EP2143935B1 - Pumpeneinheit zur Förderung eines Fluids - Google Patents

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EP2143935B1
EP2143935B1 EP08012308A EP08012308A EP2143935B1 EP 2143935 B1 EP2143935 B1 EP 2143935B1 EP 08012308 A EP08012308 A EP 08012308A EP 08012308 A EP08012308 A EP 08012308A EP 2143935 B1 EP2143935 B1 EP 2143935B1
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EP
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pump
spring element
pump unit
pump housing
recess
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EP2143935A1 (de
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Thomas Schmidbauer
Ngoc-Tam Vu
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Continental Automotive GmbH
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Continental Automotive GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a pump unit for conveying a fluid.
  • a pump unit for conveying a fluid.
  • such a pump unit is used for conveying a fluid for a storage injection system in motor vehicles.
  • a pump unit can be used as a combination of a feed pump with a high-pressure pump.
  • Pre-feed pumps should be able to provide the necessary volume flow and a suitable pressure increase even at very low speeds.
  • the pump unit, in particular the prefeed pump is subject to strong stresses in memory injection systems for motor vehicles. In particular, high demands are placed on the material of the prefeed pump and the high pressure pump as well as their construction. At the same time large forces must be absorbed by such pump units.
  • Such a pump unit is off WO 2004/003385 A known.
  • a radial piston pump is off GB 1 524 656 A known.
  • the object of the invention is to provide a pump unit which enables reliable and precise operation with the least possible wear.
  • the invention is characterized by a pump unit for conveying a fluid, with a pump housing having a pump housing recess, a drive shaft arranged in the pump housing recess and having a longitudinal axis, by means of which the pump unit is drivable, a pump cover, by means of which the Pumpengephaseuseaus principleung is fluid-tight, wherein on the pump cover axially adjacent a radially encircling spring element is arranged, which is designed such that the pump cover is pressed by means of the spring member in the axial direction of the pump housing.
  • the spring element is designed as a plate spring.
  • a small space and a long life of the spring are possible.
  • the radial position can be easily selected.
  • the spring element is formed from a plurality of disc springs. This allows a small space and a long life of the spring can be achieved.
  • the position for introducing the axial force on the pump cover may be formed in a simple manner near the edge of the pump cover.
  • the spring element is designed as a helical spring. This makes it possible to use a cost-effective spring type for the spring element.
  • a securing ring is arranged in the PumpengekoruseausEnglishung, by means of which the spring element is fixed in the axial direction. This has the advantage that for fixing the spring element in the axial direction forces can act on the spring element, which are distributed uniformly in the circumferential direction.
  • the pump housing has a groove facing the pump housing recess, and the locking ring is arranged in the groove.
  • the retaining ring can be securely fixed in the axial direction.
  • the retaining ring is designed as a snap ring.
  • the retaining ring can be easily assembled and disassembled.
  • the pump unit has a high-pressure pump and a prefeed pump for the high-pressure pump
  • the prefeed pump has the pump cover and the spring element. Since, in particular in the case of pump units with high-pressure pumps, large forces can occur, in particular in the axial direction, pressing the pump cover of the prefeed pump in this case by means of a radially encircling spring element is particularly advantageous with regard to the tightness of the components of the pump unit.
  • the prefeed pump has a stator arranged in the pump housing recess between the pump housing and the pump cover with a stator recess, and a rotor arranged in the stator recess, which is in operative connection with the drive shaft, the stator being connected between the housing by means of the spring element Pump housing and the pump cover rotatably is locked.
  • the stator can serve as a spacer ring for receiving the axial forces between the pump housing and the pump cover.
  • the spring element with a well-defined axial force, the geometric dimensions of the recess for the rotor can be precisely determined. This good running properties of the rotor with a good tightness of the feed pump are possible.
  • the pump housing is designed as a pot housing through which the PumpengekoruseausEnglishung has a cylindrical recess portion.
  • the cylindrical recess portion of the stator In the cylindrical recess portion of the stator, the rotor, the pump cover and at least partially the spring element are arranged.
  • the cylindrical parts, for example, stator, rotor and pump cover can be stably arranged in the cylindrical recessed portion of the pump housing recess and fixed in the cylindrical recessed portion of the pump housing recess by means of the spring element.
  • the cylindrical recessed portion is circular cylindrical. This is particularly advantageous because the example circular parts stator, rotor, pump cover and spring element in the circular cylindrical recess portion of the pump housing by means of the spring element can be securely and easily fixed.
  • the prefeed pump is a rotary vane pump or a gerotor pump.
