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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung, insbesondere eine Pumpenanordnung mit einem Niederdruckabschnitt und einem Hochdruckabschnitt.
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Stand der Technik
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Pumpen sind übliche mechanische Vorrichtung und werden umfänglich verwendet. In der 1 ist ein Aufbau einer Pumpenanordnung 100 nach dem Stand der Technik gezeigt. Kraftsoff wird aus einem Tank 101 abgesaugt und durch einen Niederdruckabschnitt und dann einen Hochdruckabschnitt gefördert, um den Kraftstoff unter Hochdruck für andere Vorrichtungen zur Verfügung zu stellen. Der Niederdruckabschnitt umfasst eine Niederdruckpumpe 102, zu der ein Überströmventil 103 zur Verhinderung eines zu großen Drucks in der Niederdruckpumpe 102 parallel geschaltet ist. Bei einem zu großen Druck im Niederdruckabschnitt entweicht der Kraftstoff über das Überströmventil 103 und wird dann durch eine Rücklaufleitung 104 zum Tank 101 geführt, wobei der restliche Kraftstoff in den Hochdruckabschnitt eintritt.
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Anhand 2 ist erkennbar, dass der Hochdruckabschnitt zwei Hochdruckanordnungen 105 umfasst. Der Kraftstoff wird nach seinem Eintritt in die Hochdruckanordnungen 105 weiter mit Druck beaufschlagt. Während der Druckerhöhung kann der Kraftstoff zum Teil aus der Hochdruckanordnung entweichen. Der entweichende Kraftstoff unter Hochdruck wird über eine mit der oben genannten Rücklaufleitung 104 verbundene weitere Rücklaufleitung 106 zum Tank 101 geführt.
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Wenn der aus den Hochdruckanordnungen 105 entweichende Kraftstoff durch andere Elemente des Hochdruckabschnitts durchfließt, werden diese Elemente jedoch erwärmt, weil der Kraftstoff und die Hochdruckanordnungen 105 nach der Druckerhöhung eine sehr hohe Temperatur bis zu 11 Grad aufweisen können. Dadurch wird die Wirkungsleistung des Hochdruckabschnitts reduziert und eine Vermischung des Kraftstoffs mit Schmieröl erleichtert.
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Daher ist eine Pumpenanordnung bereitzustellen, mit der die Temperatur des Hochdruckabschnitts wirksam und in einfacher Weise gesenkt werden kann.
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Darlegung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Pumpenanordnung bereitzustellen, mit der die Temperatur des Hochdruckabschnitts wirksam und in einfacher Weise gesenkt werden kann.
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Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung, umfassend ein Pumpengehäuse, einen Niederdruckabschnitt und einen Hochdruckabschnitt, die zumindest teilweise im Pumpengehäuse angeordnet sind, wobei der Niederdruckabschnitt eine Überströmeinrichtung zur Überströmung umfasst und der Hochdruckabschnitt eine Hochdruckanordnung zur Druckerhöhung umfasst, und wird dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Niederdruckabschnitt und dem Hochdruckabschnitt ein Flüssigkeitskanal vorgesehen ist, der derart ausgebildet ist, dass der aus der Überströmeinrichtung des Niederdruckabschnitts überströmende Kraftstoff zum Hochdruckabschnitt führbar und über eine Rücklaufleitung aus dem Hochdruckabschnitt fließbar ist.
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Die Erfindung wird weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitskanal nach einer Durchführung durch den Hochdruckabschnitt weiterhin mit einer externen Speichervorrichtung für Kraftstoff kommuniziert.
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Die Erfindung wird weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckabschnitt eine Hochdruckanordnung umfasst, wobei der aus der Hochdruckanordnung entweichende Kraftstoff mit dem Flüssigkeitskanal kommunizierbar ist.
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Die Erfindung wird weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckanordnung einen Zylinderkörper umfasst, an dessen äußeren Seite ein um den Zylinderkörper umlaufender Ringkanal ausgebildet ist, in dem sich der aus der Hochdruckanordnung entweichende Kraftstoff befindet und der mit dem Flüssigkeitskanal und weiterhin mit der externen Speichervorrichtung kommuniziert.
