DE102011076063A1 - System for conveying a fluid - Google Patents

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Abstract

System (46), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zum Fördern eines Fluides, insbesondere Kraftstoff, z. B. Diesel, mit einer Hochdruckpumpe (1), einer Vorförderpumpe (35) zur Förderung des Fluides zu der Hochdruckpumpe (1) und einer Einrichtung (35) zur Steuerung der Förderleistung, die Hochdruckpumpe (1), umfassend eine Antriebswelle (2) mit wenigstens einem Nocken (3), wenigstens einen Kolben (5), wenigstens einen Zylinder (6) zur Lagerung des wenigstens einen Kolbens (5), einen Arbeitsraum (29), wobei sich der wenigstens eine Kolben (5) mittelbar mittels wenigstens einer Laufrolle (10) auf der Antriebswelle (2) mit dem wenigstens einen Nocken (3) abstützt, so dass von dem wenigstens einen Kolben (5) eine Translationsbewegung aufgrund einer Rotationsbewegung der Antriebswelle(2) ausführbar ist, wobei die Einrichtung (35) die Vorförderpumpe (35) ist und die Vorförderpumpe (35) in der Förderleistung steuerbar ist.System (46), in particular for a motor vehicle, for conveying a fluid, in particular fuel, for. As diesel, with a high-pressure pump (1), a prefeed pump (35) for conveying the fluid to the high-pressure pump (1) and means (35) for controlling the delivery, the high-pressure pump (1) comprising a drive shaft (2) at least one cam (3), at least one piston (5), at least one cylinder (6) for supporting the at least one piston (5), a working space (29), wherein the at least one piston (5) indirectly by means of at least one roller (10) on the drive shaft (2) with the at least one cam (3) is supported, so that from the at least one piston (5) a translational movement due to a rotational movement of the drive shaft (2) is executable, wherein the means (35) the prefeed pump (35) and the prefeed pump (35) is controllable in the flow rate.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Fördern eines Fluides gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Hochdruckeinspritzsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 11 und einen Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 12.The present invention relates to a system for conveying a fluid according to the preamble of claim 1, a high pressure injection system according to the preamble of claim 11 and an internal combustion engine according to the preamble of claim 12.

Stand der TechnikState of the art

In Hochdruckeinspritzsystemen für Verbrennungsmotoren, insbesondere in Common-Rail-Einspritzsystemen von Diesel- oder Benzinmotoren, sorgt eine Hochdruckpumpe dauernd für die Aufrechterhaltung des Druckes in dem Hochdruckspeicher des Common-Rail-Einspritzsystems. Die Hochdruckpumpe kann beispielsweise durch eine Nockenwelle des Verbrennungsmotors mittels einer Antriebswelle angetrieben werden. Für die Förderung des Kraftstoffs zur Hochdruckpumpe werden Vorförderpumpen, z. B. eine Zahnrad- oder Drehschieberpumpe, verwendet, die der Hochdruckpumpe vorgeschaltet sind. Die Vorförderpumpe fördert den Kraftstoff von einem Kraftstofftank durch eine Kraftstoffleitung zu der Hochdruckpumpe.In high-pressure injection systems for internal combustion engines, in particular in common-rail injection systems of diesel or gasoline engines, a high-pressure pump continuously ensures the maintenance of the pressure in the high-pressure accumulator of the common-rail injection system. The high-pressure pump can be driven, for example, by a camshaft of the internal combustion engine by means of a drive shaft. For the promotion of the fuel to the high-pressure pump Vorförderpumpen, z. B. a gear or rotary vane pump used, which are connected upstream of the high-pressure pump. The prefeed pump delivers the fuel from a fuel tank through a fuel line to the high pressure pump.

Als Hochdruckpumpen werden unter anderem Kolbenpumpen eingesetzt. In einem Gehäuse ist eine Antriebswelle gelagert. Radial dazu sind Kolben in einem Zylinder angeordnet. Auf der Antriebswelle mit wenigstens einem Nocken liegt eine Laufrolle mit einer Rollen-Rollfläche auf, die in einem Rollenschuh gelagert ist. Der Rollenschuh ist mit dem Kolben verbunden, so dass der Kolben zu einer oszillierenden Translationsbewegung gezwungen ist. Eine Feder bringt auf den Rollenschuh eine radial zu der Antriebswelle gerichtet Kraft auf, so dass die Laufrolle in ständigen Kontakt zu der Antriebswelle steht. Die Laufrolle steht mit der Rollen-Rollfläche an einer Wellen-Rollfläche als Oberfläche der Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken in Kontakt mit der Antriebswelle. Die Laufrolle ist mittels eines Gleitlagers in dem Rollenschuh gelagert. Amongst others, piston pumps are used as high-pressure pumps. In a housing, a drive shaft is mounted. Radially to pistons are arranged in a cylinder. On the drive shaft with at least one cam is a roller with a roller rolling surface, which is mounted in a roller shoe. The roller shoe is connected to the piston, so that the piston is forced to oscillate translational motion. A spring applies to the roller shoe a radially directed to the drive shaft force, so that the roller is in constant contact with the drive shaft. The roller stands with the roller rolling surface on a shaft rolling surface as the surface of the drive shaft with the at least one cam in contact with the drive shaft. The roller is mounted by means of a sliding bearing in the roller shoe.

