DE102016210737A1 - Feed pump for cryogenic fuels - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Förderpumpe (10) für kryogene Kraftstoffe (1), mit einem Pumpengehäuse (11), in dem ein Pumpenkolben (25) innerhalb eines Pumpenraums (30) hin- und herbeweglich angeordnet ist, wobei der Pumpenkolben (25) mittels einer Kolbenstange (26) mit einem Antrieb (40) für den Pumpenkolben (25) verbunden ist, wobei die Kolbenstange (26) innerhalb einer Längsbohrung (20) des Pumpengehäuses (11) radial geführt und mittels wenigstens einer Dichteinrichtung (60) zur Längsbohrung (20) hin abgedichtet ist, wobei die wenigstens eine Dichteinrichtung (60) dazu ausgebildet ist, ein Ausströmen von Kraftstoff (1) aus dem Pumpengehäuse (11) zumindest zu reduzieren.The invention relates to a feed pump (10) for cryogenic fuels (1), with a pump housing (11) in which a pump piston (25) within a pump chamber (30) is arranged back and forth, wherein the pump piston (25) by means of a Piston rod (26) with a drive (40) for the pump piston (25) is connected, wherein the piston rod (26) within a longitudinal bore (20) of the pump housing (11) guided radially and by means of at least one sealing device (60) to the longitudinal bore (20 ), wherein the at least one sealing device (60) is designed to at least reduce an outflow of fuel (1) from the pump housing (11).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Förderpumpe für kryogene Kraftstoffe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a feed pump for cryogenic fuels according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Förderpumpe ist aus der US 7,293,418 B2 bekannt. Die bekannte Förderpumpe zeichnet sich dadurch aus, dass sie teilweise in einen Tankbehälter für den kryogenen Kraftstoff hineinragt. Hierzu durchquert die bekannte Förderpumpe eine Wand des Tankbehälters. Der außerhalb des Tankbehälters angeordnete Antrieb der Förderpumpe erfolgt beispielhaft über einen hydraulischen Antrieb. Dieser hydraulische Antrieb wirkt auf einen mit einer Kolbenstange verbundenen Pumpenkolben, der an der Saugseite der Förderpumpe innerhalb des Tankbehälters angeordnet ist. Mittels des Pumpenkolbens wird der kryogene Kraftstoff in einen Pumpenraum des Pumpengehäuses angesaugt und anschließend bei einer Bewegung des Pumpenkolbens in seine andere Bewegungsrichtung verdichtet und beispielsweise einer Heizeinrichtung unter Druckerhöhung zugeführt. Bei dem kryogenen Kraftstoff handelt es sich beispielsweise um Erdgas, das innerhalb des Tankbehälters auf eine Temperatur von beispielsweise weniger als –110°C herabgekühlt ist, damit das Erdgas in flüssiger Form in dem Tankbehälter gespeichert werden kann. Such a feed pump is from the US 7,293,418 B2 known. The known feed pump is characterized in that it partially protrudes into a tank container for the cryogenic fuel. For this purpose, the known feed pump passes through a wall of the tank. The outside of the tank container arranged drive the feed pump is done for example via a hydraulic drive. This hydraulic drive acts on a piston connected to a piston pump piston, which is arranged on the suction side of the feed pump within the tank. By means of the pump piston, the cryogenic fuel is sucked into a pump chamber of the pump housing and then compressed in a movement of the pump piston in its other direction of movement and fed, for example, a heater under pressure increase. The cryogenic fuel is, for example, natural gas that has been cooled within the tank to a temperature of, for example, less than -110 ° C so that the natural gas can be stored in liquid form in the tank.

