EP2756183A1 - Pumpenanordnung für ein hochdruckeinspritzsystem - Google Patents

Pumpenanordnung für ein hochdruckeinspritzsystem

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Publication number
EP2756183A1
EP2756183A1 EP12737543.4A EP12737543A EP2756183A1 EP 2756183 A1 EP2756183 A1 EP 2756183A1 EP 12737543 A EP12737543 A EP 12737543A EP 2756183 A1 EP2756183 A1 EP 2756183A1
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EP
European Patent Office
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pump
pressure
pressure pump
electric
recess
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12737543.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Fuchs
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2756183A1 publication Critical patent/EP2756183A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02M37/0052—Details on the fuel return circuit; Arrangement of pressure regulators
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    • F02M39/005—Arrangements of fuel feed-pumps with respect to fuel injection apparatus
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C11/00—Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations
    • F04C11/005—Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations of dissimilar working principle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01C21/007—General arrangements of parts; Frames and supporting elements
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    • F01C21/10—Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/102—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member the two members rotating simultaneously around their respective axes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/30—Casings or housings

Definitions

  • the present invention relates to a pump assembly according to the
  • High-pressure pump are used in particular in high-pressure injection systems in order to promote fuel for a motor vehicle with an internal combustion engine.
  • Fuel injection system with a high-pressure fuel pump and an upstream electric fuel delivery pump, the fuel from a fuel tank to a low-pressure input of the
  • High-pressure fuel pump promotes, the electric fuel feed pump is regulated with respect to their flow and it is either located directly on the high-pressure fuel pump or integrated into the high-pressure fuel pump.
  • Inventive pump assembly for a high pressure injection system in particular for a motor vehicle, comprising an electric feed pump with an electric motor and a pump and a high pressure pump, wherein the electric feed pump is disposed directly on the high pressure pump or integrated into the high pressure pump, wherein the high pressure pump
  • the electric prefeed pump at least partially, in particular completely, is arranged.
  • Pre-feed pump can thus be particularly space-saving and compact in
  • High-pressure pump to be integrated.
  • the recess is formed on a housing of the high-pressure pump.
  • the housing of the high-pressure pump limits the high-pressure pump, so that the prefeed pump is easily accessible from the outside.
  • the recess with a lid in particular fluid-tight, closed.
  • the lid is detachable, z. B. with a screw, attached to the high-pressure pump.
  • the cover can thus remove, in particular unscrewed, and then the prefeed pump is accessible from the outside and can, for. B. replaced or repaired.
  • Pre-feed pump formed on the lid and / or a discharge channel is formed for the electric pre-feed pump to the high-pressure pump, in particular the housing of the high-pressure pump.
  • the subsidized by the feed pump fuel can thus be easily introduced from the outside into the lid and also can be easily fed from the outflow of the high-pressure pump through the outflow on the high-pressure pump of the fuel.
  • the inflow channel formed on two opposite sides of the recess.
  • the inflow channel can thus be arranged, for example, on the outside of the recess, in particular the cover, so that the fuel is easy to Inflow channel can be supplied and the outflow channel is the
  • High pressure pump facing formed on the recess so that the fuel can be easily fed from the outflow of the high-pressure pump.
  • the pump is an internal gear pump and / or the
  • Recess is formed substantially cylindrical and / or the
  • Recess is formed in a section, in particular in a section perpendicular to a rotational axis of an impeller of the electric feed pump, circular.
  • a bearing pin for an internal gear of the internal gear pump is formed on the high pressure pump, in particular the housing of the internal gear is mounted and / or on the high pressure pump, in particular the housing of the high pressure pump, is a centering ring for a stator of the electric Pre-feed pump formed on which the stator is centered and / or fixed.
  • the cover and / or the high-pressure pump in particular the housing of the high-pressure pump, expediently forms a plain bearing for at least one impeller, in particular an internal and external gear, of the electric prefeed pump.
  • a plain bearing for at least one impeller, in particular an internal and external gear, of the electric prefeed pump.
  • no separate slide bearing is required thereby.
  • the electric motor is integrated in the pump, in particular by permanent magnets in an impeller, in particular external gear, are installed, so that the impeller, in particular the external gear, also forms the rotor of the electric motor.