Zu der Hochdruckpumpe wird mit einer Vorförderpumpe Kraftstoff durch eine Kraftstoffleitung zu der Hochdruckpumpe gefördert. Dabei wird mit einer Zumesseinrichtung als Einrichtung zur Steuerung der Fördeleistung die von der Vorförderpumpe zu der Hochdruckpumpe geförderte Menge an Kraftstoff pro Zeiteinheit, d. h. der Förderleistung, gesteuert. Die Zumesseinheit weist einen beweglichen Stellkolben auf, mit dem die Strömungsquerschnittsfläche zur Durchleitung von Kraftstoff geändert bzw. gesteuert werden kann. Dadurch ist in nachteiliger Weise bei einem System mit einer Hochdruckpumpe und einer Vorförderpumpe zum Fördern eines Fluides ein zusätzliches Bauteil, nämlich die Zumesseinheit, zur Steuerung der Förderleistung des Systems bzw. der Hochdruckpumpe erforderlich und die Vorförderpumpe benötigt unnötig Energie.To the high-pressure pump is conveyed with a prefeed pump fuel through a fuel line to the high-pressure pump. In this case, with a metering device as means for controlling the delivery rate, the amount of fuel delivered per unit time by the prefeed pump to the high-pressure pump. H. the flow rate, controlled. The metering unit has a movable actuating piston with which the flow cross-sectional area for the passage of fuel can be changed or controlled. As a result, an additional component, namely the metering unit, for controlling the delivery rate of the system or the high-pressure pump is disadvantageously required in a system with a high-pressure pump and a prefeed pump for conveying a fluid, and the prefeed pump unnecessarily requires energy.

Die DE 10 2006 045 933 A1 zeigt eine Hochdruckpumpe zur Kraftstoffhochdruckförderung. Die Hochdruckpumpe weist eine Antriebswelle mit Nocken auf. Zylindrische Rollen sind von Rollenschuhen gelagert und liegen auf den Nocken auf. Die Rollenschuhe sind mittels einer Stößelbaugruppe in einer Bohrung eines Teils des Gehäuses gelagert. Die Pumpenelemente sind an der Stößelbaugruppe befestigt. Eine Schraubenfeder drückt die Stößelbaugruppe auf die Nocken.The DE 10 2006 045 933 A1 shows a high-pressure pump for high-pressure fuel delivery. The high-pressure pump has a drive shaft with cams. Cylindrical rollers are supported by roller shoes and rest on the cams. The roller shoes are mounted by means of a plunger assembly in a bore of a part of the housing. The pump elements are attached to the plunger assembly. A coil spring presses the plunger assembly onto the cams.

Aus der DE 103 56 262 A1 ist eine Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen bekannt. In einem Pumpengehäuse ist eine Antriebswelle gelagert. Kolben stützen sich an der Antriebswelle ab, so dass durch Drehen der Antriebswelle die Kolben hin und her bewegt werden. Zwischen den Kolben und der Antriebswelle sind Stößel angeordnet.From the DE 103 56 262 A1 is a radial piston pump for fuel high pressure generation in fuel injection systems of internal combustion engines known. In a pump housing, a drive shaft is mounted. Pistons are supported on the drive shaft, so that by rotating the drive shaft, the pistons are moved back and forth. Between the piston and the drive shaft tappets are arranged.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Erfindungsgemäßes System, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zum Fördern eines Fluides, insbesondere Kraftstoff, z. B. Diesel, mit einer Hochdruckpumpe, einer Vorförderpumpe zur Förderung des Fluides zu der Hochdruckpumpe und einer Einrichtung zur Steuerung der Förderleistung, die Hochdruckpumpe, umfassend eine Antriebswelle mit wenigstens einem Nocken, wenigstens einen Kolben, wenigstens einen Zylinder zur Lagerung des wenigstens einen Kolbens, einen Arbeitsraum, wobei sich der wenigstens eine Kolben mittelbar mittels wenigstens einer Laufrolle auf der Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken abstützt, so dass von dem wenigstens einen Kolben eine Translationsbewegung aufgrund einer Rotationsbewegung der Antriebswelle ausführbar ist, wobei die Einrichtung die Vorförderpumpe ist und die Vorförderpumpe in der Förderleistung steuerbar und/oder regelbar ist.Inventive system, in particular for a motor vehicle, for conveying a fluid, in particular fuel, for. B. diesel, with a high pressure pump, a feed pump for conveying the fluid to the high pressure pump and a means for controlling the delivery, the high pressure pump comprising a drive shaft with at least one cam, at least one piston, at least one cylinder for supporting the at least one piston, a working space, wherein the at least one piston indirectly by means of at least one roller on the drive shaft with the at least one cam is supported, so that from the at least one piston a translational movement due to a rotational movement of the drive shaft executable, wherein the device is the prefeed pump and the prefeed pump can be controlled and / or regulated in the delivery rate.

In vorteilhafter Weise ist somit bei dem System keine zusätzliche Einrichtung als gesondertes Bauteil oder als gesonderte Komponente zur Steuerung der Förderleistung der Hochdruckpumpe erforderlich, weil anstelle einer Zumesseinheit als Einrichtung zur Steuerung der Förderleistung wie im Stand der Technik die Vorförderpumpe in der Förderleistung steuerbar ist und dadurch von der Vorförderpumpe die zu der Hochdruckpumpe gesteuerte Menge an Kraftstoff steuerbar ist und damit auch die Förderleistung der Hochdruckpumpe und damit das System steuerbar ist. Außerdem kann Energie oder Arbeit zum Antrieb der Vorförderpumpe eingespart werden, weil die Zumesseinheit bereits von der Vorförderpumpe geförderten Kraftstoff drosselt.Advantageously, therefore, no additional device as a separate component or as a separate component for controlling the delivery of the high-pressure pump is required in the system because instead of a metering unit as means for controlling the flow rate as in the prior art, the prefeed pump is controlled in the flow rate and thereby from the prefeed pump controlled to the high-pressure pump amount of fuel is controllable and thus the flow rate of the high-pressure pump and thus the system is controllable. In addition, energy or labor can be saved to drive the prefeed pump be because the metering unit throttles already funded by the prefeed pump fuel.