Charakteristisch für derartige, aus dem Stand der Technik bekannte Förderpumpen ist es, dass die Kolbenstange üblicherweise über eine oder mehrere, in Achsrichtung der Kolbenstange hintereinander angeordnete Dichteinrichtungen abgedichtet ist. Mit diesen Dichteinrichtungen soll verhindert werden, dass der Kraftstoff entlang der Kolbenstange aus dem mit dem Kraftstoff gefüllten Bereich der Förderpumpe entweicht. Diese Dichteinrichtungen zeichnen sich jedoch auch dadurch aus, dass sie üblicherweise nicht zu 100% dicht sind. Infolge dessen entweicht Kraftstoff in die Umgebung, entweder direkt, oder z.B. über den Hydraulikkreislauf, der bei der eingangs erwähnten Förderpumpe dem Antrieb der Förderpumpe dient. Da aufgrund von gesetzlichen Vorgaben die zulässige Menge von Kraftstoff, der an die Umgebung gelangen darf, begrenzt ist, ist es wünschenswert, eine möglichst gute Abdichtung der Kolbenstange zum Pumpengehäuse hin zu bewirken, damit möglichst wenig Kraftstoff in die Umgebung gelangt. Characteristic of such known from the prior art feed pumps is that the piston rod is usually sealed by one or more, in the axial direction of the piston rod arranged one behind the other sealing means. These sealing devices are intended to prevent the fuel from escaping along the piston rod from the region of the delivery pump filled with the fuel. However, these sealing devices are also characterized by the fact that they are usually not 100% tight. As a result, fuel escapes into the environment, either directly, or e.g. via the hydraulic circuit, which serves in the above-mentioned feed pump the drive of the feed pump. Since, due to legal requirements, the permissible amount of fuel that may reach the environment is limited, it is desirable to effect the best possible sealing of the piston rod towards the pump housing so that as little fuel as possible gets into the environment.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Förderpumpe für kryogene Kraftstoffe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine optimierte Abdichtung der Kolbenstange gegenüber dem Pumpengehäuse erzielt wird. Dadurch lässt sich die Menge des über eine oder mehrere Dichteinrichtung(en) an die Umgebung abgegebenen Kraftstoffs reduzieren bzw. im besten Fall eine vollständige Abdichtung der Kolbenstange ermöglichen, so dass kein Kraftstoff an die Umgebung abgegeben wird. The feed pump for cryogenic fuels having the features of claim 1 has the advantage that an optimized sealing of the piston rod relative to the pump housing is achieved. As a result, the amount of fuel discharged via one or more sealing devices to the environment can be reduced or, in the best case, a complete sealing of the piston rod can be achieved, so that no fuel is released into the environment.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine Dichteinrichtung derart auszubilden, dass diese an einem (End-)Bereich die Kolbenstange an ihrem Außenumfang zumindest mittelbar dichtend umschließt, wobei sie mit der Kolbenstange an ihrem Außenumfang verbunden ist. Dadurch wird eine Relativbewegung zwischen der Dichteinrichtung und dem Außenumfang der Kolbenstange verhindert, wie sie üblicherweise bei den üblichen Dichteinrichtungen in Form von O-Ringen oder ähnlichem vorhanden wäre. Diese dichte und feste Anlage der Dichteinrichtung wird erfindungsgemäß durch ein Balgelement ermöglicht, dessen nicht mit der Kolbenstange verbundener anderer (End-)Bereich wiederum mit der Längsbohrung fest und dichtend verbunden ist, um auch dort eine Relativbewegung zwischen der Dichteinrichtung und dem Pumpengehäuse bzw. der Längsbohrung zu vermeiden. The invention is based on the idea of designing a sealing device in such a way that it encloses the piston rod at least indirectly, sealingly, on its outer circumference at an (end) region, wherein it is connected to the piston rod at its outer circumference. Thereby, a relative movement between the sealing device and the outer circumference of the piston rod is prevented, as would normally be present in the usual sealing devices in the form of O-rings or the like. This dense and firm installation of the sealing device is made possible by a bellows element whose not connected to the piston rod other (end) is in turn firmly and sealingly connected to the longitudinal bore, to there also a relative movement between the sealing device and the pump housing or the To avoid longitudinal drilling.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Förderpumpe für kryogene Kraftstoffe sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous developments of the feed pump according to the invention for cryogenic fuels are listed in the dependent claims.

In einer besonders bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Förderpumpe, die es ermöglicht, dass über eine Dichtung aus dem Pumpenraum in den Balgraum eintretender, verdampfter Kraftstoff in den Innentank rückgeführt werden kann, so dass ein Druckausgleich zwischen dem Tank und dem Balgraum ermöglicht wird, ist es vorgesehen, dass das Balgelement der Dichteinrichtung innerhalb eines Balgraums der Längsbohrung des Pumpengehäuses angeordnet ist, und dass der Balgraum über eine Anschlussleitung mit einem Innentank verbunden ist. In a particularly preferred structural embodiment of the feed pump, which makes it possible that via a seal from the pump chamber into the Balbraum entering, evaporated fuel can be recycled into the inner tank, so that a pressure equalization between the tank and the bellows space is possible, it is provided in that the bellows element of the sealing device is arranged within a bellows space of the longitudinal bore of the pump housing, and that the bellows space is connected via a connecting line to an inner tank.

