DE102018212665A1 - Piston pump and fuel delivery device for cryogenic fuels - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe (1) und eine Kraftstofffördereinrichtung zur Förderung eines kryogenen Kraftstoffes aus einem Vorratstank (12) in einen Hochdruckbereich. Die Kolbenpumpe (1) weist einen hin- und her beweglichen Pumpenkolben (2) auf, der an einem Ende einen Kompressionsraum (3) und an einem anderen Ende mindestens einen Druckraum (5,7) begrenzt, der mit einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagbar ist. Der Pumpenkolben (2) der Kolbenpumpe (1) ist mehrteilig ausgeführt und umfasst mindestens einen Druckkolben (35) und einen Kompressionskolben (33), wobei der Druckkolben (35) und der Kompressionskolben (33) relativ zueinander bewegbar sind.The invention relates to a piston pump (1) and a fuel delivery device for delivering cryogenic fuel from a storage tank (12) to a high pressure area. The piston pump (1) has a reciprocating pump piston (2) which delimits a compression chamber (3) at one end and at least one pressure chamber (5,7) at the other end, which can be acted upon by a hydraulic pressure medium. The pump piston (2) of the piston pump (1) is made up of several parts and comprises at least one pressure piston (35) and one compression piston (33), the pressure piston (35) and the compression piston (33) being movable relative to one another.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe und eine Kraftstofffördereinrichtung für kryogene Kraftstoffe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 10.The invention relates to a piston pump and a fuel delivery device for cryogenic fuels with the features of independent claims 1 and 10.

Bei dem kryogenen Kraftstoff kann es sich insbesondere um Erdgas („Natural Gas“ = NG) handeln, das beispielsweise an Bord eines Kraftfahrzeugs zum Betreiben einer Brennkraftmaschine in der flüssigen Phase („Liquefied Natural Gas“ = LNG) in einem speziell dafür ausgelegten Tank bevorratet wird.The cryogenic fuel can in particular be natural gas ("Natural Gas" = NG), which is stored, for example, on board a motor vehicle for operating an internal combustion engine in the liquid phase ("Liquefied Natural Gas" = LNG) in a specially designed tank becomes.

Stand der TechnikState of the art

Aus der EP 2 541 062 A1 ist eine Kolbenpumpe für kryogene Kraftstoffe, insbesondere für Erdgas, mit einem hin- und herbeweglichen Pumpenkolben bekannt. Der Pumpenkolben begrenzt einen Pumpenarbeitsraum, der mit flüssigem Erdgas befüllbar ist, so dass im Pumpenarbeitsraum vorhandenes flüssiges Erdgas über eine Hubbewegung des Pumpenkolbens mit Hochdruck beaufschlagbar ist. Andernends begrenzt der Pumpenkolben einen Kopplerraum, der mit einem hydraulischen Druckmittel befüllbar ist, um den Pumpenkolben in einer Hubbewegung anzutreiben. Alternativ wird ein elektrischer, pneumatischer oder mechanischer Antrieb vorgeschlagen.From the EP 2 541 062 A1 a piston pump for cryogenic fuels, in particular for natural gas, with a reciprocating pump piston is known. The pump piston delimits a pump work space which can be filled with liquid natural gas, so that liquid natural gas present in the pump work space can be subjected to high pressure by means of a stroke movement of the pump piston. On the other hand, the pump piston delimits a coupler space which can be filled with a hydraulic pressure medium in order to drive the pump piston in one stroke movement. Alternatively, an electrical, pneumatic or mechanical drive is proposed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative Kolbenpumpe für kryogene Kraftstoffe, sowie eine Kraftstofffördereinrichtung für kryogene Kraftstoffe mit einer Kolbenpumpe anzugeben, die einen reduzierten Wärmeübergang im Bereich des Pumpenkolbens aufweist und eine weniger aufwändige Fertigung des Kolbens und der Kolbenführung ermöglicht.The object of the present invention is to provide an alternative piston pump for cryogenic fuels, and a fuel delivery device for cryogenic fuels with a piston pump, which has a reduced heat transfer in the area of the pump piston and enables less expensive manufacture of the piston and the piston guide.