Insbesondere ist die Vorförderpumpe eine elektrische Vorförderpumpe, so dass die Vorförderpumpe einen Elektromotor umfasst, welcher die Pumpe der Vorförderpumpe antreibt.In particular, the prefeed pump is an electric prefeed pump, so that the prefeed pump comprises an electric motor which drives the pump of the prefeed pump.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Vorförderpumpe eine Zahnradpumpe, insbesondere eine Innenzahnradpumpe mit einem Innenzahnrad und einem Außenzahnrad.In a further embodiment, the prefeed pump is a gear pump, in particular an internal gear pump with an internal gear and an external gear.

In einer ergänzenden Ausführungsform sind in ein Zahnrad, insbesondere das Außenzahnrad, der Zahnradpumpe Permanentmagnete integriert, so dass ein Zahnrad einen Rotor des Elektromotors zum Antrieb der Zahnradpumpe bildet.In a supplementary embodiment, permanent magnets are integrated in a gear, in particular the external gear, the gear pump, so that a gear forms a rotor of the electric motor for driving the gear pump.

Vorzugsweise ist konzentrisch um das Zahnrad, insbesondere das Außenzahnrad, ein Stator mit Elektromagneten angeordnet. Zahnradpumpen sind beim Einsatz als Vorförderpumpen besonders vorteilhaft, weil mit Zahnradpumpen eine besonders genaue Steuerung der Förderleistung möglich ist und ferner Zahnradpumpen in ihrem Aufbau sehr kompakt sind.Preferably, a stator with electromagnet is arranged concentrically around the gear, in particular the external gear. Gear pumps are particularly advantageous when used as Vorförderpumpen because with gear pumps, a particularly accurate control of the flow rate is possible and also gear pumps are very compact in construction.

In einer Variante ist die Hochdruckpumpe als eine Steckpumpe ausgebildet. Bei einer Ausbildung der Hochdruckpumpe als Steckpumpe ist die Hochdruckpumpe in oder an einen Verbrennungsmotor integriert. Beispielsweise weist die Steckpumpe an einer Seite kein Außengehäuse auf und an dieser Seite ist die Hochdruckpumpe als Steckpumpe an ein Gehäuse des Verbrennungsmotors befestigt. In a variant, the high-pressure pump is designed as a plug-in pump. In one embodiment of the high-pressure pump as a plug-in pump, the high-pressure pump is integrated in or on an internal combustion engine. For example, the plug-in pump on one side no outer casing and on this side, the high-pressure pump is attached as a plug-in pump to a housing of the internal combustion engine.

Zweckmäßig ist die Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken eine, insbesondere einteilige, Welle eines Verbrennungsmotors und vorzugsweise ist die Antriebswelle mit Schmieröl der Verbrennungsmotors geschmiert und vorzugsweise ist die Hochdruckpumpe an den Verbrennungsmotor angebaut oder in den Verbrennungsmotor integriert, z. B. indem ein Gehäuse der Hochdruckpumpe an dem Verbrennungsmotor unmittelbar oder mittelbar angeordnet oder befestigt ist. Die Antriebswelle und eine Welle des Verbrennungsmotors, z. B. eine Kurbelwelle oder eine Nockenwelle des Verbrennungsmotors, sind dabei einteilig ausgebildet, so dass mit einer Welle als einzigem Bauteil diese Welle sowohl als Welle im Verbrennungsmotor als auch als Antriebswelle für die Hochdruckpumpe des Systems eingesetzt ist.Suitably, the drive shaft with the at least one cam one, in particular one-piece, shaft of an internal combustion engine and preferably the drive shaft is lubricated with lubricating oil of the engine and preferably the high pressure pump is attached to the engine or integrated into the engine, eg. B. by a housing of the high-pressure pump to the internal combustion engine is arranged directly or indirectly or attached. The drive shaft and a shaft of the engine, z. As a crankshaft or a camshaft of the engine, are integrally formed, so that with a shaft as a single component, this shaft is used both as a shaft in the engine and as a drive shaft for the high pressure pump of the system.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorförderpumpe an die Hochdruckpumpe mittelbar oder unmittelbar angebaut und/oder die Vorförderpumpe ist in die Hochdruckpumpe integriert.In a further embodiment, the prefeed pump is attached directly or indirectly to the high-pressure pump and / or the prefeed pump is integrated into the high-pressure pump.