  • the electric motor and the electric pump are integrated in the pump, in particular by permanent magnets in an impeller, in particular external gear, are installed, so that the impeller, in particular the external gear, also forms the rotor of the electric motor.
  • Pre-feed pump thus represent non-separable units.
  • the pump of the electrical feed pump is a rotary vane pump.
  • the pump of the electric prefeed pump is an external gear pump.
  • an external gear pump two gears are arranged within a housing. The gears with the teeth thus represent an impeller with conveyor elements.
  • the delivery rate of the electrical feed pump can be controlled and / or regulated.
  • the spatial distance between the electric prefeed pump and the high-pressure pump is less than 30 cm, 20 cm, 10 cm, 5 cm or 1 cm.
  • a fuel filter is incorporated or integrated in the fuel line for conducting fuel from a fuel tank to the electric priming pump.
  • Inventive high-pressure injection system for an internal combustion engine in particular for a motor vehicle, comprising a high-pressure pump, a high-pressure rail, an electric feed pump for conveying a fuel from a fuel tank to the high-pressure pump, wherein the electric
  • Patent application described pump assembly is formed.
  • the high-pressure injection system comprises a fuel tank and at least one fuel line.
  • Patent application described pump assembly comprises.
  • an electric motor with a stator and a rotor is integrated in the internal gear pump and / or the stator is formed concentrically around the rotor.
  • Suitably consists of the housing of the high-pressure pump and / or the inner and / or outer gear and / or the cover at least partially, in particular completely, made of metal, for. As steel or aluminum.
  • the internal gear pump is a gerotor pump.
  • FIG. 1 is a highly schematic view of a high-pressure injection system in a first embodiment
  • FIG. 2 is a highly schematic view of the high pressure injection system in a second embodiment
  • Fig. 3 is a perspective view of an internal gear pump
  • FIG. 4 is an exploded view of the internal gear pump of FIG. 3,
  • Fig. 5 is a view of a high-pressure pump with a recess for
  • Fig. 6 is a view of a motor vehicle. Embodiments of the invention
  • FIG. 1 shows a pump arrangement 1 in a first exemplary embodiment of a high-pressure injection system 2 for a motor vehicle 40.
  • An electric prefeed pump 3 conveys fuel from a fuel tank 41 through a fuel line 35. Subsequently, the fuel is conveyed from the electric prefeed pump 3 to a high pressure pump 7, wherein the prefeed pump 3 is attached to the high pressure pump 7.
  • the high-pressure pump 7 is provided by an internal combustion engine 39 by means of a drive shaft 44
  • the electric prefeed pump 3 has an electric motor 4 and a pump 5 (FIGS. 3 and 4).
  • the electric motor 4 of the pump 5 is integrated into the pump 5 and further, the electric prefeed pump 3 at the
  • High pressure pump 7 arranged directly.
  • the high-pressure pump 7 delivers fuel under high pressure, for example, a pressure of 1000, 3000 or 4000 bar, through a high pressure fuel line 36 to a high pressure rail 42. From the high pressure rail 42 of the fuel under high pressure from an injector 43 a combustion chamber, not shown
  • Fuel tank 41 returned.
  • An inflow passage 28 (FIG. 4) of the electric feed pump 3 sucks fuel through a fuel line 35 from a fuel tank 41, and through an outflow passage 29 (FIG. 5) the fuel is passed through an internal fuel passage (not shown) of the pump assembly 1 of the high pressure pump 7 fed.
  • Pre-feed pump 3 is a fuel filter 38 (Fig. 1) installed, d. H. of the
  • Fuel filter 38 is arranged on the suction side of the electric prefeed pump 3. Deviating from this, the fuel filter 38 can also be arranged on the pressure side (FIG. 2) to the electric prefeed pump 3, ie hydraulically between the electric prefeed pump 3 and the high-pressure pump 7. This advantageously allows the fuel line 35 from the fuel tank 41 to the electric prefeed pump 3 cost be trained because they must withstand any overpressure.
  • the electric motor 4 (Fig. 3 and 4) of the electric Pre-feed pump 3 is operated with three-phase or alternating current and is controllable in power and / or adjustable.
  • the three-phase current or alternating current for the electric motor 4 is provided by a power electronics, not shown, from a DC voltage network of a vehicle electrical system of the motor vehicle 40.