Zur Lösung der Aufgabe wird die Kolbenpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die Kraftstofffördereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.To achieve the object, the piston pump with the features of claim 1 and the fuel delivery device with the features of claim 10 are proposed. Advantageous developments of the invention can be found in the subclaims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorgeschlagene Kraftstofffördereinrichtung für kryogene Kraftstoffe umfasst eine Kolbenpumpe zur Förderung des kryogenen Kraftstoffs auf Hochdruck, wobei der Pumpenkolben der Kolbenpumpe mehrteilig ausgeführt ist und mindestens einen Druckkolben und einen Kompressionskolben umfasst, wobei der Druckkolben und der Kompressionskolben relativ zueinander bewegbar sind. Des Weiteren wird eine Kraftstofffördereinrichtung mit einer solchen Kolbenpumpe beansprucht.The proposed fuel delivery device for cryogenic fuels comprises a piston pump for delivering the cryogenic fuel to high pressure, the pump piston of the piston pump being of multiple parts and comprising at least one pressure piston and one compression piston, the pressure piston and the compression piston being movable relative to one another. Furthermore, a fuel delivery device with such a piston pump is claimed.

Die Kolbenpumpe fördert mittel oder unmittelbar gasförmigen Kraftstoff aus einem kälteisolierten Vorratstank (z.B. LNG-Tank, Kryo-Tank), in dem der Kraftstoff vorzugsweise in der flüssigen Phase bei einer Temperatur von -10°C bis -130°C gespeichert wird. Aufgrund der niedrigen Temperaturen befindet sich der Kraftstoff in der flüssigen Phase am Siedepunkt. Im restlichen Tankvolumen befindet sich Kraftstoff in der gasförmigen Phase. Ein Phasenwechsel von der flüssigen Phase in die gasförmige Phase ist erst gewünscht nachdem der Kraftstoff in der Kolbenpumpe auf Hochdruck verdichtet wurde, da ansonsten die Effizienz der Kolbenpumpe bei der Förderung eines Kraftstoffes in der gasförmigen Phase abnimmt. Aus diesem Grund ist es wichtig einen Wärmeeintrag in den Kraftstoff in der flüssigen Phase zu vermeiden. Aus diesem Grund weist die Kolbenpumpe einen Bereich für den tiefkalten Kraftstoff in der flüssigen Phase, welcher in einem Kompressionsraum verdichtet wird, und einen Bereich für eine Hydraulikflüssigkeit auf, über welche der Pumpenkolben angetrieben wird.The piston pump delivers medium or direct gaseous fuel from a cold-insulated storage tank (e.g. LNG tank, cryo tank), in which the fuel is preferably stored in the liquid phase at a temperature of -10 ° C to -130 ° C. Due to the low temperatures, the fuel is in the liquid phase at the boiling point. The remaining tank volume contains fuel in the gaseous phase. A phase change from the liquid phase to the gaseous phase is only desired after the fuel in the piston pump has been compressed to high pressure, since otherwise the efficiency of the piston pump in the delivery of a fuel in the gaseous phase decreases. For this reason it is important to avoid heat input into the fuel in the liquid phase. For this reason, the piston pump has an area for the cryogenic fuel in the liquid phase, which is compressed in a compression space, and an area for a hydraulic fluid, via which the pump piston is driven.

Um einen Wärmeübergang von der Hydraulikflüssigkeit auf den Kraftstoff zu vermeiden weist die Kolbenpumpe einen mehrteiligen Pumpenkolben auf, so dass ein Wärmeeintrag auf den Kraftstoff über den Pumpenkolben reduziert wird.In order to avoid heat transfer from the hydraulic fluid to the fuel, the piston pump has a multi-part pump piston, so that heat input to the fuel via the pump piston is reduced.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe und der erfindungsgemäßen Kraftstofffördereinrichtung angegeben.Advantageous refinements and developments of the piston pump according to the invention and the fuel delivery device according to the invention are specified in the dependent claims.

Es ist von Vorteil, wenn die mechanische Kopplung zur Kraftübertragung über einen Kontaktpunkt (P) zwischen dem Druckkolben und dem Kompressionskolben erfolgt. Auf diese Weise ist die Kontaktfläche zwischen dem Druckkolben und dem Kompressionskolben sehr klein, so dass der Wärmeübergang besonders stark reduziert wird.It is advantageous if the mechanical coupling for power transmission via a contact point ( P ) between the pressure piston and the compression piston. In this way, the contact area between the pressure piston and the compression piston is very small, so that the heat transfer is particularly greatly reduced.