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Die Erfindung wird weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungslinie zwischen dem Verbindungspunkt des Flüssigkeitskanals mit dem Ringkanal und dem Verbindungspunkt der Rücklaufleitung mit dem Ringkanal durch den Mittelpunkt des Ringkanals geführt ist.
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Die Erfindung wird weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Hochdruckanordnungen vorgesehen sind, wobei über Verbindungskanäle zwischen den Hochdruckanordnungen deren Ringkanäle miteinander kommunizieren.
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Die Erfindung wird weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungskanäle an einer von dem Flüssigkeitskanal entfernenden Seite vorgesehen sind.
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Die Erfindung wird weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungslinie zwischen dem Verbindungspunkt des Flüssigkeitskanals mit einem der Ringkanäle und dem Verbindungspunkt einer der Verbindungskanäle mit dem Ringkanal durch den Mittelpunkt des Ringkanals geführt ist.
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Die Erfindung wird weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die externe Speichervorrichtung für Kraftstoff ein Tank ist.
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Die Erfindung wird weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitskanal und/oder die Rücklaufleitung eine im Pumpengehäuse vorgesehene Nut oder innerhalb/außerhalb des Pumpengehäuses separat angeordnete Leitung ist.
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Durch die oben genannten Ausführungen kann die Temperatur des Hochdruckabschnitts wirksam und effektiv gesenkt werden.
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Kurze Darstellung der Zeichnung
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Nachfolgend werden anhand der Figuren beispielshafte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es ist zu verstehen, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele nur zur Erläuterung der Erfindung dienen und keine Einschränkung der Erfindung darstellen.
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Es zeigt:
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1 eine Pumpenanordnung nach dem Stand der Technik in einem Blockbild;
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2 die Fließrichtung des entweichenden Kraftstoffs im Hochdruckabschnitt der Pumpenanordnung nach dem Stand der Technik in einer schematischen Darstellung, wobei durch den Pfeil die Fließrichtung des Kraftstoffs gezeigt ist;
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3 ein Ausführungsbeispiel einer Pumpenanordnung nach der Erfindung in einem Blockbild, wobei durch den Pfeil die Fließrichtung des Kraftstoffs gezeigt ist;
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4 das Fließen des aus dem Niederdruckabschnitt entweichenden Kraftstoffs durch den Hochdruckabschnitt in einem Ausführungsbeispiel der Pumpenanordnung nach der Erfindung aus 3 in einer schematischen Darstellung;
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5 das Fließen des aus dem Niederdruckabschnitt entweichenden Kraftstoffs durch den Hochdruckabschnitt in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Pumpenanordnung nach der Erfindung aus 3 in einer schematischen Darstellung.
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Ausführungsbeispiel
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In unterschiedenen Figuren sind ähnliche oder gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es ist zu verstehen, dass die Figuren nur zur Erläuterung der Erfindung dienen, wobei die Abmessungen und deren Verhältnisse zueinander sowie die Anzahl der Bauteile stellen keine Beschränkung der Erfindung dar.
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Ein Blockbild einer erfindungsmäßigen Pumpenanordnung 200 im Betrieb ist in 3 dargestellt. Die Pumpenanordnung 200 umfasst einen Niederdruckabschnitt (ohne Bezugszeichen), der eine Niederdruckpumpe 203 umfasst, sowie einen Hochdruckabschnitt (ohne Bezugszeichen), der eine Hochdruckanordnung 210 umfasst. Die Pumpenanordnung 200 umfasst weiterhin ein Pumpengehäuse 206, in dem der Niederdruckabschnitt und der Hochdruckabschnitt vollständig oder teilweise angeordnet sind (sehe 4). Der Kraftstoff ist in einer Speichervorrichtung gespeichert, die im Ausführungsbeispiel ein Tank 201 ist. Im Betrieb der Pumpenanordnung 200 tritt der Kraftstoff unter Einwirkung der Niderdruckpumpe 203 über eine Leitung (ohne Bezugszeichen) durch einen Filter 202 in die Niderdruckpumpe 203 ein. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Niderdruckpumpe 203 eine Flügelpumpe. Ein Überströmventil 204 ist parallel zur Niderdruckpumpe 203 geschaltet, um den Druck und den Durchfluss in der Niderdruckpumpe 203 zu steuern. Die Niderdruckpumpe 203 ist weiterhin an einer Dosiereinheit 205 für Kraftstoff angeschloßen. Wenn der Druck in der Niderdruckpumpe 203 zu hoch ist oder andere Kriterien erfüllt, entweicht der übermäßige Kraftstoff durch das Überströmventil 204.
