DE102011079671A1 - Zahnradpumpe und Verfahren zum Betreiben einer Zahnradpumpe - Google Patents

Zahnradpumpe und Verfahren zum Betreiben einer Zahnradpumpe Download PDF

Info

Publication number
DE102011079671A1
DE102011079671A1 DE201110079671 DE102011079671A DE102011079671A1 DE 102011079671 A1 DE102011079671 A1 DE 102011079671A1 DE 201110079671 DE201110079671 DE 201110079671 DE 102011079671 A DE102011079671 A DE 102011079671A DE 102011079671 A1 DE102011079671 A1 DE 102011079671A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gear
gear pump
pressure
pump
toothed ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201110079671
Other languages
English (en)
Inventor
Alexander Fuchs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE201110079671 priority Critical patent/DE102011079671A1/de
Priority to BR112014001366A priority patent/BR112014001366A2/pt
Priority to EP12726631.0A priority patent/EP2734733B1/de
Priority to JP2014520574A priority patent/JP5759628B2/ja
Priority to KR1020147001346A priority patent/KR20140040242A/ko
Priority to CN201280036019.0A priority patent/CN103688056B/zh
Priority to PCT/EP2012/061126 priority patent/WO2013013879A2/de
Publication of DE102011079671A1 publication Critical patent/DE102011079671A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/06Feeding by means of driven pumps mechanically driven
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/447Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston means specially adapted to limit fuel delivery or to supply excess of fuel temporarily, e.g. for starting of the engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/102Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member the two members rotating simultaneously around their respective axes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/12Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809Common rail control systems
    • F02D41/3836Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3845Controlling the fuel pressure by controlling the flow into the common rail, e.g. the amount of fuel pumped
    • F02D41/3854Controlling the fuel pressure by controlling the flow into the common rail, e.g. the amount of fuel pumped with elements in the low pressure part, e.g. low pressure pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/06Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations specially adapted for stopping, starting, idling or no-load operation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/28Safety arrangements; Monitoring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2210/00Fluid
    • F04C2210/20Fluid liquid, i.e. incompressible
    • F04C2210/203Fuel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe zum Fördern eines Fluids, welche ein drehbar gelagertes außenverzahntes Zahnrad und einen innenverzahnten Zahnring aufweist, welche exzentrisch zueinander gelagert sind, zusammen eine Verzahnung bilden und zur Erzeugung einer Förderwirkung in kämmendem Eingriff stehen, wobei durch die Verzahnung eine Vielzahl von Förderräumen gebildet wird, und wobei ein saugseitiger Zulaufkanal in einem ersten Winkelbereich angeordnet ist, in welchem sich die Förderräume bei einer Drehung des Zahnrads und des Zahnrings vergrößern, und ein druckseitiger Ablaufkanal in einem zweiten Winkelbereich angeordnet ist, in welchem sich die Förderräume bei der Drehung des Zahnrads und des Zahnrings verkleinern, wobei zwischen dem Zulaufkanal und dem Ablaufkanal ein Dichtbereich ausgebildet ist, wobei in dem Dichtbereich auf der Seite, auf welcher sich die Förderräume bei der Drehung des Zahnrads und des Zahnrings verkleinern, eine Öffnung ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Fördern eines Fluids in einem Hochdruckeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-System, wobei ein erster hydraulischer Pfad, welcher von einem druckseitigen Ablaufkanal der Zahnradpumpe über eine Hochdruckpumpe zu einem Hochdruckspeicher führt, und ein zweiter hydraulischer Pfad, welcher von einer druckseitigen Öffnung der Zahnradpumpe über ein Saugventil und einen Pumpenzylinder der Hochdruckpumpe zu dem Hochdruckspeicher führt, vorgesehen sind, wobei in einem Standardbetriebsmodus, in welchem die Zahnradpumpe die Funktion der Vorförderung des Fluids zu der Hochdruckpumpe ausführt, das Fluid dem Hochdruckspeicher über den ersten hydraulischen Pfad und den zweiten hydraulischen Pfad zugeführt wird, und wobei in einem Startmodus zum kurzzeitigen Aufbau eines Hochdrucks in dem Hochdruckspeicher das Fluid nur über den zweiten hydraulischen Pfad zu dem Hochdruckspeicher zugeführt wird, wobei gleichzeitig die über den ersten hydraulischen Pfad aus der Zahnradpumpe austretende Fluidmenge über einen Bypasspfad dem Zulaufkanal der Zahnradpumpe wieder zugeführt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer Zahnradpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
  • Stand der Technik
  • Innenzahnradpumpen, sogenannte Gerotorpumpen, werden zur Förderung von Fluiden eingesetzt, beispielsweise zur Förderung von Kraftstoff in einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine.