  • FIG. 1 shows a pump unit 10 for conveying a fluid with a high-pressure pump 11 and a prefeed pump 12.
  • the prefeed pump 12 is formed in the embodiment described here as gerotor pump or gerotor pump. However, it may also be a rotary vane pump, in particular a vane pump, in other preferred embodiments.
  • the pump unit 10 has a pump housing 14, which has a high pressure pump housing 30 of the high pressure pump 11.
  • Pump housing 14 is a PumpengekoruseausPlusung 16.
  • the Pumpengephaseuseaus aloneung 16 is completed fluid-tight.
  • the PumpengephaseuseausANSung 16 has a circular cylindrical recess portion 17th
  • stator 18 is arranged in such a way that it rests tightly against the walls of the Pumpengephaseuseausnaturalung 16.
  • the stator 18 has a stator recess 20, in which an inner rotor 22 and an annular outer rotor 23, which together form a rotor, is arranged.
  • the inner rotor 22 and the outer annular rotor 23 are rotatably driven by a drive shaft 24 of an engine (not shown) disposed in the pump housing recess 16.
  • the inner rotor 22 is arranged on a longitudinal axis L coaxial with the drive shaft 24 and coupled by means of a serration 21 for common rotation with the drive shaft 24.
  • any other couplings between the inner rotor 22 and the drive shaft 24 may be used, as long as they allow an operative connection between the inner rotor 22 and the drive shaft 24.
  • the annular outer rotor 23 has teeth 25 which are in meshing engagement with further teeth 25 disposed on the inner rotor 22.
  • the number of teeth of the annular outer rotor 23 is one greater than the number of teeth of the inner rotor 22.
  • the annular outer rotor 23 is rotatably mounted in the StatorausEnglishung 20 on a rotation axis A, wherein the axis of rotation A of the annular outer rotor 23 parallel to the longitudinal axis L. the inner rotor 22 is offset.
  • the pump chambers 26 of the feed pump 12 may be hydraulically coupled to either a fluid supply line 27 or a fluid drain line 28 formed in the pump housing 14.
  • one or more piston pumps are arranged, which are constructed identically.
  • the drive shaft 24 is in operative connection with an eccentric ring 38 and is rotatably mounted in the high-pressure pump housing 30.
  • a camshaft can be used as the drive shaft 24.
  • the piston pump consists essentially of a piston 40, a compression spring 42 and a cylinder chamber 32, which are arranged coaxially to each other.
  • the piston 40 is mounted axially movable in the high-pressure pump housing 30 and is in operative connection with the eccentric ring 38.
  • the piston 40 is held in constant contact with the eccentric ring 38 by means of the compression spring 42, which is preferably supported on the high-pressure pump housing 30 and on the piston 40.
  • cylinder chamber 32 In order to be able to fill the cylinder chamber 32 with fluid, it has a cylinder chamber inlet line 33, in which a cylinder chamber inlet valve 34 is preferably arranged.
  • the cylinder space inlet valve 34 facilitates the filling of the Cylinder space 32 and prevents the backflow of the fluid from the cylinder chamber inlet line 33 during filling.
  • the cylinder chamber 32 further has a cylinder chamber drain line 35 and a cylinder chamber outlet valve 36 arranged on it. Fluid can be expelled from the cylinder space 32 via the cylinder space outlet valve 36 and the cylinder space drain line 35.
  • a spring element 44 is disposed adjacent to the pump cover 15.
  • a plurality of spring elements 44 may be arranged axially to each other, as in FIG. 2 you can see.
  • the spring element 44 is formed as a plate spring.
  • a plate spring has a small space and even under dynamic load of the spring element 44 a long life.
  • the radial position for initiating the axial force on the pump cover 15 can be selected depending on the design of the plate spring.
  • the spring element 44 is designed as a helical spring.
  • the spring element 44 may also be formed of a plurality of disc springs, as in the embodiment of Figures 1 and 2 is shown. In this way, the axial force can be introduced to the pump cover 15 in a simple manner near the edge of the pump cover 15.
  • the axial force 15 is introduced to the pump cover 15 at the outermost radial edge of the pump cover 15 at a contact point between the pump cover 15 and the spring element 44.
  • the stator 18 between the pump housing 14 and the pump cover 15 rotatably locked and serve as a spacer ring for receiving the axial forces between the pump housing 14 and the pump cover 15.
  • the spring element 44 the geometric dimensions of the StatorausEnglishung 20 can be precisely determined with a well-defined axial force.
