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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Brennstoffpumpe, insbesondere eine Pumpenanordnung
mit einer Außenzahnradpumpe. Speziell betrifft die Erfindung
das Gebiet der Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden,
selbstzündenden Brennkraftmaschinen.
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Aus
der
DE 197 36 160
A1 ist eine Pumpenanordnung zur Brennstoffhochdruckversorgung
bei Brennstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen bekannt.
Die bekannte Pumpenanordnung eignet sich besonders für
ein Common-Rail-Einspritzsystem. Die bekannte Pumpenanordnung weist
eine Radialkolbenpumpe mit einer in einem Pumpengehäuse
gelagerten Antriebswelle und eine der Radialkolbenpumpe vorgeschaltete
Niederdruckpumpe auf. Die Abdichtung zwischen der als Zahnradpumpe ausgestalteten
Niederdruckpumpe und der Radialkolbenpumpe nach außen erfolgt über
Dichtringe, wobei im Bereich des Antriebstrangs zwischen der Zahnradpumpe
der Radialkolbenpumpe keine zusätzliche Abdichtung vorgesehen
ist, da die interne Schmierung der Radialkolbenpumpe über
das geförderte Medium Brennstoff erfolgt. Dadurch erfolgt
eine Leckage im Bereich des Antriebsstrangs aus der Zahnradpumpe
in das Innere der Radialkolbenpumpe.
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Die
aus der
DE 197 36
160 A1 bekannte Pumpenanordnung hat den Nachteil, dass
ein Gehäusedeckel für die Niederdruckpumpe erforderlich ist,
der so mit dem Gehäuse der Radialkolbenpumpe verbunden
sein muss, dass eine zuverlässige Dichtwirkung gegeben
ist. Der Aufbau der bekannten Pumpenanordnung ist daher relativ
aufwändig.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Brennstoffpumpe mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass der Aufbau der Brennstoffpumpe
vereinfacht ist. Speziell kann die Abdichtung des ersten Pumpenteils mit
der Zahnradpumpe vereinfacht werden.
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Durch
die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen
Brennstoffpumpe möglich.
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Vorteilhaft
ist es, dass der zweite Pumpenteil als Hochdruckpumpenteil ausgestaltet
ist, dass der zweite Pumpenteil ein Hochdruckpumpengehäuse aufweist
und dass das Hochdruckpumpengehäuse den Gehäuseteil,
der den ersten Pumpenteil von dem zweiten Pumpenteil trennt, umfasst.
Dabei kann der Hochdruck-Pumpenteil eine Radialkolbenpumpe aufweisen,
der der Zahnradpumpe des ersten Pumpenteils vorgeschaltet ist. Der
erste Pumpenteil kann dabei auf relativ einfache Weise an dem zweiten
Pumpenteil angebracht werden, beispielsweise können ein
oder mehrere Stifte oder dergleichen vorgesehen sein, mittels der
der erste Pumpenteil zum Hochdruck-Pumpengehäuse des zweiten
Pumpenteils zentriert wird. Dabei sind die Anforderungen an die Dichtheit
reduziert, wobei ein Deckel des ersten Pumpenteils entfallen kann.
Der erste Pumpenteil kann beispielsweise mit einem relativ einfach
ausgestalteten Gehäuseteil umgeben sein, das mit dem Hochdruck-Pumpengehäuse
verbunden wird.
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In
vorteilhafter Weise liegt der Wellendichtring an seiner Außenseite
an einer Innenfläche der Öffnung, die in dem die
beiden Pumpenteile voneinander trennenden Gehäuseteil vorgesehen
ist, an. Die Innenfläche der Öffnung ist dabei
vorzugsweise zylindermantelförmig ausgebildet, so dass
diese in Umfangsrichtung eine gleichmäßige Krümmung
aufweist und ein flächiges, insbesondere vollflächiges, Anliegen
des Wellendichtrings an der zylindermantelförmigen Innenfläche
der Öffnung ermöglicht ist. Dadurch wird eine
hohe Dichtwirkung im Bereich zwischen der Innenfläche der Öffnung
und der Außenseite des Wellendichtrings erzielt.