  • the electric prefeed pump 3 is thus an electronically pumped prefeed pump 3rd
  • the electric prefeed pump 3 does not have a separate housing, but the electric prefeed pump 3 is installed in a recess 9 or a cavity 9 or a cavity 9 on a housing 30 of the high-pressure pump 7, so that the housing 30 of the high-pressure pump 7, the housing of the electric prefeed pump 3 forms (Fig. 5).
  • the pump 5 as internal gear pump 6 and gerotor pump 26 and the electric motor 4 are arranged.
  • the electric motor 4 has a stator 13 with coils 14 as electromagnets 15 and a
  • Soft iron core 45 as a soft magnetic core 32, which is formed as a laminated core 33.
  • the pump 5 is as
  • Internal gear pump 6 with an internal gear 22 with an internal gear 23 and an external gear 24 with an external gear 25 positioned.
  • the inner and outer gear 22, 24 thus represents a gear 20 and an impeller 18 and the inner and outer toothed ring 23, 25 have teeth 21 as conveying elements 19.
  • the external gear 24 performs a rotational movement about one
  • Rotation axis 27 and the internal gear 22 performs a rotational movement about an axis of rotation, not shown, to the illustrated
  • Outer gear 22, 24 are aligned eccentrically to each other. Between the inner and outer gear 22, 24, a working space 51 is formed. In the external gear 24 permanent magnets 17 are installed, so that the
  • Electric motor 4 is thus integrated into the pump 5 and vice versa.
  • Electromagnets 15 of the stator 13 are alternately energized, so that due to the resulting magnetic field to the electromagnet 15, the rotor 16 and the external gear 24 is set in a rotational movement about an axis of rotation 27.
  • the electric feed pump 3 is within the substantially
  • FIG. 5 the electric feed pump 3 is not shown.
  • the recess 9 is closed fluid-tight by a cover 8.
  • the cover 8 is screwed with three screws 34 to the housing 30 of the high-pressure pump 7.
  • the lid 8 has
  • Holes 10 on and on the housing 30 are also three
  • Housing bores 31 incorporated with a thread.
  • the three screws 34 are thus inserted into the holes 10 and then the screws 34 can be screwed into the housing bores 31, so that a screw 46 is formed.
  • a seal not shown between the cover 8 and the housing 30, the recess 9 is sealed with the electric prefeed pump 3 fluid-tight with respect to the environment.
  • the housing 30 of the high pressure pump 7 has at the recess 9 on a bearing pin 47 and a centering ring 48. With the bearing pin 47, the internal gear 22 is mounted. At the centering ring 48, the stator 13 is centered or fixed. Since the external gear 24 is mounted on the stator 13, the external gear 24 is thus indirectly supported or held by the centering ring 48 on the centering ring 48.
  • the housing 30 at the recess 9 to the outflow channel 29.
  • the high-pressure pump 7 is supplied.
  • High-pressure pump 7 has a cylinder head 49 in which the
  • High-pressure fuel line 36 opens.
  • the inflow channel 28 opens within the lid 10 in an intake manifold 50 for the fuel.
  • the fuel line 35 is connected.
  • the housing 30 of the high pressure pump 7 and the cover 8 serves as a plain bearing 11 or thrust bearing 11 for the inner and outer gear 22, 24th
  • the electric prefeed pump 3 is integrated in the high pressure pump 7 by the prefeed pump 3 is installed in a recess 9 on the housing 30 of the high pressure pump. This is in advantageously no additional housing for the feed pump 3 is required and the prefeed pump 3 is compact and space-saving installed in the high-pressure pump 7.

Landscapes

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Abstract

Pumpenanordnung für ein Hochdruckeinspritzsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Hochdruckpumpe (7) und eine elektrische Vorförderpumpe bestehend aus einem Elektromotor und einer Pumpe, wobei die elektrische Vorförderpumpe unmittelbar an der Hochdruckpumpe (7) angeordnet ist oder in die Hochdruckpumpe (7) integriert ist, wobei die Hochdruckpumpe (7) eine Aussparung (9) aufweist und innerhalb der Aussparung (9) die elektrische Vorförderpumpe wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, angeordnet ist.

Description

Beschreibung Titel
Pumpenanordnung für ein Hochdruckeinspritzsystem
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Hochdruckeinspritzsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 10.