  • the rotor formed from the inner rotor 22 and the annular outer rotor 23, which is formed slightly shorter than the stator 18 in the axial direction, well in the Statorausappelung 20 run.
  • the spring element 44 can be achieved by the precise definition of the geometrical dimensions of the StatorausNFung 20 that the rotor formed from the inner rotor 22 and the annular outer rotor 23 abuts very well on the walls of the Statorausappelung 20 and the walls of the Pumpengephaseuseaus principleung 16. With a fluid delivery through the prefeed pump 12, a high fluid tightness between the pump chambers 26 and thus also between the fluid supply line 27 and the fluid drain line 28 can be achieved.
  • the pump housing 14 has a groove 45 in which a securing ring 46 is arranged.
  • the spring element 44 can be fixed in the axial direction.
  • the locking ring 46 can serve to act on the spring element 44 in the circumferential direction uniformly distributed forces.
  • the retaining ring 46 is formed as a snap ring.
  • the locking ring 46 can be easily assembled and disassembled.
  • FIGS. 3 and 4 show a further embodiment of the spring element 44.
  • the spring element 44 is plate-shaped and has a collar 50, in the screw holes 58th are arranged.
  • the spring element 44 furthermore has a central section 54 and a transition section 56 arranged between the central section 54 and the collar 50.
  • a plurality of radially extending, slot-shaped recesses 52 are arranged, which allow a yielding of the central portion 54 in the axial direction.
  • the plate-shaped spring element 44 is coupled by means of screws 48 with the pump housing 14 and the pump cover 15.
  • screws 48 By tightening the screws 48, the plate-shaped spring element 44 is pressed in the axial direction of the pump cover 15, the forces acting on the pump cover 15, in particular in the transition section 56 of the spring element 44.
  • a force acting in the axial direction, over the circumference of the pump cover 15 evenly distributed contact pressure on the pump housing 14 is possible.
  • the deformations on the pump housing 14 and / or the pump cover 15 can be kept so small.
  • the fluid passes through the cylinder chamber inlet line 33 and the cylinder chamber inlet valve 34 into the cylinder chamber 32 of the high pressure pump 11.
  • the cylinder chamber 32 is filled with fluid.
  • the piston 40 compresses the fluid located in the cylinder space 32, which can subsequently be ejected via the cylinder space outlet valve 36 and the cylinder space drain line 35 to the compression stroke.
  • the high-pressure pump 11 is a high-pressure fuel pump of an injection system of an internal combustion engine, the fluid subjected to high pressure can reach a high-pressure fuel reservoir, the common rail.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Pumpeneinheit zur Förderung eines Fluids. Vorzugsweise wird eine derartige Pumpeneinheit zur Förderung eines Fluids für ein Speichereinspritzsystem bei Kraftfahrzeugen verwendet.
  • In Speichereinspritzsystemen für Kraftfahrzeuge, beispielsweise in Common-Rail-Systemen, kann eine Pumpeneinheit als Kombination einer Vorförderpumpe mit einer Hochdruckpumpe eingesetzt werden. Vorförderpumpen sollen den notwendigen Volumenstrom und eine geeignete Druckerhöhung auch bei sehr kleinen Drehzahlen bereitstellen können. Die Pumpeneinheit, insbesondere die Vorförderpumpe, unterliegt in Speichereinspritzsystemen für Kraftfahrzeuge starken Beanspruchungen. Insbesondere werden hohe Anforderungen an das Material der Vorförderpumpe und der Hochdruckpumpe als auch an deren Konstruktion gestellt. Gleichzeitig müssen von derartigen Pumpeneinheiten große Kräfte aufgenommen werden können.
  • Eine solche Pumpeneinheit ist aus WO 2004/003385 A bekannt. Eine radiale Kolbenpumpe ist aus GB 1 524 656 A bekannt.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pumpeneinheit zu schaffen, die einen zuverlässigen und präzisen Betrieb bei möglichst geringem Verschleiß ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung zeichnet sich aus durch eine Pumpeneinheit zur Förderung eines Fluids, mit einem Pumpengehäuse mit einer Pumpengehäuseausnehmung, einer in der Pumpengehäuseausnehmung angeordneten Antriebswelle mit einer Längsachse, mittels der die Pumpeneinheit antreibbar ist, einem Pumpendeckel, mittels dem die Pumpengehäuseausnehmung fluiddicht abgeschlossen ist, wobei an dem Pumpendeckel axial anliegend ein radial umlaufendes Federelement angeordnet ist, das derart ausgebildet ist, dass der Pumpendeckel mittels des Federelements in axialer Richtung an das Pumpengehäuse angepresst wird.
  • Dies hat den Vorteil, dass der Pumpendeckel mit einer über eine Linie gleichmäßig verteilten Kraft in axialer Richtung gegen das Pumpengehäuse gepresst werden kann, wodurch die für die Dichtung aufzubringende axiale Kraft klein bleiben kann. Verformungen an dem Pumpengehäuse und/oder dem Pumpendeckel können damit vermieden werden. Des Weiteren kann die Herstellbarkeit der zu verspannenden Teile vereinfacht werden. Somit können auch die Kosten niedrig gehalten werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Federelement als Tellerfeder ausgebildet. Damit sind ein kleiner Bauraum und eine hohe Lebensdauer der Feder möglich. Des Weiteren kann zur Einleitung der axialen Kraft auf den Pumpendeckel die radiale Position in einfacher Weise gewählt werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Federelement aus mehreren Tellerfedern ausgebildet. Damit kann ein kleiner Bauraum und eine hohe Lebensdauer der Feder erreicht werden. Die Position zur Einleitung der axialen Kraft auf den Pumpendeckel kann in einfacher Weise nahe dem Rand des Pumpendeckels ausgebildet sein.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Federelement als Schraubenfeder ausgebildet. Damit ist ein Einsatz eines kostengünstigen Federtyps für das Federelement möglich. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in der Pumpengehäuseausnehmung ein Sicherungsring angeordnet, mittels dessen das Federelement in axialer Richtung fixiert ist. Dies hat den Vorteil, dass zur Fixierung des Federelements in axialer Richtung Kräfte auf das Federelement wirken können, die in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sind.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Pumpengehäuse eine der Pumpengehäuseausnehmung zugewandte Nut auf, und der Sicherungsring ist in der Nut angeordnet. Der Sicherungsring kann so sicher in axialer Richtung fixiert sein.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Sicherungsring als Sprengring ausgebildet. Damit kann der Sicherungsring einfach montiert und demontiert werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Pumpeneinheit eine Hochdruckpumpe und eine Vorförderpumpe für die Hochdruckpumpe auf, und die Vorförderpumpe weist den Pumpendeckel und das Federelement auf. Da insbesondere bei Pumpeneinheiten mit Hochdruckpumpen große Kräfte insbesondere in axialer Richtung auftreten können, ist in diesem Fall ein Andrücken des Pumpendeckels der Vorförderpumpe mittels eines radial umlaufenden Federelements besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Dichtheit der Komponenten der Pumpeneinheit.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorförderpumpe auf einen in der Pumpengehäuseausnehmung axial zwischen dem Pumpengehäuse und dem Pumpendeckel angeordneten Stator mit einer Statorausnehmung, und einen in der Statorausnehmung angeordneten Rotor, der mit der Antriebswelle in Wirkverbindung steht, wobei der Stator mittels des Federelements zwischen dem Pumpengehäuse und dem Pumpendeckel drehfest arretiert ist. Dies hat den Vorteil, dass der Stator als Distanzring zur Aufnahme der axialen Kräfte zwischen dem Pumpengehäuse und dem Pumpendeckel dienen kann. Durch das Federelement mit einer gut definierten axialen Kraft können die geometrischen Maße der Ausnehmung für den Rotor genau festgelegt werden. Damit sind gute Laufeigenschaften des Rotors bei einer guten Dichtheit der Vorförderpumpe möglich.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Pumpengehäuse als Topfgehäuse ausgebildet, durch das die Pumpengehäuseausnehmung einen zylinderförmigen Ausnehmungsabschnitt hat. In dem zylinderförmigen Ausnehmungsabschnitt sind der Stator, der Rotor, der Pumpendeckel und mindestens teilweise das Federelement angeordnet. Dies ist besonders vorteilhaft, da so die beispielsweise zylinderförmigen Teile Stator, Rotor und Pumpendeckel stabil in dem zylinderförmigen Ausnehmungsabschnitt der Pumpengehäuseausnehmung angeordnet und mittels des Federelements in dem zylinderförmigen Ausnehmungsabschnitt der Pumpengehäuseausnehmung fixiert werden können.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der zylinderförmige Ausnehmungsabschnitt kreiszylinderförmig. Dies ist besonders vorteilhaft, da die beispielsweise kreisförmigen Teile Stator, Rotor, Pumpendeckel und Federelement in dem kreiszylinderförmigen Ausnehmungsabschnitt des Pumpengehäuses mittels des Federelements sicher und einfach fixiert werden können.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Vorförderpumpe eine Drehschieberpumpe oder eine Zahnringpumpe. Damit ist eine Anwendung der Abdichtung mittels des Federelements auf bewährte Typen von Vorförderpumpen möglich. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur
    1 eine Pumpeneinheit in einer ersten Ausführungsform in einem Längsschnitt,
    Figur 2
    die Pumpeneinheit in einem Ausschnitt II der Figur 1 in einem Längsschnitt,
    Figur 3
    eine weitere Ausführungsform der Pumpeneinheit in ei- nem Längsschnitt,
    Figur 4
    ein Federelement der Pumpeneinheit in einer perspek- tivische Ansicht, und
    Figur 5
    eine Schnittansicht der Pumpeneinheit entlang der Li- nie V-V' der Figur 3.
  • Elemente gleicher Konstruktion oder gleicher Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Figur 1 zeigt eine Pumpeneinheit 10 zur Förderung eines Fluids mit einer Hochdruckpumpe 11 und einer Vorförderpumpe 12. Die Vorförderpumpe 12 ist in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel als Gerotorpumpe oder Zahnringpumpe ausgebildet. Sie kann jedoch in anderen bevorzugten Ausführungsformen auch eine Drehschieberpumpe, insbesondere eine Flügelzellenpumpe, sein.
  • Die Pumpeneinheit 10 hat ein Pumpengehäuse 14, das ein Hochdruckpumpengehäuse 30 der Hochdruckpumpe 11 aufweist. In dem Pumpengehäuse 14 befindet sich eine Pumpengehäuseausnehmung 16. Mittels eines Pumpendeckels 15 ist die Pumpengehäuseausnehmung 16 fluiddicht abgeschlossen. Die Pumpengehäuseausnehmung 16 hat einen kreiszylindrischen Ausnehmungsabschnitt 17.
  • In dem der Vorförderpumpe 12 zugeordneten kreiszylindrischen Ausnehmungsabschnitt 17 der Pumpengehäuseausnehmung 16 ist ein Stator 18 angeordnet und zwar derart, dass er dicht an Wänden der Pumpengehäuseausnehmung 16 anliegt.
  • Der Stator 18 hat eine Statorausnehmung 20, in der ein Innenläufer 22 und ein ringförmiger Außenläufer 23, die zusammen einen Rotor bilden, angeordnet ist. Der Innenläufer 22 und der ringförmige Außenläufer 23 werden von einer in der Pumpengehäuseausnehmung 16 angeordneten Antriebswelle 24 eines (nicht dargestellten) Motors drehbar angetrieben. Der Innenläufer 22 ist auf einer Längsachse L koaxial zu der Antriebswelle 24 angeordnet und mittels einer Kerbverzahnung 21 zur gemeinsamen Drehung mit der Antriebswelle 24 gekoppelt. Es können jedoch auch beliebige andere Kopplungen zwischen dem Innenläufer 22 und der Antriebswelle 24 zum Einsatz kommen, so lange sie eine Wirkverbindung zwischen dem Innenläufer 22 und der Antriebswelle 24 ermöglichen.
  • Der ringförmige Außenläufer 23 weist Zähne 25 auf, die mit auf dem Innenläufer 22 angeordneten weiteren Zähnen 25 in kämmendem Eingriff sind. Die Anzahl der Zähne des ringförmigen Außenläufers 23 ist um eins größer als die Anzahl der Zähne des Innenläufers 22. Der ringförmige Außenläufer 23 ist in der Statorausnehmung 20 auf einer Drehachse A drehbar gelagert, wobei die Drehachse A des ringförmigen Außenläufers 23 parallel zu der Längsachse L des Innenläufers 22 versetzt ist.
  • Da der Innenläufer 22 exzentrisch zu dem ringförmigen Außenläufer 23 angeordnet ist, sind in bekannter Weise durch die Zähne 25 voneinander getrennte Pumpenkammern 26 der Vorförderpumpe 12 ausgebildet, die abhängig von ihrer Position größer oder kleiner ausgebildet sind und deren Funktion weiter unten erläutert wird. Die Pumpenkammern 26 der Vorförderpumpe 12 können entweder mit einer Fluidzulaufleitung 27 oder einer Fluidablaufleitung 28, die in dem Pumpengehäuse 14 ausgebildet sind, hydraulisch gekoppelt sein.
  • In dem Hochdruckpumpengehäuse 30 der Hochdruckpumpe 11 sind eine oder mehrere Kolbenpumpen angeordnet, die identisch aufgebaut sind.
  • Die Antriebswelle 24 steht mit einem Exzenterring 38 in Wirkverbindung und ist drehbar im Hochdruckpumpengehäuse 30 gelagert. Anstelle des Exzenterrings 38 kann eine Nockenwelle als Antriebswelle 24 verwendet werden.
  • Die Kolbenpumpe besteht im Wesentlichen aus einem Kolben 40, einer Druckfeder 42 und einem Zylinderraum 32, die zueinander koaxial angeordnet sind.
  • Der Kolben 40 ist axial bewegbar in dem Hochdruckpumpengehäuse 30 gelagert und steht mit dem Exzenterring 38 in Wirkverbindung. Der Kolben 40 wird mittels der Druckfeder 42, die sich vorzugsweise am Hochdruckpumpengehäuse 30 und am Kolben 40 abstützt, in ständiger Anlage an den Exzenterring 38 gehalten.
  • Um den Zylinderraum 32 mit Fluid befüllen zu können, weist dieser eine Zylinderraumzulaufleitung 33 auf, in der vorzugsweise ein Zylinderraumeinlassventil 34 angeordnet ist. Das Zylinderraumeinlassventil 34 erleichtert die Befüllung des Zylinderraumes 32 und verhindert beim Befüllen das Zurückströmen des Fluids aus der Zylinderraumzulaufleitung 33. Der Zylinderraum 32 weist weiter eine Zylinderraumablaufleitung 35 und ein an dieser angeordnetes Zylinderraumauslassventil 36 auf. Über das Zylinderraumauslassventil 36 und die Zylinderraumablaufleitung 35 kann Fluid aus dem Zylinderraum 32 ausgestoßen werden.
  • Wie in den Figuren 2 und 3 zu sehen ist, ist anliegend an den Pumpendeckel 15 ein Federelement 44 angeordnet. Neben einem einzelnen Federelement 44, wie in Figur 3 gezeigt, können auch mehrere Federelemente 44 axial zueinander angeordnet sein, wie dies in Figur 2 zu sehen ist.
  • Bevorzugt ist das Federelement 44 als Tellerfeder ausgebildet. Eine Tellerfeder hat einen kleinen Bauraum und auch bei dynamischer Belastung des Federelements 44 eine große Lebensdauer. Des Weiteren kann die radiale Position zur Einleitung der axialen Kraft auf den Pumpendeckel 15 abhängig von der Ausbildung der Tellerfeder gewählt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist das Federelement 44 als Schraubenfeder ausgebildet.
  • Das Federelement 44 kann auch aus mehreren Tellerfedern ausgebildet sein, wie dies in der Ausführungsform der Figuren 1 und 2 dargestellt ist. Auf diese Weise kann die axiale Kraft auf den Pumpendeckel 15 in einfacher Weise nahe dem Rand des Pumpendeckels 15 eingeleitet werden. In der hier gezeigten Ausführungsform der Pumpeneinheit 10 wird die axiale Kraft 15 auf den Pumpendeckel 15 am äußersten radialen Rand des Pumpendeckels 15 an einer Kontaktstelle zwischen dem Pumpendeckel 15 und dem Federelement 44 eingeleitet. Damit kann der Stator 18 zwischen dem Pumpengehäuse 14 und dem Pumpendeckel 15 drehfest arretiert werden und als Distanzring zur Aufnahme der axialen Kräfte zwischen dem Pumpengehäuse 14 und dem Pumpendeckel 15 dienen. Mittels des Federelements 44 können so mit einer genau definierten axialen Kraft die geometrischen Maße der Statorausnehmung 20 genau festgelegt werden. Damit kann der aus dem Innenläufer 22 und dem ringförmigen Außenläufer 23 gebildete Rotor, der in axialer Richtung geringfügig kürzer als der Stator 18 ausgebildet ist, gut in der Statorausnehmung 20 laufen.
  • Mittels des Federelements 44 kann durch die genaue Festlegung der geometrischen Maße der Statorausnehmung 20 erreicht werden, dass der aus dem Innenläufer 22 und dem ringförmigen Außenläufer 23 gebildete Rotor sehr gut an den Wänden der Statorausnehmung 20 und den Wänden der Pumpengehäuseausnehmung 16 anliegt. Bei einer Fluidförderung durch die Vorförderpumpe 12 kann so eine hohe Fluiddichtheit zwischen den Pumpenkammern 26 und damit auch zwischen der Fluidzulaufleitung 27 und der Fluidablaufleitung 28 erreicht werden.