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Ferner
ist es vorteilhaft, dass der Wellendichtring an seiner Innenseite
eine zumindest im Wesentlichen kreislinienförmige Dichtkante
aufweist und dass der Wellendichtring mit seiner kreislinienförmigen
Dichtkante an der Pumpenwelle anliegt. Dadurch wird auch bei relativ
hohen Drehzahlen der Pumpenwelle eine zuverlässige Abdichtung
im Bereich zwischen der Innenseite des Wellendichtrings und der Pumpenwelle
erzielt. Dabei ist es außerdem von Vorteil, dass ein Spannelement
vorgesehen ist, das die kreislinienförmige Dichtkante des
Wellendichtrings umfänglich gegen die Pumpenwelle presst.
Das Spannelement spannt dadurch den Wellendichtring in Bezug auf
die Pumpenwelle, so dass eine hohe Anpresskraft in radialer Richtung
an die Pumpenwelle erzielt wird, die eine hohe Dichtwirkung ermöglicht. Das
Spannelement kann beispielsweise als Spannring ausgestaltet sein,
der elastisch aufgeweitet in den Wellendichtring integriert ist.
Der Spannring kann beispielsweise aus einem Metallring gebildet
sein.
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Der
erste Pumpenteil kann neben einem oder mehreren Zahnrädern
auch weitere Elemente aufweisen. Beispielsweise kann der erste Pumpenteil eine
Kupplung aufweisen, wobei das Zahnrad mittels der Kupplung mit der
Pumpenwelle in Wirkverbindung steht. Die Ausgestaltung der Pumpenwelle
ist an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst. Beispielsweise kann
die Pumpenwelle als Polygonwelle oder als Nockenwelle ausgestaltet
sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden
Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen
sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen
versehen sind, näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine
Seitenansicht einer Brennstoffpumpe entsprechend einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung und
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2 einen
auszugsweisen Schnitt durch die in 1 gezeigte
Brennstoffpumpe entlang der mit II bezeichneten Schnittlinie.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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1 zeigt
eine Brennstoffpumpe 1 in einer seitlichen Ansicht entsprechend
einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Brennstoffpumpe 1 kann
insbesondere als Pumpenanordnung mit einer Außenzahnradpumpe
für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen
ausgestaltet sein. Ein bevorzugter Einsatz der Brennstoffpumpe 1 besteht
für eine Brennstoffeinspritzanlage mit einer Brennstoffverteilerleiste,
einem sogenannten Common-Rail, das Dieselbrennstoff unter hohem
Druck speichert. Die erfindungsgemäße Brennstoffpumpe 1 eignet sich
jedoch auch für andere Anwendungsfälle.
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Die
Brennstoffpumpe 1 weist einen ersten Pumpenteil 2 und
einen zweiten Pumpenteil 3 auf. Dabei liegt in der dargestellten
Seitenansicht der zweite Pumpenanteil hinter dem ersten Pumpenteil 2 und
ist teilweise von dem ersten Pumpenteil 2 verdeckt. An
dem zweiten Pumpenteil 3 ist ein Ansaugstutzen 4 vorgesehen, über
den Brennstoff aus einem Tank oder dergleichen zugeführt
werden kann. Von dem Ansaugstutzen 4 gelangt der Brennstoff durch
das zweite Pumpenteil 3 zunächst zu einer in dem
ersten Pumpenteil 2 vorgesehenen Zahnradpumpe, die einer
in dem zweiten Pumpenteil 3 vorgesehenen Hochdruckpumpe
vorgeschaltet ist. Das erste Pumpenteil 2 hat deshalb die
Funktion einer Niederdruckpumpe, während das zweite Pumpenteil 3 hauptsächlich
die Funktion einer Hochdruckpumpe hat. Die Hochdruckpumpe des zweiten
Pumpenteils 3 kann insbesondere als Radialkolbenpumpe ausgestaltet
sein.