Stand der Technik
Pumpenanordnungen mit einer elektrischen Vorförderpumpe und einer
Hochdruckpumpe werden insbesondere in Hochdruckeinspritzsystemen eingesetzt, um Kraftstoff für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor zu fördern.
Die DE 10 2004 008 478 B4 zeigt eine Pumpenanordnung für ein
Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe und einer vorgeschalteten elektrischen Kraftstoffförderpumpe, die einen Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu einem Niederdruckeingang der
Kraftstoffhochdruckpumpe fördert, wobei die elektrische Kraftstoffvorförderpumpe bezüglich ihrer Fördermenge geregelt ist und sie entweder unmittelbar an der Kraftstoffhochdruckpumpe angeordnet ist oder in die Kraftstoffhochdruckpumpe integriert ist.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung Erfindungsgemäße Pumpenanordnung für ein Hochdruckeinspritzsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Vorförderpumpe mit einem Elektromotor und einer Pumpe und eine Hochdruckpumpe, wobei die elektrische Vorförderpumpe unmittelbar an der Hochdruckpumpe angeordnet ist oder in die Hochdruckpumpe integriert ist, wobei die Hochdruckpumpe eine
Aussparung oder einen Hohlraum oder eine Kavität aufweist und innerhalb der Aussparung oder dem Hohlraum oder der Kavität die elektrische Vorförderpumpe wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, angeordnet ist. Die
Vorförderpumpe kann damit besonders raumsparend und kompakt in
Hochdruckpumpe integriert werden.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Aussparung an einem Gehäuse der Hochdruckpumpe ausgebildet. Das Gehäuse der Hochdruckpumpe begrenzt die Hochdruckpumpe, so dass die Vorförderpumpe leicht von außen zugänglich ist.
In einer zusätzlichen Ausführungsform ist die Aussparung mit einem Deckel, insbesondere fluiddicht, verschlossen.
Zweckmäßig ist der Deckel lösbar, z. B. mit einer Schraubverbindung, an der Hochdruckpumpe befestigt. Der Deckel kann somit entfern, insbesondere abgeschraubt, werden und anschließend ist die Vorförderpumpe von außen zugänglich und kann z. B. ausgetauscht oder repariert werden.
In einer ergänzenden Variante ist ein Zuströmkanal für die elektrische
Vorförderpumpe an dem Deckel ausgebildet und/oder ein Abströmkanal ist für die elektrische Vorförderpumpe an der Hochdruckpumpe, insbesondere dem Gehäuse der Hochdruckpumpe, ausgebildet. Der von der Vorförderpumpe geförderte Kraftstoff kann damit leicht von außen in den Deckel eingeleitet werden und außerdem kann durch den Abströmkanal an der Hochdruckpumpe der Kraftstoff einfach von dem Abströmkanal der Hochdruckpumpe zugeführt werden.
In einer zusätzlichen Ausführungsform sind der Zuströmkanal und der
Abströmkanal an zwei gegenüberliegenden Seiten der Aussparung ausgebildet. Der Zuströmkanal kann damit beispielsweise außenseitig an der Aussparung, insbesondere dem Deckel, angeordnet sein, so dass der Kraftstoff einfach dem Zuströmkanal zugeführt werden kann und der Abströmkanal ist der
Hochdruckpumpe zugewandt an der Aussparung ausgebildet, so dass der Kraftstoff einfach aus dem Abströmkanal der Hochdruckpumpe zugeführt werden kann.
In einer Variante ist die Pumpe eine Innenzahnradpumpe und/oder die
Aussparung ist im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und/oder die
Aussparung ist in einem Schnitt, insbesondere in einem Schnitt senkrecht zu einer Rotationsachse eines Laufrades der elektrischen Vorförderpumpe, kreisförmig ausgebildet.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung ist an der Hochdruckpumpe, insbesondere dem Gehäuse der Hochdruckpumpe, ein Lagerzapfen für ein Innenzahnrad der Innenzahnradpumpe ausgebildet an dem das Innenzahnrad gelagert ist und/oder an der Hochdruckpumpe, insbesondere dem Gehäuse der Hochdruckpumpe, ist ein Zentrierring für einen Stator der elektrischen Vorförderpumpe ausgebildet an dem der Stator zentriert und/oder befestigt ist.