  • Bei Gerotorpumpen sind der innenverzahnte Zahnring und das außenverzahnte Zahnrad exzentrisch zueinander gelagert. Die Zu- und Abströmung des zu fördernden Fluids erfolgt dabei über Strömungskanäle bzw. über sogenannte Zuund Ablaufnieren, die im Stand der Technik grundsätzlich symmetrisch zu der Exzentrizität der Lagerstellen angeordnet sind.
  • Eine Innenzahnradpumpe zum Fördern von Kraftstoff in einer Brennkraftmaschine ist beispielsweise in DE 100 35 900 A1 beschrieben. Die dortige Innenzahnradpumpe weist einen innenverzahnten Zahnring und ein außenverzahntes Ritzel bzw. Zahnrad auf, das zum Erzeugen einer Pumpenwirkung mit dem innenverzahnten Zahnring zusammenwirkt.
  • In DE 10 2006 007 554 A1 ist eine Förderpumpe beschrieben, welche in einen Elektromotor integriert ist. Die Förderpumpe umfasst ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad. Zwischen den beiden Zahnrädern bildet sich ein Förderraum aus. Das zweite Zahnrad ist in seiner Mitte auf einem Dorn gelagert. Das erste Zahnrad ist ein Außenzahnrad und bildet den Rotor, das zweite Zahnrad ist ein Innenzahnrad, welches im außermittigen Zentrum des ersten Zahnrads mitgeschleppt wird.
  • Beim Starten der Brennkraftmaschine ist ein kurzzeitiger Hochdruckaufbau notwendig, insbesondere wenn ein schnelles Starten erwünscht ist.
  • In DE 10 2007 058 231 A1 sind ein Kraftstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine und ein Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine beschrieben, mittels welcher ein Mindestdruck, d. h. ein Druck, der für den ersten Einspritzvorgang beim Starten des Motors erforderlich ist, entsprechend einer Mindestzeit für die Zeitspanne zwischen dem Beginn des Anschleppens der Brennkraftmaschine und der Freigabe des ersten Einspritzvorgangs bestimmt wird.
  • Nachteilig ist bei den bekannten Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine eines Common-Rail-Systems jedoch, dass ein schnelleres Starten nur mit sehr aufwändigen Konfigurationen und/oder Steuerungen erreicht werden kann. Ein schnelleres Starten ist vor allem bei Dieselmotoren mit Abstellautomatiken (Idle Start Stop „ISS“) wichtig.
  • Daher ist es wünschenswert, einen kurzzeitigen Hochdruckaufbau beim Starten auf einfache und kostengünstige Weise zu realisieren.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vorteile der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird eine Zahnradpumpe zum Fördern eines Fluids bereitgestellt, welche ein drehbar gelagertes außenverzahntes Zahnrad und einen innenverzahnten Zahnring aufweist, welche exzentrisch zueinander gelagert sind, zusammen eine Verzahnung bilden und zur Erzeugung einer Förderwirkung in kämmendem Eingriff stehen, wobei durch die Verzahnung eine Vielzahl von Förderräumen gebildet wird, und wobei ein saugseitiger Zulaufkanal in einem ersten Winkelbereich angeordnet ist, in welchem sich die Förderräume bei einer Drehung des Zahnrads und des Zahnrings vergrößern, und ein druckseitiger Ablaufkanal in einem zweiten Winkelbereich angeordnet ist, in welchem sich die Förderräume bei der Drehung des Zahnrads und des Zahnrings verkleinern, wobei zwischen dem Zulaufkanal und dem Ablaufkanal ein Dichtbereich ausgebildet ist, wobei in dem Dichtbereich auf der Seite, auf welcher sich die Förderräume bei der Drehung des Zahnrads und des Zahnrings verkleinern, eine Öffnung ausgebildet ist.