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Der
erste Pumpenteil 2 weist Zahnräder 5, 6 auf,
deren Position in der 1 durch unterbrochen dargestellte
Linien veranschaulicht ist. Dabei sind die Zahnräder 5, 6 von
einer Abdeckung 7 abgedeckt, die an Fixpunkten 8A, 8B, 8C, 8D mit
einem Hochdruckpumpengehäuse 9 des zweiten Pumpenteils 3 verbunden
ist. Die Abdeckung 7 hat vorzugsweise im Wesentlichen die
Funktion, die Zahnräder 5, 6 und gegebenenfalls
weitere Komponenten des ersten Pumpenteils 2 abzudecken.
Die Abdeckung 7 weist allerdings keine besonderen Dichtmittel
auf und ist auch in Bezug auf die Befestigung an dem Hochdruckpumpengehäuse 9 mit
keiner besonderen Dichtung versehen. Die Abdeckung 7 ist
insbesondere nicht als Deckel ausgestaltet. Somit kann die Abdeckung 7 einfach
hergestellt werden. Das erste Pumpenteil 2 ist somit deckellos
ausgeführt und somit ebenfalls kostengünstig herzustellen.
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In
der 1 ist außerdem die Position einer Pumpenwelle 15 dargestellt,
die durch eine unterbrochen gezeichnete Linie veranschaulicht ist.
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2 zeigt
einen auszugsweisen Schnitt durch die in 1 dargestellte
Brennstoffpumpe 1 entlang der mit II bezeichneten
Schnittlinie. Die Abdeckung 7 ist an dem Fixierpunkt 86 mit
einem Gehäuseteil 16 des Hochdruckpumpengehäuses 9 des zweiten
Pumpenteils 3 verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise
mittels einer Schraube erfolgen. Das Gehäuseteil 16 ist
in diesem Ausführungsbeispiel Bestandteil des zweiten Pumpenteils 3.
Das Gehäuseteil 16 trennt den ersten Pumpenteil 2 von
dem zweiten Pumpenteil 3. Dabei ist das Gehäuseteil 16 im
Wesentlichen zwischen den Pumpenteilen 2, 3 der Brennstoffpumpe 1 angeordnet.
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An
der Abdeckung 7 ist ein Lagerzapfen 17 ausgebildet,
der eine Lagerfläche 18 aufweist. An der Lagerfläche 18 ist
ein Zahnrad 19 gelagert, das mit einem weiteren Zahnrad 20 im
Eingriff steht, um eine Zahnradpumpe zu bilden.
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Die
Pumpenwelle 15 der Brennstoffpumpe 1 ist innerhalb
des zweiten Pumpenteils 3 gelagert und axial zu dem Zahnrad 19 ausgerichtet.
Im Betrieb der Brennstoffpumpe 1 wird die Pumpenwelle 15 angetrieben,
so dass diese um eine Achse 21 rotiert. Die Pumpenwelle 15 ragt
durch eine Öffnung 22 in den Gehäuseteil 16.
Dabei ragt die Pumpenwelle 15 teilweise in einen an das
Gehäuseteil 16 angrenzenden, von der Abdeckung 7 begrenzten
Raum 23 des ersten Pumpenteils 2. In dem Raum 23 ist
außerdem eine Kupplung 24 angeordnet. Ein beispielsweise
als Zweiflach ausgestaltetes Ende 25 der Pumpenwelle 15 ist
auf geeignete Weise mit der Kupplung 24 verbunden, so dass über
die Kupplung 24 eine Wirkverbindung zwischen der Pumpenwelle 15 und
dem Zahnrad 19 besteht. Das Ende 25 der Pumpenwelle 15 befindet
sich zumindest im Wesentlichen in dem Raum 23 des ersten
Pumpenteils 2.
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An
dem Gehäuseteil 16 ist eine zumindest im Wesentlichen
zylindermantelförmige Innenfläche 30 der Öffnung 22 ausgebildet.