Zweckmäßig bildet der Deckel und/oder die Hochdruckpumpe, insbesondere das Gehäuse der Hochdruckpumpe, ein Gleitlager für wenigstens ein Laufrad, insbesondere ein Innen- und Außenzahnrad, der elektrischen Vorförderpumpe. In vorteilhafter Weise ist dadurch kein gesondertes Gleitlager erforderlich.
Vorzugsweis ist der Elektromotor in die Pumpe integriert, insbesondere indem Permanentmagnete in ein Laufrad, insbesondere Außenzahnrad, eingebaut sind, so dass das Laufrad, insbesondere das Außenzahnrad, auch den Rotor des Elektromotors bildet. Der Elektromotor und die Pumpe der elektrischen
Vorförderpumpe stellen somit nicht trennbare Einheiten dar. Vorzugsweise wird der Elektromotor der elektrischen Vorförderpumpe von einer
Leistungselektronik mit elektrischem Drehstrom bzw. Wechselstrom versorgt, so dass eine elektronische Kommutierung vorliegt. Dadurch sind mechanische Kommutierungselemente nicht erforderlich, so dass aufgrund der nicht vorhandenen mechanischen Kommutierungselemente die Vorförderpumpe bezüglich Vibrationen und anderen Umwelteinflüssen, die aufgrund der Anordnung an der Hochdruckpumpe eintreten können, wesentlich
unempfindlicher ist als bei einer mechanischen Kommutierung.
In einer ergänzenden Variante ist die Pumpe der elektrischen Vorförderpumpe eine Drehschieberpumpe.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Pumpe der elektrischen Vorförderpumpe eine Außenzahnradpumpe. Bei einer Außenzahnradpumpe sind innerhalb eines Gehäuses zwei Zahnräder angeordnet. Die Zahnräder mit den Zähnen stellen somit ein Laufrad mit Förderelementen dar.
Insbesondere ist die Förderleistung der elektrischen Vorförderpumpe steuerbar und/oder regelbar.
In einer weiteren Ausgestaltung beträgt der räumliche Abstand zwischen der elektrischen Vorförderpumpe und der Hochdruckpumpe weniger als 30 cm, 20 cm, 10 cm, 5 cm oder 1 cm.
Vorzugsweise ist in der Kraftstoffleitung zum Leiten von Kraftstoff von einem Kraftstofftank zu der elektrischen Vorförderpumpe ein Kraftstofffilter eingebaut oder integriert.
Erfindungsgemäßes Hochdruckeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Hochdruckpumpe, ein Hochdruck-Rail, eine elektrische Vorförderpumpe zum Fördern eines Kraftstoffes von einem Kraftstofftank zu der Hochdruckpumpe, wobei die elektrische
Vorförderpumpe und die Hochdruckpumpe als eine in dieser
Schutzrechtsanmeldung beschriebene Pumpenanordnung ausgebildet ist.
In einer Variante umfasst das Hochdruckeinspritzsystem einen Kraftstofftank und wenigstens eine Kraftstoffleitung.
Erfindungsgemäßer Verbrennungsmotor mit einem Hochdruckeinspritzsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, wobei das Hochdruckeinspritzsystem als ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Hochdruckeinspritzsystem ausgebildet und/oder der Verbrennungsmotor eine in dieser
Schutzrechtsanmeldung beschriebene Pumpenanordnung umfasst.
Zweckmäßig ist in die Innenzahnradpumpe ein Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor integriert und/oder der Stator ist konzentrisch um den Rotor ausgebildet.
Zweckmäßig besteht das Gehäuse der Hochdruckpumpe und/oder das Innen- und/oder Außenzahnrad und/oder der Deckel wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Metall, z. B. Stahl oder Aluminium.
Zweckmäßig ist die Innenzahnradpumpe eine Gerotorpumpe.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine stark schematisierte Ansicht eines Hochdruckeinspritzsystems in einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine stark schematisierte Ansicht des Hochdruckeinspritzsystems in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Innenzahnradpumpe
und eines Stators,
Fig. 4 eine Explosionsdarstellung der Innenzahnradpumpe gemäß Fig. 3,
Fig. 5 eine Ansicht einer Hochdruckpumpe mit einer Aussparung für
die Innenzahnradpumpe,
Fig. 6 eine Ansicht eines Kraftfahrzeuges. Ausführungsformen der Erfindung
In Fig. 1 ist eine Pumpenanordnung 1 in einem ersten Ausführungsbeispiel eines Hochdruckeinspritzsystems 2 für ein Kraftfahrzeug 40 dargestellt. Eine elektrische Vorförderpumpe 3 fördert aus einem Kraftstofftank 41 durch eine Kraftstoffleitung 35 Kraftstoff. Anschließend wird der Kraftstoff von der elektrischen Vorförderpumpe 3 zu einer Hochdruckpumpe 7 gefördert, wobei die Vorförderpumpe 3 an die Hochdruckpumpe 7 angebaut ist. Die Hochdruckpumpe 7 ist von einem Verbrennungsmotor 39 mittels einer Antriebswelle 44
angetrieben.
Die elektrische Vorförderpumpe 3 weist einen Elektromotor 4 und eine Pumpe 5 auf (Fig. 3 und 4). Dabei ist der Elektromotor 4 der Pumpe 5 in die Pumpe 5 integriert und ferner ist die elektrische Vorförderpumpe 3 an der
Hochdruckpumpe 7 unmittelbar angeordnet. Die Hochdruckpumpe 7 fördert Kraftstoff unter Hochdruck, beispielsweise einem Druck von 1000, 3000 oder 4000 bar, durch eine Hochdruckkraftstoffleitung 36 zu einem Hochdruck-Rail 42. Von dem Hochdruck-Rail 42 wird der Kraftstoff unter Hochdruck von einem Injektor 43 einem nicht dargestellten Verbrennungsraum des
Verbrennungsmotors 39 zugeführt. Der nicht für die Verbrennung benötigte Kraftstoff wird mittels einer Rücklaufkraftstoffleitung 37 wieder zu dem
Kraftstofftank 41 zurückgeführt. Ein Zuströmkanal 28 (Fig. 4) der elektrischen Vorförderpumpe 3 saugt Kraftstoff durch eine Kraftstoffleitung 35 aus einem Kraftstofftank 41 an und durch einen Abströmkanal 29 (Fig. 5) wird der Kraftstoff durch einen internen Kraftstoffkanal (nicht dargestellt) der Pumpenanordnung 1 der Hochdruckpumpe 7 zugeführt.
In der Kraftstoffleitung 35 von dem Kraftstofftank 41 zu der elektrischen
Vorförderpumpe 3 ist ein Kraftstofffilter 38 (Fig. 1) eingebaut, d. h. der
Kraftstofffilter 38 ist saugseitig zu der elektrischen Vorförderpumpe 3 angeordnet. Abweichend hiervon kann der Kraftstofffilter 38 auch druckseitig (Fig. 2) zu der elektrischen Vorförderpumpe 3 angeordnet sein, d. h. hydraulisch zwischen der elektrischen Vorförderpumpe 3 und der Hochdruckpumpe 7. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Kraftstoffleitung 35 vom Kraftstofftank 41 zu der elektrischen Vorförderpumpe 3 kostengünstig ausgebildet werden, da sie keinem Überdruck standhalten muss. Der Elektromotor 4 (Fig. 3 und 4) der elektrischen Vorförderpumpe 3 wird mit Drehstrom bzw. Wechselstrom betrieben und ist in der Leistung steuerbar und/oder regelbar. Der Drehstrom bzw. Wechselstrom für den Elektromotor 4 wird von einer nicht dargestellten Leistungselektronik aus einem Gleichspannungsnetz eines Bordnetzes des Kraftfahrzeuges 40 zur Verfügung gestellt. Die elektrische Vorförderpumpe 3 ist damit eine elektronisch kummutierte Vorförderpumpe 3.
Die elektrische Vorförderpumpe 3 weist kein gesondertes Gehäuse auf, sondern die elektrische Vorförderpumpe 3 ist in eine Aussparung 9 oder einen Hohlraum 9 oder eine Kavität 9 an einem Gehäuse 30 der Hochdruckpumpe 7 eingebaut, so dass das Gehäuse 30 der Hochdruckpumpe 7 das Gehäuse der elektrischen Vorförderpumpe 3 bildet (Fig. 5).
