnet sind.

In den Fig. 29 bis 31 und 32 bis 34 sind zwei weitere Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Tassenstößels dargestellt. Den beiden Ausführungsformen ist gemeinsam, dass die Durchgangslöcher 41 bis 44 nur in dem Boden 20 des Tassenstößels 23 angeordnet sind. Darüber hinaus ist in dem Boden 20 außen ein Einsatz 54 aus einem anderen Material angeordnet. Dieses andere Material kann beispielsweise aus einem Gleitlagerwerkstoff bestehen und weist eine geringere Reibungszahl als das Material, aus dem der Tassenstößel 23 gefertigt ist. Dadurch wird die Reibung zwischen dem Tassenstößel 23 und dem Polygonring 4 minimiert.

In Fig. 35 ist der in den Fig. 19 bis 23 dargestellte Tassenstößel 23 zusammen mit einem Kolben 8 dargestellt.

Durch die Senkung 53 wird der Sitz des Kolbens 8 optimiert.

Außerdem wird die Kante der Schmierbohrung 50 entlastet.

Das mit der Senkung 53 in Anlage befindliche Ende des Kolbens 8 ist leicht ballig ausgebildet. Dadurch ergibt sich ein optimaler Kraft-und Druckverlauf im Betrieb.