Um die Kolbenstange gegenüber flüssigem Kraftstoff abzudichten und somit in Richtung des Balgelements der Dichteinrichtung eine weitere Barriere für den Kraftstoff auszubilden, ist es vorgesehen, dass die Kolbenstange auf der dem Kolbenraum zugewandten Seite mit einem weiteren Dichtelement zur Längsbohrung hin abgedichtet ist. In order to seal the piston rod against liquid fuel and thus form a further barrier to the fuel in the direction of the bellows element of the sealing device, it is provided that the piston rod is sealed on the side facing the piston chamber with a further sealing element for the longitudinal bore.

Die Abdichtung des Balgelements zur Längsbohrung bzw. zum Balgraum am Außendurchmesser des Balgelements erfolgt bevorzugt durch eine den Endbereich des Balgelements radial umfassenden Dichtung, zum Beispiel in Form eines ortsfest angeordneten O-Rings. The sealing of the bellows element to the longitudinal bore or to the bellows space on the outside diameter of the bellows element preferably takes place by means of a seal comprising the end region of the bellows element radially, for example in the form of a fixedly arranged O-ring.

Um zu vermeiden, dass über den Balgraum in Richtung zur Antriebsseite, insbesondere in Richtung eines Hydraulikkreislaufs, Kraftstoff gelangt, ist es vorgesehen, dass sich in axialer Richtung an das Balgelement auf der dem Verdichterkolben abgewandten Seite zwischen der Kolbenstange und der Längsbohrung ein Leckageraum anschließt, der zur Umgebung hin entlüftet ist. It is to avoid fuel passing through the bellows space in the direction of the drive side, in particular in the direction of a hydraulic circuit provided that in the axial direction of the bellows element on the side facing away from the compressor piston between the piston rod and the longitudinal bore, a leakage chamber connects, which is vented to the environment.

Um diesen Leckageraum einerseits gegenüber dem Balgraum, und anderseits gegenüber dem Hydraulikraum bzw. dem hydraulischen Antrieb des Pumpenkolbens abzudichten, ist es vorgesehen, dass der Leckageraum axial von zwei, die Kolbenstange umfassenden zusätzlichen Dichtelementen begrenzt ist. In order to seal this leakage space on the one hand with respect to the bellows space, and on the other hand with respect to the hydraulic space or the hydraulic drive of the pump piston, it is provided that the leakage space is bounded axially by two additional sealing elements comprising the piston rod.

Um die Bewegung der flexiblen Teile bzw. Bereiche des Balgelements bei einer Hin- und Herbewegung der Kolbenstange nicht zu behindern, ist es darüber hinaus von Vorteil, wenn der Innenraum des Balgelements über eine Entlüftung im Pumpengehäuse zur Umgebung hin Verbindung hat. In order not to hinder the movement of the flexible parts or areas of the bellows element in a reciprocating movement of the piston rod, it is also advantageous if the interior of the bellows member has a vent in the pump housing to the environment connection.

Als Balgelemente kommen insbesondere Membranbalge oder Wellenbalge zur Anwendung. Besonders bevorzugt zur Ausbildung einer dichten Verbindung zwischen dem Balgelement und der Kolbenstange ist es darüber hinaus, wenn das Balgelement aus Metall besteht und mit dem Außenumfang der Kolbenstange an dem einen Endbereich dicht verschweißt ist. Eine derartige Verschweißung kann beispielsweise über eine Laserstrahleinrichtung erfolgen.As bellows in particular membrane bellows or wave bellows are used. In addition, it is particularly preferred for the formation of a sealed connection between the bellows element and the piston rod when the bellows element consists of metal and is welded tightly to the outer circumference of the piston rod at the one end region. Such welding can be done for example via a laser beam device.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.

Diese zeigt in:This shows in:

1 eine Systemdarstellung eines Kraftstofffördersystems mit einer Förderpumpe für kryogene Kraftstoffe und 1 a system view of a fuel delivery system with a feed pump for cryogenic fuels and

2 einen Teilbereich der Förderpumpe gemäß 1 in vergrößerter Darstellung. 2 a portion of the feed pump according to 1 in an enlarged view.

Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same elements or elements with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.

In der 1 ist ein Kraftstofffördersystem 100 für kryogenen Kraftstoff 1 dargestellt. Bei dem Kraftstoff 1 handelt es sich insbesondere um Erdgas und das Kraftstofffördersystem 100 findet bevorzugt Verwendung bei Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen.In the 1 is a fuel transfer system 100 for cryogenic fuel 1 shown. At the fuel 1 in particular, it is natural gas and the fuel delivery system 100 is preferably used in internal combustion engines of motor vehicles.