  • Durch die erfindungsgemäße Konfiguration kann kurzzeitig ein Hochdruck von ungefähr 120 bar mittels der kostengünstigen elektrischen Zahnradpumpe, welche als Hauptfunktion die Vorförderung des Kraftstoffs aufweist, bereitgestellt werden. Die Öffnung befindet sich in dem zweiten Winkelbereich, in welchem sich auch die sich beim Betrieb der Zahnradpumpe verkleinernden Förderräume befinden, in welchen ein sehr hoher Quetschdruck in dem zu fördernden Fluid, wie beispielsweise Dieselkraftstoff, bei Drehung des Zahnrings und des Zahnrads aufgebaut wird. Dieser hohe Quetschdruck wird durch die erfindungsgemäße Konfiguration ausgenutzt, indem das zu fördernde Fluid beim Starten nicht aus dem Ablaufkanal zu der Hochdruckpumpe zugeführt wird, sondern beim Starten der Brennkraftmaschine kurzzeitig aus der zusätzlichen Öffnung in dem zweiten Winkelbereich der Zahnradpumpe ausgegeben wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wirkt die Öffnung als Quetschdruckentlastungsöffnung. Besonders bevorzugt ist es, wenn dabei die Öffnung nur sehr klein ausgeführt ist. Hierdurch kann die Bereitstellung des kurzzeitigen Hochdrucks vorteilhaft unterstützt werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die jeweilige Bogenlänge des Zulaufkanals und des Ablaufkanals kürzer als 180°.
  • Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Dichtbereich einen ersten Teilbereich auf, welcher auf der Seite angeordnet ist, auf welcher sich die Förderräume bei der Drehung des Zahnrads und des Zahnrings vergrößern.
  • Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Dichtbereich einen zweiten Teilbereich auf, welcher auf der Seite angeordnet ist, auf welcher sich die Förderräume bei der Drehung des Zahnrads und des Zahnrings verkleinern.
  • Vorzugsweise ist die Öffnung im Wesentlichen in der Mitte des zweiten Teilbereichs des Dichtbereichs angeordnet.
  • Darüber hinaus ist es bevorzugt, wenn die Förderräume in dem zweiten Winkelbereich radial durch die Verzahnung zwischen dem Zahnrad und dem Zahnring über eine Linienberührung abgedichtet sind.
  • Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Zahnradpumpe eine Innenzahnradpumpe ist, bei welcher der innenverzahnte Zahnring als Rotor wirkt.
  • Vorzugsweise ist die Zahnradpumpe an eine Hochdruckpumpe anbaubar.
  • Gemäß der Erfindung wird darüber hinaus ein Verfahren zum Betreiben einer Zahnradpumpe zum Fördern eines Fluids in einem Hochdruckeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-System, bereitgestellt, wobei ein erster hydraulischer Pfad, welcher von einem druckseitigen Ablaufkanal der Zahnradpumpe über eine Hochdruckpumpe zu einem Hochdruckspeicher führt, und ein zweiter hydraulischer Pfad, welcher von einer druckseitigen Quetschdruckentlastungsöffnung der Zahnradpumpe über ein Saugventil und einen Pumpenzylinder der Hochdruckpumpe zu dem Hochdruckspeicher führt, vorgesehen sind, wobei in einem Standardbetriebsmodus, in welchem die Zahnradpumpe die Funktion der Vorförderung des Fluids zu der Hochdruckpumpe aufweist, das Fluid dem Hochdruckspeicher über den ersten hydraulischen Pfad und den zweiten hydraulischen Pfad zugeführt wird, und wobei in einem Startmodus zum kurzzeitigen Aufbau eines Hochdrucks in dem Hochdruckspeicher das Fluid nur über den zweiten hydraulischen Pfad zu dem Hochdruckspeicher zugeführt wird, wobei gleichzeitig die über den ersten hydraulischen Pfad aus der Zahnradpumpe austretende Fluidmenge über einen Bypasspfad dem Zulaufkanal der Zahnradpumpe wieder zugeführt wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann mittels der kostengünstigen elektrischen Zahnradpumpe kurzzeitig auf einfache Art und Weise zum Starten bereits mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff der Hochdruckpumpe zugeführt werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
  • 1 einen Schnitt durch eine elektrische Zahnradpumpe gemäß dem Stand der Technik,
