DE102009028439A1 - Pump arrangement, particularly for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines, has sliding vane pump with outer ring and impeller which is arranged in outer ring - Google Patents

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Abstract

The pump arrangement (1) has a sliding vane pump (3) with an outer ring (4) and an impeller (5) which is arranged in the outer ring. The outer ring is adjusted for varying the delivery volume of the sliding vane pump relative to the impeller. The outer ring is movably supported in the housing (2), and an axis (10) of the impeller is firmly arranged to the housing.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung, insbesondere eine Brennstoffpumpe, die auf einer Flügelzellenpumpe basiert. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen.The The invention relates to a pump arrangement, in particular a fuel pump, on a vane pump based. Specifically, the invention relates to the field of fuel injection systems of air-compressing, self-igniting Internal combustion engines.

Bei Anwendungen für Kraftfahrzeuge können unterschiedliche Förderpumpenkonzepte angewandt werden. Beispiele hierfür sind innen- oder außenfördernde Zahnradpumpen oder Flügelzellenpumpen. Bei diesen Pumpen ist durch die Pumpengeometrie ein bestimmtes Fördervolumen vorgegeben. Eine Anpassung an den momentanen Betriebszustand einer Brennkraftmaschine erfolgt beispielsweise durch saugseitig angebrachte Drosseln, so dass eine Maximalmenge begrenzt werden kann.at Applications for Motor vehicles can different delivery pump concepts be applied. Examples of this are internal or external promotional Gear pumps or vane pumps. In these pumps, the pump geometry is a specific delivery volume specified. An adaptation to the current operating state of a Internal combustion engine, for example, by suction side attached Throttling, so that a maximum amount can be limited.

Solche bekannten Förderpumpenkonzepte haben den Nachteil, dass für die Erfüllung der Startbedingungen der Kraftfahrzeuge auf Grund geringer Drehzahlen große Pumpen erforderlich sind. Bei höheren Drehzahlen werden dann deutlich zu große Mengen gefördert. Durch Drosseln werden diese zu großen Mengen auf das erforderliche Maß begrenzt. Hierbei besteht allerdings der Nachteil, dass der Wirkungsgrad erheblich verschlechtert ist.Such have known delivery pump concepts the disadvantage that for the fulfillment the starting conditions of motor vehicles due to low speeds size Pumps are required. At higher Speeds are then significantly increased to large quantities. By Chokes are becoming too big Quantities limited to the required level. in this connection However, there is the disadvantage that the efficiency considerably is deteriorating.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Pumpenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass ein Wirkungsgrad verbessert ist. Speziell besteht der Vorteil, dass eine Fördermenge an den momentanen Bedarf anpassbar ist.The inventive pump assembly with The features of claim 1 has the advantage that an efficiency is improved. Specifically, there is the advantage that a flow rate is adaptable to the current needs.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Pumpenanordnung möglich.By in the subclaims listed activities are advantageous developments of specified in claim 1 Pump arrangement possible.

Vorteilhaft ist es, dass der Außenring der Flügelzellenpumpe in einem Gehäuse bewegbar gelagert ist und dass eine Achse des Flügelrads der Flügelzellenpumpe gehäusefest angeordnet ist. Der Außenring wird dann relativ zu dem Gehäuse und somit auch bezüglich des Flügelrads verstellt, um das Fördervolumen der Flügelzellenpumpe zu variieren. Dies ermöglicht auch eine relativ einfach ausgestaltete und zuverlässige mechanische Kopplung an den Motor zum Antreiben des Flügelrads.Advantageous is it that the outer ring the vane pump in a housing is movably mounted and that an axis of the impeller of the vane pump fixed to the housing is arranged. The outer ring then becomes relative to the housing and therefore also regarding of the impeller adjusted to the delivery volume the vane pump to vary. this makes possible also a relatively simple and reliable mechanical Coupling to the motor for driving the impeller.

