EP2825773B1 - Steckpumpe - Google Patents

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EP2825773B1
EP2825773B1 EP13819023.6A EP13819023A EP2825773B1 EP 2825773 B1 EP2825773 B1 EP 2825773B1 EP 13819023 A EP13819023 A EP 13819023A EP 2825773 B1 EP2825773 B1 EP 2825773B1
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EP
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chamber
pump
piston
cylinder
plug
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Ngoc-Tam Vu
Uwe Nigrin
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Vitesco Technologies GmbH
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Vitesco Technologies GmbH
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    • F04B9/04—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical the means being cams, eccentrics or pin-and-slot mechanisms
    • F04B9/042—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical the means being cams, eccentrics or pin-and-slot mechanisms the means being cams

Definitions

  • the invention relates to a plug-in pump with a cylinder and a pump housing.
  • the cylinder has a cavity in which a movable piston is received, one end of the piston defining a pump chamber and the other end connected to a drive for the piston.
  • an inlet valve is arranged in the cylinder, which connects the pump chamber with an inlet for a fluid, and an outlet valve, which connects the pump chamber with an outlet.
  • the pump housing has a cavity which is divided into a first space, a second space separated from the first space and a connecting area connecting the first space and the second space, different fluids flowing in both spaces.
  • the plug-in pump has a piston which is arranged in a cavity of a cylinder head and is driven on a camshaft via a roller tappet.
  • the piston can be moved linearly in the cavity in order to open an inlet for the fuel into a pump work space during a suction stroke.
  • the fuel is passed on from the pump work space through a pump outlet to another engine unit.
  • the pump piston has at its end facing away from the pump work space a sealing element which surrounds it and seals the piston against the engine oil which lubricates the camshaft, for example, in order to prevent fuel from getting into the engine oil, and vice versa.
  • DE 10 2009 001 566 A1 , DE 10 2008 002 195 A1 and DE 10 2008 001 018 A1 each disclose a plug-in pump in which a pump piston extends through a first space which is filled with a first fluid and a second space which is filled with a second fluid, the two spaces being fluidly separated from one another.
  • a single spring acts on the pump piston with a restoring force.
  • WO 2012/083914 A2 discloses a high-pressure fuel pump in which a leak from a pump chamber of the high-pressure fuel pump can close into a drive chamber of the high-pressure fuel pump.
  • the invention relates to a plug-in pump with a cylinder and a separate pump housing, the cylinder having a cavity in which a movable piston is preferably received in a sealing manner.
  • the piston can move at least linearly in the cavity, the cavity forming a guide for the piston, having a shape and an inner diameter that substantially corresponds to the shape and outer diameter of the piston.
  • a first end of the piston facing the cylinder defines a pump work space. This means that the first end before the start of a suction stroke of the piston, in a first end position, completely closes the pump work space, since before the start of the suction stroke the first end of the piston lies in the pump work space and essentially fills it up.
  • the piston moves in a direction away from the cylinder and out of the pump chamber, so that fuel can now flow into the pump chamber through an open inlet valve.
  • the piston is in a second end position and the pump working space has its maximum volume.
  • the fuel in the pump work space is displaced from the pump work space by an outlet valve when the inlet valve is closed.
  • the inlet and outlet valves are arranged in the cylinder and the inlet valve connects the pump work space to an inlet for a first fluid.
  • the second end of the piston is connected to a piston driving device that linearly moves the piston in the cavity from the second to the first position, and vice versa.
  • the drive device can be, for example, a camshaft of an engine.
  • the pump housing of the plug-in pump has a cavity which forms at least a first space and a separate second space which is separate from the first space.
  • the first room is fluidically sealed from the second room.
  • the pump housing is connected to the cylinder and preferably surrounds a part of the cylinder, in particular a cylindrical part of the cylinder, in which the cavity for the piston is at least partially formed.
  • This part of the cylinder can e.g. protrude into the first cavity of the pump housing.
  • the housing and / or the cylinder can have a sealing element which prevents the first fluid that enters the first space from escaping from the plug-in pump through the connection point between the cylinder and the pump housing.
  • the first fluid can flow through the inlet in the pump housing into, for example, an annular channel which is formed in the pump housing. From the ring channel in the pump housing, the first fluid can flow through connecting channels also formed in the pump housing into a further ring channel, which in the connection area between the cylinder and the pump housing is formed. At least one side wall of this ring channel can be formed by an outside of the cylinder and at least one other side wall by an outside of the housing.
  • a groove can be made, for example, in the cylinder and / or in the pump housing in at least one of the facing end faces of the cylinder and pump housing, which groove becomes a closed channel by connecting the cylinder to the pump housing.
  • the fluid can flow from the annular channel formed in the connecting area of the cylinder and the pump housing into supply channels which guide the fluid to a supply space for the fluid in the area of the inlet valve for the pump work space.
  • supply channels can additionally be connected to return channels which guide excess fluid back into a supply container.
  • the inlet valve is connected to an actuator which controls the opening and closing of the inlet valve, which is preferably a digital inlet valve (DIV), according to predefined criteria.
  • DIV digital inlet valve
  • the second end of the piston is connected to an intermediate piece which transmits the movements of the drive unit to the piston.
  • Connected can mean that there are two separate parts, the opposite end faces of which touch each other, or that the piston and the intermediate piece are formed in one piece, or that the piston with the intermediate piece e.g. is connected via positive locking and / or non-positive locking.
