DE102011082578A1 - Gear pump for conveying fluid, particularly for delivering fuel in high-pressure fuel injection system, has internally toothed ring, which has multiple tooth heads, where externally toothed gear has multiple other tooth heads - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe zum Fördern eines Fluids, insbesondere zum Fördern von Kraftstoff in einem Hochdruckeinspritzsystem, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a gear pump for conveying a fluid, in particular for conveying fuel in a high-pressure injection system, according to the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Innenzahnradpumpen, insbesondere sogenannte Gerotorpumpen, werden zur Förderung von Fluiden eingesetzt, beispielsweise zur Förderung von Kraftstoff in einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine. Internal gear pumps, in particular so-called gerotor pumps, are used for conveying fluids, for example for conveying fuel in a fuel injection system of an internal combustion engine.
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 Zu- und Ablaufnieren, die im Stand der Technik grundsätzlich symmetrisch zu der Exzentrizität der Lagerstellen angeordnet sind.In gerotor pumps, the internally toothed ring and the externally toothed gear are mounted eccentrically to one another. The inflow and outflow of the fluid to be delivered takes place via flow channels or via so-called inlet and outlet kidneys, which are arranged in the prior art basically symmetrical to the eccentricity of the bearings.
Eine Innenzahnradpumpe zum Fördern von Kraftstoff in einer Brennkraftmaschine ist beispielsweise in
Die aus dem außenverzahnten Zahnrad, das als Rotor wirkt, und dem innenverzahnten Zahnring (Ritzel) gebildete Verzahnung, die sogenannte Gerotor-Verzahnung, weist ein radiales Kopfspiel auf, durch welches eine Spaltströmung fließt, so dass eine Leckage zwischen Saug- und Druckseite auftritt. Dieses Kopfspiel ist jedoch erforderlich, um eine Lagerung von Rotor und Ritzel an den dafür vorgesehenen Lagerstellen zu ermöglichen. The toothing formed by the externally toothed toothed wheel, which acts as a rotor, and the toothed ring gear (pinion), the so-called gerotor tooth system, has a radial head clearance, through which a gap flow flows, so that a leakage occurs between the suction and pressure sides. However, this head clearance is required to allow storage of rotor and pinion at the designated bearings.
Zur Verringerung der internen Leckageverluste zwischen der Saug- und der Druckseite ist es aus
Dieser mechanisch und hydraulisch unterstützte Mechanismus bringt jedoch einen deutlich erhöhten Verschleiß an den Zahnköpfen mit sich. Auch steigen durch die Anpresskräfte die mechanischen Reibungsverluste.However, this mechanically and hydraulically assisted mechanism brings a significantly increased wear on the tooth heads with it. Also increase by the contact forces, the mechanical friction losses.
Daher ist es wünschenswert, eine Zahnradpumpe bereitzustellen, mittels welcher interne Leckageverluste vermieden werden können, ohne jedoch dabei den Verschleiß an den Zahnköpfen der Verzahnung zu erhöhen.Therefore, it is desirable to provide a gear pump by means of which internal leakage losses can be avoided without, however, increasing the wear on the tooth tips of the toothing.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Erfindungsgemäß wird eine Zahnradpumpe zum Fördern eines Fluids, insbesondere zum Fördern von Kraftstoff in einem Hochdruckeinspritzsystem, 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 der innenverzahnte Zahnring eine Vielzahl von ersten Zahnköpfen aufweist, welche elastisch deformierbar sind, und/oder wobei das außenverzahnte Zahnrad eine Vielzahl von zweiten Zahnköpfen aufweist, welche elastisch deformierbar sind. Dadurch, dass die Verzahnung der Gerotorpumpe spielfrei, d. h. ohne Kopfspiel, ausgeführt ist, und das außenverzahnte Zahnrad und/oder der innenverzahnte Zahnring im Bereich ihrer jeweiligen Zahnköpfe elastisch deformierbar sind, werden die internen Leckageverluste vermieden oder zumindest deutlich reduziert, ohne dass dabei das Risiko besteht, dass der Verschleiß an der Verzahnung erhöht wird. Durch die erfindungsgemäße Konfiguration wird eine kostengünstige Lösung für eine Zahnradpumpe geschaffen, die auch für höhere Drücke ausgelegt ist, und welche auch bei zu fördernden Fluiden mit nur geringen Viskositäten eine hohe Effizienz in der Förderleistung erzielt.According to the invention, a gear pump for conveying a fluid, in particular for conveying fuel in a high-pressure injection system is provided, which has a rotatably mounted externally toothed gear and an internally toothed ring, which are mounted eccentrically to each other, together form a toothing and for generating a conveying effect in meshing engagement wherein the internal toothed ring has a plurality of first tooth tips, which are elastically deformable, and / or wherein the externally toothed gear has a plurality of second tooth tips, which are elastically deformable. The fact that the teeth of the gerotor pump backlash, d. H. is performed without head clearance, and the externally toothed gear and / or the internally toothed ring in the region of their respective tooth heads are elastically deformable, the internal leakage losses are avoided or at least significantly reduced, without causing the risk that the wear on the teeth is increased , The configuration according to the invention provides a cost-effective solution for a gear pump, which is also designed for higher pressures, and which also achieves high efficiency in the delivery rate even with fluids to be delivered with only low viscosities.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind ein saugseitiger Zulaufkanal und ein druckseitiger Ablaufkanal im Wesentlichen symmetrisch zu der Exzentrizität angeordnet.According to a preferred embodiment, a suction-side inlet channel and a pressure-side outlet channel are arranged substantially symmetrically to the eccentricity.