Das Kraftstofffördersystem 100 weist einen Tankbehälter 5 auf, der der Speicherung des auf eine Temperatur von beispielsweise –110°C oder weniger herabgekühlten Kraftstoffs 1 dient. Hierzu weist der Tankbehälter 5 einen Innentank 6 auf, der von einer Außenhülle 7 unter Ausbildung eines Zwischenraums 8 umgeben ist. Der Zwischenraum 8 ist üblicherweise evakuiert, um einen Wärmeübergang bzw. Wärmeeintrag von der Umgebung in den herabgekühlten Kraftstoff 1 zu verhindern. Innerhalb des Tankbehälters 5, insbesondere innerhalb des Innentanks 6, reicht der flüssige Anteil des Kraftstoffs 1 bis zu einem Füllpegel 9. Oberhalb des Füllpegels 9 ist der Kraftstoff 1 in seiner gasförmigen Phase vorhanden.The fuel conveyor system 100 has a tank container 5 on, the storage of the cooled down to a temperature of, for example, -110 ° C or less fuel 1 serves. For this purpose, the tank container 5 an inner tank 6 on top of an outer shell 7 under formation of a gap 8th is surrounded. The gap 8th is usually evacuated to a heat transfer or heat input from the environment in the cooled down fuel 1 to prevent. Inside the tank container 5 , especially inside the inner tank 6 , the liquid portion of the fuel is sufficient 1 up to a filling level 9 , Above the fill level 9 is the fuel 1 present in its gaseous phase.

Der Tankbehälter 5 bzw. dessen Innentank 6 und die Außenhülle 7 ist von einer Förderpumpe 10 durchsetzt, die ein Pumpengehäuse 11 aufweist. Das Pumpengehäuse 11 ist gegenüber dem Tankbehälter 5 in dem Bereich, in dem das Pumpengehäuse 11 die Wand des Tankbehälters 5 durchsetzt, abgedichtet angeordnet. Während die Saugseite der Förderpumpe 10 sich innerhalb des Tankbehälters 5, insbesondere unterhalb des Füllpegels 9 befindet, ist die Druckseite der Förderpumpe 10 außerhalb der Förderpumpe 10 mit einer Heizeinrichtung 15 verbunden. Die Heizeinrichtung 15 dient in an sich bekannter Art und Weise dazu, den von der Förderpumpe 10 unter Druckerhöhung aus dem Tankbehälter 5 geförderten Kraftstoff 1 beispielsweise auf 60°C zu erwärmen, um ihn mittelbar wenigstens einem Gasventil (nicht dargestellt) zuzuführen, das entweder einem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine zugeordnet ist, oder einem einzelnen Brennraum der Brennkraftmaschine.The tank container 5 or its inner tank 6 and the outer shell 7 is from a feed pump 10 interspersed, which is a pump housing 11 having. The pump housing 11 is opposite the tank container 5 in the area where the pump housing 11 the wall of the tank 5 interspersed, arranged sealed. While the suction side of the feed pump 10 inside the tank 5 , in particular below the fill level 9 is the pressure side of the feed pump 10 outside the feed pump 10 with a heater 15 connected. The heater 15 serves in a conventional manner to that of the feed pump 10 under pressure increase from the tank container 5 subsidized fuel 1 For example, to heat to 60 ° C to indirectly supply him at least one gas valve (not shown), which is either associated with an intake tract of the internal combustion engine, or a single combustion chamber of the internal combustion engine.

Das Pumpengehäuse 11 weist beispielhaft zwei Gehäuseteile 16, 17 auf, die in axialer Richtung aneinander anschließen, wobei zwischen den beiden Gehäuseteilen 16, 17 beispielhaft eine Dichtung 18 (2) angeordnet ist, die der Abdichtung der beiden Gehäuseteile 16, 17 dient. In dem einen Gehäuseteil 16, das teilweise innerhalb des Tankbehälters 5 und teilweise außerhalb des Tankbehälters 5 angeordnet ist, ist eine Längsbohrung 20 mit Bohrungsabschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet. Innerhalb der Längsbohrung 20 ist ein entlang einer Längsachse 21 der Längsbohrung 20 in Richtung des Doppelpfeils 22 hin- und herbeweglicher Pumpenkolben 25 angeordnet. Der Pumpenkolben 25 ist mit einer Kolbenstange 26 verbunden, die auf der dem zweiten Gehäuseteil 17 zugewandten Seite aus der Längsbohrung 20 herausragt und in eine sacklochförmige Bohrung 27 des zweiten Gehäuseteils 17 hineinragt. Innerhalb der Bohrung 27 ist ein mit der Kolbenstange 26 verbundener Hydraulikkolben 28 angeordnet und längsverschiebbar geführt.The pump housing 11 exemplifies two housing parts 16 . 17 on, which connect to each other in the axial direction, wherein between the two housing parts 16 . 17 an example of a seal 18 ( 2 ), which is the sealing of the two housing parts 16 . 17 serves. In the one housing part 16 partially inside the tank 5 and partly outside the tank 5 is arranged, is a longitudinal bore 20 formed with bore portions of different diameters. Within the longitudinal bore 20 is one along a longitudinal axis 21 the longitudinal bore 20 in the direction of the double arrow 22 reciprocating pump piston 25 arranged. The pump piston 25 is with a piston rod 26 connected to the second housing part 17 facing side from the longitudinal bore 20 protrudes and into a blind hole-shaped hole 27 of the second housing part 17 protrudes. Inside the hole 27 is one with the piston rod 26 connected hydraulic piston 28 arranged and guided longitudinally displaceable.