  • the intermediate piece is arranged in the cavity of the pump housing and extends from the first space into the second space.
  • the intermediate piece can be a cylindrical body, for example, with a first section which projects into the first space and with the end facing the cylinder abuts the second end of the piston, and a third section which projects into or extends through the second space and which makes direct or indirect contact with the drive device.
  • the intermediate piece can have a second section which connects the first section to the third section and which projects through a connecting area formed in the cavity of the pump housing between the first space and the second space.
  • the connecting section can have the shape of a hollow cylinder, with an inside diameter that is preferably constant over its length and essentially corresponds to an outside diameter of the cylindrical intermediate piece.
  • a sealing element can be attached in the inner wall of the connection area and / or on a surface of the outer circumference of the second section of the intermediate piece in order to fluidly separate the first space from the second space.
  • the sealing element can be a simple wiper or e.g. around a sealing ring.
  • a spring element is arranged in each case in the first space and in the second space of the cavity of the pump housing.
  • the spring element (s) can be, for example, spiral springs which encompass the intermediate piece or part of the first section of the intermediate piece and / or part of the third section of the intermediate piece.
  • the spring element (s) are tensioned by the drive device during the delivery stroke of the piston and push the intermediate piece back in the opposite direction after the end of the delivery stroke, that is to say cause or support the suction stroke of the piston if it follows the movement of the intermediate piece.
  • the spring element in the first room can e.g. Support on an underside of the cylinder or an inner wall of the end of the cavity of the pump housing facing the cylinder and on the end of the intermediate piece facing the piston.
  • the intermediate piece can have a spring holder, i.e. a circumferential widening which is connected to the intermediate piece, e.g. attached to the intermediate piece, or is formed by the intermediate piece, on which the end of the spring element facing away from the cylinder can be supported.
  • the spring element in the second space can be supported on an underside of the connection area and on a spring holder which e.g. is connected to the end of the intermediate piece facing the drive device.
  • the end of the pump housing facing the drive device can form a guide bush for a drive slide, with a roller tappet which is moved by a cam of a camshaft.
  • the drive carriage can slide up and down in the guide bush and thereby move the intermediate piece and tension the spring elements.
  • the spring holder for the spring element in the second space of the pump housing can be formed or connected to the drive carriage by the end of the intermediate piece facing the drive device.
  • the drive device can be a camshaft of an internal combustion engine, wherein a Cam of the camshaft preferably acts on a roller tappet and the roller tappet converts a rotary movement of the camshaft into a linear movement of the intermediate piece and the piston.
  • the first fluid is preferably a fuel for an internal combustion engine, e.g. Gasoline or diesel or gas, with the second fluid around a lubricating oil.
  • an internal combustion engine e.g. Gasoline or diesel or gas
  • the cylinder can be made of high quality steel with high strength, while the pump housing e.g. can be formed from cast or sintered steel, with a lower strength than that of the cylinder. This saves material and processing costs as well as weight.
  • the separate pump housing can be combined with cylinders for different fuels in a modular design, which leads to further savings and at the same time to a desired standardization of components.
  • the Figure 1 shows a section through a plug-in pump 1 according to the invention.
  • the plug-in pump 1 consists of a cylinder 2 and a separate pump housing 3.
  • the cylinder 2 has a first part 2b, with a surface 2a which faces the pump housing.
  • the first part 2b of the cylinder 2 has an inlet valve 7 with an actuator 9, which causes the inlet valve 7 to open and close, an outlet valve 8 and a pump work chamber 6.
  • the pump work space 6 is part of a cavity 4.
  • the cylinder 2 also has a second part 2c, which is formed together with the first part 2b and extends the first part 2b on a side opposite the actuator 9.
  • the second part 2c also has the cavity 4.
  • the second part 2c has an outer circumference that is smaller than the outer circumference of the first part 2b and extends the first part 2b of the cylinder 2 in a central area.
  • the cavity 4 is a through hole in the second part 2c, and a blind hole in the first part 2b, which opens into the pump work chamber 6.
  • a piston 5 is arranged in the cavity 4, with a first end 5a, which has a shape that substantially corresponds to the shape of the pump work chamber 6, and a second end 5b, which projects beyond the end of the second part 2c of the cylinder 2.
  • the piston 5 has an outer circumference that essentially corresponds to the inner circumference of the cavity 4.
  • the piston 5 can move linearly in the cavity 4 into a first end position, in which it completely fills the pump work space 6, and into a second end position, in which the piston 5 lies completely outside the pump work space 6. In the second end position the piston 5 or its end 5a facing the pump work chamber 6 forms a rear wall of the pump work chamber 6.
  • the plug-in pump 1 also has a pump housing 3, with an end face 3 a facing the cylinder.
  • the pump housing 3 has a cavity 10 which forms a first space 11, a second space 13 and a connecting region 15 which connects the first space 11 to the second space 13.
  • the pump housing 3 further comprises an inlet 12 for a fuel and, at its end facing away from the cylinder 2, a guide bush 26 for a slide 27, which comprises a roller tappet 28 which is linearly moved in the guide bush 26 by a cam of a camshaft, not shown
  • the second part 2c of the cylinder 2 projects into the first space 11.
  • the cylinder 2 has a circumferential engagement element 29 in the region of the transition from the first part 2b to the second part 2c and the pump housing 3 in the region of the system of the engagement element 29 on an inner wall of the cavity 10 of the pump housing 3, a sealing element 30.