Es ist vorteilhaft, wenn der Kontaktpunkt (P) mit einer Längsachse (A) des Pumpenkolbens zusammenfällt, da auf diese Weise sichergestellt werden kann, dass die vom Druckkolben übertragene Kraft stets zentral eingeleitet wird.It is advantageous if the contact point ( P ) with a longitudinal axis ( A ) of the pump piston coincides, since in this way it can be ensured that the force transmitted by the pressure piston is always introduced centrally.

Die sphärisch geformte Geometrie, insbesondere der Radius, des Druckkolbens und oder des Kompressionskolbens lassen auf vorteilhafte Weise eine Relativbewegung zwischen dem Druckkolben und dem Kompressionskolben zu. Dabei bleibt die Lage des Kontaktpunktes P an dem Kompressionskolben unverändert, so dass sich dieser immer auf der Längsachse A befindet.The spherically shaped geometry, in particular the radius, of the pressure piston and or of the compression piston advantageously allows a relative movement between the pressure piston and the compression piston. The position of the contact point remains P on the compression piston unchanged so that it is always on the longitudinal axis A located.

Es ist von Vorteil, wenn der Druckkolben an dem den Kompressionskolbens zugewandten Ende ein Zwischenstück aufweist und/oder dass der Kompressionskolbens an dem den Druckkolben zugewandten Ende ein Zwischenstück aufweist, da durch eine geeignete Wahl des Materials oder der Geometrie des Zwischenstückes der Wärmeübergang weiter reduziert werden kann. Hierbei ist besonders ein Zwischenstück, welches aus einem wenig wärmeleitfähigen Material hergestellt ist, vorteilhaft. Keramik ist als Material aufgrund seiner hohen Festigkeit und geringen Wärmeleitfähigkeit besonders vorteilhaft.It is advantageous if the pressure piston has an intermediate piece at the end facing the compression piston and / or that the Compression piston has an intermediate piece at the end facing the pressure piston, since the heat transfer can be further reduced by a suitable choice of the material or the geometry of the intermediate piece. Here, an intermediate piece, which is made of a material that is not very thermally conductive, is particularly advantageous. Ceramic is particularly advantageous as a material due to its high strength and low thermal conductivity.

Eine besonders einfache Möglichkeit das Zwischenstück mit dem Druckkolben oder dem Kompressionskolben zu verbinden, ergibt sich, wenn das Zwischenstück als Schraube ausgebildet ist, welche auf das Ende des Druckkolbens oder Kompressionskolbens aufschraubbar ist.A particularly simple possibility of connecting the intermediate piece to the pressure piston or the compression piston is obtained if the intermediate piece is designed as a screw which can be screwed onto the end of the pressure piston or compression piston.

Es ist vorteilhaft, wenn der Druckkolben und/oder der Kompressionskolben in Richtung der wenigstens einen Druckkammer von der Federkraft einer Feder beaufschlagt ist bzw. sind, da auf diese Weise eine Bewegung des Pumpenkolbens in Richtung der Druckkammer unterstützt wird.It is advantageous if the pressure piston and / or the compression piston is or are acted upon by the spring force of a spring in the direction of the at least one pressure chamber, since in this way a movement of the pump piston in the direction of the pressure chamber is supported.

Eine besonders einfache Befestigung der Feder ergibt sich, wenn die Feder einerseits an einem Gehäuseteil und andererseits unmittelbar oder mittelbar an dem Druckkolben oder dem Kompressionskolben abgestützt ist bzw. sind.A particularly simple attachment of the spring is obtained if the spring is or is supported on the one hand on a housing part and on the other hand directly or indirectly on the pressure piston or the compression piston.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:

  • 1 eine schematischen Darstellung einer Förderpumpe in einer Kraftstofffördereinrichtung,
  • 2 eine Anordnung des Druckkolben und des Kompressionskolben zueinander gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 3 eine Anordnung des Druckkolben und des Kompressionskolben zueinander gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und
  • 4 eine Anordnung des Druckkolben und des Kompressionskolben zueinander gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. These show:
  • 1 1 shows a schematic illustration of a feed pump in a fuel delivery device,
  • 2 an arrangement of the pressure piston and the compression piston to each other according to a first embodiment,
  • 3 an arrangement of the pressure piston and the compression piston to each other according to a second embodiment and
  • 4 an arrangement of the pressure piston and the compression piston to each other according to a third embodiment.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Die in der 1 dargestellte erfindungsgemäße Kraftstofffördereinrichtung dient der Versorgung einer Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeugs mit Kraftstoff, wobei es sich um einen kryogenen Kraftstoff, vorzugsweise um Erdgas, handelt. Die Kraftstofffördereinrichtung umfasst eine Kolbenpumpe 1 zur Förderung von Kraftstoff aus einem Vorratstank 12 in einen Hochdruckbereich. Der Vorratstank 12 kann zur Aufnahme von Kraftstoff, welcher als verflüssigtes Gas (LNG) bzw. Gas in der flüssigen Phase vorliegt, ausgebildet sein.The in the 1 The fuel delivery device according to the invention is used to supply an internal combustion engine (not shown) of a motor vehicle with fuel, which is a cryogenic fuel, preferably natural gas. The fuel delivery device comprises a piston pump 1 to deliver fuel from a storage tank 12 in a high pressure area. The storage tank 12 can be designed to receive fuel which is in the form of liquefied gas (LNG) or gas in the liquid phase.

In der Leitung 27 zwischen Vorratstank 12 und Kolbenpumpe 1 kann eine Vorförderpumpe 11 angeordnet sein. Der Hochdruckbereich umfasst einen Hochdruckspeicher 13, welcher mit mehreren Injektoren 23 verbunden ist. Des Weiteren kann im Hochdruckbereich ein Buffertank 14 angeordnet sein. Um den Kraftstoff, welcher im Vorratstank 12 tief kalt und vorwiegend als verflüssigtes Gas (LNG) bzw. Gas in der flüssigen Phase vorliegt zu erwärmen, kann ein Wärmetauscher 15 zwischen der Kolbenpumpe 1 und dem Hochdruckspeicher 13 angeordnet sein.On the line 27 between storage tank 12 and piston pump 1 can be a pre-feed pump 11 be arranged. The high pressure area includes a high pressure accumulator 13 which with multiple injectors 23 connected is. A buffer tank can also be installed in the high pressure area 14 be arranged. To the fuel in the storage tank 12 A heat exchanger can heat deeply cold and predominantly as liquefied gas (LNG) or gas in the liquid phase 15 between the piston pump 1 and the high pressure accumulator 13 be arranged.

Über die Leitung 27 und ein Saugventil 30 gelangt der Kraftstoff in einen Kompressionsraum 3 der Kolbenpumpe 1, der von einem hin- und herbeweglichen Pumpenkolben 2 begrenzt wird. Während eines Arbeitshubs des Pumpenkolbens 2 wird der im Kompressionsraum 3 vorhandene Kraftstoff verdichtet und über einen Ablauf 28 dem Hochdruckbereich zugeführt. Im Bereich des Ablaufs 28 ist ein Rückschlagventil 29 angeordnet, um während eines erneuten Saughubs des Pumpenkolbens 2 ein Rückströmen des Kraftstoffs in den Kompressionsraum 3 zu verhindern.About the line 27 and a suction valve 30 the fuel enters a compression chamber 3 the piston pump 1 that of a reciprocating pump piston 2 is limited. During a working stroke of the pump piston 2 will be in the compression room 3 existing fuel is compressed and drained 28 fed to the high pressure area. In the area of the process 28 is a check valve 29 arranged to during a renewed suction stroke of the pump piston 2 a backflow of the fuel into the compression space 3 to prevent.

Der Pumpenkolben 2 der dargestellten Kolbenpumpe 1 weist an seinem dem Kompressionsraum 3 abgewandten Ende einen Kolbenabschnitt 6 mit einem vergrößerten Außendurchmesser auf, der in einem Hohlzylinder 4 aufgenommen ist. Innerhalb des Hohlzylinders 4 begrenzt der Pumpenkolben 2 zwei Druckräume 5, 7, die mit einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagbar sind. Bei Beaufschlagung des ersten Druckraums 5 mit dem hydraulischen Druckmittel führt der Pumpenkolben 2 einen Arbeitshub aus, da der erste Druckraum 5 endseitig in Bezug auf den Pumpenkolben 2 angeordnet ist. Der zweite Druckraum 7 dient der Rückstellung des Pumpenkolbens 2, so dass dieser einen Saughub ausführt, während dessen der Kompressionsraum 3 erneut mit Kraftstoff befüllt wird. Der erste und zweite Druckraum 5,7 werden jeweils abwechselnd über eine Hydraulikpumpe mit einer hydraulischen Flüssigkeit befüllt. Mit Hilfe eines Ventils 17, insbesondere eines 2-Wege-Ventils 17, lässt sich die wechselseitige Zu- und Abströmung von Hydraulikflüssigkeit aus dem ersten bzw. zweiten Druckraum 5,7 steuern.The pump piston 2 the piston pump shown 1 points at its the compression space 3 opposite end a piston section 6 with an enlarged outer diameter in a hollow cylinder 4 is recorded. Inside the hollow cylinder 4 the pump piston limits 2 two pressure rooms 5 . 7 which can be acted upon by a hydraulic pressure medium. When the first pressure chamber is applied 5 the pump piston guides with the hydraulic pressure medium 2 a working stroke because the first pressure chamber 5 end with respect to the pump piston 2 is arranged. The second pressure room 7 serves to reset the pump piston 2 so that it performs a suction stroke, during which the compression space 3 is refilled with fuel. The first and second pressure room 5 . 7 are alternately filled with a hydraulic fluid via a hydraulic pump. With the help of a valve 17 , especially a 2-way valve 17 , the mutual inflow and outflow of hydraulic fluid from the first or second pressure chamber 5,7 can be controlled.

Die Kolbenpumpe 1 kann gemäß einer anderen Ausführungsform auch einen einzelnen Druckraum 5 aufweisen. In diesem Fall würde der zweite Druckraum 7 entfallen und eine Zu- und Abströmung der Hydraulikflüssigkeit in den einzelnen Druckraum 5 über weitere Ventile und Leitungen gesteuert werden.The piston pump 1 can, according to another embodiment, also a single pressure space 5 exhibit. In this case, the second pressure chamber 7 and an inflow and outflow of the hydraulic fluid into the individual pressure chamber 5 can be controlled via additional valves and lines.

Der Pumpenkolben 2 der Kolbenpumpe 1 ist mehrteilig ausgeführt und umfasst einen Druckkolben 35 und einen Kompressionskolben 33, wobei der Druckkolben 35 und der Kompressionskolben 37 relativ zueinander bewegbar sind. Der Kompressionskolben 33 umfasst den in der 1 dargestellten unteren Teil des Pumpenkolben 2, über welchen das Volumen des Kompressionsraumes 3 veränderbar ist, so dass der Kraftstoff, der sich im Kompressionsraum 3 befindet mit Druck beaufschlagt wird. Der Druckkolben 35 umfasst den in der 1 dargestellten oberen Teil des Pumpenkolbens 2, welcher an einem Ende einen Kolbenabschnitt 6 mit einem vergrößerten Außendurchmesser aufweist durch welchen mindestens ein Volumen eines Druckraums 5,7 begrenzt wird. The pump piston 2 the piston pump 1 is made in several parts and includes a pressure piston 35 and a compression piston 33 , with the pressure piston 35 and the compression piston 37 are movable relative to each other. The compression piston 33 includes the one in the 1 shown lower part of the pump piston 2 , over which the volume of the compression space 3 is changeable so that the fuel that is in the compression space 3 is pressurized. The pressure piston 35 includes the one in the 1 shown upper part of the pump piston 2 which has a piston section at one end 6 with an enlarged outer diameter, by means of which at least one volume of a pressure chamber 5, 7 is delimited.

Die Kopplung des Druckkolben 35 mit dem Kompressionskolben 33 zur Kraftübertragung erfolgt mechanisch durch Kontakt. Um den Wärmeübergang zwischen dem Druckkolben 35 mit dem Kompressionskolben 33 zu reduzieren, kann sich der Druckkolben 35 und der Kompressionskolben 33 an lediglich einen Kontaktpunkt P berühren, wobei der Kontaktpunkt P mit einer Längsachse (A) des Pumpenkolbens 2 zusammenfällt. In 2 ist der Kontaktpunkt P und die Längsachse A in dem vergrößerten Ausschnitt der Darstellung einer Anordnung des Druckkolbens 35 und des Kompressionskolben 33 zueinander gezeigt.The coupling of the pressure piston 35 with the compression piston 33 for power transmission is done mechanically by contact. The heat transfer between the pressure piston 35 with the compression piston 33 to reduce the pressure piston 35 and the compression piston 33 to only one contact point P touch with the contact point P with a longitudinal axis ( A ) of the pump piston 2 coincides. In 2 is the contact point P and the longitudinal axis A in the enlarged section of the representation of an arrangement of the pressure piston 35 and the compression piston 33 shown to each other.

Der Druckkolben 35 weist hierzu an seinem dem Kompressionskolben 33 zugewandten Ende eine sphärisch geformte Geometrie 31, insbesondere einen Radius auf, welche in dem Kontaktpunkt P eine ebene Kontaktfläche 32 des Kompressionskolben 33 berührt.The pressure piston 35 points to the compression piston 33 end facing a spherically shaped geometry 31 , in particular a radius, which in the contact point P a flat contact surface 32 of the compression piston 33 touched.

In einer alternativen Ausführungsform kann auch der Kompressionskolben 33 hierzu an seinem dem Druckkolben 35 zugewandten Ende eine sphärisch geformte Geometrie 31, insbesondere einen Radius, aufweisen, welche in dem Kontaktpunkt P eine ebene Kontaktfläche 32 des Druckkolben 35 berührt.In an alternative embodiment, the compression piston can also 33 for this on his the pressure piston 35 end facing a spherically shaped geometry 31 , in particular a radius, which have a flat contact surface in the contact point P. 32 of the pressure piston 35 touched.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann sowohl der Kompressionskolben 33 hierzu an seinem dem Druckkolben 35 zugewandten Ende als auch der Druckkolben 35 an seinem dem Kompressionskolben 33 zugewandten Ende eine sphärisch geformte Geometrie 31, insbesondere einen Radius, aufweisen.In a further alternative embodiment, both the compression piston 33 for this on his the pressure piston 35 facing end as well as the pressure piston 35 on his the compression piston 33 end facing a spherically shaped geometry 31 , in particular a radius.

2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Bereiches an dem sich Druckkolben 35 und der Kompressionskolben 33 berühren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der Kompressionskolben 33 kann in Richtung der wenigstens einen Druckkammer 5 von der Federkraft einer Feder 8 beaufschlagt sein. In der 2 ist eine Feder 8 gezeigt, deren Federkraft eine Bewegung des Pumpenkolbens 2 in Richtung der mindestens einen Druckkammer 5 unterstützt bzw. bewirkt. Die Feder 8 ist dabei einerseits an einem Gehäuseteil 9 und andererseits unmittelbar oder mittelbar über einen Federteller 10 an dem Kompressionskolben 33 abgestützt. 2 shows an enlarged section of the area on which the pressure piston 35 and the compression piston 33 touch according to a first embodiment. The compression piston 33 can in the direction of at least one pressure chamber 5 the spring force of a spring 8th be charged. In the 2 is a feather 8th shown, the spring force of a movement of the pump piston 2 in the direction of the at least one pressure chamber 5 supports or effects. The feather 8th is on the one hand on a housing part 9 and on the other hand, directly or indirectly via a spring plate 10 on the compression piston 33 supported.

In der 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem der Kompressionskolbens 33 an dem den Druckkolben 35 zugewandten Ende ein Zwischenstück 18 aufweist. Das Zwischenstück 18 kann aus einem wenig wärmeleitfähigen Material, beispielsweise Keramik, hergestellt sein. In einer besonderen Ausführungsform ist das Zwischenstück 18 als Schraube ausgebildet, welche auf das Ende des Druckkolbens 35 oder Kompressionskolbens 33 aufschraubbar ist.In the 3 Another embodiment is shown in which the compression piston 33 where the pressure piston 35 end facing an intermediate piece 18 having. The intermediate piece 18 can be made of a low heat-conductive material, for example ceramic. In a special embodiment, the intermediate piece 18 designed as a screw on the end of the pressure piston 35 or compression piston 33 can be screwed on.

In der 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel mit einer alternativen oder zusätzlichen Anordnung der Feder 8 gezeigt, deren Federkraft eine Bewegung des Pumpenkolbens 2 in Richtung der mindestens einen Druckkammer 5 unterstützt bzw. bewirkt. Hierbei ist die Feder 8 an einem weiteren Gehäuseteil 19 und andererseits unmittelbar oder mittelbar über den Kolbenabschnitt 6 an dem Druckkolben 35 abgestützt.In the 4 is a third embodiment with an alternative or additional arrangement of the spring 8th shown, the spring force of a movement of the pump piston 2 in the direction of the at least one pressure chamber 5 supports or effects. Here is the feather 8th on another housing part 19 and on the other hand directly or indirectly via the piston section 6 on the pressure piston 35 supported.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 2541062 A1 [0003]EP 2541062 A1 [0003]

Claims (10)