Der Pumpenkolben 25 ist innerhalb der Längsbohrung 20 in einem Pumpenraum 30 angeordnet. Der Pumpenraum 30 hat auf der der Kolbenstange 26 abgewandten Seite über einen Bohrungsabschnitt 31 der Längsbohrung 20 Verbindung mit dem Kraftstoff 1 im Innentank 6. Über den Bohrungsabschnitt 31 wird Kraftstoff 1 aus dem Innentank 6 in den Pumpenraum 30 angesaugt. Hierzu ist es vorgesehen, dass im Bereich des Bohrungsabschnitts 31 ein Saugventil 32 in Form eines Rückschlagventils angeordnet ist, das ein Ausstoßen von Kraftstoff 1 aus dem Pumpenraum 30 in Richtung des Innentanks 6 verhindert. Weiterhin ist nahe des Bohrungsabschnitts 31 in dem Pumpengehäuse eine Hochdruckbohrung 33 ausgebildet, die auf der dem Pumpenraum 30 abgewandten Seite mit der Heizeinrichtung 15 verbunden ist. Im Bereich des Pumpenraums 30 weist die Hochdruckbohrung 33 ein Hochdruckventil 35 auf, das einerseits ein Rückströmen von Kraftstoff 1 aus dem Bereich der Hochdruckbohrung 33 in den Pumpenraum 30 bei einer Ansaugbewegung des Pumpenkolbens 25 verhindert, und andererseits beim Ausstoßen von Kraftstoff 1 aus dem Pumpenraum 30 in die Hochdruckbohrung 33 ab einem bestimmten Überdruck öffnet.The pump piston 25 is within the longitudinal bore 20 in a pump room 30 arranged. The pump room 30 has on the piston rod 26 opposite side over a bore section 31 the longitudinal bore 20 connection with the fuel 1 in the inner tank 6 , About the bore section 31 becomes fuel 1 from the inner tank 6 in the pump room 30 sucked. For this purpose, it is provided that in the area of the bore section 31 a suction valve 32 is arranged in the form of a check valve, which is an expulsion of fuel 1 from the pump room 30 in the direction of the inner tank 6 prevented. Furthermore, it is near the bore section 31 in the pump housing a high-pressure bore 33 trained on the pump room 30 opposite side with the heater 15 connected is. In the area of the pump room 30 has the high pressure hole 33 a high pressure valve 35 on the one hand, a return flow of fuel 1 from the field of high pressure drilling 33 in the pump room 30 during a suction movement of the pump piston 25 prevented, and on the other hand, when expelling fuel 1 from the pump room 30 into the high pressure hole 33 opens from a certain pressure.

Der Antrieb des Pumpenkolbens 25 erfolgt über den Hydraulikkolben 28, der Bestandteil eines hydraulischen Antriebs 40 der Förderpumpe 10 ist.The drive of the pump piston 25 via the hydraulic piston 28 , the component of a hydraulic drive 40 the feed pump 10 is.

Ergänzend wird erwähnt, dass in Abänderung des dargestellten Ausführungsbeispiels die Bewegung des Pumpenkolbens 25 bzw. der Antrieb der Förderpumpe 10 auch über einen pneumatischen, elektrischen oder sonstigen Antrieb erfolgen kann. Wesentlich ist lediglich, dass der Pumpenkolben 25 über die Kolbenstange 26 entsprechend des Doppelpfeils 22 hin- und herbeweglich angeordnet ist.In addition, it is mentioned that in a modification of the illustrated embodiment, the movement of the pump piston 25 or the drive of the feed pump 10 can also be done via a pneumatic, electric or other drive. It is only essential that the pump piston 25 over the piston rod 26 according to the double arrow 22 is arranged back and forth.