Insbesondere ist das Vorförderpumpengehäuse unmittelbar an dem Gehäuse der Hochdruckpumpe befestigt oder zwischen dem Vorförderpumpengehäuse und dem Gehäuse der Hochdruckpumpe ist ein Niederdruckklotz angeordnet. Vorzugsweise wird dabei eine Dichtung zwischen dem Vorförderpumpengehäuse und dem Gehäuse der Hochdruckpumpe nicht berücksichtigt. In particular, the prefeed pump housing is attached directly to the housing of the high-pressure pump or between the prefeed pump housing and the housing of the high-pressure pump is arranged a low-pressure pad. Preferably, a seal between the prefeed pump housing and the housing of the high-pressure pump is not taken into account.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Vorförderpumpe ohne eine gesonderte Kraftstoffleitung fluidleitend mit der Hochdruckpumpe verbunden, so dass z. B. die fluidleitende Verbindung mit einem Kanal im Gehäuse der Hochdruckpumpe und/oder einem Kanal im Vorförderpumpengehäuse realisiert ist.In a further embodiment, the prefeed pump is fluidly connected to the high-pressure pump without a separate fuel line, so that z. B. the fluid-conducting connection is realized with a channel in the housing of the high-pressure pump and / or a channel in the prefeed pump housing.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Vorförderpumpe mit einer gesonderten Kraftstoffleitung fluidleitend mit der Hochdruckpumpe verbunden. Zwischen der Vorfördepumpe und der Hochdruckpumpe ist somit eine gesonderte Kraftstoffleitung angeordnet und die Vorförderpumpe ist somit nicht mittelbar oder unmittelbar an die Hochdruckpumpe angebaut und/oder die Vorförderpumpe ist nicht in die Hochdruckpumpe integriert. In a further embodiment, the prefeed pump is connected in a fluid-conducting manner to the high-pressure pump with a separate fuel line. Thus, a separate fuel line is arranged between the prefeed pump and the high pressure pump and the prefeed pump is thus not directly or indirectly attached to the high pressure pump and / or the prefeed pump is not integrated into the high pressure pump.

Erfindungsgemäßes Hochdruckeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein System mit einer Hochdruckpumpe, einer Vorförderpumpe zur Förderung des Fluides zu der Hochdruckpumpe und einer Einrichtung zur Steuerung der Förderleistung des Systems, ein Hochdruck-Rail, wobei das System als ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes System ausgebildet ist.Inventive high-pressure injection system for an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, comprising a system with a high-pressure pump, a prefeed pump for conveying the fluid to the high-pressure pump and means for controlling the delivery rate of the system, a high pressure rail, the system as a in this patent application described system is formed.

In einer weiteren Variante weist das System keine Zumesseinheit auf, welche die von der Vorförderpumpe zu der Hochdruckpumpe geförderte Menge an Kraftstoff pro Zeiteinheit steuert oder regelt.In a further variant, the system has no metering unit which controls or regulates the amount of fuel delivered per unit time by the prefeed pump to the high-pressure pump.

Zweckmäßig ist die Zahnradpumpe eine Außenzahnradpumpe.Suitably, the gear pump is an external gear pump.

In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Vorförderpumpe einen Elektromotor. In a further embodiment, the prefeed pump comprises an electric motor.

Insbesondere ist der Elektromotor in die Vorförderpumpe integriert, z. B. indem Permanentmagnete in ein Zahnrad eingebaut sind.In particular, the electric motor is integrated in the prefeed pump, z. B. by permanent magnets are installed in a gear.

In einer zusätzlichen Variante umfasst das Hochdruckeinspritzsystem wenigstens einen Injektor, vorzugsweise mehrere Injektoren, zum Einspritzen des Kraftstoffes unter Hochdruck in einen Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors.In an additional variant, the high-pressure injection system comprises at least one injector, preferably a plurality of injectors, for injecting the fuel under high pressure into a combustion chamber of the internal combustion engine.

Der von der Hochdruckpumpe erzeugbare Druck in dem Hochdruck-Rail liegt beispielsweise im Bereich von 1000 bis 3000 bar z. B. für Dieselmotoren oder zwischen 40 bar und 400 bar z. B. für Benzinmotoren.The producible by the high-pressure pump pressure in the high-pressure rail is, for example, in the range of 1000 to 3000 bar z. For example Diesel engines or between 40 bar and 400 bar z. B. for gasoline engines.

Ein erfindungsgemäßer Verbrennungsmotor mit einem Hochdruckeinspritzsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfasst ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Hochdruckeinspritzsystem und/oder ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes System.An internal combustion engine according to the invention with a high-pressure injection system, in particular for a motor vehicle, comprises a high-pressure injection system described in this patent application and / or a system described in this patent application.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:Hereinafter, embodiments of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:

1 einen Querschnitt eines Systems zum Fördern eines Fluides, 1 a cross section of a system for conveying a fluid,

2 einen Schnitt A-A gemäß 1 einer Laufrolle mit Rollenschuh und einer Antriebswelle, 2 a section AA according to 1 a roller with roller shoe and a drive shaft,

3 eine stark schematisierte Ansicht eines Hochdruckeinspritzsystems und 3 a highly schematic view of a high-pressure injection system and

4 eine Ansicht eines Kraftfahrzeuges. 4 a view of a motor vehicle.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist ein Querschnitt eines Systems 46 zum Fördern von Kraftstoff mit einer Hochdruckpumpe 1 und einer Vorförderpumpe 35 als Einrichtung zur Steuerung der Förderleistung des Systems 46 für ein Hochdruckeinspritzsystem 36 dargestellt. Die Hochdruckpumpe 1 dient dazu, Kraftstoff, z. B. Benzin oder Diesel, zu einem Verbrennungsmotor 39 unter Hochdruck zu fördern. Der von der Hochdruckpumpe 1 erzeugbare Druck liegt beispielsweise in einem Bereich zwischen 1000 und 3000 bar. In 1 is a cross section of a system 46 for pumping fuel with a high pressure pump 1 and a prefeed pump 35 as a device for controlling the delivery rate of the system 46 for a high-pressure injection system 36 shown. The high pressure pump 1 serves to fuel, z. As gasoline or diesel, to an internal combustion engine 39 to promote under high pressure. The from the high pressure pump 1 producible pressure is for example in a range between 1000 and 3000 bar.