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Das Überströmventil 204 ist mit einem Flüssigkeitskanal 300 verbunden, der zwischen dem Niederdruckabschnitt und dem Hochdruckabschnitt vorgesehen ist. Der aus dem Überströmventil 204 entweichende Kraftstoff tritt in den Flüssigkeitskanal 300 ein. Der Flüssigkeitskanal 300 kann eine im Pumpengehäuse 206 eingebrachte Nut oder eine separat vorgesehene Leitung sein.
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Anhand der 4 ist erkennbar, dass der Hochdruckabschnitt die Hochdruckanordnung 210 umfasst. Am Außenumfang der Hochdruckanordnung 210 ist ein Ringkanal 400 ausgebildet, in den sich der aus der Hochdruckanordnung 210 entweichende Kraftstoff sammelt. Am Außenumfang der Hochdruckanordnung 210 sind zwei Dichtringe (nicht dargestellt) vorgesehen, die jeweils an dem oberen bzw. unteren Ende des Ringkanals 400 angeordnet sind, um ein Überfluss des Kraftstoffs aus dem Ringkanal 400 zu verhindern. Der Ringkanal 400 kommuniziert mit dem oben genannten Flüssigkeitskanal 300. Der Ringkanal 400 läuft um die Hochdruckanordnung 210 um und dann kommuniziert mit einer Rücklaufleitung 500, die mit einer externen Speichervorrichtung, nämlich dem Tank 201, verbunden ist. Je nach Bedürfnis kann der Kraftstoff aus der Rücklaufleitung 500 zu unterschiedlichen Bauteilen fließen, direkt in den Niederdruckabschnitt eintreten, ohne Verbindung mit der externen Speichervorrichtung. Es kommt in der Erfindung aus, dass der Kraftstoff aus der Rücklaufleitung 500 vom Hochdruckabschnitt austritt. Die Rücklaufleitung 500 kann ebenfalls eine im Pumpengehäuse 206 eingebrachte Nut oder eine separat vorgesehene Leitung sein.
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Wie 4 und 5 zeigen, kommunizieren in 4 Ringkanäle 400 von zwei parallel geschalteten Hochdruckanordnungen 210 über einen Verbindungskanal 600, der sich an der dem Flüssigkeitskanal 300 näherliegenden Seite der Hochdruckanordnung 210 befindet. In 5 befindet sich der Verbindungskanal 600 an der vom Flüssigkeitskanal 300 entfernenden Seite der Hochdruckanordnung 210. Durch das Vorsehen in 5 kann ein vermehrtes Wärmeaustausch des aus dem Niederdruckabschnitt entweichenden Kraftstoffs mit dem aus dem Hochdruckabschnitt entweichenden Kraftstoff und der Hochdruckanordnung 210 erflogen, weil der aus dem Niederdruckabschnitt entweichende Kraftstoff eine niedrige Temperatur aufweist und die Hochdruckanordnung 210 infolge von Bereitstellung des Kraftstoffs unter Hochdruck einen erhöhte Temperatur aufweist. Es ist hinzuweisen, dass der Flüssigkeitskanal 300 vorzugsweise direkt zum Mittelpunkt des ringförmigen Kanals 400 ausgerichtet ist und die Verbindungslinie zwischen dem Verbindungspunkt des Verbindungskanals 600 mit dem Ringkanal 400 und dem Verbindungspunkt des Flüssigkeitskanals 300 mit dem Ringkanal 400 vorzugsweise durch den Mittelpunkt des Ringkanals 400 geführt ist. Ein solche Anordnung ermöglicht weitestgehend einen gleichmäßigen Durchfluß eines kühleren Kraftstoffs aus dem Flüssigkeitskanal 300 auf beide Seiten durch den Ringkanal 400, wodurch eine bessere Kühlung erreicht wird. Analog zu dem oben genannten Flüssigkeitskanal 300 sowie der Rücklaufleitung 500 kann der Verbindungskanal 600 ebenfalls eine im Pumpengehäuse 206 eingebrachte Nut oder eine separat vorgesehene Leitung sein.