  • 2 eine schematische Darstellung der Anordnung des Zulaufkanals und des Ablaufkanals der in 1 dargestellten elektrischen Zahnradpumpe gemäß dem Stand der Technik;
  • 3 eine schematische Darstellung der Anordnung des Zulaufkanals und des Ablaufkanals gemäß einer Ausführungsform; und
  • 4 ein Hydraulikschema für ein.Hochdruckeinspritzsystem gemäß einer Ausführungsform.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer elektrischen Zahnradpumpe 1 gemäß dem Stand der Technik. Die Zahnradpumpe 1 umfasst ein Zahnradpaar, welches aus einem innenverzahnten Zahnring 2, der als Rotor wirkt, und einem außenverzahnten Zahnrad 3 bzw. Ritzel besteht. Das außenverzahnte Zahnrad 3 ist exzentrisch zum innenverzahnten Zahnring 2 drehbar auf einem Lagerzapfen 4 angeordnet. Wird das außenverzahnte Zahnrad 3 in eine Drehbewegung versetzt, so kämmt die Außenverzahnung des außenverzahnten Zahnrads 3 in der Innenverzahnung des Zahnrings 2 und erzeugt einen Fördervolumenstrom des Fluids, in welchem die Verzahnung läuft. Die Drehrichtung des als Rotor wirkenden innenverzahnten Zahnrings 2 ist durch den mit dem Bezugszeichen 5 gekennzeichneten Pfeil angedeutet, hier also entgegen dem Uhrzeigersinn. Der innenverzahnte Zahnring 2 und das außenverzahnte Zahnrad 3 sind gleitgelagert und weisen ein jeweiliges Lagerspiel auf. Darüber hinaus sind zwischen dem Zahnring 2 und dem Zahnrad 3 eine Vielzahl von Förderräumen 10 ausgebildet.
  • Weiterhin ist das Zahnradpaar aus dem innenverzahnten Zahnring 2 und dem außenverzahnten Zahnrad 3 in einem Gehäuse (hier nicht dargestellt) angeordnet. Außerdem sind der innenverzahnte Zahnring 2 und das außenverzahnte Zahnrad 3, wie oben bereits erwähnt, exzentrisch zueinander gelagert, wobei die Exzentrizität durch das Bezugszeichen 6 gekennzeichnet ist.
  • Die elektrische Zahnradpumpe 1 weist darüber hinaus einen saugseitigen Zulaufkanal 7 zum Einleiten des Fluids in das Innere der Zahnradpumpe 1 und einen druckseitigen Ablaufkanal 8 zum Ableiten des zu fördernden Fluids aus der Zahnradpumpe 1 heraus, wie durch die gestrichelten Linien angedeutet ist. Der Zulaufkanal 7 und der Ablaufkanal 8 sind hier um 180° zueinander versetzt angeordnet und sind als Zulaufniere bzw. Ablaufniere ausgebildet (siehe 2). Der Zulaufkanal 7 und der Ablaufkanal 8 sind in dem hier nicht dargestellten Gehäuse oder dem Deckel der Zahnradpumpe 1 ausgebildet, deren Länge sich aufgrund einer internen Abdichtung zwischen Saug- und Dichtseite jeweilig über einen Winkel von etwas unterhalb 180° erstreckt. Der Zulaufkanal 7 befindet sich dabei in einem ersten Winkelbereich 9, in welchem sich die Förderräume 10 bei Drehung des Zahnrings 2 und des Zahnrads 3 in der Drehrichtung 5 entgegen dem Uhrzeigersinn vergrößern. Der Ablaufkanal 8 befindet sich dagegen in einem zweiten Winkelbereich 11, in welchem sich die Förderräume 10 bei Drehung des Zahnrings 2 und des Zahnrads 3 in der Drehrichtung 5 verkleinern.
  • 2 ist eine schematische Darstellung der Anordnung des Zulaufkanals 7 und des Ablaufkanals 8 der in 1 dargestellten elektrischen Zahnradpumpe 1 gemäß dem Stand der Technik. Der Zulaufkanal 7 und der Ablaufkanal 8 sind jeweils als Ablaufniere ausgebildet und weisen jeweilig eine Länge über einen Winkelbereich von weniger als 180° auf, so dass ein Dichtbereich 12 zwischen der Saugseite und der Druckseite der elektrischen Zahnradpumpe 1 bzw. zwischen dem Zulaufkanal 7 und dem Ablaufkanal 8 entsteht. Der Dichtbereich 12 umfasst dabei einen ersten Teilbereich 19, welcher dem ersten Winkel α1 entspricht, welcher auf der Seite angeordnet ist, auf welcher sich die Förderräume 10 bei der Drehung des Zahnrads 3 und des Zahnrings 2 vergrößern, und einen zweiten Teilbereich 20, welcher dem zweiten Winkel α2 entspricht, welcher auf der Seite angeordnet ist, auf welcher sich die Förderräume 10 bei der Drehung des Zahnrads 3 und des Zahnrings 2 verkleinern.