  • Das Pumpengehäuse 14 weist eine Nut 45 auf, in der ein Sicherungsring 46 angeordnet ist. Mittels des Sicherungsrings 46 kann das Federelement 44 in axialer Richtung fixiert werden. Damit kann der Sicherungsring 46 dazu dienen, dass auf das Federelement 44 in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Kräfte wirken.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Sicherungsring 46 als Sprengring ausgebildet. Der Sicherungsring 46 kann so einfach montiert und demontiert werden.
  • Die Figuren 3 und 4 zeigen eine weitere Ausführungsform des Federelements 44. Das Federelement 44 ist tellerförmig ausgebildet und weist einen Bund 50 auf, in dem Schraubenlöcher 58 angeordnet sind. Das Federelement 44 hat weiter einen Zentralabschnitt 54 und einen zwischen dem Zentralabschnitt 54 und den Bund 50 angeordneten Übergangsabschnitt 56 auf. In dem Federelement 44 sind mehrere sich radial erstreckende, schlitzförmige Ausnehmungen 52 angeordnet, die ein Nachgeben des Zentralabschnitts 54 in axialer Richtung erlauben.
  • Wie in Figur 3 zu sehen ist, wird das tellerförmige Federelement 44 mittels Schrauben 48 mit dem Pumpengehäuse 14 und dem Pumpendeckel 15 gekoppelt. Durch das Anziehen der Schrauben 48 wird das tellerförmige Federelement 44 in axialer Richtung an den Pumpendeckel 15 angepresst, wobei die Kräfte insbesondere im Übergangsabschnitt 56 des Federelements 44 auf den Pumpendeckel 15 wirken. Hierbei ist eine in axialer Richtung wirkende, über den Umfang des Pumpendeckels 15 gleichmäßig verteilte Anpresskraft auf das Pumpengehäuse 14 möglich. Die Verformungen an dem Pumpengehäuse 14 und/oder dem Pumpendeckel 15 können so klein gehalten werden.
  • Im Folgenden soll die Funktionsweise der Pumpeneinheit 10 detailliert beschrieben werden:
    • Eine Drehbewegung der Antriebswelle 24 der Vorförderpumpe 12 wird auf den Innenläufer 22 übertragen, da die Antriebswelle 24 in Wirkverbindung mit dem Innenläufer 22 steht. Damit kommt es aufgrund des Eingriffs der Zähne 25 des Innenläufers 2 mit den Zähnen 25 des ringförmigen Außenläufers 23 zu einer gleichgerichteten Drehung des ringförmigen Außenläufers 23 im Drehsinn D. Zwischen jeweils zwei benachbarten Zähnen 25 des Innenläufers 22 und zwei benachbarten Zähnen 25 des ringförmigen Außenläufers 23 entstehen sich im Drehsinn D mitdrehende und sich vergrößernde Pumpenkammern 26, die dann wieder kleiner werden und schließlich verschwinden. Während die Pumpenkammern 26 größer werden, saugen sie über die Fluidzulaufleitung 27 Fluid an. Während der Verkleinerung der Pumpenkammern 26 wird das Fluid in die Fluidablaufleitung 28 gedrückt. Auf diese Weise ist durch eine Drehung der Antriebswelle 24 im Drehsinn D eine Fluidförderung von der Fluidzulaufleitung 27 zu der Fluidablaufleitung 28 ermöglicht.
  • Weiter gelangt das Fluid über die Zylinderraumzulaufleitung 33 und das Zylinderraumeinlassventil 34 in den Zylinderraum 32 der Hochdruckpumpe 11. Durch die Drehbewegung der Antriebswelle 24 und die lineare Bewegung des Kolbens 40 wird der Zylinderraum 32 mit Fluid befüllt. Durch die weitere Drehbewegung der Antriebswelle 24 verdichtet der Kolben 40 das in dem Zylinderraum 32 befindliche Fluid, das anschließend an den Kompressionshub über das Zylinderraumauslassventil 36 und die Zylinderraumablaufleitung 35 ausgestoßen werden kann. Handelt es sich bei der Hochdruckpumpe 11 um eine Kraftstoffhochdruckpumpe einer Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine, so kann das mit hohem Druck beaufschlagte Fluid zu einem Hochdruckkraftstoffspeicher, dem Common-Rail, gelangen.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Pumpeneinheit
    11
    Hochdruckpumpe
    12
    Vorförderpumpe
    14
    Pumpengehäuse
    15
    Pumpendeckel
    16
    Pumpengehäuseausnehmung
    17
    zylinderförmiger Ausnehmungsabschnitt
    18
    Stator
    20
    Statorausnehmung
    21
    Kerbverzahnung
    22
    Innenläufer
    23
    Außenläufer
    24
    Antriebswelle
    25
    Zähne der Vorförderpumpe
    26
    Pumpenkammer der Vorförderpumpe
    27
    Fluidzulaufleitung
    28
    Fluidablaufleitung
    30
    Hochdruckpumpengehäuse
    32
    Zylinderraum
    33
    Zylinderraumzulaufleitung
    34
    Zylinderraumeinlassventil
    35
    Zylinderraumablaufleitung
    36
    Zylinderraumauslassventil
    38
    Exzenterring
    40
    Kolben
    42
    Druckfeder
    44
    Federelement
    45
    Nut in Pumpengehäuse
    46
    Sicherungsring
    48
    Schraube
    50
    Bund des Federelements
    52
    Ausnehmungen des Federelements
    54
    Zentralabschnitt des Federelements
    56
    Übergangsabschnitt des Federelements
    58
    Schraubenlöcher des Federelements
    L
    Längsachse
    A
    Drehachse

Claims (12)

  1. Pumpeneinheit (10) zur Förderung eines Fluids, mit
    - einem Pumpengehäuse (14) mit einer Pumpengehäuseausnehmung (16),
    - einer in der Pumpengehäuseausnehmung (16) angeordneten Antriebswelle (24) mit einer Längsachse (L), mittels der die Pumpeneinheit (10) antreibbar ist,
    - einem Pumpendeckel (15), mittels dem die Pumpengehäuseausnehmung (16) fluiddicht abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet dass an dem Pumpendeckel (15) axial anliegend ein radial umlaufendes Federelement (44) angeordnet ist, das derart ausgebildet ist, dass der Pumpendeckel (15) mittels des Federelements (44) in axialer Richtung an das Pumpengehäuse (14) angepresst wird.
  2. Pumpeneinheit (10) nach Anspruch 1, wobei das Federelement (44) als Tellerfeder ausgebildet ist.
  3. Pumpeneinheit (10) nach Anspruch 1, wobei das Federelement (44) aus mehreren Tellerfedern ausgebildet ist.
  4. Pumpeneinheit (10) nach Anspruch 1, wobei das Federelement (44) als Schraubenfeder ausgebildet ist.
  5. Pumpeneinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Pumpengehäuseausnehmung (16) ein Sicherungsring (46) angeordnet ist, mittels dessen das Federelement (44) in axialer Richtung fixiert ist.
  6. Pumpeneinheit (10) nach Anspruch 5,
    wobei das Pumpengehäuse (14) eine der Pumpengehäuseausnehmung (16) zugewandte Nut (45) aufweist, und der Sicherungsring (46) in der Nut (45) angeordnet ist.
  7. Pumpeneinheit (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 6, wobei der Sicherungsring (46) als Sprengring ausgebildet ist.
  8. Pumpeneinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pumpeneinheit (10) eine Hochdruckpumpe (11) und eine Vorförderpumpe (12) für die Hochdruckpumpe (11) aufweist, und die Vorförderpumpe (12) den Pumpendeckel (15) und das Federelement (44) aufweist.
  9. Pumpeneinheit (10) nach Anspruch 8, wobei die Vorförderpumpe aufweist
    - einen in der Pumpengehäuseausnehmung (16) axial zwischen dem Pumpengehäuse (14) und dem Pumpendeckel (15) angeordneten Stator (18) mit einer Statorausnehmung (20), und
    - einen in der Statorausnehmung (20) angeordneten Rotor (22, 23), der mit der Antriebswelle (24) in Wirkverbindung steht, wobei der Stator (18) mittels des Federelements (44) zwischen dem Pumpengehäuse (14) und dem Pumpendeckel (15) drehfest arretiert ist.
  10. Pumpeneinheit (10) nach Anspruch 9, wobei das Pumpengehäuse (14) als Topfgehäuse ausgebildet ist, durch das die Pumpengehäuseausnehmung (16) einen zylinderförmigen Ausnehmungsabschnitt (17) hat, und wobei in dem zylinderförmigen Ausnehmungsabschnitt (17) der Stator (18), der Rotor (22, 23), der Pumpendeckel (15) und mindestens teilweise das Federelement (44) angeordnet sind.
  11. Pumpeneinheit (10) nach Anspruch 10, wobei der zylinderförmigen Ausnehmungsabschnitt (17) kreiszylinderförmig ist.
  12. Pumpeneinheit (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Vorförderpumpe (12) eine Drehschieberpumpe oder eine Zahnringpumpe ist.
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