DE102009029622A1 - Feed pump, particularly pre-feed pump of fuel injection system, has pumping unit placed in pump housing and operated by power electronic, where pumping unit intakes liquid from feed channel and supplies to outlet channel - Google Patents

Feed pump, particularly pre-feed pump of fuel injection system, has pumping unit placed in pump housing and operated by power electronic, where pumping unit intakes liquid from feed channel and supplies to outlet channel Download PDF

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Abstract

The feed pump has a pumping unit placed in a pump housing (1) and operated by a power electronic. The pumping unit intakes liquid from an intake channel (4) and supplies to an outlet channel. The supplied liquid cools the components (6) of the power electronic. The components of the power electronic are directly attached to the pump housing or directly integrated into the pump housing.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Förderpumpe, insbesondere Vorförderpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems, umfassend in einem Pumpengehäuse platzierte und mittels einer Leistungselektronik betriebene Pumpenmittel, welche Fluid aus einem Zulaufkanal ansaugen und in einen Ablaufkanal fördern, wobei das geförderte Fluid Komponenten der Leistungselektronik kühlt.The invention relates to a feed pump, in particular prefeed pump of a fuel injection system comprising pump means located in a pump housing and powered by a power electronics pump means which suck fluid from an inlet channel and convey into a flow channel, wherein the pumped fluid cools components of the power electronics.

Aus der DE 100 13 042 A1 ist eine derartige Förderpumpe bekannt, welche nach Art einer Kreiselpumpe ausgestaltet ist und über ein elektrisch betriebenes Pumpenmittel in Form eines Flügelrades Fluid aus einem koaxial angeordneten Zulaufkanal ansaugt und mittels der Drehbewegung des Flügelrades in einen tangential platzierten Ablaufkanal fördert. Die, das Flügelrad betreibende Leistungselektronik ist dabei in axialer Richtung hinter einem, das Flügelrad aufnehmenden Pumpengehäuse in einem Elektronikgehäuse platziert. Um nun Komponenten dieser Leistungselektronik zu kühlen und damit ein Überhitzen der Elektronik bei Betrieb der Förderpumpe verhindern zu können, zweigen aus einem Pumpeninnenraum des Pumpengehäuses Förderkanäle in axialer Richtung ab, die in radialer Richtung und im Bereich der Leistungselektronik über einen Verbindungskanal miteinander in Kontakt stehen. Über diese Förderkanäle, sowie den Verbindungskanal wird Fluid an den Komponenten der Leistungselektronik vorbeigeführt, so dass eine entsprechende Kühlung darstellbar ist.From the DE 100 13 042 A1 Such a delivery pump is known, which is designed in the manner of a centrifugal pump and sucks via an electrically operated pump means in the form of an impeller fluid from a coaxially arranged inlet channel and promotes by means of the rotational movement of the impeller in a tangentially placed drainage channel. The, the impeller operating power electronics is placed in the axial direction behind a, the impeller receiving pump housing in an electronics housing. In order to cool components of this power electronics and thus to prevent overheating of the electronics during operation of the feed pump, branches from a pump interior of the pump housing delivery channels in the axial direction, which are in the radial direction and in the field of power electronics via a connecting channel in contact. Fluid is conveyed past the components of the power electronics via these delivery channels and the connecting channel, so that appropriate cooling can be provided.

Ausgehend von einer Förderpumpe des Standes der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Förderpumpe, insbesondere eine Vorförderpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, zur Verfügung zu stellen, bei welcher eine Kühlung von Komponenten einer Leistungselektronik mit einem möglichst geringem fertigungstechnischen Aufwand und geringem Platzbedarf verwirklicht werden kann.Starting from a feed pump of the prior art, it is the object of the present invention to provide a feed pump, in particular a prefeed pump for a fuel injection system of an internal combustion engine, in which a cooling of components of a power electronics with the least possible manufacturing effort and small footprint can be realized.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die darauffolgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.This object is achieved on the basis of the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The following, dependent claims give each advantageous embodiments of the invention.