  • 3 ist eine schematische Darstellung der Anordnung des Zulaufkanals 7 und des Ablaufkanals 8 gemäß einer Ausführungsform. Wie hier erkennbar ist, ist im Gegensatz zu der in 2 dargestellten Ausführungsform in dem zweiten Teilbereich 20 des Dichtbereichs 12, was dem zweiten Winkel α2 entspricht, eine zusätzliche Öffnung 13 etwa in der Mitte des Teilbereichs 20 vorgesehen. In dem Bereich des Dichtbereichs 12 zwischen dem Zulaufkanal 7 und dem Ablaufkanal 8, welcher sich über den zweiten Winkel α2 erstreckt und welcher sich demzufolge auf der Seite der Förderräume 10 befindet, welche sich bei Drehung des Zahnrings 2 und des Zahnrads 3 in der durch 5 gekennzeichneten Richtung verkleinern, wird ein sich darüber bewegender Förderraum 10 (siehe 1) über einen bestimmten Drehwinkel komplett eingeschlossen. Da sich ein Förderraum 10 (siehe 1) in diesem Bereich bei Drehung verkleinert und die Förderräume 10 in dem zweiten Teilbereich 20 des Dichtbereichs 122) radial durch den Zahnreingriff zwischen dem Zahnring 2 und dem Zahnrad 3 über eine Linienberührung abgedichtet sind, wobei das axiale Lagerspiel (Gerotor zu Gehäuse und Deckel) sehr klein gewählt werden kann, entstehen bei Drehung vor allem bei hohen Drehzahlen hier sehr hohe „Quetschdrücke“. Durch die etwa in der Mitte des zweiten Teilbereichs 202) vorgesehene zusätzliche Öffnung 13, welche möglichst klein ist und welche als sogenannte Quetschentlastungsöffnung wirkt, kann das verquetschte Medium entweichen, um einem Hochdruckspeicher 18 (siehe 4) kurzzeitig beispielsweise beim Starten zugeführt zu werden.
  • In 4 ist ein Hydraulikschema für ein. Hochdruckeinspritzsystem 14 gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Wie hier dargestellt ist, wird Kraftstoff 16, wie beispielsweise Diesel, welcher sich in einem Kraftstofftank 15 befindet, durch eine elektrische Zahnradpumpe 1 gefördert und über eine Hochdruckdruckpumpe 17 einem Hochdruckspeicher 18 zugeführt, wie später noch näher erläutert wird. In einem Standardbetriebsmodus, d. h. nach dem Starten der Brennkraftmaschine, wird der durch die Zahnradpumpe 1 geförderte Kraftstoff 16 dem Hochdruckspeicher 18 dabei sowohl über den ersten Pfad Q1 als auch über den zweiten Pfad Q2 zugeführt. Dabei ist die dem Hochdruckspeicher 18 über den zweiten Pfad Q2 zugeführte Fördermenge im Vergleich zu der über den ersten Pfad Q1 zugeführte Fördermenge gering und nimmt auch bei höheren Drehzahlen nicht mehr deutlich zu, wie auch aus der Grafik auf der unteren linken Seite der Figur erkennbar ist.
  • Im Standardbetriebsmodus beaufschlagt die Hochdruckpumpe 17 den geförderten Kraftstoff 16 mit Hochdruck und führt ihn dann dem Hochdruckspeicher 18, von wo er über hier nicht näher dargestellte Einspritzventile in den Brennraum einer Brennkraftmaschine einspritzt wird.