Kolbenpumpe (1) zur Förderung eines kryogenen Kraftstoffs auf Hochdruck, wobei die Kolbenpumpe (1) einen hin- und her beweglichen Pumpenkolben (2) aufweist, der an einem Ende einen Kompressionsraum (3) und an einem anderen Ende mindestens einen Druckraum (5,7) begrenzt, der mit einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (2) der Kolbenpumpe (1) mehrteilig ausgeführt ist und mindestens einen Druckkolben (35) und einen Kompressionskolben (33) umfasst, wobei der Druckkolben (35) und der Kompressionskolben (33) relativ zueinander bewegbar sind.Piston pump (1) for delivering a cryogenic fuel at high pressure, the piston pump (1) having a reciprocating pump piston (2) which has a compression chamber (3) at one end and at least one pressure chamber (5, 7), which can be acted upon by a hydraulic pressure medium, characterized in that the pump piston (2) of the piston pump (1) is constructed in several parts and comprises at least one pressure piston (35) and one compression piston (33), the pressure piston (35) and the compression piston (33) can be moved relative to one another. Kolbenpumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Kopplung zur Kraftübertragung über einen Kontaktpunkt (P) zwischen dem Druckkolben (35) und dem Kompressionskolben (33) bewirkt wird.Piston pump (1) after Claim 1 , characterized in that the mechanical coupling for power transmission is effected via a contact point (P) between the pressure piston (35) and the compression piston (33). Kolbenpumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktpunkt (P) mit einer Längsachse (A) des Pumpenkolbens (2) zusammenfällt.Piston pump (1) after Claim 1 , characterized in that the contact point (P) coincides with a longitudinal axis (A) of the pump piston (2). Kolbenpumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Druckkolben (35) zugewandtes Ende des Kompressionskolbens (33) einen Radius aufweist und/ oder dass ein dem Kompressionskolben (33) zugewandtes Ende des Druckkolbens (35) einen Radius aufweist.Piston pump (1) according to one of the preceding claims, characterized in that an end of the compression piston (33) facing the pressure piston (35) has a radius and / or that an end of the pressure piston (35) facing the compression piston (33) has a radius , Kolbenpumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkolben (35) an dem den Kompressionskolbens (33) zugewandten Ende ein Zwischenstück (18) aufweist und/oder dass der Kompressionskolben (33) an dem den Druckkolben (35) zugewandten Ende ein Zwischenstück (18) aufweist.Piston pump (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure piston (35) has an intermediate piece (18) at the end facing the compression piston (33) and / or that the compression piston (33) on the pressure piston (35) end facing an intermediate piece (18). Kolbenpumpe (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (18) aus einem wenig wärmeleitfähigen Material, beispielsweise Keramik, hergestellt ist.Piston pump (1) after Claim 4 , characterized in that the intermediate piece (18) is made of a low heat-conductive material, for example ceramic. Kolbenpumpe (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (18) als Schraube ausgebildet ist, welche auf das Ende des Druckkolbens (35) oder Kompressionskolbens (33) aufschraubbar ist.Piston pump (1) after Claim 4 or 5 , characterized in that the intermediate piece (18) is designed as a screw which can be screwed onto the end of the pressure piston (35) or compression piston (33). Kolbenpumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkolben (35) und/oder der Kompressionskolben (33) in Richtung der wenigstens einen Druckkammer (5) von der Federkraft einer Feder (8) beaufschlagt ist bzw. sind.Piston pump (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure piston (35) and / or the compression piston (33) in the direction of the at least one pressure chamber (5) is or are acted upon by the spring force of a spring (8). Kolbenpumpe (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (8) einerseits an einem Gehäuseteil (9) und andererseits unmittelbar oder mittelbar über einen Federteller (10) an dem Druckkolben (35) oder dem Kompressionskolben (33) abgestützt ist.Piston pump (1) after Claim 8 , characterized in that the spring (8) is supported on the one hand on a housing part (9) and on the other hand directly or indirectly via a spring plate (10) on the pressure piston (35) or the compression piston (33). Kraftstofffördereinrichtung für kryogene Kraftstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass ein kryogener Kraftstoff aus einem Vorratstank (12) durch eine Kolbenpumpe (1) nach einem der vorherigen Ansprüche ansaugbar ist und in einen Hochdruckbereich förderbar ist.Fuel delivery device for cryogenic fuels, characterized in that a cryogenic fuel can be drawn from a storage tank (12) by a piston pump (1) according to one of the preceding claims and can be delivered to a high pressure area.
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