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Der Kraftstoff wird von der Niderdruckpumpe 203 im Betrieb aus dem Tank 201 abgesaugt und tritt dann durch die Dosiereinheit 205 in die Hochdruckanordnung 210 ein. Bei einem zu hohen Druck oder einem zu großen Durchfluss entweicht der Kraftstoff zum Teil über das Überströmventil 204 und tritt in den Flüssigkeitskanal 300 ein. Der Kraftstoff im Flüssigkeitskanal 300 weist im Allgemeinen eine Temperatur von ca. 40 Grad und hat vorliegend einen Durchfluss von 60L pro Stunde. Der Kraftstoff fließt aus dem Flüssigkeitskanal 300 in den Ringkanal 400 ein und vermischt sich dort mit dem aus der Hochdruckanordnung 210 in den Ringkanal 400 entweichenden Kraftstoff, der vorliegend eine Temperatur von ca. 110 Grad und einen Durchfluss von 1L pro Stunde aufweist. Der vermischte Kraftstoff tritt dann über den Verbindungskanal 600 in einen weiteren Ringkanal 400 einer weiteren Hochdruckanordnung 210 ein und fließt nach einer weiteren Mischung mit dem entweichenden Kraftstoff in dem weiteren Ringkanal 400 in die Rücklaufleitung 500 und tritt schließlich in den Tank 201 ein. Inzwischen wird wegen einer relativ niedrigen Temperatur des aus dem Überströmventil 204 entweichenden Kraftstoffs die Temperatur des aus der Hochdruckanordnung 210 entweichenden Kraftstoffs gesenkt und damit eine Kühlung der Hochdruckanordnung 210 sowie anderer Teile des Hochdruckabschnitts erreicht. Für eine bessere Kühlung ist es allerdings möglich, dass sich die Rücklaufleitung 500 im Hochdruckabschnitt schraubt, um die Temperatur der anderen zu kühlenden Bauteile zu reduzieren. Im Fall einer einzigen Hochdruckanordnung 210 ist es möglich, auf den Verbindungskanal 600 zu verzichten. In diesem Fall ist vorzugsweise die Verbindungslinie zwischen dem Verbindungspunkt der Rücklaufleitung 500 mit dem Ringkanal 400 und dem Verbindungspunkt des Flüssigkeitskanals 300 mit dem Ringkanal 400 durch den Mittelpunkt des Ringkanals 400 geführt. Ein solche Anordnung ermöglicht weitestgehend einen gleichmäßigen Durchfluß des kühleren Kraftstoffs aus dem Flüssigkeitskanal 300 auf beide Seiten durch den Ringkanal 400, wodurch eine bessere Kühlung erreicht wird. Für den Fall mehrerer Zylinder kann mehre Verbindungskanäle vorgesehen werden. Wenn in der Pumpenanordnung noch entweichender Kraftstoff aus anderen Teilen vorhanden ist, kann dieser entweichende Kraftstoff weiterhin in das Kreislaufsystem aufgenommen werden.
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Oben wird die Erfindung nur anhand vorteilhaft bevorzugter Ausführungsformen beschrieben. Es ist zu verstehen, dass die obige Beschreibung nicht als Beschränkung des Rahmens der Erfindung betrachtet werden soll. Die Erfindung wird nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr können verschiedene Ersätze, Modifikationen und Varianten denkbar sein, ohne den Gedanken und Rahmen der Erfindung zu verlassen.