  • Die elektrische Zahnradpumpe 1, welche an die Hochdruckpumpe 17 angebaut ist, kann in der hier dargestellten hydraulischen Verschaltung jedoch kurzzeitig eine bestimmte Kraftstoffmenge mit Hochdruck (~ 120 bar) beim Starten der Brennkraftmaschine zur Verfügung stellen. Dabei wird in einem Betriebsfall „ISS“ (Idle Start Stop), in welchem ein Startdruck von ungefähr 120 bar von der elektrischen Zahnradpumpe 1 aufgebaut werden soll, lediglich der zweite Kraftstoffpfad Q2 über ein Saugventil 19 und den Hochdruckpumpenzylinder 20 der Hochdruckpumpe 17 an den Hochdruckspeicher 18 angebunden, um dort den gewünschten Druck kurzzeitig beim Starten der Brennkraftmaschine aufzubauen. Um den gewünschten Startdruck zu erzielen, wird dabei die in Zusammenhang mit 3 beschriebene Konfiguration genutzt, wobei der unter hohem Druck stehende Kraftstoff, welcher in den Förderräumen 10 in dem zweiten Winkelbereich 11 auf die oben bereits beschriebene Art und Weise entsteht, über die zusätzliche Öffnung 13, welche sich in dem zweiten Teilbereich 20 des Dichtbereichs 122) befindet, entweicht und dem Hochdruckspeicher 18 über den zweiten Pfad Q2 zugeführt wird. Um den gesamten Drehmomentbedarf der elektrischen Zahnradpumpe 1 gering zu halten, ist es erforderlich, in diesem Betriebsmodus „ISS“ die Standardfördermenge, welche der Hochdruckpumpe 17 im Standardbetriebsmodus über den durch Q1 gekennzeichneten Pfad zugeführt wird, zur Saugseite der elektrischen Zahnradpumpe 1 über den Bypasspfad 21 zurückzuführen.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Konfiguration kann eine kostengünstige elektrische Zahnradpumpe 1 zur kurzzeitigen Erzeugung eines Hochdrucks beim Starten einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden, insbesondere für ein Common-Rail-System.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10035900 A1 [0004]
    • DE 102006007554 A1 [0005]
    • DE 102007058231 A1 [0007]

Claims (10)

  1. Zahnradpumpe (1) zum Fördern eines Fluids, welche ein drehbar gelagertes außenverzahntes Zahnrad (3) und einen innenverzahnten Zahnring (2) aufweist, welche exzentrisch zueinander gelagert sind, zusammen eine Verzahnung bilden und zur Erzeugung einer Förderwirkung in kämmendem Eingriff stehen, wobei durch die Verzahnung eine Vielzahl von Förderräumen (10) gebildet wird, und wobei ein saugseitiger Zulaufkanal (7) in einem ersten Winkelbereich (9) angeordnet ist, in welchem sich die Förderräume (10) bei einer Drehung des Zahnrads (3) und des Zahnrings (2) vergrößern, und ein druckseitiger Ablaufkanal (8) in einem zweiten Winkelbereich (11) angeordnet ist, in welchem sich die Förderräume (10) bei der Drehung des Zahnrads (3) und des Zahnrings (2) verkleinern, wobei zwischen dem Zulaufkanal (7) und dem Ablaufkanal (8) ein Dichtbereich (12) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Dichtbereich (12) auf der Seite, auf welcher sich die Förderräume (10) bei der Drehung des Zahnrads (3) und des Zahnrings (2) verkleinern, eine Öffnung (13) ausgebildet ist.
  2. Zahnradpumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung als Quetschdruckentlastungsöffnung wirkt.
  3. Zahnradpumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Bogenlänge des Zulaufkanals (7) und des Ablaufkanals (8) sich über einen Winkelbereich erstreckt, welcher kürzer als 180° ist.
  4. Zahnradpumpe (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtbereich (12) einen ersten Teilbereich (19) aufweist, welcher sich über einen ersten Winkel (α1) erstreckt, welcher auf der Seite angeordnet ist, auf welcher sich die Förderräume (10) bei der Drehung des Zahnrads (3) und des Zahnrings (2) vergrößern.
  5. Zahnradpumpe (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtbereich (12) einen zweiten Teilbereich (20) aufweist, welcher sich über einen zweiten Winkel (α2) erstreckt, welcher auf der Seite angeordnet ist, auf welcher sich die Förderräume (10) bei der Drehung des Zahnrads (3) und des Zahnrings (2) verkleinern.
  6. Zahnradpumpe (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (13) im Wesentlichen in der Mitte des zweiten Teilbereichs (20) des Dichtbereichs (12) angeordnet ist.
  7. Zahnradpumpe (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderräume (10) in dem zweiten Winkelbereich (11) radial durch die Verzahnung zwischen dem Zahnrad (3) und dem Zahnring (2) über eine Linienberührung abgedichtet sind.