Die Hochdruckpumpe 1 weist eine Antriebswelle 2 mit zwei Nocken 3 auf, die um eine Rotationsachse 26 eine Rotationsbewegung ausführt. Die Rotationsachse 26 liegt in der Zeichenebene von 1 und steht senkrecht auf der Zeichenebene von 2. Ein Kolben 5 ist in einem Zylinder 6 an einer Kolbenführung 7 gelagert, der von einem Gehäuse 8 gebildet ist. Ein Arbeitsraum 29 wird von dem Zylinder 6, dem Gehäuse 8 und dem Kolben 5 begrenzt. In den Arbeitsraum 29 mündet ein Einlasskanal 22 mit einem Einlassventil 19 und ein Auslasskanal 24 mit einem Auslassventil 20. Durch den Einlasskanal 22 bzw. eine Einlassöffnung 21 strömt der Kraftstoff in den Arbeitsraum 29 ein und durch den Auslasskanal 24 bzw. eine Auslassöffnung 23 strömt der Kraftstoff unter Hochdruck aus den Arbeitsraum 29 wieder aus. Das Einlassventil 19, z. B. ein Rückschlagventil, ist dahingehend ausgebildet, dass nur Kraftstoff in den Arbeitsraum 29 einströmen kann und das Auslassventil 20, z. B. ein Rückschlagventil, ist dahingehend ausgebildet, dass nur Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 29 ausströmen kann. Das Volumen des Arbeitsraumes 29 wird aufgrund einer oszillierenden Hubbewegung des Kolbens 5 verändert. Der Kolben 5 stützt sich mittelbar auf der Antriebswelle 2 ab. Am Ende des Kolbens 5 bzw. Pumpenkolbens 5 ist ein Rollenschuh 9 mit einer Laufrolle 10 befestigt. Die Laufrolle 10 kann dabei eine Rotationsbewegung ausführen, deren Rotationsachse 25 in der Zeichenebene gemäß 1 liegt und senkrecht auf der Zeichenebene von 2 steht. Die Antriebswelle 2 mit dem wenigstens einen Nocken 3 weist eine Wellen-Rollfläche 4 und die Laufrolle 10 eine Rollen-Rollfläche 11 auf. The high pressure pump 1 has a drive shaft 2 with two cams 3 on that around an axis of rotation 26 performs a rotational movement. The rotation axis 26 lies in the drawing plane of 1 and is perpendicular to the plane of 2 , A piston 5 is in a cylinder 6 on a piston guide 7 stored by a housing 8th is formed. A workroom 29 is from the cylinder 6 , the housing 8th and the piston 5 limited. In the workroom 29 opens an inlet channel 22 with an inlet valve 19 and an exhaust duct 24 with an exhaust valve 20 , Through the inlet channel 22 or an inlet opening 21 the fuel flows into the workspace 29 in and through the outlet channel 24 or an outlet opening 23 the fuel flows under high pressure from the working space 29 out again. The inlet valve 19 , z. B. a check valve is designed to the effect that only fuel in the working space 29 can flow in and the exhaust valve 20 , z. B. a check valve, is designed such that only fuel from the working space 29 can flow out. The volume of the work space 29 is due to an oscillating stroke movement of the piston 5 changed. The piston 5 rests indirectly on the drive shaft 2 from. At the end of the piston 5 or pump piston 5 is a roller shoe 9 with a roller 10 attached. The roller 10 can perform a rotational movement, the axis of rotation 25 in the drawing plane according to 1 lies and perpendicular to the plane of 2 stands. The drive shaft 2 with the at least one cam 3 has a wave rolling surface 4 and the roller 10 a roller rolling surface 11 on.

Die Rollen-Lauffläche 11 der Laufrolle 10 rollt sich auf der Wellen-Rollfläche 4 der Antriebswelle 2 mit den beiden Nocken 3 an einer Kontaktfläche 12 ab. Der Rollenschuh 9 ist in einer von dem Gehäuse 8 gebildeten Rollenschuhlagerung als Gleitlager gelagert. Eine Feder 27 bzw. Spiralfeder 27 als elastisches Element 28, die zwischen dem Gehäuse 8 und dem Rollenschuh 9 eingespannt ist, bringt auf den Rollenschuh 9 eine Druckkraft auf, so dass die Rollen-Rollfläche 11 der Laufrolle 10 in ständigen Kontakt mit der Wellen-Rollfläche 4 der Antriebswelle 2 steht. Der Rollenschuh 9 und der Kolben 5 führen damit gemeinsam eine oszillierende Hubbewegung aus. Die Laufrolle 10 ist mit einer Gleitlagerung 13 in dem Rollenschuh 9 gelagert.The roller tread 11 the roller 10 rolls on the wave rolling surface 4 the drive shaft 2 with the two cams 3 at a contact surface 12 from. The roller shoe 9 is in one of the housing 8th formed roller shoe storage stored as a plain bearing. A feather 27 or spiral spring 27 as an elastic element 28 between the case 8th and the roller shoe 9 is clamped, brings on the roller shoe 9 a compressive force on, leaving the roller rolling surface 11 the roller 10 in constant contact with the shaft rolling surface 4 the drive shaft 2 stands. The roller shoe 9 and the piston 5 thus jointly carry out an oscillating lifting movement. The roller 10 is with a sliding bearing 13 in the roller shoe 9 stored.