  • An intermediate piece 14 is arranged in the cavity 10 of the pump housing 3, which connects the piston 5 to the drive device or the slide 27 to the roller tappet 28 and thus transmits the drive force of the drive device to the piston 5.
  • the intermediate piece 14 has a first section 14a, the end face facing the cylinder 2 of which rests against the second end 5b of the piston 5 or is connected to the latter in a positive and / or non-positive manner.
  • the first section 14a is followed by a second section 14b, one of which is formed in the cavity 10 Connection area 15 protrudes.
  • the connection region 15 is formed as a hollow cylinder, with an inner diameter which essentially corresponds to the outer diameter of the likewise cylindrical second section 14b.
  • the second section 14b has a sealing element 16 in the form of a wiper, which prevents a fluid located in the first space 11 from mixing with a fluid present in the second space 13.
  • connection area 15 together with the second section 14b of the intermediate piece 14 fluidly seal the first space 11 and the second space 13 from one another.
  • the second section 14b is followed by a third section 14c, which is arranged in the second space 13 and is connected directly or indirectly to the roller tappet 28 or the slide 27.
  • a spring element 17 is arranged in the first space 11, which is supported on the outer side 2a of the cylinder 2 facing the pump housing 3 and on a spring holder 19 which, in the exemplary embodiment shown, is attached to the end of the intermediate piece 14 facing the piston 5.
  • the second part 2c forms a guide for the spring element 17.
  • a spring element 18 is arranged in the second space 13, which is supported on an underside of the intermediate region 15 and on a spring holder 21, the spring holder 21 being connected to the slide 27 and / or the end of the intermediate piece 14 facing the drive device.
  • the spring element 18 is compressed during the delivery stroke of the plug-in pump 1 and can then expand again and carry out and / or support the suction stroke of the plug-in pump 1.
  • the intermediate region 15 can be partially formed as a cylindrical sleeve which projects into the second space 13 and is encompassed by the spring element 18, so that the sleeve forms a guide for the spring element 18.
  • FIG 2 is a further section through the plug-in pump 1 Figure 1 shown, which shows an example of a flow path of the fuel from the inlet 12, which cannot be seen in this view, to the inlet valve 7.
  • the fuel is passed into an annular channel 20a formed in the pump housing 3, which extends in the pump housing 3 at the level of the inflow 12 around the cavity 10.
  • the fuel is conducted from the ring channel 20 a via feed channels 22 into the ring channel 20 formed between the cylinder 2 and the pump housing 3.
  • Connection channels 23 lead from the ring channel 20 to delivery channels 24, which guide the fuel into a fuel supply space 25 located in front of the inlet valve 7.
  • the delivery channels 24 are connected to return channels that direct fuel that is not required back into a tank.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Steckpumpe mit einem Zylinder und einem Pumpengehäuse. Der Zylinder weist einen Hohlraum auf, in dem ein beweglicher Kolben aufgenommen ist, wobei ein Ende des Kolbens einen Pumpenraum begrenzt und das andere Ende mit einem Antrieb für den Kolben verbunden ist. Weiterhin ist ein Einlassventil im Zylinder angeordnet, das den Pumpenraum mit einem Zulauf für ein Fluid verbindet, und ein Auslassventil, das den Pumpenraum mit einem Auslass verbindet. Das Pumpengehäuse weist einen Hohlraum auf, der in einen ersten Raum, einen vom ersten Raum getrennten zweiten Raum und einen den ersten Raum und den zweiten Raum verbindenden Verbindungsbereich aufgeteilt ist, wobei in beiden Räumen unterschiedliche Fluide fließen.
  • Aus der DE 10 2009 000 857 A1 ist eine Steckpumpe für eine Brennstoffeinspritzanlage bekannt. Die Steckpumpe weist einen Kolben auf, der in einem Hohlraum eines Zylinderkopfs angeordnet ist und on einer Nockenwelle über einen Rollenstößel angetrieben wird. In dem Hohlraum kann der Kolben linear bewegt werden, um bei einem Saughub einen Einlass für den Brennstoff in einen Pumpenarbeitsraum zu öffnen. Bei einem anschließenden Förderhub wird der Brennstoff aus dem Pumpenarbeitsraum durch einen Pumpenauslass an ein weiteres Aggregat des Motors weitergeleitet. Der Pumpenkolben weist an seinem vom Pumpenarbeitsraum wegweisenden Ende ein ihn umgebendes Dichtelement auf, das den Kolben gegenüber dem die z.B. Nockenwelle schmierenden Motoröl abdichtet, um zu verhindern, dass Brennstoff in das Motoröl gelangen kann, und umgekehrt.
  • Herkömmliche Dichtungen, z.B. Kombi-Dichtungen wie sie im Stand der Technik bekannt sind, können den Eintrag von Kraftstoff in das Motoröl bzw. umgekehrt oft nicht sicher genug verhindern, so dass die Anforderung der Motorenkonstrukteure an solche Pumpen nicht immer erfüllt werden können.
  • DE 10 2009 001 566 A1 , DE 10 2008 002 195 A1 und DE 10 2008 001 018 A1 offenbaren jeweils eine Steckpumpe, bei der ein Pumpenkolben einen ersten Raum, der mit einem ersten Fluid gefüllt ist, und einen zweiten Raum, der mit einem zweiten Fluid gefüllt ist, durchragt, wobei die beiden Räume fluidisch voneinander getrennt sind. Der Pumpenkolben wird jeweils von einer einzigen Feder mit einer Rückstellkraft beaufschlagt.
  • WO 2012/083914 A2 offenbart eine Kraftstoffhochdruckpumpe, bei der eine Leckage aus einem Pumpenraum der Kraftstoffhochdruckpumpe in einen Antriebsraum der Kraftstoffhochdruckpumpe abschließen kann.
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung eine Steckpumpe zur Verfügung zu stellen, die sicherer als bisher bekannt einen ein erstes Fluid aufweisenden Bereich der Pumpe von einem mit der Pumpe zusammen wirkenden ein zweites Fluid aufweisenden Bereich fluidisch separiert.
  • Diese Aufgabe wird erfüllt durch eine Steckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung betrifft eine Steckpumpe mit einem Zylinder und einem separaten Pumpengehäuse, wobei der Zylinder einen Hohlraum aufweist, in dem ein beweglicher Kolben bevorzugt dichtend aufgenommen ist. Der Kolben kann sich in dem Hohlraum wenigstens linear bewegen, wobei der Hohlraum eine Führung für den Kolben bildet, mit einer Form und einem Innendurchmesser, der im Wesentlichen der Form und dem Außendurchmesser des Kolbens entspricht.
  • Ein dem Zylinder zugewandtes erstes Ende des Kolbens begrenzt einen Pumpenarbeitsraum. Das heißt, dass das erste Ende vor Beginn eines Saughubs des Kolbens, in einer ersten Endposition, den Pumpenarbeitsraum vollkommen verschließt, da vor Beginn des Saughubs das erste Ende des Kolbens in dem Pumpenarbeitsraum liegt und diesen im Wesentlichen vollständig ausfüllt. Nach Beginn des Saughubs bewegt sich der Kolben in eine Richtung weg vom Zylinder und aus dem Pumpenraum heraus, sodass jetzt durch ein geöffnetes Einlassventil Kraftstoff in den Pumpenraum einfließen kann. Wenn der Saughub beendet ist, befindet sich der Kolben in einer zweiten Endposition und der Pumpenarbeitsraum weist sein maximales Volumen auf. Beim anschließenden Förderhub des Kolbens zurück in die erste Position, wird bei geschlossenem Einlassventil der im Pumpenarbeitsraum befindliche Kraftstoff durch ein Auslassventil aus dem Pumpenarbeitsraum verdrängt.
  • Dabei sind das Einlass- und das Auslassventil im Zylinder angeordnet und das Einlassventil verbindet den Pumpenarbeitsraum mit einem Zulauf für ein erstes Fluid.
  • Das zweite Ende des Kolbens ist mit einer Antriebsvorrichtung für den Kolben verbunden, die den Kolben linear in dem Hohlraum von der zweiten in die erste Position bewegt, und umgekehrt. Bei der Antriebsvorrichtung kann es sich beispielsweise um eine Nockenwelle eines Motors handeln.
  • Das Pumpengehäuse der Steckpumpe weist einen Hohlraum auf, der wenigstens einen ersten Raum und einen vom ersten Raum getrennten separaten zweiten Raum bildet. Der erste Raum ist gegenüber dem zweiten Raum fluidisch abgedichtet.
  • Das Pumpengehäuse ist mit dem Zylinder verbunden und umgibt bevorzugt einen Teil des Zylinders, insbesondere einen zylinderförmigen Teil des Zylinders, in dem der Hohlraum für den Kolben zumindest teilweise ausgebildet ist. Dieser Teil des Zylinders kann z.B. in den ersten Hohlraum des Pumpengehäuses hineinragen. Das Gehäuse und/oder der Zylinder können ein Dichtelement aufweisen, welches verhindert, dass erstes Fluid, das in den ersten Raum gelangt, durch die Verbindungsstelle zwischen Zylinder und Pumpengehäuse aus der Steckpumpe austreten kann.
  • Das erste Fluid kann durch den Zulauf im Pumpengehäuse in z.B. einen Ringkanal fließen, der im Pumpengehäuse gebildet ist. Von dem Ringkanal im Pumpengehäuse kann das erste Fluid durch ebenfalls im Pumpengehäuse gebildete Verbindungskanäle in einen weiteren Ringkanal fließen, der im Verbindungsbereich zwischen dem Zylinder und dem Pumpengehäuse gebildet ist. Wenigstens eine Seitenwand dieses Ringkanals kann dabei durch eine Außenseite des Zylinders und wenigstens eine andere Seitenwand durch eine Außenseite des Gehäuses gebildet sein. Dazu kann beispielsweise im Zylinder und/oder im Pumpengehäuse in wenigstens einer der sich zugewandten Stirnseiten von Zylinder und Pumpengehäuse eine Nut eingebracht sein, die durch das Verbinden des Zylinders mit dem Pumpengehäuse zu einem geschlossenen Kanal wird.
  • Aus dem im Verbindungsbereich von Zylinder und Pumpengehäuse gebildeten Ringkanal kann das Fluid in Zuführungskanälen fließen, die das Fluid zu einem Bereitstellungsraum für das Fluid im Bereich des Einlassventils für den Pumpenarbeitsraum leiten. Diese Zuführungskanäle können zusätzlich mit Rücklaufkanälen verbunden sein, die überschüssiges Fluid zurück in einen Bereitstellungsbehälter leiten.
  • Das Einlassventil ist mit einem Aktuator verbunden, der nach vorgebaren Kriterien das Öffnen und Schließen des Einlassventils, bei dem es sich bevorzugt um ein digitales Einlassventil (DIV) handelt, steuert.
  • Das zweite Ende des Kolbens ist mit einem Zwischenstück verbunden, das die Bewegungen der Antriebseinheit auf den Kolben überträgt. "Verbunden sein" kann dabei bedeuten, dass es sich um zwei separate Teile handelt, deren sich gegenüberliegende Stirnflächen sich berührend aneinanderstoßen, oder dass der Kolben und das Zwischenstück einstückig gebildet sind, oder dass der Kolben mit dem Zwischenstück z.B. über Formschluss und/oder Kraftschluss verbunden ist.
  • Das Zwischenstück ist in dem Hohlraum des Pumpengehäuses angeordnet und erstreckt sich von dem ersten Raum bis in den zweiten Raum. Das Zwischenstück kann z.B. ein zylindrischer Körper sein, mit einem ersten Abschnitt, der in den ersten Raum ragt und mit der dem Zylinder zugewandten Stirnseite an dem zweiten Ende des Kolbens anliegt, und einem dritten Anschnitt, der in den zweiten Raum ragt oder diesen durchragt, und der die Antriebsvorrichtung mittelbar oder unmittelbar kontaktiert.
  • Zwischen dem ersten und dem dritten Abschnitt kann das Zwischenstück einen zweiten Abschnitt aufweisen, der den ersten Abschnitt mit dem dritten Abschnitt verbindet und der einen im Hohlraum des Pumpengehäuses zwischen dem ersten Raum und dem zweiten Raum gebildeten Verbindungsbereich durchragt.
  • Der Verbindungsabschnitt kann die Form eines Hohlzylinders haben, mit einem über seine Länge bevorzugt konstanten Innendurchmesser, der einem Außendurchmesser des zylindrischen Zwischenstücks im Wesentlichen entspricht. Ein Dichtelement kann in der Innenwand des Verbindungbereichs und/oder an einer Oberfläche des Außenumfangs des zweiten Abschnitts des Zwischenstücks angebracht sein, um den ersten Raum fluidisch von dem zweiten Raum zu trennen. Bei dem Dichtelement kann es sich um einen einfachen Abstreifer handeln oder z.B. um einen Dichtring.
  • Im ersten Raum und im zweiten Raum des Hohlraums des Pumpengehäuses ist jeweils ein Federelement angeordnet. Das oder die Federelemente können beispielweise Spiralfedern sein, die das Zwischenstück, bzw. einen Teil des ersten Abschnitts des Zwischenstücks und/oder einen Teil des dritten Abschnitts des Zwischenstücks umgreifen. Das oder die Federelemente werden bei dem Förderhub des Kolbens durch die Antriebsvorrichtung gespannt und drücken das Zwischenstück nach dem Ende des Förderhubs zurück in die Gegenrichtung, das heißt, bewirken oder unterstützen den Saughub des Kolbens, wenn dieser der Bewegung des Zwischenstücks folgt.
  • Bei einem Federelement im ersten Raum und einem anderen Federelement im zweiten Raum, wirken die Federkräfte beider Federelemente in die gleiche Richtung. Das hat den Vorteil, dass das einzelne Federelement kleiner gebaut werden kann, was zu einer kleineren Baulänge und/oder einem kleineren Bauumfang des Pumpengehäuses führen kann.
  • Das Federelement im ersten Raum kann sich z.B. an einer Unterseite des Zylinders oder einer Innenwand der dem Zylinder zugewandten Stirnseite des Hohlraums des Pumpengehäuses abstützen und an dem dem Kolben zugewandten Ende des Zwischenstücks. Dazu kann das Zwischenstück einen Federhalter aufweisen, das heißt eine umlaufende Verbreiterung, die mit dem Zwischenstück verbunden, z.B. auf das Zwischenstück aufgesteckt, oder vom Zwischenstück mitgebildet ist, an der sich das dem Zylinder abgewandte Ende des Federelements abstützen kann.
  • Das Federelement im zweiten Raum kann sich an einer Unterseite des Verbindungsbereichs abstützen und an einem Federhalter, der z.B. mit dem der Antriebsvorrichtung zugewandten Ende des Zwischenstücks verbunden ist.
  • Das der Antriebsvorrichtung zugewandte Ende des Pumpengehäuses kann eine Führungsbuchse für einen Antriebschlitten bilden, mit einem Rollenstößel, der von einem Nocken einer Nockenwelle bewegt wird. Der Antriebsschlitten kann in der Führungsbuchse auf- und abgleiten und dadurch das Zwischenstück bewegen und die Federelemente spannen. In diesem Fall kann der Federhalter für das Federelement im zweiten Raum des Pumpengehäuses von dem der Antriebsvorrichtung zugewandte Ende des Zwischenstücks von dem Antriebsschlitten mitgebildet oder mit diesem verbunden sein.
  • Bei der Antriebsvorrichtung kann es sich, wie bereits erwähnt, um eine Nockenwelle eines Verbrennungsmotors handeln, wobei ein Nocken der Nockenwelle bevorzugt auf einen Rollenstößel wirkt und der Rollenstößel eine Drehbewegung der Nockenwelle in eine lineare Bewegung des Zwischenstücks und des Kolben umwandelt.
  • Bei dem ersten Fluid handelt es sich bevorzugt um einen Kraftstoff für eine Verbrennungsmaschine, z.B. Benzin oder Diesel oder Gas, bei dem zweiten Fluid um ein Schmieröl.
  • Der Zylinder kann aus einem hochwertigen Stahl gebildet sein, mit einer hohen Festigkeit, während das Pumpengehäuse z.B. aus Guss- oder Sinterstahl gebildet sein kann, mit einer geringeren Festigkeit als der der Zylinder. Dadurch lassen sich Material- und Bearbeitungskosten sowie Gewicht einsparen. Außerdem kann das separate Pumpengehäuse mit Zylindern für unterschiedliche Verbrennungsstoffe in Modulbauweise kombiniert werden, was zu weiteren Einsparungen und gleichzeitig zu einer gewollten Standardisierung von Bauteilen führt.
  • Für die gesamte Beschreibung und die Ansprüche gilt, dass der Begriff "ein" oder "eine" nicht einschränkend zu verstehen ist. Wenn dieser Begriff als Zahlenangabe gemeint ist, wird dies in der Beschreibung und den Ansprüchen durch Begriffe wie zum Beispiel "einen einzigen" eindeutig kenntlich gemacht. Das heißt, der Begriff "ein" in dieser Beschreibung kann, muss aber nicht, als "wenigstens ein" gelesen werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mithilfe von Figuren näher erläutert. Erfindungswesentliche Merkmale, die nur den Figuren entnommen werden können, zählen zum Umfang der Erfindung und können einzeln und in den gezeigten Kombinationen mit anderen Merkmalen, die Erfindung vorteilhaft weiterbilden. Die Erfindung ist nicht auf das in den Figuren illustrierte Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
    • Figur 1 Schnitt durch eine erfindungsgemäße Steckpumpe
    • Figur 2 weiterer Schnitt durch Steckpumpe der Figur 1
  • Die Figur 1 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Steckpumpe 1. Die Steckpumpe 1 besteht aus einem Zylinder 2 und einem separaten Pumpengehäuse 3.
  • Der Zylinder 2 weist einen ersten Teil 2b auf, mit einer Fläche 2a, die dem Pumpengehäuse zugewandt ist. Der erste Teil 2b des Zylinders 2 weist ein Einlassventil 7 mit einem Aktuator 9, der ein Öffnen und Schließen des Einlassventils 7 bewirkt, ein Auslassventil 8 und einen Pumpenarbeitsraum 6 auf. Der Pumpenarbeitsraum 6 ist Teil eines Hohlraums 4.
  • Der Zylinder 2 weist weiterhin einen zweiten Teil 2c auf, der gemeinsam mit dem ersten Teil 2b gebildet ist und den ersten Teil 2b an einer dem Aktuator 9 gegenüberliegenden Seite verlängert. Der zweite Teil 2c weist ebenfalls den Hohlraum 4 auf. Der zweite Teil 2c weist einen Außenumfang auf, der kleiner ist als der Außenumfang des ersten Teils 2b und verlängert den ersten Teil 2b des Zylinders 2 in einem zentralen Bereich.
  • Der Hohlraum 4 ist im zweiten Teil 2c eine Durchgangsbohrung, im ersten Teil 2b eine Sackbohrung, die in den Pumpenarbeitsraum 6 mündet. In dem Hohlraum 4 ist ein Kolben 5 angeordnet, mit einem ersten Ende 5a, das eine Form aufweist, die im Wesentlichen der Form des Pumpenarbeitsraums 6 entspricht, und einem zweiten Ende 5b, das über das Ende des zweiten Teils 2c des Zylinders 2 vorsteht. Der Kolben 5 weist einen Außenumfang auf, der im Wesentlichen dem Innenumfang des Hohlraums 4 entspricht. Der Kolben 5 kann sich in dem Hohlraum 4 linear in eine erste Endposition bewegen, in der er den Pumpenarbeitsraum 6 völlig ausfüllt, und in eine zweite Endeposition, in der der Kolben 5 vollständig außerhalb des Pumpenarbeitsraums 6 liegt. In der zweiten Endposition bildet der Kolben 5 bzw. dessen dem Pumpenarbeitsraum 6 zugewandtes Ende 5a, eine Rückwand des Pumpenarbeitsraums 6.
  • Die Steckpumpe 1 weist weiterhin ein Pumpengehäuse 3 auf, mit einer dem Zylinder zugewandten Stirnseite 3a. Das Pumpengehäuse 3 weist eine Hohlraum 10 auf, der einen ersten Raum 11, einen zweiten Raum 13 und einen Verbindungsbereich 15, der den ersten Raum 11 mit dem zweiten Raum 13 verbindet, bildet.
  • Das Pumpengehäuse 3 umfasst weiterhin einen Zulauf 12 für einen Kraftstoff und an seinem von dem Zylinder 2 abgewandten Ende eine Führungsbuchse 26 für einen Schlitten 27, der einen Rollenstößel 28 umfasst, der von einem Nocken einer nicht gezeigten Nockenwelle in der Führungsbuchse 26 linear bewegt wird
  • In den ersten Raum 11 ragt der zweite Teil 2c des Zylinders 2 hinein. Um den Eingriff des zweiten Teils 2c des Zylinders 2 in den ersten Raum 11 des Pumpengehäuses 3 abzudichten, weist der Zylinder 2 im Bereich des Übergangs des ersten Teils 2b in den zweiten Teil 2c ein umlaufendes Eingriffselement 29 auf und das Pumpengehäuse 3 in Bereich der Anlage des Eingriffselements 29 an einer Innenwand des Hohlraums 10 des Pumpengehäuses 3 ein Dichtelement 30.
  • In dem Hohlraum 10 des Pumpengehäuses 3 ist ein Zwischenstück 14 angeordnet, das den Kolben 5 mit der Antriebsvorrichtung bzw. dem Schlitten 27 mit dem Rollenstößel 28 verbindet und so die Antriebskraft der Antriebsvorrichtung auf den Kolben 5 überträgt.
  • Das Zwischenstück 14 weist einen ersten Abschnitt 14a auf, dessen dem Zylinder 2 zugewandte Stirnseite an dem zweiten Ende 5b des Kolbens 5 anliegt oder mit diesem form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist. An den ersten Abschnitt 14a schließt sich ein zweiter Abschnitt 14b an, der einen im Hohlraum 10 gebildeten Verbindungbereich 15 durchragt. Der Verbindungsbereich 15 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel hohlzylindrisch gebildet, mit einem Innendurchmesser, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser des ebenfalls zylindrischen ausgebildeten zweiten Abschnitts 14b entspricht. Der zweite Abschnitt 14b weist einen Dichtelement 16 in Form eines Abstreifers auf, das verhindert, dass sich ein im ersten Raum 11 befindliches Fluid mit einem im zweiten Raum 13 vorhandenen Fluid mischen kann. Das heißt, der Verbindungsbereich 15 zusammen mit dem zweiten Abschnitt 14b des Zwischenstücks 14 dichten den ersten Raum 11 und den zweiten Raum 13 fluidisch gegeneinander ab. An den zweiten Abschnitt 14b schließt sich ein dritter Abschnitt 14c an, der im zweiten Raum 13 angeordnet ist und direkt oder indirekt mit dem Rollenstößel 28 bzw. dem Schlitten 27 verbunden ist.
  • Im ersten Raum 11 ist ein Federelement 17 angeordnet, das sich an der dem Pumpengehäuse 3 zugewandten Außenseite 2a des Zylinders 2 abstützt und an einem Federhalter 19, der im gezeigten Ausführungsbeispiel auf das dem Kolben 5 zugewandte Ende des Zwischenstücks 14 aufgesteckt ist. Das Federelement 17, bei dem es sich um eine Spiralfeder handelt, die den zweiten Teil 2c des Zylinders umgreift, wird bei einer Bewegung des Kolbens 5 in die Pumpenarbeitskammer 6 hinein, einem Förderhub des Kolbens 5, komprimiert und kann sich nach Beendigung des Förderhubs wieder ausdehnen, und dabei den Kolben 5 bei einer Saughubbewegung bewegen und/oder unterstützen. Der zweite Teil 2c bildet eine Führung für das Federelement 17.
  • Im zweiten Raum 13 ist ein Federelement 18 angeordnet, das sich an einer Unterseite des Zwischenbereichs 15 und an einem Federhalter 21 abstützt, wobei der Federhalter 21 mit dem Schlitten 27 und/oder dem der Antriebsvorrichtung zugewandten Ende des Zwischenstücks 14 verbunden ist. Auch das Federelement 18 wird bei dem Förderhub der Steckpumpe 1 komprimiert und kann sich danach wieder ausdehnen und den Saughub der Steckpumpe 1 ausführen und/oder unterstützen. Wie gezeigt, kann der Zwischenbereich 15 teilweise als in den zweiten Raum 13 hineinragende zylindrische Hülse gebildet sein, die von dem Federelement 18 umgriffen wird, sodass die Hülse eine Führung für das Federelement 18 bildet.
  • In der Figur 2 ist einen weiteren Schnitt durch die Steckpumpe 1 der Figur 1 gezeigt, der beispielhaft einen Fließweg des Kraftstoffs vom dem in dieser Ansicht nicht erkennbaren Zulauf 12 bis zum Einlassventil 7 zeigt. Vom Zulauf 12 wird der Kraftstoff in einen im Pumpengehäuse 3 gebildeten Ringkanal 20a geleitet, der sich in dem Pumpengehäuse 3 in Höhe des Zuflusses 12 um den Hohlraum 10 erstreckt. Von dem Ringkanal 20a wird der Kraftstoff über Zuführungskanäle 22 in den zwischen dem Zylinder 2 und dem Pumpengehäuse 3 gebildeten Ringkanal 20 geleitet. Von dem Ringkanal 20 führen Verbindungskanäle 23 zu Lieferkanälen 24, die den Kraftstoff in einen vor dem Einlassventil 7 gelegenen Kraftstoffbereitstellungsraum 25 leiten. Die Lieferkanäle 24 sind mit Rücklaufkanälen verbunden, die nicht benötigten Kraftstoff zurück in einen Tank leiten.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Steckpumpe
    2
    Zylinder
    2a
    Stirnseite Zylinder
    2b
    erster Teil Zylinder
    2c
    zweiter Teil Zylinder
    3
    Pumpengehäuse
    3a
    Stirnseite Pumpengehäuse
    4
    Hohlraum Zylinder
    5
    Kolben
    5a
    erstes Ende Kolben
    5b
    zweites Ende Kolben
    6
    Pumpenarbeitsraum
    7
    Einlassventil
    8
    Auslassventil
    8a
    Auslass
    9
    Aktuator
    10
    Hohlraum Pumpengehäuse
    11
    erster Raum
    12
    Kraftstoffzulauf
    13
    zweiter Raum
    14
    Zwischenstück
    14a
    erster Abschnitt
    14b
    zweiter Abschnitt
    14c
    dritter Abschnitt
    15
    Verbindungsbereich
    16
    Dichtelement
    17
    Federelement
    18
    Federelement
    19
    Federhalter
    20
    Ringkanal
    20a
    Ringkanal
    21
    Federhalter
    22
    Zuführungskanal
    23
    Verbindungskanal
    24
    Lieferkanal
    25
    Kraftstoffbereitstellungsraum
    26
    Führungsbuchse
    27
    Schlitten
    28
    Rollenstößel
    29
    Eingriffselement
    30
    Dichtelement

Claims (7)

  1. Steckpumpe (1) mit einem Zylinder (2) und einem Pumpengehäuse (3), wobei
    der Zylinder (2) einen Hohlraum (4) aufweist, in dem ein beweglicher Kolben (5) aufgenommen ist, wobei ein erstes Ende (5a) des Kolbens (5) einen Pumpenraum (6) begrenzt und ein zweites Ende (5b) des Kolbens (5) mit einer Antriebsvorrichtung für den Kolben (5) verbunden ist,
    ein Einlassventil (7) im Zylinder (2) angeordnet ist, das den Pumpenraum (6) mit einem Zulauf (12) für ein erstes Fluid verbindet, und ein Auslassventil (8), das den Pumpenraum (6) mit einem Auslass (8a) verbindet,
    wobei
    das Pumpengehäuse (3) einen Hohlraum (10) aufweist, der einen ersten Raum (11) bildet, der mit einem Zulauf (12) für das erste Fluid verbunden ist, und wenigstens einen vom ersten Raum (11) getrennten zweiten Raum (13), der mit einem Fluidsystem eines zweiten Fluids verbunden ist, wobei der erste Raum (11) gegenüber dem zweiten Raum (13) fluidisch abgedichtet ist,
    wobei das zweite Ende (5b) des Kolbens (5) mit einem Zwischenstück (14) verbunden oder einstückig gebildet ist, das eine Bewegung der Antriebsvorrichtung auf den Kolben (5) überträgt,
    wobei im ersten Raum (11) und im zweiten Raum (13) jeweils ein Federelement (17; 18) angeordnet ist, wobei das eine Federelement (17) den Kolben (5) und das andere Federelement (18)das Zwischenstück (14) in eine Richtung bewegt, in der das Einlassventil (7) den Zulauf (12) mit dem Pumpenraum verbindet.
  2. Steckpumpe nach Anspruch 1, wobei das Zwischenstück (14) einen ersten Abschnitt (14a) aufweist, der in den ersten Raum (11) ragt, einen dritten Abschnitt (14c), der in den zweiten Raum (13) ragt, und einen den ersten Abschnitt (14a) und den dritten Abschnitt (14c) verbindenden zweiten Abschnitt (14b), der einen im Hohlraum (10) gebildeten Verbindungsbereich (15) zwischen dem ersten Raum (11) und dem zweiten Raum (13) durchragt.
  3. Steckpumpe nach Anspruch 2, wobei Verbindungbereich (15) die Form eines Hohlzylinders hat, mit einem Innendurchmesser, der im Wesentlichen einem Außendurchmesser des zweiten Abschnitts (14b) entspricht und wobei die Innenwand des Verbindungsbereichs (15) und/oder der zweiten Abschnitt (14b) ein Dichtelement (16) aufweist/en, das verhindert, dass sich das erstes und zweite Fluid mischen.
  4. Steckpumpe nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei sich das Federelement (17) im ersten Raum (11) an einer Unterseite des Zylinderkopfs (2) und an einem Federhalter (19), der mit einem der zweiten Ende (5b) des Kolbens (5) zugewandten Ende des Zwischenstücks (14) verbunden ist, abstützt.
  5. Steckpumpe nach Anspruch 2, wobei sich das Federelement (18) im zweiten Raum (13) an einer Unterseite des Verbindungsbereichs (15) und an einem Federhalter (21), der mit einem der Antriebsvorrichtung zugewandten Ende des Zwischenstücks (14) verbunden ist, abstützt.
  6. Steckpumpe nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei das erste Fluid durch den Zulauf (12) und Verbindungsleitungen (20a , 22) im Pumpengehäuse (3) in einen Ringkanal (20) geleitet wird, wobei der Ringkanal (20) im Verbindungsbereich zwischen dem Zylinder (2) und dem Gehäuse (3) gebildet ist und wenigstens eine Seitenwand des Ringkanals (20) durch eine Außenseite (2a) des Zylinders (2) und wenigstens eine Seitenwand des Ringkanals (20) durch eine Außenseite (3a) des Gehäuses (3) gebildet wird.
  7. Steckpumpe nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei es sich bei der Antriebsvorrichtung um eine Nockenwelle handelt, wobei ein Nocken der Nockenwelle bevorzugt auf einen Rollenstößel (28) wirkt und der Rollenstößel (28) eine Drehbewegung der Nockenwelle in eine lineare Bewegung des Kolbens (5) umwandelt.
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