  8. Zahnradpumpe (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpumpe (1) eine Innenzahnradpumpe ist, bei welcher der Zahnring (2) als Rotor wirkt.
  9. Zahnradpumpe (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpumpe (1) an eine Hochdruckpumpe anbaubar ist.
  10. Verfahren zum Betreiben einer Zahnradpumpe (1) insbesondere nach Anspruch 1 zum Fördern eines Fluids in einem Hochdruckeinspritzsystem (14), insbesondere in einem Common-Rail-System, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster hydraulischer Pfad (Q1), welcher von einem druckseitigen Ablaufkanal (8) der Zahnradpumpe (1) über eine Hochdruckpumpe (17) zu einem Hochdruckspeicher (18) führt, und ein zweiter hydraulischer Pfad (Q2), welcher von einer druckseitigen Öffnung (13) der Zahnradpumpe (1) über ein Saugventil (19) und einen Pumpenzylinder (20) der Hochdruckpumpe zu dem Hochdruckspeicher (18) führt, vorgesehen sind, wobei in einem Standardbetriebsmodus, in welchem die Zahnradpumpe (1) die Funktion der Vorförderung des Fluids zu der Hochdruckpumpe (14) ausführt, das Fluid dem Hochdruckspeicher (18) über den ersten hydraulischen Pfad (Q1) und den zweiten hydraulischen Pfad (Q2) zugeführt wird, und wobei in einem Startmodus (ISS) zum kurzzeitigen Aufbau eines Hochdrucks in dem Hochdruckspeicher (18) das Fluid nur über den zweiten hydraulischen Pfad (Q2) zu dem Hochdruckspeicher (18) zugeführt wird, wobei gleichzeitig die über den ersten hydraulischen Pfad (Q1) aus der Zahnradpumpe (1) austretende Fluidmenge über einen Bypasspfad (21) dem Zulaufkanal (7) der Zahnradpumpe (1) wieder zugeführt wird.
DE201110079671 2011-07-22 2011-07-22 Zahnradpumpe und Verfahren zum Betreiben einer Zahnradpumpe Withdrawn DE102011079671A1 (de)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110079671 DE102011079671A1 (de) 2011-07-22 2011-07-22 Zahnradpumpe und Verfahren zum Betreiben einer Zahnradpumpe
BR112014001366A BR112014001366A2 (pt) 2011-07-22 2012-06-12 bomba de roda dentada e processo para operação de uma bomba de roda dentada
EP12726631.0A EP2734733B1 (de) 2011-07-22 2012-06-12 Zahnradpumpe und verfahren zum betreiben einer zahnradpumpe
JP2014520574A JP5759628B2 (ja) 2011-07-22 2012-06-12 歯車ポンプ、および歯車ポンプを作動させる方法
KR1020147001346A KR20140040242A (ko) 2011-07-22 2012-06-12 기어 펌프와 기어 펌프를 작동하기 위한 방법
CN201280036019.0A CN103688056B (zh) 2011-07-22 2012-06-12 齿轮泵及用于操作齿轮泵的方法
PCT/EP2012/061126 WO2013013879A2 (de) 2011-07-22 2012-06-12 Zahnradpumpe und verfahren zum betreiben einer zahnradpumpe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110079671 DE102011079671A1 (de) 2011-07-22 2011-07-22 Zahnradpumpe und Verfahren zum Betreiben einer Zahnradpumpe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011079671A1 true DE102011079671A1 (de) 2013-01-24

Family

ID=46245591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201110079671 Withdrawn DE102011079671A1 (de) 2011-07-22 2011-07-22 Zahnradpumpe und Verfahren zum Betreiben einer Zahnradpumpe

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP2734733B1 (de)
JP (1) JP5759628B2 (de)
KR (1) KR20140040242A (de)
CN (1) CN103688056B (de)
BR (1) BR112014001366A2 (de)
DE (1) DE102011079671A1 (de)
WO (1) WO2013013879A2 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10035900A1 (de) 2000-07-21 2002-01-31 Bosch Gmbh Robert Innenzahnradpumpe
DE102006007554A1 (de) 2006-02-16 2007-08-23 Hydraulik-Ring Gmbh Förderpumpe, insbesondere für Harnstoffwasserlösung als Abgasnachbehandlungsmedium