Innerhalb des Gehäuses 30 sind die Pumpe 5 als Innenzahnradpumpe 6 bzw. Gerotorpumpe 26 und der Elektromotor 4 angeordnet. Der Elektromotor 4 weist einen Stator 13 mit Wcklungen 14 als Elektromagnete 15 und einen
Weicheisenkern 45 als weichmagnetischen Kern 32 auf, der als ein Blechpaket 33 ausgebildet ist. Innerhalb des Stators 13 ist die Pumpe 5 als
Innenzahnradpumpe 6 mit einem Innenzahnrad 22 mit einem Innenzahnring 23 und ein Außenzahnrad 24 mit einem Außenzahnring 25 positioniert. Das Innen- und Außenzahnrad 22, 24 stellt damit ein Zahnrad 20 und ein Laufrad 18 dar und der Innen- und Außenzahnring 23, 25 weisen Zähne 21 als Förderelemente 19 auf. Das Außenzahnrad 24 führt eine Rotationsbewegung um eine
Rotationsachse 27 aus und das Innenzahnrad 22 führt eine Rotationsbewegung um eine nicht dargestellte Rotationsachse aus, die zu der dargestellten
Rotationsachse versetzt und parallel ausgerichtet ist, da das Innen- und
Außenzahnrad 22, 24 exzentrisch zueinander ausgerichtet sind. Zwischen dem Innen- und Außenzahnrad 22, 24 bildet sich ein Arbeitsraum 51 aus. In das Außenzahnrad 24 sind Permanentmagnete 17 eingebaut, so dass das
Außenzahnrad 24 auch einen Rotor 16 des Elektromotors 4 bildet. Der
Elektromotor 4 ist damit in die Pumpe 5 integriert bzw. umgekehrt. Die
Elektromagnete 15 des Stators 13 werden abwechselnd bestromt, so dass aufgrund des sich an den Elektromagneten 15 entstehenden Magnetfeldes der Rotor 16 bzw. das Außenzahnrad 24 in eine Rotationsbewegung um eine Rotationsachse 27 versetzt wird. Die elektrische Vorförderpumpe 3 ist innerhalb der im Wesentlichen
zylinderförmigen Aussparung 9 (Fig. 5) angeordnet. In Fig. 5 ist die elektrische Vorförderpumpe 3 nicht dargestellt. Die Aussparung 9 ist von einem Deckel 8 fluiddicht verschlossen. Hierzu ist der Deckel 8 mit drei Schrauben 34 an dem Gehäuse 30 der Hochdruckpumpe 7 festgeschraubt. Der Deckel 8 weist
Bohrungen 10 auf und an dem Gehäuse 30 sind ebenfalls drei
Gehäusebohrungen 31 mit einem Gewinde eingearbeitet. Die drei Schrauben 34 sind somit in die Bohrungen 10 einzuführen und anschließend können die Schrauben 34 in die Gehäusebohrungen 31 eingeschraubt werden, so dass eine Schraubverbindung 46 entsteht. Mit einer nicht dargestellten Dichtung zwischen dem Deckel 8 und dem Gehäuse 30 ist die Aussparung 9 mit der elektrischen Vorförderpumpe 3 fluiddicht bezüglich der Umgebung abgedichtet.
Das Gehäuse 30 der Hochdruckpumpe 7 weist an der Aussparung 9 einen Lagerzapfen 47 und einen Zentrierring 48 auf. Mit dem Lagerzapfen 47 ist das Innenzahnrad 22 gelagert. An dem Zentrierring 48 ist der Stator 13 zentriert bzw. befestigt. Da das Außenzahnrad 24 an dem Stator 13 gelagert ist somit mit dem Zentrierring 48 das Außenzahnrad 24 mittelbar an dem Zentrierring 48 gelagert bzw. gehalten.
Ferner weist das Gehäuse 30 an der Aussparung 9 den Abströmkanal 29 auf. Durch den Abströmkanal 29 der elektrischen Vorförderpumpe 3 wird der von der elektrischen Vorförderpumpe 3 geförderte Kraftstoff durch einen nicht dargestellten Kraftstoffkanal der Hochdruckpumpe 7 zugeführt. Die
Hochdruckpumpe 7 weist einen Zylinderkopf 49 in welchen die
Hochdruckkraftstoffleitung 36 mündet. In den Deckel 10 ist der Zuströmkanal 28 (Fig. 4) eingearbeitet. Der Zuströmkanal 28 mündet innerhalb des Deckels 10 in einen Ansaugstutzen 50 für den Kraftstoff. An dem Ansaugstutzen 50 wird die Kraftstoffleitung 35 angeschlossen. Das Gehäuse 30 der Hochdruckpumpe 7 als auch der Deckel 8 dient als Gleitlager 11 bzw. Axiallager 11 für das Innen- und Außenzahnrad 22, 24.