An die Hochdruckpumpe 1 ist mittelbar die Vorförderpumpe 35 angebaut. Dabei ist die Vorförderpumpe 35 durch einen Niederdruckklotz 43 von der Hochdruckpumpe 1 bzw. dem Gehäuse 8 der Hochdruckpumpe 1 getrennt. Mit Befestigungsschrauben 45 sind die Vorförderpumpe 35 mit dem Vorförderpumpengehäuse 37 sowie der Niederdruckklotz 43 an dem Gehäuse 8 der Hochdruckpumpe 1 angeschraubt. Die Vorförderpumpe 35 ist dabei eine in der Leistung steuerbare Vorförderpumpe 35 mit einem Elektromotor 49 und einer Zahnradpumpe 14, die als Innenzahnradpumpe 15 ausgebildet ist. Die Innenzahnradpumpe 15 weist ein Innenzahnrad 16 und ein Außenzahnrad 17 auf. Das Innenzahnrad 15 weist radial betrachtet außenseitig Zähne 47 auf und das Außenzahnrad 17 weist radial betrachtet innenseitig Zähne 47 auf. Die Zähne 47 des Innenzahnrades 15 kämmen dabei in die Zähne 47 des Außenzahnrades 17. Konzentrisch bzw. koaxial zu dem Außenzahnrad 17 sind Elektromagnete 41 als Statoren 40 innerhalb eines fluiddichten Vorförderpumpengehäuses 37 angeordnet. Dabei führt das Außenzahnrad 17 eine Rotationsbewegung um eine nicht dargestellte Rotationsachse aus und das Außenzahnrad 17 ist mit einem nicht dargestellten Lagerring an dem Stator 40 gelagert. Das Innenzahnrad 16 ist exzentrisch zu dem Außenzahnrad 17 gelagert. In das Außenzahnrad 17 sind Permanentmagnete 18 integriert, so dass der Elektromotor 49 der elektrischen Vorförderpumpe 35 in die Vorförderpumpe 35 bzw. in die Zahnradpumpe 14 integriert ist. Der Niederdruckklotz 43 weist einen Kraftstoffkanal 44 als Niederdruckkanal auf und durch den Kraftstoffkanal 44 wird der von der Vorförderpumpe 35 bzw. der Innenzahnradpumpe geförderte Kraftstoff von der Innenzahnradpumpe 15 durch den Kraftstoffkanal 44 zu der Einlassöffnung 21 und dem Einlasskanal 22 der Hochdruckpumpe 1 gefördert. Ferner weist der Niederdruckklotz 43 auch einen Kraftstoffkanal 48 als Niederdruckkanal auf und durch den Kraftstoffkanal 48 wird der Kraftstoff durch eine nicht dargestellte Kraftstoffleitung 33 von einem Kraftstofftank 32 von der Vorförderpumpe 35 bzw. der Innenzahnradpumpe 15 angesaugt. Das dem Kraftstoff zur Verfügung stehende Strömungsvolumen von der Vorförderpumpe 35 zu der Hochdruckpumpe 1 ist aufgrund des Anbaues der Vorförderpumpe 35 an die Hochdruckpumpe 1 sehr klein, so dass dadurch eine gute Regelbarkeit der Förderleistung der Hochdruckpumpe 1 mit der Vorförderpumpe 35 möglich ist. To the high pressure pump 1 is indirectly the prefeed pump 35 grown. Here is the prefeed pump 35 through a low pressure block 43 from the high pressure pump 1 or the housing 8th the high pressure pump 1 separated. With fastening screws 45 are the prefeed pump 35 with the priming pump housing 37 as well as the low pressure block 43 on the housing 8th the high pressure pump 1 screwed. The pre-feed pump 35 is a controllable in the performance feed pump 35 with an electric motor 49 and a gear pump 14 acting as internal gear pump 15 is trained. The internal gear pump 15 has an internal gear 16 and an external gear 17 on. The internal gear 15 has radially outwardly teeth 47 on and the external gear 17 has radially inside teeth 47 on. The teeth 47 of the internal gear 15 comb into the teeth 47 of the external gear 17 , Concentric or coaxial with the external gear 17 are electromagnets 41 as stators 40 within a fluid-tight prefeed pump housing 37 arranged. In doing so, the external gear wheel leads 17 a rotational movement about an axis of rotation, not shown, and the external gear 17 is with a bearing ring, not shown on the stator 40 stored. The internal gear 16 is eccentric to the external gear 17 stored. In the external gear 17 are permanent magnets 18 integrated, so the electric motor 49 the electric feed pump 35 in the pre-feed pump 35 respectively. in the gear pump 14 is integrated. The low pressure block 43 has a fuel channel 44 as a low-pressure channel on and through the fuel channel 44 is that of the pre-feed pump 35 or the internal gear pump funded fuel from the internal gear pump 15 through the fuel channel 44 to the inlet opening 21 and the inlet channel 22 the high pressure pump 1 promoted. Furthermore, the low pressure block 43 also a fuel channel 48 as a low-pressure channel on and through the fuel channel 48 the fuel is through a fuel line, not shown 33 from a fuel tank 32 from the pre-feed pump 35 or the internal gear pump 15 sucked. The flow volume available to the fuel from the pre-feed pump 35 to the high pressure pump 1 is due to the attachment of the pre-feed pump 35 to the high pressure pump 1 very small, so that thereby a good controllability of the capacity of the high-pressure pump 1 with the pre-feed pump 35 is possible.

In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Hochdruckpumpe 1 ohne den Niederdruckklotz 43 unmittelbar an dem Gehäuse 8 der Hochdruckpumpe 1 angeordnet. Dabei werden Dichtungen zwischen der Vorförderpumpe 35 und der Hochdruckpumpe 1 vorzugsweise nicht berücksichtigt. In a further, not shown embodiment, the high-pressure pump 1 without the low pressure block 43 directly on the housing 8th the high pressure pump 1 arranged. This seals between the prefeed pump 35 and the high pressure pump 1 preferably not taken into account.

In 3 ist in stark schematisierter Darstellung das Hochdruckeinspritzsystem 36 für ein Kraftfahrzeug 38 abgebildet mit einem Hochdruck-Rail 30 oder einem Kraftstoffverteilerrohr 31. Von dem Hochdruck-Rail 30 wird der Kraftstoff mittels Ventilen bzw. Injektoren (nicht dargestellt) in den Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors 39 eingespritzt. Die elektrische Vorförderpumpe 35 fördert Kraftstoff von einem Kraftstofftank 32 durch eine Kraftstoffleitung 33 zu der Hochdruckpumpe 1. Die Hochdruckpumpe 1 wird dabei von der Antriebswelle 2 angetrieben und die Antriebswelle 2 ist eine Welle 42, z. B. eine Kurbel- oder Nockenwelle, des Verbrennungsmotors 39 und einteilig ausgebildet. Das Hochdruck-Rail 30 dient dazu, den Kraftstoff in den Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors 39 einzuspritzen. Der von der elektrischen Vorförderpumpe 35 geförderte Kraftstoff wird durch einen Kraftstoffkanal 44 in dem Niederdruckklotz 43 (1) ohne eine gesonderte Kraftstoffleitung 33 zu der Hochdruckpumpe 1 geleitet. Der von der Hochdruckpumpe 1 nicht benötigte Kraftstoff wird dabei durch eine optionale Kraftstoffrücklaufleitung 34 wieder in den Kraftstofftank 32 zurückgeleitet. In 3 is a highly schematic representation of the high-pressure injection system 36 for a motor vehicle 38 Shown with a high pressure rail 30 or a fuel rail 31 , From the high-pressure rail 30 the fuel by means of valves or injectors (not shown) in the combustion chamber of the internal combustion engine 39 injected. The electric prefeed pump 35 Promotes fuel from a fuel tank 32 through a fuel line 33 to the high pressure pump 1 , The high pressure pump 1 is doing from the drive shaft 2 driven and the drive shaft 2 is a wave 42 , z. B. a crankshaft or camshaft, the engine 39 and formed in one piece. The high pressure rail 30 serves to transport the fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine 39 inject. The one from the electric feed pump 35 subsidized fuel is through a fuel channel 44 in the low pressure block 43 ( 1 ) without a separate fuel line 33 to the high pressure pump 1 directed. The from the high pressure pump 1 Unnecessary fuel is through an optional fuel return line 34 back in the fuel tank 32 returned.

Die Einzelheiten der verschiedenen Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts Gegenteiliges erwähnt wird.The details of the various embodiments may be combined with each other unless otherwise specified.

Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen System 46 und dem erfindungsgemäßen Hochdruckeinspritzsystem 36 erhebliche Vorteile verbunden. Das System 46 benötigt keine Zumesseinheit, weil die elektrische Vorförderpumpe 35 in der Leistung steuerbar und/oder regelbar ist. Dadurch können Bauteile bei dem System 46 eingespart werden und das System 46 ist im Aufbau kompakt und klein sowie in der Herstellung preiswert.Overall, are considered with the system according to the invention 46 and the high-pressure injection system according to the invention 36 significant benefits. The system 46 does not need a metering unit, because the electric prefeed pump 35 is controllable and / or controllable in performance. This allows components in the system 46 saved and the system 46 is compact in construction and small and inexpensive to manufacture.

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Claims (12)