Die Achse 21 der Pumpenwelle 15 ist zumindest
im Wesentlichen zentrisch zu der zylindermantelförmigen
Innenfläche 30 orientiert. In der Öffnung 22 ist
ein Wellendichtring 31 angeordnet, der in Umfangsrichtung
betrachtet, ein auf einer Seite geöffnetes Profil aufweist.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Profil zu dem zweiten
Pumpenteil 3 hin geöffnet. Der Wellendichtring 31 ist
so ausgestaltet, dass eine zumindest im Wesentlichen zylindermantelförmige
Außenfläche 32 des Wellendichtrings 31 ausgebildet
ist. Der Wellendichtring 31 liegt an dieser Außenfläche 32 flächig
an der zylindermantelförmigen Innenfläche 30 der Öffnung 22 an,
so dass eine zuverlässige Dichtwirkung im Bereich zwischen
der Außenfläche 32 des Wellendichtrings 31 und
der Innenfläche 30 der Öffnung 22 gegeben
ist.
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Ferner
weist der Dichtring im Profil ein zur Pumpenwelle 15 gerichtetes,
dreieckförmiges Innenstück 33 auf. Das
Innenstück 33 des Wellendichtrings 31 ist
so ausgestaltet, dass eine kreislinienförmige Dichtkante 34 an
dem Wellendichtring 31 vorgesehen ist, an der ein Kontakt
zwischen dem Wellendichtring 31 und der Pumpenwelle 15 besteht.
Somit liegt der Wellendichtring 31 an der kreislinienförmigen Dichtkante 34 umfänglich
an der Pumpenwelle 15 an. Ferner weist der Wellendichtring 31 ein
als Spannring ausgestaltetes Spannelement 35 auf, das in
den im Profil betrachtet einseitig geöffneten Wellendichtring 31 eingesetzt
ist. Das Spannelement 35 kann beispielsweise aus einem
Metallring gebildet sein. Das Spannelement 35 wird beim
Einbringen in den Wellendichtring 31 elastisch vorgespannt,
wobei im montierten Zustand, der in der 2 dargestellt
ist, weiterhin eine gewisse Vorspannung des Spannelements 35 des
Wellendichtrings 31 besteht. Somit wird durch die Vorspannung
des Spannelements 35 die Dichtkante 34 an dem
Innenstück 33 des Wellendichtrings 31 gegen
die Pumpenwelle 15 gepresst. Dadurch ergibt sich eine zuverlässige
Abdichtung zwischen dem Wellendichtring 31 und der Pumpenwelle 15 im
Bereich der Dichtkante 34.
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Somit
erzeugt der Wellendichtring 31 sowohl im Bereich seiner
Außenfläche 32 zu dem Gehäuseteil 16 hin
als auch im Bereich seiner Dichtkante 34 zu der Pumpenwelle 15 hin
eine zuverlässige Dichtwirkung. Der Wellendichtring 31 dichtet
daher den zweiten Pumpenteil 3 zuverlässig gegenüber
dem ersten Pumpenteil 2 ab. Somit tritt keine oder höchstens
eine geringfügige Leckage von dem zweiten Pumpenteil 3 in
den Raum 23 des ersten Pumpenteils 2 auf. Dies
ermöglicht, dass der erste Pumpenteil 2 dichtungsfrei
ausgestaltet ist, speziell dass der erste Pumpenteil 2 deckellos
ausgestaltet ist. Daher genügt eine Abdeckung des ersten
Pumpenteils 2 mit der Abdeckung 7.
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Die
Pumpenwelle 15 kann als Polygonwelle oder als Nockenwelle
ausgestaltet sein.
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Die
Brennstoffpumpe 1 des Ausführungsbeispiels der
Erfindung hat den Vorteil, dass der Wellendichtring 31 in
die Öffnung 22 des Gehäuseteils 16 integriert
ist. Der Wellendichtring 31 kann dabei im Wesentlichen
aus einem elastischen Material gebildet sein, beispielsweise einem
elastischen Kunststoff, wobei das Spannelement 35 des Wellendichtrings 31 vorzugsweise
aus einem metallischen Material gebildet ist.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19736160
A1 [0002, 0003]