Der hydraulische Antrieb 40 weist darüber hinaus in bekannter Art und Weise ein erstes Schaltventil 41 zur Befüllung bzw. Steuerung von Hydraulikflüssigkeit in Richtung zweier Teilräume 43, 44 der Bohrung 27 auf, die einen Hydraulikkolbenraum 45 ausbildet. Das erste Schaltventil 41 ist Bestandteil eines hydraulischen Schaltkreises, der darüber hinaus ein zweites Schaltventil 46, eine Hydraulikpumpe 47, einen Kühler 48, einen Filter 49 sowie einen Hydraulikbehälter 50 umfasst. Durch den hydraulischen Antriebe 40 bzw. die aufgezählten Elemente wird auf bekannte Art und Weise der Hydraulikkolben 28 und somit auch über die Kolbenstange 26 der Verdichterkolben 25 in Richtung des Doppelpfeils 22 hin- und herbewegt. The hydraulic drive 40 moreover, in a known manner, a first switching valve 41 for filling or controlling hydraulic fluid in the direction of two subspaces 43 . 44 the bore 27 on, which is a hydraulic piston chamber 45 formed. The first switching valve 41 is part of a hydraulic circuit, which also has a second switching valve 46 , a hydraulic pump 47 , a cooler 48 , a filter 49 as well as a hydraulic tank 50 includes. By the hydraulic drives 40 or the enumerated elements in a known manner the hydraulic piston 28 and thus also via the piston rod 26 the compressor piston 25 in the direction of the double arrow 22 moved back and forth.

Wie insbesondere anhand der 2 erkennbar ist, ist die Kolbenstange 26 innerhalb der Längsbohrung 20 des ersten Gehäuseteils 16 zumindest mittels dreier Hydraulikdichtungen 51 bis 53 gegenüber der Längsbohrung 20 abgedichtet. Die beiden Hydraulikdichtungen 51, 52, die axial in Bezug zur Längsachse 21 voneinander beabstandet angeordnet sind, sind innerhalb eines Abschnitts der Längsbohrung 20 angeordnet, der einen Leckageraum 55 ausbildet. Der Leckageraum 55 ist über eine Entlüftungsbohrung 56 mit der Umgebung verbunden. Die dritte Hydraulikdichtung 53 ist hingegen auf der dem Pumpenkolben 25 zugewandten Seite angeordnet und begrenzt axial einen Abschnitt der Längsbohrung 20, der einen Balgraum 58 ausbildet. Nahe der Hydraulikdichtung 53 mündet eine Verbindungsbohrung 59, die den Balgraum 58 mit einem Bereich des Innentanks 6 verbindet, der oberhalb des Füllpegels 9 angeordnet ist. Dadurch können Bestandteile des Kraftstoffs 1, die über die Hydraulikdichtung 53 in den Balgraum 58 gelangen und dort verdampfen, über die Verbindungsbohrung 59 in den Innentank 6 rückgeführt werden. Dadurch wir auch ein Druckausgleich zwischen dem Balgraum 58 und dem Innentank 6 ermöglicht. Innerhalb des Balgraums 58 ist eine Dichteinrichtung 60 in Form eines Balgelements 61 angeordnet. As in particular on the basis of 2 is recognizable, is the piston rod 26 within the longitudinal bore 20 of the first housing part 16 at least by means of three hydraulic seals 51 to 53 opposite the longitudinal bore 20 sealed. The two hydraulic seals 51 . 52 that are axial with respect to the longitudinal axis 21 are spaced apart, are within a portion of the longitudinal bore 20 arranged, which has a leakage space 55 formed. The leakage room 55 is via a vent hole 56 connected to the environment. The third hydraulic seal 53 on the other hand, it is on the pump piston 25 arranged facing side and axially delimits a portion of the longitudinal bore 20 who has a bellows room 58 formed. Near the hydraulic seal 53 opens a connection hole 59 that the bellows room 58 with an area of the inner tank 6 connects, which is above the fill level 9 is arranged. This allows components of the fuel 1 passing over the hydraulic seal 53 in the bellows room 58 get there and vaporize, over the connecting hole 59 in the inner tank 6 be returned. Thereby we also a pressure equalization between the bellows space 58 and the inner tank 6 allows. Inside the bellows room 58 is a sealing device 60 in the form of a bellows element 61 arranged.

Das Balgelement 61 ist entweder als Membranbalg oder Wellbalg ausgebildet und besteht vorzugsweise aus Metall. Das Balgelement 61 weist einen ersten Endbereich 62 auf, der den Außenumfang der Kolbenstange 26 auf der dem Pumpenkolben 25 zugewandten Seite umgibt. Insbesondere ist der erste Endbereich 62 des Balgelements 61 mit dem Außenumfang der Kolbenstange 26 dicht und fest verbunden, beispielsweise durch eine radial umlaufende Schweißnaht 63. Das Balgelement 61 weist darüber hinaus auf der dem Hydraulikkolben 28 gewandten Seite einen zweiten Endbereich 64 auf, der eine radial umlaufende Nut 65 hat. In der Nut 65 ist ein Dichtelement zum Beispiel in Form eines O-Rings 66 angeordnet, das den zweiten Endbereich 64 des Balgelements 61 zur Wand des Balgraums 58 und somit zur Längsbohrung 20 abdichtet. Der Innenraum 67 des Balgelements 61 ist über eine in dem ersten Gehäuseteil 16 ausgebildete Bohrung 68 beispielsweise mit der Umgebung verbunden.The bellows element 61 is designed either as a diaphragm bellows or corrugated bellows and is preferably made of metal. The bellows element 61 has a first end area 62 on, which is the outer circumference of the piston rod 26 on the pump piston 25 surrounds facing side. In particular, the first end region 62 of the bellows element 61 with the outer circumference of the piston rod 26 tight and firmly connected, for example, by a radially circumferential weld 63 , The bellows element 61 also points to the hydraulic piston 28 facing side a second end 64 on, a radial circumferential groove 65 Has. In the groove 65 is a sealing element, for example in the form of an O-ring 66 arranged, which is the second end 64 of the bellows element 61 to the wall of the bellows room 58 and thus to the longitudinal bore 20 seals. The interior 67 of the bellows element 61 is about one in the first housing part 16 trained hole 68 For example, connected to the environment.

Durch die dichte und feste Verbindung des ersten Endbereichs 62 des Balgelements 61 mit dem Außenumfang der Kolbenstange 26 in dem Balgraum 58 und die abgedichtete Anordnung des zweiten Endbereichs 64 zur Längsbohrung 20 wird eine Abdichtung des Balgraums 58 in Richtung zum Hydraulikkolben 28 bzw. zur Umgebung erzielt. Dadurch kann auch der über die Verbindungsbohrung 59 oder über die Hydraulikdichtung 53 in den Balgraum 58 eintretende Kraftstoff 1 nicht in die Umgebung gelangen, sondern verbleibt im Balgraum 58. Due to the tight and firm connection of the first end area 62 of the bellows element 61 with the outer circumference of the piston rod 26 in the bellows room 58 and the sealed arrangement of the second end portion 64 for longitudinal drilling 20 becomes a seal of the bellows space 58 towards the hydraulic piston 28 or achieved to the environment. This also allows the over the connection hole 59 or via the hydraulic seal 53 in the bellows room 58 entering fuel 1 do not enter the environment but remain in the bellows space 58 ,

Die soweit beschriebene Förderpumpe 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.The pump described so far 10 can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention.

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Claims (10)

Förderpumpe (10) für kryogene Kraftstoffe (1), mit einem Pumpengehäuse (11), in dem ein Pumpenkolben (25) innerhalb eines Pumpenraums (30) hin- und herbeweglich angeordnet ist, wobei der Pumpenkolben (25) mittels einer Kolbenstange (26) mit einem Antrieb (40) für den Pumpenkolben (25) verbunden ist, wobei die Kolbenstange (26) innerhalb einer Längsbohrung (20) des Pumpengehäuses (11) radial geführt und mittels wenigstens einer Dichteinrichtung (60) zur Längsbohrung (20) hin abgedichtet ist, wobei die wenigstens eine Dichteinrichtung (60) dazu ausgebildet ist, ein Ausströmen von Kraftstoff (1) aus dem Pumpengehäuse (11) zumindest zu reduzieren, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Dichteinrichtung (60) ein Balgelement (61) aufweist, das an einem ersten Bereich (62) die Kolbenstange (26) an ihrem Außenumfang dichtend umfasst und mit dem Außenumfang zumindest mittelbar fest verbunden ist, dass das Balgelement (61) an einem zweiten Bereich (64) an einem Außendurchmesser zur Längsbohrung (20) hin abgedichtet und zur Längsbohrung (20) ortsfest verbunden ist, und dass der erste und er zweite Bereich (62, 64) vorzugsweise axiale Endbereiche des Balgelements (61) sind.Feed pump ( 10 ) for cryogenic fuels ( 1 ), with a pump housing ( 11 ), in which a pump piston ( 25 ) within a pump room ( 30 ) is arranged reciprocable, wherein the pump piston ( 25 ) by means of a piston rod ( 26 ) with a drive ( 40 ) for the pump piston ( 25 ), the piston rod ( 26 ) within a longitudinal bore ( 20 ) of the pump housing ( 11 ) guided radially and by means of at least one sealing device ( 60 ) to the longitudinal bore ( 20 ), wherein the at least one sealing device ( 60 ) is adapted to prevent the escape of fuel ( 1 ) from the pump housing ( 11 ) at least reduce, characterized in that the at least one sealing device ( 60 ) a bellows element ( 61 ) located at a first area ( 62 ) the piston rod ( 26 ) sealingly on its outer circumference and is at least indirectly fixed to the outer circumference, that the bellows element ( 61 ) at a second area ( 64 ) at an outer diameter to the longitudinal bore ( 20 ) and longitudinal bore ( 20 ) and that the first and second areas ( 62 . 64 ) preferably axial end portions of the bellows element ( 61 ) are. Förderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Balgelement (61) innerhalb eines Balgraums (58) der Längsbohrung (20) angeordnet ist, und dass der Balgraum (58) zum Druckausgleich mit einer Anschlussleitung (59) mit einem Innentank (6) gekoppelt ist.Feed pump according to claim 1, characterized in that the bellows element ( 61 ) within a bellows space ( 58 ) of the longitudinal bore ( 20 ), and that the bellows space ( 58 ) for pressure equalization with a connecting line ( 59 ) with an inner tank ( 6 ) is coupled. Förderpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenraum (30) mit weitgehend flüssigem Kraftstoff (1) versorgbar ist, und dass die Kolbenstange (26) auf der dem Pumpenraum (30) zugewandten Seite mit einem Dichtelement (53) zur Längsbohrung (26) hin abgedichtet ist.Feed pump according to claim 1 or 2, characterized in that the pump space ( 30 ) with largely liquid fuel ( 1 ) and that the piston rod ( 26 ) on the pump room ( 30 ) facing side with a sealing element ( 53 ) to the longitudinal bore ( 26 ) is sealed off. Förderpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (64) des Balgelements (61) mittels einer den zweiten Bereich (64) radial umfassenden Dichtung, zum Beispiel in Form eines ortsfest angeordneten O-Rings (66), zur Längsbohrung (20) hin abgedichtet ist. Feed pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second region ( 64 ) of the bellows element ( 61 ) by means of a second area ( 64 ) radially comprehensive seal, for example in the form of a fixedly arranged O-ring ( 66 ), to the longitudinal bore ( 20 ) is sealed off. Förderpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich in axialer Richtung an das Balgelement (61) auf der dem Pumpenkolben (25) abgewandten Seite zwischen der Kolbenstange (26) und der Längsbohrung (20) ein Leckageraum (55) anschließt, der zur Umgebung hin entlüftet ist.Feed pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the axial direction of the bellows element ( 61 ) on the pump piston ( 25 ) side facing away between the piston rod ( 26 ) and the longitudinal bore ( 20 ) a leakage space ( 55 ), which is vented to the environment. Förderpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Leckageraum (55) axial von zwei, die Kolbenstange (26) an ihrem Umfang umfassenden zusätzlichen Dichtelementen (51, 52) begrenzt ist. Feed pump according to claim 5, characterized in that the leakage space ( 55 ) axially of two, the piston rod ( 26 ) on its circumference comprising additional sealing elements ( 51 . 52 ) is limited. Förderpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (67) des Balgelements (61) über eine Entlüftung (68) im Pumpengehäuse (11) zur Umgebung hin Verbindung hat.Feed pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that the interior ( 67 ) of the bellows element ( 61 ) via a vent ( 68 ) in the pump housing ( 11 ) has connection to the environment. Förderpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (26) auf der dem Pumpenkolben (25) abgewandten Seite mit einem Hydraulikkolben (28) als Teil eines hydraulischen Antriebs (40) der Förderpumpe (10) verbunden ist.Feed pump according to one of claims 1 to 7, characterized in that the piston rod ( 26 ) on the pump piston ( 25 ) facing away with a hydraulic piston ( 28 ) as part of a hydraulic drive ( 40 ) of the feed pump ( 10 ) connected is. Förderpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Balgelement (61) als Membranbalg oder Wellbalg ausgebildet ist. Feed pump according to one of claims 1 to 8, characterized in that the bellows element ( 61 ) is designed as a diaphragm bellows or corrugated bellows. Förderpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Balgelement (61) aus Metall besteht und mit dem Außenumfang der Kolbenstange (26) an dem einen Bereich (62) mittel seiner Schweißnaht (63) dicht verschweißt ist. Feed pump according to one of claims 1 to 9, characterized in that the bellows element ( 61 ) consists of metal and with the outer circumference of the piston rod ( 26 ) at the one area ( 62 ) means its weld ( 63 ) is tightly welded.
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