Insgesamt betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung 1 wesentliche Vorteile verbunden. Die elektrische Vorförderpumpe 3 ist in die Hochdruckpumpe 7 integriert, indem die Vorförderpumpe 3 in eine Aussparung 9 an dem Gehäuse 30 der Hochdruckpumpe eingebaut ist. Dadurch ist in vorteilhafter Weise kein zusätzliches Gehäuse für die Vorförderpumpe 3 erforderlich und die Vorförderpumpe 3 ist kompakt und raumsparend in die Hochdruckpumpe 7 eingebaut.

Claims

Ansprüche
1. Pumpenanordnung (1) für ein Hochdruckeinspritzsystem (2),
insbesondere für ein Kraftfahrzeug (40), umfassend eine elektrische Vorförderpumpe (3) mit einem Elektromotor (4) und einer Pumpe (5) und eine Hochdruckpumpe (7), wobei die elektrische Vorförderpumpe (3) unmittelbar an der Hochdruckpumpe (7) angeordnet ist oder in die Hochdruckpumpe (7) integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (7) eine Aussparung (9) aufweist und innerhalb der Aussparung (9) die elektrische Vorförderpumpe (3) wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, angeordnet ist.
Pumpenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (9) an einem Gehäuse (30) der Hochdruckpumpe (7) ausgebildet ist.
3. Pumpenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (9) mit einem Deckel (8), insbesondere fluiddicht, verschlossen ist.
4. Pumpenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (8) lösbar, z. B. mit einer Schraubverbindung (46), an der Hochdruckpumpe (7) befestigt ist.
5. Pumpenanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zuströmkanal (28) für die elektrische Vorförderpumpe (3) an dem
Deckel (8) ausgebildet ist
und/oder
ein Abströmkanal (29) für die elektrische Vorförderpumpe (3) an der Hochdruckpumpe (7), insbesondere dem Gehäuse (30) der
Hochdruckpumpe (7), ausgebildet ist.
6. Pumpenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuströmkanal (28) und der Abströmkanal (29) an zwei
gegenüberliegenden Seiten der Aussparung (9) ausgebildet sind.
7. Pumpenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (5) eine Innenzahnradpumpe (6) ist
und/oder
die Aussparung (9) im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und/oder die Aussparung (9) in einem Schnitt, insbesondere in einem Schnitt senkrecht zu einer Rotationsachse (27) eines Laufrades (18) der elektrischen Vorförderpumpe (3), kreisförmig ausgebildet ist.
8. Pumpenanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hochdruckpumpe (7), insbesondere dem Gehäuse (30) der Hochdruckpumpe (7), ein Lagerzapfen (47) für ein Innenzahnrad (22) der Innenzahnradpumpe (6) ausgebildet ist an dem das Innenzahnrad (22) gelagert ist
und/oder
an der Hochdruckpumpe (7), insbesondere dem Gehäuse (30) der Hochdruckpumpe (7), ein Zentrierring (48) für einen Stator (13) der elektrischen Vorförderpumpe (3) ausgebildet ist an dem der Stator (13) zentriert und/oder befestigt ist.
9. Pumpenanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (8) und/oder die Hochdruckpumpe (7), insbesondere das Gehäuse (30) der Hochdruckpumpe (7), eine Gleitlager (11) für wenigstens ein Laufrad (18), insbesondere ein Innen- und Außenzahnrad (22, 24), der elektrischen Vorförderpumpe (3) bildet.
10. Hochdruckeinspritzsystem (2) für einen Verbrennungsmotor (39),
insbesondere für ein Kraftfahrzeug (40), umfassend
- eine Hochdruckpumpe (7),
- ein Hochdruck-Rail (42),
- eine elektrische Vorförderpumpe (3) zum Fördern eines Kraftstoffes von einem Kraftstofftank (41 ) zu der Hochdruckpumpe (7), dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Vorförderpumpe (3) und die Hochdruckpumpe (7) als eine Pumpenanordnung (1) gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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