Vorteilhaft ist es, dass die Flügelzellenpumpe eine Saugseite und eine Druckseite aufweist und dass der Außenring von einer Stellkraft beaufschlagt ist, die von einem Ausgangsdruck an der Druckseite der Flügelzellenpumpe abhängt. Speziell ist es vorteilhaft, dass der Außenring auf der Druckseite an seiner Außenseite zumindest teilweise von einem Stelldruck beaufschlagt ist, der auf einem Ausgangsdruck an der Druckseite der Flügelzellenpumpe basiert. Die Stellkraft zum Verstellen des Außenrings kann dabei von dem Stelldruck aufgebracht werden. Hierbei ist es möglich, dass der Ausgangsdruck an der Druckseite der Flügelzellenpumpe direkt als Stelldruck dient. Durch die Abhängigkeit der Stellkraft vom Ausgangsdruck kann eine selbstregelnde Variation des Fördervolumens der Flügelzellenpumpe realisiert werden. Nimmt beispielsweise die benötigte Fördermenge auf Grund einer gestiegenen Drehzahl der Brennkraftmaschine ab, dann kommt es zu einem Anstieg des Ausgangsdrucks. Dieser bedingt einen vergrößerten Stelldruck beziehungsweise eine Erhöhung der Stellkraft. Dies bedingt eine gewisse Verstellung des Außenrings, so dass das Fördervolumen abnimmt. Diese Abnahme des Fördervolumens wirkt nun dem Anstieg des Ausgangsdrucks entgegen. Im neuen Gleichgewichtszustand stellt sich nun ein etwas gestiegener Ausgangsdruck der Flügelzellenpumpe und ein verringertes Fördervolumen der Flügelzellenpumpe ein. In umgekehrter Weise kommt es bei einem gestiegenen Bedarf an Brennstoff zu einer Verringerung des Ausgangsdruck und somit zu einem Anstieg des Fördervolumens.Advantageous is it that the vane pump has a suction side and a pressure side and that the outer ring is acted upon by a force acting on an output pressure on the pressure side of the vane pump depends. Specifically, it is advantageous that the outer ring on the pressure side on its outside is at least partially acted upon by a control pressure on an output pressure based on the pressure side of the vane pump. The Adjusting force for adjusting the outer ring can thereby of the Signal pressure to be applied. It is possible that the outlet pressure on the pressure side of the vane pump directly serves as signal pressure. Due to the dependence of the force of the Output pressure can be a self-regulating variation of the delivery volume the vane pump will be realized. For example, takes the required flow due to an increased Speed of the internal combustion engine from, then there is an increase the outlet pressure. This requires an increased signal pressure or an increase the power. This requires a certain adjustment of the outer ring, so that the delivery volume decreases. This decrease in production volume now counteracts the increase in the outlet pressure. In the new state of equilibrium now turns a slightly increased output pressure of the vane pump and a reduced delivery volume the vane pump one. Conversely, there is an increased demand at fuel to a reduction of the outlet pressure and thus to an increase in the volume of funding.

Vorteilhaft ist es, dass der Außenring von einer Rückstellkraft beaufschlagt ist, die entgegen der Stellkraft beziehungsweise dem Stelldruck auf den Außenring wirkt. Speziell ist es vorteilhaft, dass eine Rückstellfeder vorgesehen ist, dass die Rückstellfeder an der Saugseite mit einer Außenseite des Außenrings verbunden ist und dass die Rückstellfeder den Außenring mit einer Rückstellkraft beaufschlagt, die entgegen der Stellkraft beziehungsweise dem Stelldruck auf den Außenring wirkt. Die Rückstellfeder weist hierbei vorzugsweise eine gewisse Vorspannung auf, um den Außenring bei abgeschaltetem Motor und somit stillstehender Flügelzellenpumpe zuverlässig in eine Ausgangsstellung zu stellen, in der beispielsweise ein maximales Fördervolumen vorgegeben ist. Dadurch steht beim Inbetriebnehmen der Pumpenanordnung, was beim Start einer Brennkraftmaschine oder dergleichen erfolgt, von Anfang an ein maximales Fördervolumen zur Verfügung. Dadurch kann ein rascher Druckaufbau erzielt werden.Advantageous is it that the outer ring from a restoring force is acted upon, contrary to the force or the Actuating pressure on the outer ring acts. Specifically, it is advantageous that a return spring is provided, that the return spring on the suction side with an outside of the outer ring is connected and that the return spring the outer ring with a restoring force acted upon, contrary to the force or the control pressure on the outer ring acts. The return spring in this case preferably has a certain bias to the outer ring when the engine is switched off and thus the vane pump stopped reliable in a starting position, in which, for example, a maximum Delivery volume specified is. This is when commissioning the pump assembly, which takes place when starting an internal combustion engine or the like, from Beginning with a maximum delivery volume to disposal. As a result, a rapid pressure build-up can be achieved.

Vorteilhaft ist es ferner, dass der Außenring in einem Gehäuse angeordnet ist, dass zumindest ein elastisch verformbares Dichtelement vorgesehen ist, über das der Außenring mit dem Gehäuse verbunden ist, und dass das Dichtelement das Gehäuse in einen saugseitigen Teil, der von einer Außenseite des Außenrings an der Saugseite der Flügelzellenpumpe begrenzt ist, und in einen druckseitigen Teil teilt, der von einer Außenseite des Außenrings an der Druckseite der Flügelzellenpumpe begrenzt ist. Hierbei kann eine Rückstellfeder in vorteilhafter Weise in dem saugseitigen Teil des Gehäuses angeordnet sein, während in dem druckseitigen Teil des Gehäuses der Stelldruck auf die Außenseite des Außenrings wirkt.It is also advantageous that the outer ring is arranged in a housing, that at least one elastically deformable sealing element is provided, via which the outer ring is connected to the housing, and that the sealing element, the housing in a suction-side part of an outer side of the outer ring is delimited on the suction side of the vane pump, and divides into a pressure-side part, which is bounded by an outer side of the outer ring on the pressure side of the vane pump. Here in a return spring may be arranged in an advantageous manner in the suction-side part of the housing, while in the pressure-side part of the housing, the control pressure acts on the outside of the outer ring.