Vorzugsweise ist darüber hinaus die Verzahnung zwischen dem innenverzahnten Zahnring und dem außenverzahnten Zahnrad im Wesentlichen spielfrei ausgebildet.In addition, the toothing between the internally toothed toothed ring and the externally toothed toothed wheel is preferably formed substantially free of play.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist jeder erste Zahnkopf von der Vielzahl von ersten Zahnköpfen mit einer ersten Ausnehmung versehen. Durch die ersten Ausnehmungen in den ersten Zahnköpfen wird der Zahnring auf einfache Art und Weise elastisch deformierbar gemacht.According to a preferred embodiment, each first tooth tip of the plurality of first tooth tips is provided with a first recess. By the first recesses in the first tooth tips of the toothed ring is made elastically deformable in a simple manner.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die ersten Ausnehmungen jeweils im Wesentlichen in der Mitte eines jeweiligen ersten Zahnkopfs angeordnet.According to yet another preferred embodiment, the first recesses are each arranged substantially in the middle of a respective first tooth tip.
Vorzugsweise ist jeder von der Vielzahl von zweiten Zahnköpfen mit einer zweiten Ausnehmung versehen. Durch die zweiten Ausnehmungen in den zweiten Zahnköpfen wird das Zahnrad auf einfache Art und Weise elastisch deformierbar gemacht.Preferably, each of the plurality of second tooth tips is provided with a second recess. By the second recesses in the second tooth tips, the gear is made elastically deformable in a simple manner.
Besonders bevorzugt ist es darüber hinaus, wenn die zweiten Ausnehmungen jeweils im Wesentlichen in der Mitte eines jeweiligen zweiten Zahnkopfs angeordnet sind. In addition, it is particularly preferred if the second recesses are each arranged substantially in the middle of a respective second tooth head.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Zahnradpumpe eine Innenzahnradpumpe, bei welcher der Zahnring als Rotor wirkt.According to yet another preferred embodiment, the gear pump is an internal gear pump in which the toothed ring acts as a rotor.
Besonders bevorzugt ist es auch, wenn die ersten und zweiten Ausnehmungen durch einen Urformprozess, insbesondere mittels eines Sinter- oder Spritzgussverfahrens, hergestellt sind. Hierbei entstehen keine Zusatzkosten in der Herstellung und darüber hinaus kann Material eingespart werden, was die Produktionskosten senkt.It is also particularly preferred if the first and second recesses are produced by a primary shaping process, in particular by means of a sintering or injection molding process. This results in no additional costs in the production and in addition, material can be saved, which reduces the cost of production.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Zahnradpumpe an eine Hochdruckpumpe eines Hochdruckeinspritzsystems anbaubar.According to a further preferred embodiment, the gear pump can be attached to a high-pressure pump of a high-pressure injection system.
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:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Das außenverzahnte Zahnrad
Weiterhin ist das Zahnradpaar aus dem innenverzahnten Zahnring
Die elektrische Zahnradpumpe
Um interne Leckageverluste zwischen Saug- und Druckseite der Zahnradpumpe
Mittels der erfindungsgemäßen Konfiguration kann eine kostengünstige elektrische Zahnradpumpe
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 29703656 U1 [0006] DE 29703656 U1 [0006]
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- 2011-09-13 DE DE201110082578 patent/DE102011082578A1/en not_active Withdrawn
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