System (46), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (38), zum Fördern eines Fluides, insbesondere Kraftstoff, z. B. Diesel, mit einer Hochdruckpumpe (1), einer Vorförderpumpe (35) zur Förderung des Fluides zu der Hochdruckpumpe (1) und einer Einrichtung (35) zur Steuerung der Förderleistung, die Hochdruckpumpe (1), umfassend – eine Antriebswelle (2) mit wenigstens einem Nocken (3), – wenigstens einen Kolben (5), – wenigstens einen Zylinder (6) zur Lagerung des wenigstens einen Kolbens (5), – einen Arbeitsraum (29), – wobei sich der wenigstens eine Kolben (5) mittelbar mittels wenigstens einer Laufrolle (10) auf der Antriebswelle (2) mit dem wenigstens einen Nocken (3) abstützt, so dass von dem wenigstens einen Kolben (5) eine Translationsbewegung aufgrund einer Rotationsbewegung der Antriebswelle (2) ausführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (35) die Vorförderpumpe (35) ist und die Vorförderpumpe (35) in der Förderleistung steuerbar und/oder regelbar ist.System ( 46 ), in particular for a motor vehicle ( 38 ), for conveying a fluid, in particular fuel, for. B. Diesel, with a high-pressure pump ( 1 ), a prefeed pump ( 35 ) for pumping the fluid to the high pressure pump ( 1 ) and a facility ( 35 ) for controlling the delivery rate, the high-pressure pump ( 1 ), comprising - a drive shaft ( 2 ) with at least one cam ( 3 ), - at least one piston ( 5 ), - at least one cylinder ( 6 ) for supporting the at least one piston ( 5 ), - a workroom ( 29 ), - wherein the at least one piston ( 5 ) indirectly by means of at least one roller ( 10 ) on the drive shaft ( 2 ) with the at least one cam ( 3 ) is supported, so that of the at least one piston ( 5 ) a translational movement due to a rotational movement of the drive shaft ( 2 ) is executable, characterized in that the device ( 35 ) the prefeed pump ( 35 ) and the prefeed pump ( 35 ) is controllable and / or controllable in the delivery rate. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorförderpumpe (35) eine elektrische Vorförderpumpe (35) ist.System according to claim 1, characterized in that the prefeed pump ( 35 ) an electric prefeed pump ( 35 ). System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorförderpumpe (35) eine Zahnradpumpe (14), insbesondere eine Innenzahnradpumpe (15) mit einem Innenzahnrad (16) und einem Außenzahnrad (17), ist.System according to claim 1 or 2, characterized in that the prefeed pump ( 35 ) a gear pump ( 14 ), in particular an internal gear pump ( 15 ) with an internal gear ( 16 ) and an external gear ( 17 ) is. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in ein Zahnrad (16, 17), insbesondere das Außenzahnrad (17), der Zahnradpumpe (14) Permanentmagnete (18) integriert sind.System according to claim 3, characterized in that in a gear ( 16 . 17 ), in particular the external gear ( 17 ), the gear pump ( 14 ) Permanent magnets ( 18 ) are integrated. System nach Anspruch 54 dadurch gekennzeichnet, dass konzentrisch um das Zahnrad (16, 17), insbesondere das Außenzahnrad (17), ein Stator (40) mit Elektromagneten (41) angeordnet ist.System according to claim 54, characterized in that concentrically around the gear ( 16 . 17 ), in particular the external gear ( 17 ), a stator ( 40 ) with electromagnets ( 41 ) is arranged. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (1) als eine Steckpumpe (1) ausgebildet ist.System according to one or more of the preceding claims, characterized in that the high pressure pump ( 1 ) as a plug-in pump ( 1 ) is trained. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) mit dem wenigstens einen Nocken (3) eine, insbesondere einteilige, Welle (2) eines Verbrennungsmotors (39) ist und vorzugsweise die Antriebswelle (2) mit Schmieröl des Verbrennungsmotors (39) geschmiert ist und vorzugsweise die Hochdruckpumpe (1) an den Verbrennungsmotor (39) angebaut oder in den Verbrennungsmotor (39) integriert ist, z. B. indem ein Gehäuse (8) der Hochdruckpumpe (1) an dem Verbrennungsmotor (39) unmittelbar oder mittelbar angeordnet oder befestigt ist.System according to one or more of the preceding claims, characterized in that the drive shaft ( 2 ) with the at least one cam ( 3 ) one, in particular one-piece, wave ( 2 ) of an internal combustion engine ( 39 ) and preferably the drive shaft ( 2 ) with lubricating oil of the internal combustion engine ( 39 ) and preferably the high pressure pump ( 1 ) to the internal combustion engine ( 39 ) or in the combustion engine ( 39 ) is integrated, for. B. by a housing ( 8th ) of the high-pressure pump ( 1 ) on the internal combustion engine ( 39 ) is arranged or fixed directly or indirectly. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorförderpumpe (35) an die Hochdruckpumpe (1) mittelbar oder unmittelbar angebaut ist und/oder die Vorförderpumpe (35) in die Hochdruckpumpe (1) integriert ist.System according to one or more of the preceding claims, characterized in that the prefeed pump ( 35 ) to the high pressure pump ( 1 ) is attached directly or indirectly and / or the prefeed pump ( 35 ) into the high-pressure pump ( 1 ) is integrated. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorförderpumpengehäuse (37) unmittelbar an dem Gehäuse (8) der Hochdruckpumpe (1) befestigt ist oder zwischen dem Vorförderpumpengehäuse (37) und dem Gehäuse (8) der Hochdruckpumpe (1) ein Niederdruckklotz (43) angeordnet ist.System according to one or more of the preceding claims, characterized in that a prefeed pump housing ( 37 ) directly on the housing ( 8th ) of the high-pressure pump ( 1 ) or between the prefeed pump housing ( 37 ) and the housing ( 8th ) of the high-pressure pump ( 1 ) a low pressure block ( 43 ) is arranged. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorförderpumpe (35) ohne eine gesonderte Kraftstoffleitung (33) fluidleitend mit der Hochdruckpumpe (1) verbunden ist.System according to one or more of the preceding claims, characterized in that the prefeed pump ( 35 ) without a separate fuel line ( 33 ) fluid-conducting with the high-pressure pump ( 1 ) connected is. Hochdruckeinspritzsystem (36) für einen Verbrennungsmotor (39), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (38), umfassend – ein System (46) mit einer Hochdruckpumpe (1), einer Vorförderpumpe (35) zur Förderung des Fluides zu der Hochdruckpumpe (1) und einer Einrichtung (35) zur Steuerung der Förderleistung des Systems (46), – ein Hochdruck-Rail (30), dadurch gekennzeichnet, dass das System (46) als System (46) gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist. High-pressure injection system ( 36 ) for an internal combustion engine ( 39 ), in particular for a motor vehicle ( 38 ), comprising - a system ( 46 ) with a high-pressure pump ( 1 ), a prefeed pump ( 35 ) for pumping the fluid to the high pressure pump ( 1 ) and a facility ( 35 ) for controlling the delivery rate of the system ( 46 ), - a high-pressure rail ( 30 ), characterized in that the system ( 46 ) as a system ( 46 ) is formed according to one or more of the preceding claims. Verbrennungsmotor (39) mit einem Hochdruckeinspritzsystem (36), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (38), dadurch gekennzeichnet, dass das Hochdruckeinspritzsystem (36) gemäß Anspruch 11 ausgebildet ist und/oder der Verbrennungsmotor (39) ein System gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 10 umfasst.Internal combustion engine ( 39 ) with a high-pressure injection system ( 36 ), in particular for a motor vehicle ( 38 ), characterized in that the high-pressure injection system ( 36 ) is formed according to claim 11 and / or the internal combustion engine ( 39 ) comprises a system according to one or more of claims 1 to 10.
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