Die Erfindung umfasst die technische Lehre, dass die Komponenten der Leistungselektronik unmittelbar an dem Pumpengehäuse angebracht oder direkt in das Pumpengehäuse integriert sind. Durch die Verlegung der Komponenten der Leistungselektronik in diesen Bereich kann eine Kühlung der Komponenten durch das Fluid mittelbar über das Pumpengehäuse, ohne zusätzliche Kanäle erfolgen. Im Gegensatz hierzu müssen bei einer Förderpumpe des Standes der Technik die entsprechenden Kanäle zusätzlich in dem Pumpengehäuse und dem Elektronikgehäuse ausgebildet werden, um Fluid aus dem Pumpeninnenraum zu der, in axialer Richtung hinter dem Pumpenmittel liegenden Leistungselektronik zu fördern. Dies resultiert in einer aufwendigen Gestaltung des Pumpengehäuses, sowie des Elektronikgehäuses und somit auch in einem entsprechenden herstellungstechnischen Aufwand beim Fertigen der Gehäuse. Des Weiteren erfordern diese zusätzlichen Kanäle einen entsprechenden Bauraum in den jeweiligen Gehäusen.The invention includes the technical teaching that the components of the power electronics are mounted directly on the pump housing or integrated directly into the pump housing. By laying the components of the power electronics in this area, a cooling of the components by the fluid can be done indirectly via the pump housing, without additional channels. In contrast, in a prior art feed pump, the respective channels must be additionally formed in the pump housing and the electronics housing to deliver fluid from the pump interior to the power electronics located in the axial direction behind the pump means. This results in a complex design of the pump housing, as well as the electronics housing and thus in a corresponding manufacturing effort in the manufacture of the housing. Furthermore, these additional channels require a corresponding space in the respective housings.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Komponenten der Leistungselektronik unmittelbar an dem Zulaufkanal oder dem Ablaufkanal angeordnet. Mittels einer derartigen Gestaltung kann die Kühlung der Komponenten der Leistungselektronik deutlich verbessert werden, indem diese näher an das, im Zulaufkanal bzw. Ablaufkanal strömende Fluid herangeführt werden.In a development of the invention, the components of the power electronics are arranged directly on the inlet channel or the outlet channel. By means of such a design, the cooling of the components of the power electronics can be significantly improved by these are brought closer to the flowing in the inlet channel or drainage fluid.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Komponenten in einer Nische des jeweiligen Kanals platziert, wobei die Komponenten derart von einer Dichtung umgeben sind, dass nur Kühlkörper unmittelbar mit dem vorströmenden Fluid in Kontakt treten. Dadurch, dass die Kühlkörper der Komponenten somit unmittelbar in das vorbeiströmende Fluid hineinragen, kann eine optimale Kühlung der Leistungselektronik erreicht werden. Gleichzeitig wird hierbei eine eventuelle Beeinträchtigung der Leistungselektronik durch ein elektrisch leitendes Fluid oder elektrisch leitende, mit gespülte Partikel durch die umgebende Dichtung ausgeschlossen.According to one embodiment of the invention, the components are placed in a niche of the respective channel, the components being surrounded by a seal in such a way that only heat sinks directly contact the inflowing fluid. The fact that the heat sink of the components thus protrude directly into the fluid flowing past, optimal cooling of the power electronics can be achieved. At the same time a possible impairment of the power electronics is excluded by an electrically conductive fluid or electrically conductive, with purged particles through the surrounding seal.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Dichtung durch vergossenes Kunstharz gebildet. Dies hat den Vorteil, dass mit niedrigem Aufwand eine sichere und optimal an die jeweiligen Platzverhältnisse anpassbare Dichtung realisiert werden kann.In a further development of the invention, the seal is formed by encapsulated synthetic resin. This has the advantage that with low effort a secure and optimally adaptable to the particular space conditions seal can be realized.

Entsprechend einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind die Komponenten in einer, zu dem jeweiligen Kanal benachbart liegenden Kammer platziert, wobei zwischen den Komponenten und dem jeweiligen Kanal eine Wand eingezogen ist. Eine derartige Ausgestaltung hat hierbei den Vorteil, dass die Komponeten somit wirksam von dem Fluid abgekapselt sind, gleichzeitig aber ein guter Wärmeeintrag in das Fluid und damit auch eine gute Wärmeabfuhr möglich ist.According to an alternative embodiment of the invention, the components are placed in a chamber adjacent to the respective channel, wherein a wall is retracted between the components and the respective channel. Such a design has the advantage that the components are thus effectively encapsulated by the fluid, but at the same time a good heat input into the fluid and thus a good heat dissipation is possible.

Zweckmäßigerweise ist hierbei in die Kammer eine wärmeleitende Masse eingebracht. Durch diese Maßnahme wird somit die Wärmeübertragung von den Komponenten der Leistungselektronik in die Wand und von dieser in das vorbeiströmende Fluid deutlich gesteigert.Conveniently, in this case a thermally conductive mass is introduced into the chamber. By this measure, thus, the heat transfer from the components of the power electronics in the Wall and from this in the flowing fluid significantly increased.

Es ist eine weitere, vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, dass die Komponenten der Leistungselektronik durch Bauteile einer Regelelektronik und Kühlkörper gebildet sind, welche auf einer Platine platziert sind. Vorteilhafterweise ist hierdurch eine platzsparende Anordnung der Komponenten der Leistungselektronik möglich.It is a further, advantageous embodiment of the invention that the components of the power electronics are formed by components of a control electronics and heat sink, which are placed on a circuit board. Advantageously, this makes possible a space-saving arrangement of the components of the power electronics.

In Weiterbildung der Erfindung liegen die Pumpenmittel in Form von miteinander kämmenden Zahnrädern vor. Mittels einer derartigen Ausgestaltung lässt sich eine sehr kompaktbauende und robuste Förderpumpe darstellen, welche insbesondere für den Einsatz im Bereich eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine geeignet ist.In a further development of the invention, the pump means are in the form of intermeshing gears. By means of such a configuration, a very compact and robust delivery pump can be represented, which is particularly suitable for use in the area of a fuel injection system of an internal combustion engine.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung anhand von Figuren näher dargstellt.Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of preferred embodiments of the invention with reference to figures.

Es zeigen:Show it:

1 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Förderpumpe im Bereich eines Arbeitsraumes gemäß einer ersten Ausführungsform, und 1 a sectional view of the feed pump according to the invention in the region of a working space according to a first embodiment, and

2 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Förderpumpe im Bereich des Arbeitsraumes gemäß einer zweiten Ausführungsform. 2 a sectional view of the feed pump according to the invention in the region of the working space according to a second embodiment.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Förderpumpe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Bei dieser Förderpumpe sind in einem Pumpengehäuse 1 zwei miteinander kämmende Zahnräder 2 und 3 angeordnet, die Fluid, beispielsweise in Form von Kraftstoff, aus einem Zulaufkanal 4 ansaugen und anschließend in einen Ablaufkanal 5 fördern. Zur Steuerung eines – hier nicht dargestellten – elektrischen Antriebs der Zahnräder 2 und 3 sind zudem Komponenten 6 einer Leistungselektronik vorgesehen, welche auf einer Platine 7 platziert sind. Diese Komponenten 6 sind hierbei durch Bauteile einer Regelelektronik 8, sowie Kühlkörpern 9 gebildet.In 1 is a sectional view of the feed pump according to the invention according to a first embodiment of the invention shown. In this feed pump are in a pump housing 1 two meshing gears 2 and 3 arranged, the fluid, for example in the form of fuel, from an inlet channel 4 suck in and then into a drainage channel 5 promote. For controlling a - not shown here - electric drive of the gears 2 and 3 are also components 6 a power electronics provided which on a circuit board 7 are placed. These components 6 are here by components of a control electronics 8th , as well as heat sinks 9 educated.

Als Besonderheit sind die Komponenten 6 der Leistungselektronik in einer Nische 10 des Ablaufkanals 5 platziert, wobei die Platine 7 hierbei in korrespondierende Ausnehmungen 11 und 12 des Pumpengehäuses 1 hineinragt, um einen Verbleib der Platine 7 an der gewünschten Stelle zu garantieren. Diese Position ist dabei derart gewählt, dass die Kühlkörper 9 in das vorbeiströmende Fluid des Ablaufkanals 5 hineinragen. Um nun allerdings die Bauteile der Regelelektronik 8 von einem unerwünschten Kontakt mit dem Fluid zu schützen, was insbesondere in Bezug auf elektrisch leitendes Fluid und mit geförderte, elektrisch leitende Partikel interessant ist, sind die Komponenten 6 von Kunstharz 13 umgeben, so dass lediglich die Kühlkörper 9 hervorstehen. Auf diese Art und Weise wird eine zuverlässige Isolierung und Abdichtung der übrigen Bauteile der Komponenten 6 sichergestellt.As a special feature are the components 6 the power electronics in a niche 10 of the drainage channel 5 placed, taking the board 7 here in corresponding recesses 11 and 12 of the pump housing 1 protrudes to a whereabouts of the board 7 to guarantee at the desired place. This position is chosen such that the heat sink 9 in the passing fluid of the drainage channel 5 protrude. But now to the components of the control electronics 8th to protect from undesired contact with the fluid, which is particularly interesting in terms of electrically conductive fluid and with promoted, electrically conductive particles are the components 6 of synthetic resin 13 surrounded, leaving only the heat sink 9 protrude. In this way, a reliable insulation and sealing of the remaining components of the components 6 ensured.

In 2 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Förderpumpe in einer Schnittdarstellung dargestellt. Im Unterschied zu der im Vorfeld beschriebenen Variante sind die Komponenten 6 der Leistungselektronik in diesem Fall auf Seiten des Zulaufkanals 4 vorgesehen und zudem in einer Kammer 14 des Pumpengehäuses 1 platziert, welche benachbart zum Zukaufkanal 4 liegt und über eine eingezogene Wand 15 von dem strömenden Fluid abgetrennt ist. Diese Kammer 14 ist hierbei mit einer wärmeleitenden Masse 16 gefüllt, so dass eine, durch die Komponenten 6 erzeugte Wärme optimal in die Wand 15 und von dieser in das vorbeiströmende Fluid eingeleitet werden kann. Zudem sind sowohl die Bauteile der Regelelektronik 8 als auch die Kühlkörper 9 auf der Platine 7 dem Zulaufkanal 4 zugewendet angeordnet, so dass eine Wärmeabstrahlung vornehmlich in dieser Richtung stattfindet.In 2 a second embodiment of the feed pump according to the invention is shown in a sectional view. In contrast to the previously described variant, the components are 6 the power electronics in this case on the side of the inlet channel 4 provided and also in a chamber 14 of the pump housing 1 placed, which adjacent to the purchase channel 4 lies and over a retracted wall 15 is separated from the flowing fluid. This chamber 14 is here with a thermally conductive mass 16 filled, leaving one, through the components 6 generated heat optimally in the wall 15 and can be introduced by this in the flowing past fluid. In addition, both the components of the control electronics 8th as well as the heat sinks 9 on the board 7 the inlet channel 4 arranged facing, so that a heat radiation takes place primarily in this direction.

Mittels der erfindungsgemäßen Gestaltung einer Förderpumpe kann durch die optimale Kühlung der Komponenten 6 der Leistungselektronik erreicht werden, dass eine insgesamt kleinere Dimensionierung der Leistungselektronik möglich ist. Aufgrund der Anordnung der Komponenten 6 kann hierbei auf zusätzliche Förderkanäle verzichtet werden, was den herstellungstechnischen Aufwand entsprechend vermindert.By means of the design according to the invention of a delivery pump can be through the optimal cooling of the components 6 the power electronics are achieved that a total of smaller dimensions of the power electronics is possible. Due to the arrangement of the components 6 can be dispensed with additional delivery channels, which reduces the manufacturing effort accordingly.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10013042 A1 [0002] DE 10013042 A1 [0002]

Claims (8)

Förderpumpe, insbesondere Vorförderpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems, umfassend in einem Pumpengehäuse (1) platzierte und mittels einer Leistungselektronik betriebene Pumpenmittel, welche Fluid aus einem Zulaufkanal (4) ansaugen und in einen Ablaufkanal (5) fördern, wobei das geförderte Fluid Komponenten (6) der Leistungselektronik kühlt, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (6) der Leistungselektronik unmittelbar an dem Pumpengehäuse (1) angebracht oder direkt in das Pumpengehäuse (1) integriert sind.Feed pump, in particular prefeed pump of a fuel injection system, comprising in a pump housing ( 1 ) and operated by a power electronics pump means which fluid from an inlet channel ( 4 ) and into a drainage channel ( 5 ), wherein the pumped fluid components ( 6 ) of the power electronics, characterized in that the components ( 6 ) of the power electronics directly to the pump housing ( 1 ) or directly into the pump housing ( 1 ) are integrated. Förderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (6) der Leistungselektronik unmittelbar an dem Zulaufkanal (4) oder dem Ablaufkanal (5) angeordnet sind.Feed pump according to claim 1, characterized in that the components ( 6 ) of the power electronics directly at the inlet channel ( 4 ) or the drainage channel ( 5 ) are arranged. Förderpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (6) in einer Nische (10) des jeweiligen Kanals (5) platziert sind, wobei die Komponenten (6) derart von einer Dichtung umgeben sind, dass nur Kühlkörper (9) unmittelbar mit dem vorbeiströmenden Fluid in Kontakt treten.Feed pump according to claim 2, characterized in that the components ( 6 ) in a niche ( 10 ) of the respective channel ( 5 ), the components ( 6 ) are surrounded by a seal such that only heat sink ( 9 ) come in direct contact with the passing fluid in contact. Förderpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung durch vergossenes Kunstharz (13) gebildet ist.Feed pump according to claim 3, characterized in that the seal by potted synthetic resin ( 13 ) is formed. Förderpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (6) in einer, zu dem jeweiligen Kanal (4) benachbart liegenden Kammer (14) platziert sind, wobei zwischen den Komponenten (6) und dem jeweiligen Kanal (4) eine Wand (15) eingezogen ist.Feed pump according to claim 2, characterized in that the components ( 6 ) in one, to the respective channel ( 4 ) adjacent chamber ( 14 ), whereby between the components ( 6 ) and the respective channel ( 4 ) a wall ( 15 ) is recovered. Förderpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in die Kammer (14) eine wärmeleitende Masse (16) eingebracht ist.Feed pump according to claim 5, characterized in that in the chamber ( 14 ) a thermally conductive mass ( 16 ) is introduced. Förderpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (6) der Leistungselektronik durch Bauteile einer Regelelektronik (8) und Kühlkörper (9) gebildet sind, welche auf einer Platine (7) platziert sind.Feed pump according to one of the preceding claims, characterized in that the components ( 6 ) of the power electronics by components of a control electronics ( 8th ) and heat sink ( 9 ) formed on a board ( 7 ) are placed. Förderpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenmittel in Form von miteinander kämmenden Zahnrädern (2, 3) vorliegen.Feed pump according to one of the preceding claims, characterized in that the pump means in the form of meshing gears ( 2 . 3 ) are present.
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