In vorteilhafter Weise sind der Außenring und das Flügelrad in einer Ausgangsstellung so zueinander positioniert, dass ein großes Fördervolumen ermöglicht ist. Der Außenring ist dabei vorzugsweise maximal exzentrisch in Bezug auf das Flügelrad angeordnet. Somit steht beim Start der Brennkraftmaschine oder dergleichen von Anfang an ein großes Fördervolumen zur Verfügung.In Advantageously, the outer ring and the impeller positioned in a starting position to each other so that a large displacement allows is. The outer ring is preferably arranged at most eccentric with respect to the impeller. Thus, when starting the internal combustion engine or the like of At the beginning of a large volume to disposal.

Vorteilhaft ist es dabei auch, dass mit einem ansteigenden Ausgangsdruck der Flügelzellenpumpe der Außenring so in Bezug auf das Flügelrad verstellt wird, dass das Fördervolumen ausgehend von dem großen Fördervolumen reduziert wird. Hierbei kann eine kontinuierliche Verringerung des Fördervolumens erzielt werden, so dass über einen großen Betriebsbereich ein vorteilhafter Wirkungsgrad besteht. Somit ergibt sich ein optimierter Gesamtwirkungsgrad der Pumpenanordnung.Advantageous It is also that with an increasing output pressure of Vane pump the outer ring so in terms of the impeller it is adjusted that the delivery volume starting from the big one delivery is reduced. This can be a continuous reduction of delivery volume be achieved, so over a large operating area an advantageous efficiency exists. This results in an optimized Overall efficiency of the pump arrangement.

Vorteilhaft ist es auch, dass die Verstellung des Außenrings relativ zu dem Flügelrad selbstregelnd in Bezug auf das Fördervolumen und den Ausgangsdruck ist. Dabei ist es auch vorteilhaft, dass die Verstellung des Außenrings relativ zu dem Flügelrad rein hydraulisch erfolgt. Dadurch kann eine robuste und zuverlässige Ausgestaltung der Pumpenanordnung erzielt werden. Zusätzliche elektrische Steuer- oder Antriebselemente sind hierbei nicht notwendigerweise erforderlich.Advantageous it is also that the adjustment of the outer ring relative to the impeller self-regulating in terms of delivery volume and the outlet pressure is. It is also advantageous that the adjustment of the outer ring purely relative to the impeller hydraulically. This can be a robust and reliable design the pump arrangement can be achieved. Additional electrical control or Drive elements are not necessarily required here.

Möglich ist es auch, dass der Außenring in vorteilhafter Weise zumindest mittelbar durch einen Aktor verstellbar ist. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass der Aktor als elektromagnetischer Aktor ausgestaltet ist. Dadurch kann eine Steuerung, insbesondere Regelung, durchgeführt werden, die von einer oder mehreren weitgehend beliebig wählbaren Eingangsgrößen abhängen kann.Is possible it too, that the outer ring advantageously at least indirectly adjustable by an actuator is. Here, it is also advantageous that the actuator as electromagnetic Actuator is configured. This allows a controller, in particular Regulation, carried out which are of one or more largely arbitrary selectable May depend on input variables.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

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:preferred embodiments The invention are described in the following description with reference to attached Drawings in which corresponding elements with matching reference numerals are provided, closer explained. It shows:

1 eine Pumpenanordnung in einer schematischen Darstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 a pump assembly in a schematic representation according to a first embodiment of the invention.

2 eine Pumpenanordnung in einer schematischen Darstellung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 a pump assembly in a schematic representation according to a second embodiment of the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine Pumpenanordnung 1 in einer schematischen Darstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Pumpenanordnung 1 kann insbesondere als Brennstoffpumpe für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dienen. Ein bevorzugter Einsatz der Pumpenanordnung 1 besteht als Vorförder- oder Niederdruckpumpe, die einer Hochdruckpumpe vorgeschaltet ist. Speziell kann die Pumpenanordnung 1 für ein Brennstoffeinspritzsystem mit einer Brennstoffverteilerleiste dienen, die Dieselbrennstoff unter hohem Druck speichert. Die erfindungsgemäße Pumpenanordnung 1 eignet sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle. 1 shows a pump assembly 1 in a schematic representation according to a first embodiment. The pump arrangement 1 can serve in particular as a fuel pump for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines. A preferred use of the pump assembly 1 exists as a pre-feed or low-pressure pump, which is connected upstream of a high-pressure pump. Specifically, the pump assembly 1 for a fuel injection system with a fuel rail, which stores diesel fuel under high pressure. The pump arrangement according to the invention 1 However, it is also suitable for other applications.

Die Pumpenanordnung 1 weist ein auszugsweise dargestelltes Gehäuse 2 und eine in dem Gehäuse 2 angeordnete Flügelzellenpumpe 3 auf. Die Flügelzellenpumpe 3 umfasst einen Außenring 4 und ein innerhalb des Außenrings 4 angeordnetes Flügelrad 5. Das Flügelrad 5 weist Flügel 6, 7, 8, 9 auf, die bezüglich einer Achse 10 des Flügelrads 5 radial verschiebbar gelagert sind. Hierbei sind die Flügel 6, 7, 8, 9 über elastische Elemente oder dergleichen in Anlage mit einer Innenfläche 11 des Außenrings 4 gehalten. Diese Anlage kann zum Beispiel auch allein über auftretende Fliehkräfte erzielt werden.The pump arrangement 1 has a partially illustrated housing 2 and one in the housing 2 arranged vane pump 3 on. The vane pump 3 includes an outer ring 4 and one inside the outer ring 4 arranged impeller 5 , The impeller 5 has wings 6 . 7 . 8th . 9 on that with respect to an axis 10 of the impeller 5 are mounted radially displaceable. Here are the wings 6 . 7 . 8th . 9 via elastic elements or the like in contact with an inner surface 11 of the outer ring 4 held. This system can be achieved, for example, alone on occurring centrifugal forces.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Achse 10 des Flügelrads 5 ortsfest bezüglich des Gehäuses 2, das heißt gehäusefest, angeordnet. Der Außenring 4 ist in dem Gehäuse 2 bewegbar angeordnet, wie es durch den Doppelpfeil 12 veranschaulicht ist. Bei einer Bewegung des Außenrings 4 relativ zu der Achse 10 und somit relativ zu dem Flügelrad 5ändert sich ein Fördervolumen der Flügelzellenpumpe 3. Somit kann durch Verstellen des Außenrings 4 das Fördervolumen der Flügelzellenpumpe 3 variiert werden.In this embodiment, the axis 10 of the impeller 5 stationary with respect to the housing 2 , that is, fixed to the housing, arranged. The outer ring 4 is in the case 2 movably arranged, as indicated by the double arrow 12 is illustrated. With a movement of the outer ring 4 relative to the axis 10 and thus relative to the impeller 5 changes a delivery volume of the vane pump 3 , Thus, by adjusting the outer ring 4 the delivery volume of the vane pump 3 be varied.

In diesem Ausführungsbeispiel sind Dichtelemente 13, 14 vorgesehen, die elastisch ausgestaltet sind. Bei einer Betätigung des Außenrings 4, wie es durch den Doppelpfeil 12 veranschaulicht ist, kommt es zu einer elastischen Verbiegung des Dichtelements 14 und gegebenenfalls des Dichtelements 13. Ab einer gewissen Bewegung des Außenrings 4, die durch den Doppelpfeil 12 veranschaulicht ist, wird vorzugsweise eine Verschiebung des elastischen Dichtelements 14 bei im wesentlichen unveränderter Position des Dichtelements 13 erzielt, wobei das Dichtelement 14 an der Innenseite des Gehäuses entlanggleitet und wobei einerseits das Dichtelement 14 und andererseits das Dichtelement 13 eine Abdichtung zwischen den Außenring 4 und dem Gehäuse 2 bilden. Hierbei kann sich der Außenring 4 entsprechend einer Kippbewegung drehen. Somit ist der Außenring 4 bezüglich dem Flügelrad 5 verstellbar angeordnet. Hierbei ist eine drehende Lagerung und Abdichtung gewährleistet.In this embodiment, sealing elements 13 . 14 provided, which are designed elastically. Upon actuation of the outer ring 4 as indicated by the double arrow 12 is illustrated, there is an elastic bending of the sealing element 14 and optionally the sealing element 13 , From a certain movement of the outer ring 4 by the double arrow 12 is illustrated, is preferably a displacement of the elastic sealing element 14 at substantially unchanged position of the sealing element 13 achieved, wherein the sealing element 14 slides along the inside of the housing and on the one hand, the sealing element 14 and on the other hand the sealing element 13 a seal between the outer ring 4 and the housing 2 form. This may be the outer ring 4 ent turn speaking a tilting movement. Thus, the outer ring 4 with respect to the impeller 5 arranged adjustable. Here, a rotating storage and sealing is guaranteed.

Die Pumpenanordnung 1 weist einen Eingang 20 und einen Ausgang 21 auf. Der Eingang 20 ist dabei mit einer Saugseite 22 der Flügelzellenpumpe 3 verbunden. Der Ausgang 21 ist mit einer Druckseite 23 der Flügelzellenpumpe 3 verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Saugseite 22 und die Druckseite 23 der Flügelzellenpumpe 3 jeweils durch nierenförmige Öffnungen gebildet. Im Betrieb der Flügelzellenpumpe 3 rotiert das Flügelrad 5 um die Achse 10, so dass Brennstoff aus einem Tank 24 über den Eingang 20 und die Saugseite 22 durch einen Pumpenarbeitsraum 25 zu der Druckseite 23 und somit zu dem Ausgang 21 gefördert wird. Hierbei wird am Ausgang 21 ein gewisser Ausgangsdruck erreicht.The pump arrangement 1 has an entrance 20 and an exit 21 on. The entrance 20 is with a suction side 22 the vane pump 3 connected. The exit 21 is with a print page 23 the vane pump 3 connected. In this embodiment, the suction side 22 and the print side 23 the vane pump 3 each formed by kidney-shaped openings. During operation of the vane pump 3 rotates the impeller 5 around the axis 10 so that fuel from a tank 24 over the entrance 20 and the suction side 22 through a pump workspace 25 to the pressure side 23 and thus to the exit 21 is encouraged. This is at the output 21 reached a certain outlet pressure.

Der in dem Gehäuse 2 gelagerte Außenring 4 ist über die Dichtelemente 13, 14 mit dem Gehäuse 2 verbunden. Die Dichtelemente 13, 14 teilen hierbei das Gehäuse 2 in einen saugseitigen Teil 26 und einen druckseitigen Teil 27. Der saugseitige Teil 26 ist hierbei an der Saugseite 22 von einer Außenseite 28 des Außenrings 4 begrenzt. Der druckseitige Teil 27 ist an der Druckseite 23 von der Außenseite 28 des Außenrings 4 begrenzt. Der druckseitige Teil 27 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch eine unterbrochen dargestellte Linie veranschaulicht. Der druckseitige Teil 27 ist über eine Leitung 29 mit dem Ausgang 21 verbunden. Dadurch herrscht im druckseitigen Teil 27 des Gehäuses 2 der Ausgangsdruck der Pumpenanordnung 1 am Ausgang 21. Der saugseitige Teil 26 ist hingegen druckentlastet. Somit wirkt von dem druckseitigen Teil 27 her der Ausgangsdruck auf die Außenseite 28 des Außenrings 4. Somit ist der Außenring 4 von dem Ausgangsdruck beaufschlagt. Dieser Ausgangsdruck ist in diesem Ausführungsbeispiel gleich einem Stelldruck, der auf den Außenring 4 wirkt. Allerdings ist es auch möglich, dass der auf den Außenring 4 von dem druckseitigen Teil 27 her wirkende Stelldruck gegenüber dem Ausgangsdruck gedrosselt ist oder auf andere Weise von dem Ausgangsdruck abhängt. Möglich ist auch, dass ein Stellelement in Bezug auf den Ausgangsdruck eine Stellkraft auf den Außenring 4 ausübt.The one in the case 2 mounted outer ring 4 is about the sealing elements 13 . 14 with the housing 2 connected. The sealing elements 13 . 14 share the case 2 in a suction-side part 26 and a pressure-side part 27 , The suction side part 26 is here on the suction side 22 from an outside 28 of the outer ring 4 limited. The pressure side part 27 is on the pressure side 23 from the outside 28 of the outer ring 4 limited. The pressure side part 27 is illustrated in this embodiment by a broken line. The pressure side part 27 is over a line 29 with the exit 21 connected. This prevails in the pressure-side part 27 of the housing 2 the outlet pressure of the pump assembly 1 at the exit 21 , The suction side part 26 is pressure relieved. Thus acts from the pressure-side part 27 forth the output pressure on the outside 28 of the outer ring 4 , Thus, the outer ring 4 acted upon by the outlet pressure. This output pressure is in this embodiment equal to a control pressure on the outer ring 4 acts. However, it is also possible that the on the outer ring 4 from the pressure-side part 27 forth acting control pressure is throttled to the output pressure or otherwise depends on the output pressure. It is also possible that an actuating element with respect to the output pressure a force on the outer ring 4 exercises.

In dem saugseitigen Teil 26 des Gehäuses 2 ist eine Rückstellfeder 30 angeordnet, die einerseits mit dem Gehäuse 2 und andererseits mit der Außenseite 28 des Außenrings 4 verbunden ist. Die Rückstellfeder 30 ist hierbei vorgespannt. Die Rückstellfeder 30 wirkt entgegen der Stellkraft beziehungsweise entgegen des Stelldrucks.In the suction-side part 26 of the housing 2 is a return spring 30 arranged, on the one hand with the housing 2 and on the other hand with the outside 28 of the outer ring 4 connected is. The return spring 30 is biased here. The return spring 30 acts against the force or against the control pressure.

In einem Ausgangszustand, in dem die Flügelzellenpumpe 3 abgeschaltet ist und in dem sich die Flügelzellenpumpe 3 somit auch bei einem Startvorgang befindet, ist der Ausgangsdruck am Ausgang 21 noch nicht aufgebaut, so dass die Rückstellfeder 30 den Außenring 4 in einer Richtung 31 verstellt. Die Rückstellkraft der Rückstellfeder 30 wirkt in der Richtung 31. Der Außenring 4 liegt dadurch maximal exzentrisch in Bezug auf das Flügelrad 5. Die geometrische Fördermenge ist dadurch maximal. Somit wird bei der Inbetriebsetzung der Ausgangsdruck am Ausgang 21 relativ schnell aufgebaut und es steht eine große Fördermenge zur Verfügung. Mit zunehmenden Ausgangsdruck am Ausgang 21 vergrößert sich auch die Stellkraft auf den Außenring 4, die durch den Stelldruck im druckseitigen Teil 27 verursacht ist. Dieser Stelldruck wirkt entgegen der Rückstellfeder 30, so dass sich der Außenring 4 mit zunehmenden Ausgangsdruck entgegen der Richtung 31 verstellt. Dadurch nimmt das Fördervolumen der Flügelzellenpumpe 3 ab.In an initial state in which the vane pump 3 is turned off and in which the vane pump 3 thus also at a starting process, the output pressure is at the output 21 not yet built so that the return spring 30 the outer ring 4 in one direction 31 adjusted. The restoring force of the return spring 30 works in the direction 31 , The outer ring 4 is thereby maximally eccentric with respect to the impeller 5 , The geometric flow rate is thereby maximum. Thus, at startup, the output pressure at the output 21 set up relatively quickly and there is a large flow available. With increasing output pressure at the output 21 the actuating force on the outer ring also increases 4 caused by the signal pressure in the pressure-side part 27 caused. This signal pressure acts against the return spring 30 so that the outer ring 4 with increasing outlet pressure against the direction 31 adjusted. As a result, the delivery volume of the vane pump decreases 3 from.

Verringert sich beispielsweise im Betrieb die am Ausgang 21 entnommene Brennstoffmenge, dann steigt der Druck am Ausgang 21 an, so dass der Außenring 4 entgegen der Richtung 31 verstellt wird und die Fördermenge entsprechend reduziert ist.For example, during operation, it decreases at the output 21 taken amount of fuel, then the pressure at the outlet increases 21 on, leaving the outer ring 4 against the direction 31 is adjusted and the flow rate is reduced accordingly.

Steigt hingegen die am Ausgang 21 entnommene Brennstoffmenge wieder an, dann fällt der Ausgangsdruck ab, so dass die Stellkraft reduziert ist und die Rückstellkraft der Rückstellfeder 30 den Außenring 4 wieder in der Richtung 31 verstellt. Dadurch steigt das Fördervolumen der Flügelzellenpumpe 3 wieder an.On the other hand, it rises at the exit 21 removed fuel quantity again, then the output pressure drops, so that the restoring force is reduced and the restoring force of the return spring 30 the outer ring 4 again in the direction 31 adjusted. This increases the delivery volume of the vane pump 3 back to.

Somit ist eine selbstregelnde und rein hydraulische Verstellung des Außenrings 4 der Pumpenanordnung 1 ermöglicht. Dadurch ergibt sich ein sehr robustes System, wobei keine elektrischen Steuer- oder Antriebselemente erforderlich sind. Je nach Ausgestaltung der Pumpenanordnung 1 können jedoch auch elektrische Steuer- oder Antriebselemente vorgesehen sein.Thus, a self-regulating and purely hydraulic adjustment of the outer ring 4 the pump assembly 1 allows. This results in a very robust system, with no electrical control or drive elements are required. Depending on the configuration of the pump arrangement 1 However, electrical control or drive elements may be provided.

Die Pumpenanordnung 1 ermöglicht auf unterschiedliche Weise eine Anpassung an den jeweiligen Anwendungsfall. Speziell sind die Größe des druckbeaufschlagten Teils der Außenseite 28 des Außenrings 4 und eine Federvorspannung sowie Federsteifigkeit der Rückstellfeder 30 entsprechend den Anforderungen an Druck- und Fördermenge aufeinander abstimmbar.The pump arrangement 1 allows in different ways an adaptation to the particular application. Specifically, the size of the pressurized part is the outside 28 of the outer ring 4 and a spring preload and spring stiffness of the return spring 30 according to the requirements of pressure and flow rate tunable.

Somit kann das Fördervolumen an den momentanen Bedarf durch eine Drucksteuerung angepasst werden. Durch das angepasste Fördervolumen kann auf eine Saugdrosselung verzichtet werden. Wegen des Verzichts auf die Saugdrosselung entstehen keine Verluste aus der Saugdrosselung, es wird eine verringerte Kavitationsneigung erzielt und Druckpulsationen, die pumpenin- oder -extern auftreten können, sind verringert. Durch verringerte Druckpulsationen ist außerdem eine geringere Belastung der Flügelzellenpumpe 3 selbst, der weiteren Pumpenkomponenten sowie der externen Komponenten wie Leitungen und Filter gegeben. Ferner ist auf Grund der Drucksteuerung ein Entfall des ansonsten erforderlichen Druckregelventils möglich. Auf Grund des angepassten Fördervolumens ergibt sich eine optimale Annäherung an den minimal möglichen Leistungsbedarf, wobei hydraulische Verluste verringert sind.Thus, the delivery volume can be adapted to the current need by pressure control. Due to the adapted delivery volume can be dispensed with a suction throttling. Due to the omission of the suction throttling no losses arise from the suction throttling, it is achieved a reduced tendency to cavitation and pressure pulsations, the pump-in or -extern ontre are reduced. Reduced pressure pulsations also reduce the load on the vane pump 3 itself, the other pump components as well as the external components such as lines and filters. Furthermore, due to the pressure control, an elimination of the otherwise required pressure control valve is possible. Due to the adapted delivery volume results in an optimal approach to the minimum possible power requirements, with hydraulic losses are reduced.

2 zeigt eine Pumpenanordnung 1 in einer schematischen Darstellung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Verstellung des Außenrings 4 durch den Aktor 34. Der Aktor 34 ist beispielsweise als elektromagnetischer Aktor 34 ausgestaltet. Die Betätigungskraft des Aktors 34 wirkt dabei entlag des Doppelpfeils 33. Die Rückstellfeder 30 kann hierbei eine Grundstellung des Außenrings 4 vorgeben. Entsprechend der Betätigung des elektromagnetischen Aktors 34 wird durch das Zusammenwirken des Aktors 34 mit der Rückstellfeder 30 eine Verstellkraft auf den Außenrings 4 in oder entgegen der Richtung 31 erzielt. Hierbei kommt es zunächst zu einer elastischen Verformung des Dichtelements 14 und dann gegebenenfalls zu einer Verschiebung des Dichtelements 14 an der Innenseite des Gehäuses 2. Dadurch kommte es zu einem Verschwenken des Außenrings 4, wie es durch den Doppelpfeil 33 veranschaulicht ist. 2 shows a pump assembly 1 in a schematic representation according to a second embodiment. In this embodiment, the adjustment of the outer ring takes place 4 through the actor 34 , The actor 34 is for example as an electromagnetic actuator 34 designed. The actuating force of the actuator 34 acts entlag the double arrow 33 , The return spring 30 this can be a basic position of the outer ring 4 pretend. According to the operation of the electromagnetic actuator 34 is due to the interaction of the actor 34 with the return spring 30 an adjusting force on the outer ring 4 in or against the direction 31 achieved. This initially leads to an elastic deformation of the sealing element 14 and then possibly to a displacement of the sealing element 14 on the inside of the case 2 , This leads to a pivoting of the outer ring 4 as indicated by the double arrow 33 is illustrated.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die durch die nierenförmige Öffnung 23 gebildete Druckseite 23 im Bereich des verschiebbaren Dichtelements 14 angeordnet, während die durch die nierenförmige Öffnung 22 gebildete Saugseite 22 im Bereich des Dichtelements 13 angeordnet ist. Die Drehrichtung 32 des Flügelrads 5 ist hierbei in der 2 entgegen des Uhrzeigersinns vorgegeben.In this embodiment, the through the kidney-shaped opening 23 formed print page 23 in the region of the displaceable sealing element 14 arranged while passing through the kidney-shaped opening 22 formed suction side 22 in the region of the sealing element 13 is arranged. The direction of rotation 32 of the impeller 5 is here in the 2 preset counterclockwise.

Allerdings kann auch eine vertauschte Anordnung der Öffnungen 22, 23 für die Saug- und Druckseite bei umgekehrter Drehrichtung, nämlich entgegen der Drehrichtung 32, realisiert sein.However, also a reversed arrangement of the openings 22 . 23 for the suction and pressure side in the reverse direction, namely opposite to the direction of rotation 32 , be realized.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.The Invention is not limited to the described embodiments.

Claims (12)

Pumpenanordnung (1), insbesondere für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen, mit einer Flügelzellenpumpe (3), die einen Außenring (4) und ein in dem Außenring (4) angeordnetes Flügelrad (5) aufweist, wobei der Außenring (4) zum Variieren eines Fördervolumens der Flügelzellenpumpe (3) relativ zu dem Flügelrad (5) verstellbar ist.Pump arrangement ( 1 ), in particular for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines, with a vane pump ( 3 ), which has an outer ring ( 4 ) and one in the outer ring ( 4 ) arranged impeller ( 5 ), wherein the outer ring ( 4 ) for varying a delivery volume of the vane pump ( 3 ) relative to the impeller ( 5 ) is adjustable. Pumpenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (4) in einem Gehäuse (2) bewegbar gelagert ist und dass eine Achse (10) des Flügelrads (5) gehäusefest angeordnet ist.Pump arrangement according to claim 1, characterized in that the outer ring ( 4 ) in a housing ( 2 ) is movably mounted and that an axis ( 10 ) of the impeller ( 5 ) is arranged fixed to the housing. Pumpenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelzellenpumpe (3) eine Saugseite (22) und eine Druckseite (23) aufweist und dass der Außenring (4) von einer Stellkraft beaufschlagt ist, die von einem Ausgangsdruck an der Druckseite (23) der Flügelzellenpumpe (3) abhängt.Pump arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the vane pump ( 3 ) a suction side ( 22 ) and a print page ( 23 ) and that the outer ring ( 4 ) is acted upon by a force which is dependent on an outlet pressure at the pressure side ( 23 ) of the vane pump ( 3 ) depends. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelzellenpumpe (3) eine Saugseite (22) und eine Druckseite (23) aufweist und dass der Außenring (4) auf der Druckseite (23) an seiner Außenseite (28) zumindest teilweise von einem Stelldruck beaufschlagt ist, der auf einem Ausgangsdruck an der Druckseite (23) der Flügelzellenpumpe (3) basiert.Pump arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the vane pump ( 3 ) a suction side ( 22 ) and a print page ( 23 ) and that the outer ring ( 4 ) on the printing side ( 23 ) on its outside ( 28 ) is at least partially acted upon by an actuating pressure, which is based on an outlet pressure on the pressure side ( 23 ) of the vane pump ( 3 ). Pumpenanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (4) von einer Rückstellkraft beaufschlagt ist, die entgegen der Stellkraft beziehungsweise dem Stelldruck auf den Außenring (4) wirkt.Pump arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the outer ring ( 4 ) is acted upon by a restoring force, which counter to the actuating force or the control pressure on the outer ring ( 4 ) acts. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückstellfeder (30) vorgesehen ist, dass die Rückstellfeder (30) an der Saugseite (22) mit einer Außenseite (28) des Außenrings (4) verbunden ist und dass die Rückstellfeder (30) den Außenring (4) mit einer Rückstellkraft beaufschlagt, die entgegen der Stellkraft beziehungsweise dem Stelldruck auf den Außenring (4) wirkt.Pump arrangement according to one of claims 3 to 5, characterized in that a return spring ( 30 ) is provided that the return spring ( 30 ) on the suction side ( 22 ) with an outside ( 28 ) of the outer ring ( 4 ) and that the return spring ( 30 ) the outer ring ( 4 ) acted upon by a restoring force, which counter to the actuating force or the control pressure on the outer ring ( 4 ) acts. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (4) in einem Gehäuse (2) angeordnet ist, dass zumindest ein elastisch verformbares Dichtelement (13, 14) vorgesehen ist, über das der Außenring (4) mit dem Gehäuse (2) verbunden ist, und dass das Dichtelement (13, 14) das Gehäuse in einen saugseitigen Teil (26), der von einer Außenseite (28) des Außenrings (4) an der Saugseite (22) der Flügelzellenpumpe (3) begrenzt ist, und in einen druckseitigen Teil (27) teilt, der von einer Außenseite (28) des Außenrings (4) an der Druckseite (23) der Flügelzellenpumpe (3) begrenzt ist.Pump arrangement according to one of claims 3 to 6, characterized in that the outer ring ( 4 ) in a housing ( 2 ) is arranged, that at least one elastically deformable sealing element ( 13 . 14 ) is provided, via which the outer ring ( 4 ) with the housing ( 2 ), and that the sealing element ( 13 . 14 ) the housing in a suction-side part ( 26 ), which from an outside ( 28 ) of the outer ring ( 4 ) on the suction side ( 22 ) of the vane pump ( 3 ) and in a pressure-side part ( 27 ) from an outside ( 28 ) of the outer ring ( 4 ) on the pressure side ( 23 ) of the vane pump ( 3 ) is limited. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (4) und das Flügelrad (5) in einer Ausgangsstellung so zueinander positioniert sind, dass ein großes Fördervolumen ermöglicht ist.Pump arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the outer ring ( 4 ) and the impeller ( 5 ) are positioned in a starting position to each other so that a large delivery volume is made possible. Pumpenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem ansteigenden Ausgangsdruck der Flügelzellenpumpe (3) der Außenring (4) so in Bezug auf das Flügelrad (5) verstellt wird, dass das Fördervolumen ausgehend von dem großen Fördervolumen reduziert wird.Pump arrangement according to claim 8, characterized characterized in that with an increasing output pressure of the vane pump ( 3 ) the outer ring ( 4 ) so in relation to the impeller ( 5 ) is adjusted, that the delivery volume is reduced starting from the large delivery volume. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung des Außenrings (4) relativ zu dem Flügelrad (5) selbstregelnd in Bezug auf das Fördervolumen und den Ausgangsdruck ist und/oder dass die Verstellung des Außenrings (4) relativ zu dem Flügelrad (5) rein hydraulisch erfolgt.Pump arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the adjustment of the outer ring ( 4 ) relative to the impeller ( 5 ) is self-regulating in terms of the delivery volume and the outlet pressure and / or that the adjustment of the outer ring ( 4 ) relative to the impeller ( 5 ) takes place purely hydraulically. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (4) zumindest mittelbar durch einen Aktor (34) verstellbar ist.Pump arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outer ring ( 4 ) at least indirectly by an actor ( 34 ) is adjustable. Pumpenanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (34) als elektromagnetischer Aktor (34) ausgestaltet ist.Pump arrangement according to claim 11, characterized in that the actuator ( 34 ) as electromagnetic actuator ( 34 ) is configured.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012113488A1 (en) * 2011-02-24 2012-08-30 Robert Bosch Gmbh Fuel delivery device and method for actuating a fuel delivery device

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