DE102007058231A1 (de) 2007-12-04 2009-06-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2720406A1 (de) * 1977-05-06 1978-11-09 Audi Nsu Auto Union Ag Inneneingriffszahnradpumpe vorzugsweise fuer brennkraftmaschinen in antriebsaggregaten von kraftfahrzeugen
DE4303328C2 (de) * 1993-02-05 2001-11-29 Mannesmann Vdo Ag Gerotorpumpe zum Fördern von Fluid, insbesondere als Kraftstoff-Förderaggregat für Kraftfahrzeuge
JPH0914152A (ja) * 1995-06-30 1997-01-14 Jatco Corp 内接歯車式回転ポンプ
JP3424409B2 (ja) * 1995-10-30 2003-07-07 アイシン精機株式会社 オイルポンプ装置
US6102684A (en) * 1998-09-14 2000-08-15 Walbro Corporation Cavitation noise abatement in a positive displacement fuel pump
US6739850B2 (en) * 2001-10-25 2004-05-25 Kyosan Denki Co., Ltd. Motor-type fuel pump for vehicle
DE10350632A1 (de) * 2003-10-29 2005-06-16 Gkn Sinter Metals Gmbh Doppel- oder Mehrfachpumpe

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10035900A1 (de) 2000-07-21 2002-01-31 Bosch Gmbh Robert Innenzahnradpumpe
DE102006007554A1 (de) 2006-02-16 2007-08-23 Hydraulik-Ring Gmbh Förderpumpe, insbesondere für Harnstoffwasserlösung als Abgasnachbehandlungsmedium
DE102007058231A1 (de) 2007-12-04 2009-06-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014521014A (ja) 2014-08-25
CN103688056A (zh) 2014-03-26
EP2734733A2 (de) 2014-05-28
WO2013013879A2 (de) 2013-01-31
BR112014001366A2 (pt) 2017-02-21
EP2734733B1 (de) 2018-08-08
CN103688056B (zh) 2016-08-24
KR20140040242A (ko) 2014-04-02
JP5759628B2 (ja) 2015-08-05
WO2013013879A3 (de) 2013-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10240409B4 (de) Variable Verdrängungspumpe
DE1528951C3 (de) Verdrängerpumpe zur Förderung einer stark dampf- und blasenhaltigen Flüssigkeit
WO2008017543A1 (de) Innenzahnradpumpe
DE1528949A1 (de) Pumpe mit in der Saugleitung eingebauter,verstellbarer Drossel
EP1911964B1 (de) Kraftstoffhochdruckpumpe und Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine
DE102015119095B4 (de) Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102011075415A1 (de) Zahnpumpe
DE1284156B (de) Zahnradpumpe zur Speisung von Brennkraftmaschinen mit Brennstoff
DE102008058288A1 (de) Druckbegrenzungsventil und Hochdruckpumpe mit einem Druckbegrenzungsventil
DE102011082578A1 (de) Zahnradpumpe
DE102012223907B4 (de) Verfahren zur Herstellung wenigstens einer Rotationskolbenpumpe und einHochdruckeinspritzsystem
DE102009047610A1 (de) Außenzahnradpumpe
EP2734733B1 (de) Zahnradpumpe und verfahren zum betreiben einer zahnradpumpe
DE102012223920A1 (de) Rotationskolbenpumpe
EP1922487B1 (de) Verdrängerpumpe mit variablem fördervolumen
DE102006055845A1 (de) Mehrstufige Pumpenanordnung
DE102011082588A1 (de) Überströmventil mit abgeflachter Kennlinie zur Druckbegrenzung in einem Niederdruckbereich einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung
DE102010027835A1 (de) Zahnradpumpe
EP2649320B1 (de) Kraftstofffördersystem einer brennkraftmaschine, mit einer rotationspumpe
DE102012223905A1 (de) Rotationskolbenpumpe
DE102011082644A1 (de) Pumpenanordnung für ein Kraftstoffeinspritzsystem sowie Kraftstoffeinspritzsystem
WO2011088958A1 (de) Hochdruckpumpe
DE102017103858B3 (de) Gerotorpumpe für flüchtige Medien
DE102006036439A1 (de) Förderaggregat
DE102011007783A1 (de) Zahnradpumpe und Verfahren zum Herstellen einer Zahnradpumpe

Legal Events

Date Code Title Description
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination