WO2017215839A1 - Feed-supply pump for cryogenic fuels and fuel supply system - Google Patents

Feed-supply pump for cryogenic fuels and fuel supply system Download PDF

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WO2017215839A1
WO2017215839A1 PCT/EP2017/060873 EP2017060873W WO2017215839A1 WO 2017215839 A1 WO2017215839 A1 WO 2017215839A1 EP 2017060873 W EP2017060873 W EP 2017060873W WO 2017215839 A1 WO2017215839 A1 WO 2017215839A1
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pump
fuel
feed
inlet
pressure
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PCT/EP2017/060873
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Andreas Kellner
Falko Bredow
Frank Zehnder
Dirk SCHNITTGER
Andreas Beiter
Marc Oliver Roehner
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Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B15/00Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/06Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure
    • F04B15/08Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure the liquids having low boiling points
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • F04B49/225Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves with throttling valves or valves varying the pump inlet opening or the outlet opening
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • F04B15/06Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure
    • F04B15/08Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts for liquids near their boiling point, e.g. under subnormal pressure the liquids having low boiling points
    • F04B2015/081Liquefied gases

Definitions

  • the invention relates to a feed pump for cryogenic fuels after the
  • the invention relates to a
  • a feed pump for cryogenic fuels according to the preamble of the claim
  • the known feed pump serves to convey fuel from a tank container in the direction of
  • Feed pump arranged, reciprocating piston acts.
  • a check valve is arranged on the pressure-side outlet of the pump chamber of the feed pump, which ensures that the funded via the output or the pressure port in the direction of the heater at each stroke by the piston fuel can not then flow back into the pump chamber.
  • the known delivery pump is at a constant
  • the feed pump for cryogenic fuels having the features of claim 1 has the advantage that in a relatively simple manner, the delivery rate of the feed pump to the actual fuel demand even with a rigid coupling of the feed pump, especially when the feed pump is connected to an internal combustion engine, adjusted can. Under a rigid coupling is understood that a variable speed of the drive in a possibly with the interposition of a reduction gear
  • the invention is based on the idea of influencing the flow rate at the inlet of the pump chamber by means of an electrically operable valve. Thereby, it is possible to control the amount of fuel flowing into the pump space during the movement of the pump element during the suction movement. Also, a delayed closing of the valve acting as a check valve can be made possible to reduce the flow rate or to allow a time-limited backflow in the direction of the suction side. As a result, for example, with a low requirement for fuel, the possibility is opened up to leave the valve at least temporarily in an open position. This has the consequence that when a movement of the pump element in the pump chamber previously infused fuel is ejected again at least partially via the suction port from the pump chamber.
  • an electrically operable valve has the particular advantage that it can be implemented with little device complexity and works quickly or reliably with a high clock frequency.
  • Pump chamber also makes it possible, the inlet and the outlet of the pump chamber in a common portion of the pump chamber
  • valve closes the inlet of the pump chamber
  • Has closing element the force applied by means of a spring element in the de-energized state of the electric valve, the closing element in the position releasing the inlet.
  • the closing element is arranged within the pump chamber in register with the inlet and is connected via a coupling rod in operative connection with an armature.
  • the closing element and the coupling rod are formed as separate elements, i. that there is only a contact between the two components, such that the coupling rod, the closing element only in the direction of his
  • the electrically actuated valve is adapted to the inlet during movement of the pump element in the direction of the inlet in the opening direction to press.
  • this means that the valve is the inlet during a compression phase or the compression movement of the
  • Pump element keeps open, as long as this is its electromagnetic drive allows. As long as the valve has not yet closed the inlet, it is possible that fuel flows out of the inlet during a movement of the pump element in the direction of the inlet and does not reach the pressure port or in the direction of a heating device. The sooner the closing movement of the valve begins, the greater is the amount of fuel delivered per delivery stroke in the direction of the pressure connection of the delivery pump.
  • the invention also includes a fuel delivery system for a gas powered vehicle using a feed pump of the invention.
  • the feed pump is used to compress the fuel to the required system pressure, for example, to a pressure of the fuel, which is several hundred bar.
  • the fuel delivery system is characterized in that the feed pump is preceded by a prefeed pump, which compresses the fuel at the suction port of the feed pump to a prefeed pressure at which the fuel is not yet evaporated.
  • Fuel feed system has the advantage that the (high-pressure) feed pump according to the invention can be arranged in a region relatively far away from the tank container, for example at an interface on the internal combustion engine for driving the feed pump. In addition, this reduces a transmission of the heat of the drive of the feed pump in the fuel in the tank container.
  • a particularly simple drive of the feed pump is made possible when the fuel feed system has a mechanical coupling with an internal combustion engine, which serves to drive the feed pump.
  • Interposition of a transmission takes place, for example, increases or decreases the speed of the internal combustion engine.
  • Fig. 1 is a simplified representation of a fuel delivery system for a
  • Fig. 2 shows a detail of a feed pump, as in the
  • Fuel supply system of FIG. 1 is used, in an enlarged view.
  • a fuel delivery system 100 for cryogenic fuel 1 is shown.
  • the fuel 1 is natural gas or hydrogen which has been cooled down in a tank container 2 to a temperature of, for example, -10 ° C. or less so that it is below a filling level 3 in liquid form.
  • the fuel 1 is in a gaseous state.
  • the tank container 2 preferably consists of an inner tank accommodating the fuel 1, which is evacuated from an outer shell to form an evacuated tank
  • a low-pressure pump 4 As
  • Pre-feed pump preferably below the filling level 3, arranged.
  • the drive 5 of the low pressure pump 4 is disposed within the tank 2.
  • On the pressure side of the low-pressure pump 4 are a
  • shut-off valve 6 and a pressure relief valve 7 is arranged.
  • the shut-off valve 6 is closed in the de-energized state, and the pressure limiting valve 7 serves to prevent damage to the low-pressure delivery pump 4 in the event of a defective shut-off valve 6.
  • the pressure side of the low-pressure feed pump 4 delivers the fuel 1 (with the shut-off valve 6 open) into a supply line 8.
  • a feed pump 10 is arranged as a high-pressure pump.
  • the feed pump 10 is supplied on the suction side of the fuel 1 of the low-pressure feed pump 4 and is connected on the pressure side to a particular designed in the form of a heat exchanger heater 15, in turn, on the side facing away from the feed pump 10
  • Intermediate circuit of a buffer memory 17 and a pressure control valve 18 is connected by way of example with a rail 16.
  • the rail 16 is connected, by way of example, to a plurality of gas valves 20, which serve to convey the fuel initially conveyed by the feed pump 10 into the heating device 15, which is heated by the heating device 15, into the combustion chamber of a not-shown fuel
  • the internal combustion engine is part of a gas-powered vehicle.
  • the pressure of the fuel 1 in the tank container 2 is approximately between 3 bar and 15 bar
  • the pressure on the suction side of the feed pump 10 is caused by the pressure increase by the
  • Low pressure feed pump 4 approximately between 10bar and 20bar, while the pressure of the fuel 1 at the pressure side of the feed pump 10 may be up to 60bar, for example.
  • the feed pump 10 has a systemic limit 21 shown only symbolically.
  • the fuel 1 passes through a suction port 22 via the
  • System boundary 21 and flows in the region of a pressure port 23 from the system boundary 21 in the direction of the heater 15 from.
  • System boundary 21 is under formation of a fuel 1 filled
  • a cylinder 26 arranged or formed.
  • a longitudinal bore 27 is formed, in which a pump element 28 in the form of a high-pressure pump piston 29 in the direction of the double arrow 31 along a longitudinal axis of the longitudinal bore 37 is arranged back and forth.
  • the high-pressure pump piston 29 is connected via a piston rod 32 and a connecting rod 33 connected to the piston rod 32 with a crankshaft 35, which in turn is coupled to a drive 38 arranged with an example outside the system boundary 21 arranged transmission 37.
  • the drive 38 is in particular the internal combustion engine whose crankshaft, for example, also for driving the crankshaft 35 of the Feed pump 10 is used.
  • the crankshaft 35 together with the connecting rod 33, that the rotational movement of the crankshaft 35 in the direction of the arrow 39 in the above-mentioned reciprocating motion of the connecting rod 32 and the
  • High-pressure pump piston 29 is transmitted in the direction of the double arrow 31.
  • the longitudinal bore 27 forms within the cylinder 26 u.a. a cylindrical pump chamber 40, which has on the side facing away from the piston rod 32 side of the high-pressure pump piston 29 via a longitudinal bore 41 connection to a transverse bore 42.
  • the transverse bore 42 is at least indirectly connected to the suction port 22.
  • the longitudinal bore 41 is of a
  • Coupling rod 44 interspersed with radial spacing, which within the
  • Closing element 45 is part of an electrically actuatable valve 50.
  • Coupling rod 44 is connected on the side facing away from the closing element 45 with an armature 51 which cooperates with a magnet 51 radially surrounding the armature 51. Furthermore, the armature 51 is arranged in operative connection with a compression spring 53, the armature 51 and thus also the closing element 45 in the direction of the high-pressure pump piston 29th
  • Transition region of the longitudinal bore 27 to the longitudinal bore 41 (which has a smaller diameter than the longitudinal bore 27) can bear sealingly. This concern or sealing can take place even when energized solenoid 32 when the pressure prevailing in the pump chamber 40 hydraulic pressure is greater than the opening force of the compression spring 53 (together with the pressure prevailing in the longitudinal bore 41 hydraulic pressure).
  • Closing element 45 is moved by abutting contact with the coupling rod 44 in the direction of the high pressure pump piston 29 and thus on the longitudinal bore 41st
  • Fuel 1 can flow into the pump chamber 40.
  • the longitudinal bore 41 forms thus on the pump chamber 40 side facing an inlet 58 from.
  • an outlet 59 with a high-pressure valve 60 is formed in the pump chamber 40.
  • the high pressure valve 60 is as
  • Non-return valve formed and prevents backflow of fuel 1 in the direction of the pump chamber 40. Furthermore, it is preferably provided that the high pressure valve 60 opens only when a certain minimum pressure is exceeded.
  • the fuel 1 reaches the pressure connection 23 at least indirectly via the outlet 59. Both the inlet 58 and the outlet 59 are arranged in a partial region 61 of the pump chamber 40, into which the
  • High-pressure pump piston 29 does not get in his reciprocation.
  • valve 50 within the feed pump 10 is explained as follows: When not actuated valve 50 and not energized solenoid 52, the closing element 45 is pressed by the spring force of the compression spring 53 in the inlet 58 releasing position. As a result, in a (suction) movement of the high-pressure pump piston 29 from the right in FIG. 1 side in the direction of the left side reaches up to the reversal point of the
  • High-pressure pump piston 29 fuel 1 via the longitudinal bore 41 in the pump chamber 40.
  • a closing of the inlet 58 is prevented by the compression spring 53, so that fuel 1 from the inlet 58 can flow back in the direction of the suction port 22, since at the same time the high pressure valve 60 does not open due to the low pressure increase.
  • the valve 50 is not actuated or the solenoid coil 52 is not energized, no fuel 1 is thus conveyed in the direction of the pressure connection 23 or the heating device 15.
  • Reversing point of the high-pressure pump piston 29 is activated or energized after the suction of fuel 1 in the pump chamber 40, the closing element 45 can move against the spring force of the compression spring 53 in its closing the inlet 58 position so that it acts as a check valve. This will fuel 1 in the subsequent movement of the
  • High-pressure pump piston 29 is energized from the side facing away from the inlet 58 in the direction of the inlet 58, so first fuel 1 during the movement of the high-pressure pump piston 29 in the direction of the inlet 58 from the inlet 58 is conveyed out until the closure member 45 closes or seals the inlet 58 , From this point on, the fuel 1 is conveyed via the outlet 59 in the direction of the pressure connection 23 or the heating device 15.
  • the delivery quantity of the fuel 1 during a working stroke of the high-pressure pump piston 29 can thus be adjusted as needed.
  • the delivery pump 10 described so far can be modified or modified in many ways, without departing from the spirit. So it is particularly conceivable to form the valve 50 with reverse direction of action. In this case, the inlet 58 is kept open in the energized state of the solenoid coil 52 and closed in the de-energized state by the compression spring 53, the inlet 58 by the closing element 45.

Abstract

The invention relates to a feed-supply pump (10) for cryogenic fuels (1), comprising an intake port (22) which can be connected at least directly to a tank container (2) for the fuel (1), a pressurized connection (23) which can be connected to a heating device (15), a pump element (28) which can be actuated by a drive (38) for compressing the fuel (1) in a pump chamber (40). The pump chamber (40) can be connected via an inlet (58) to the intake port (22) and via an outlet (59) to the pressurised connection (23).

Description

Beschreibung  description
Förderpumpe für kryogene Kraftstoffe und Kraftstofffördersvstem Stand der Technik Die Erfindung betrifft eine Förderpumpe für kryogene Kraftstoffe nach demThe invention relates to a feed pump for cryogenic fuels after the
Oberbegriff des Anspruchs 1 . Ferner betrifft die Erfindung ein Preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a
Kraftstofffördersystem für ein gasbetriebenes Fahrzeug mit einer Fuel delivery system for a gas powered vehicle with a
erfindungsgemäßen Förderpumpe. Eine Förderpumpe für kryogene Kraftstoffe nach dem Oberbegriff des Anspruchsinventive feed pump. A feed pump for cryogenic fuels according to the preamble of the claim
1 ist aus der EP 2 541 062 A1 bekannt. Die bekannte Förderpumpe dient der Förderung von Kraftstoff aus einem Tankbehälter in Richtung einer 1 is known from EP 2 541 062 A1. The known feed pump serves to convey fuel from a tank container in the direction of
Heizeinrichtung des Kraftstofffördersystems. Hierzu weist die bekannte Heating device of the fuel conveyor system. For this purpose, the known
Förderpumpe einen hydraulischen, elektrischen, pneumatischen oder mechanischen Antrieb auf, der auf einen in einem Pumpenraum der Feed pump to a hydraulic, electrical, pneumatic or mechanical drive, which is located in a pump room of the
Förderpumpe angeordneten, hin- und herbeweglichen Kolben wirkt. Darüber hinaus ist am druckseitigen Ausgang des Pumpenraums der Förderpumpe ein Rückschlagventil angeordnet, das sicherstellt, dass der über den Ausgang bzw. den Druckanschluss in Richtung der Heizeinrichtung bei jedem Arbeitshub durch den Kolben geförderte Kraftstoff anschließend nicht in den Pumpenraum zurückströmen kann. Die bekannte Förderpumpe ist auf eine konstante  Feed pump arranged, reciprocating piston acts. In addition, a check valve is arranged on the pressure-side outlet of the pump chamber of the feed pump, which ensures that the funded via the output or the pressure port in the direction of the heater at each stroke by the piston fuel can not then flow back into the pump chamber. The known delivery pump is at a constant
Förderleistung bzw. auf eine maximale Fördermenge an Kraftstoff ausgelegt, die derart groß ist, dass damit der maximale Bedarf an Gas an einer Conveyance or designed for a maximum flow rate of fuel that is so large that thus the maximum demand for gas at a
Brennkraftmaschine abgedeckt werden kann. Wird eine geringere Fördermenge benötigt, so ist eine Anpassung bei der Verwendung eines Elektromotors alsInternal combustion engine can be covered. If a lower flow rate is required, then an adaptation when using an electric motor than
Antrieb für die Förderpumpe durch eine Drehzahlreduzierung einfach möglich. Wird ist derartige Förderpumpe jedoch mit einem Verbrennungsmotor bzw. einer Brennkraftmaschine zum Antreiben starr gekoppelt, so hängt die Förderleistung der Förderpumpe von der Drehzahl der Brennkraftmaschine ab. Dabei gibt es jedoch Betriebszustände, die trotz relativ hoher Drehzahl der Brennkraftmaschine einen relativ geringen Bedarf an Kraftstoff erfordern, beispielsweise beim Schubbetrieb eines Kraftfahrzeugs. Drive for the feed pump by a speed reduction simply possible. However, if such a delivery pump is rigidly coupled to an internal combustion engine or an internal combustion engine for driving, the delivery rate of the delivery pump depends on the rotational speed of the internal combustion engine. However, there are operating conditions that despite the relatively high speed of the engine require a relatively small amount of fuel, for example, during overrun operation of a motor vehicle.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die Förderpumpe für kryogene Kraftstoffe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass auf relativ einfache Art und Weise die Fördermenge der Förderpumpe an den tatsächlichen Kraftstoffbedarf auch bei einer starren Kopplung der Förderpumpe, insbesondere wenn die Förderpumpe mit einer Brennkraftmaschine verbunden ist, angepasst werden kann. Unter einer starren Kopplung wird dabei verstanden, dass eine veränderliche Drehzahl des Antriebs in eine ggf. unter Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes The feed pump for cryogenic fuels having the features of claim 1 has the advantage that in a relatively simple manner, the delivery rate of the feed pump to the actual fuel demand even with a rigid coupling of the feed pump, especially when the feed pump is connected to an internal combustion engine, adjusted can. Under a rigid coupling is understood that a variable speed of the drive in a possibly with the interposition of a reduction gear
entsprechende Drehzahl bzw. Frequenz eines Pumpenelements umgewandelt wird. corresponding speed or frequency of a pump element is converted.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, mittels eines elektrisch betätigbaren Ventils die Durchflussmenge am Einlass des Pumpenraums zu beeinflussen. Dadurch ist es möglich, die Menge des in den Pumpenraum bei der Bewegung des Pumpenelements während der Ansaugbewegung einströmenden Kraftstoffs zu steuern. Auch kann ein verzögertes Schließen des als Rückschlagventil wirkenden Ventils ermöglicht werden, um die Fördermenge zu reduzieren bzw. ein zeitlich begrenztes Rückströmen in Richtung der Saugseite zu ermöglichen. Dadurch wird beispielsweise bei einem geringen Bedarf an Kraftstoff die Möglichkeit eröffnet, das Ventil zumindest zeitweise in einer geöffneten Stellung zu belassen. Dies hat zur Folge, dass bei einer Bewegung des Pumpenelements in den Pumpenraum zuvor eingeströmter Kraftstoff wieder zumindest teilweise über den Sauganschluss aus dem Pumpenraum ausgestoßen wird. Die The invention is based on the idea of influencing the flow rate at the inlet of the pump chamber by means of an electrically operable valve. Thereby, it is possible to control the amount of fuel flowing into the pump space during the movement of the pump element during the suction movement. Also, a delayed closing of the valve acting as a check valve can be made possible to reduce the flow rate or to allow a time-limited backflow in the direction of the suction side. As a result, for example, with a low requirement for fuel, the possibility is opened up to leave the valve at least temporarily in an open position. This has the consequence that when a movement of the pump element in the pump chamber previously infused fuel is ejected again at least partially via the suction port from the pump chamber. The
Verwendung eines elektrisch betätigbares Ventils hat insbesondere den Vorteil, dass es mit geringem vorrichtungstechnischem Aufwand realisiert werden kann und schnell bzw. mit einer hohen Taktfrequenz und zuverlässig arbeitet. The use of an electrically operable valve has the particular advantage that it can be implemented with little device complexity and works quickly or reliably with a high clock frequency.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Förderpumpe für kryogene Kraftstoffe sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Ein mechanisch besonders einfacher Aufbau eines Pumpenelements und eines Pumpenraums wird ermöglicht, wenn das Pumpenelement als ein entlang einer Längsachse des Pumpenraums zwischen zwei Endpositionen hin- und herbeweglicher Pumpenkolben ausgebildet ist. Advantageous developments of the feed pump according to the invention for cryogenic fuels are listed in the dependent claims. A mechanically particularly simple construction of a pump element and a pump chamber is made possible when the pump element is designed as a pump piston which can be moved back and forth between two end positions along a longitudinal axis of the pump chamber.
Das erfindungsgemäße Prinzip der Förderung von Kraftstoff aus dem The inventive principle of promoting fuel from the
Pumpenraum ermöglicht es darüber hinaus, den Einlass und den Auslass des Pumpenraums in einem gemeinsamen Teilbereich des Pumpenraums Pump chamber also makes it possible, the inlet and the outlet of the pump chamber in a common portion of the pump chamber
anzuordnen, der außerhalb des Bewegungswegs des Pumpenelements ist. to be located, which is outside the movement path of the pump element.
Dadurch ergibt sich eine besonders einfache Abdichtung des Pumpenelements zum Verdichterraum. This results in a particularly simple sealing of the pump element to the compressor chamber.
Um sicherzustellen, dass Kraftstoff lediglich dann gefördert wird, wenn ein entsprechender Bedarf der Brennkraftmaschine vorhanden ist, ist es vorgesehen, dass das Ventil ein den Einlass des Pumpenraums verschließendes In order to ensure that fuel is conveyed only when a corresponding requirement of the internal combustion engine is present, it is provided that the valve closes the inlet of the pump chamber
Schließelement aufweist, das mittels eines Federelements in unbestromtem Zustand des elektrischen Ventils das Schließelement in die den Einlass freigebende Position kraftbeaufschlagt. Has closing element, the force applied by means of a spring element in the de-energized state of the electric valve, the closing element in the position releasing the inlet.
In Weiterbildung des zuletzt genannten Erfindungsgedankens ist es in konstruktiv bevorzugter Ausgestaltung vorgesehen, dass das Schließelement innerhalb des Pumpenraums in Überdeckung mit dem Einlass angeordnet und über eine Koppelstange in Wirkverbindung mit einem Anker verbunden ist. Dabei sind das Schließelement und die Koppelstange als separate Elemente ausgebildet, d.h. dass zwischen den beiden Bauteilen lediglich ein Anlagekontakt herrscht, derart, dass die Koppelstange das Schließelement lediglich in richtung seiner In a further development of the last-mentioned concept of the invention, it is provided in a structurally preferred embodiment that the closing element is arranged within the pump chamber in register with the inlet and is connected via a coupling rod in operative connection with an armature. In this case, the closing element and the coupling rod are formed as separate elements, i. that there is only a contact between the two components, such that the coupling rod, the closing element only in the direction of his
Öffnungsstellung drücken kann, jedoch nicht aktiv in seine Schließstellung. Can press opening position, but not active in its closed position.
Insbesondere im Zusammenhang mit einem Verdichterelement, das mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine proportionaler Frequenz angetrieben wird, ist es zur Einstellung der Fördermenge pro Förderhub vorgesehen, dass das elektrisch betätigbare Ventil dazu ausgebildet ist, den Einlass während einer Bewegung des Pumpenelements in Richtung des Einlasses in Öffnungsrichtung zu drücken. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass das Ventil den Einlass während einer Verdichtungsphase bzw. Verdichtungsbewegung desIn particular, in connection with a compressor element which is driven at the speed of the internal combustion engine proportional frequency, it is provided for adjusting the delivery rate per delivery stroke that the electrically actuated valve is adapted to the inlet during movement of the pump element in the direction of the inlet in the opening direction to press. In other words, this means that the valve is the inlet during a compression phase or the compression movement of the
Pumpenelements offen hält, solange dies dessen elektromagnetischer Antrieb ermöglicht. Solange das Ventil den Einlass noch nicht verschlossen hat, ist es möglich, dass Kraftstoff bei einer Bewegung des Pumpenelements in Richtung des Einlasses aus dem Einlass ausströmt und nicht zu dem Druckanschluss bzw. in Richtung einer Heizeinrichtung gelangt. Je früher die Schließbewegung des Ventils einsetzt, desto größer ist daher die pro Förderhub in Richtung des Druckanschlusses der Förderpumpe geförderte Kraftstoff menge. Pump element keeps open, as long as this is its electromagnetic drive allows. As long as the valve has not yet closed the inlet, it is possible that fuel flows out of the inlet during a movement of the pump element in the direction of the inlet and does not reach the pressure port or in the direction of a heating device. The sooner the closing movement of the valve begins, the greater is the amount of fuel delivered per delivery stroke in the direction of the pressure connection of the delivery pump.
Die Erfindung umfasst auch ein Kraftstofffördersystem für ein gasbetriebenes Fahrzeug unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Förderpumpe. Die Förderpumpe dient dazu, den Kraftstoff auf den erforderlichen Systemdruck zu komprimieren, beispielsweise auf einen Druck des Kraftstoffs, der einige Hundert bar beträgt. Das Kraftstofffördersystem zeichnet sich dadurch aus, dass der Förderpumpe eine Vorförderpumpe vorgeschaltet ist, die den Kraftstoff an dem Sauganschluss der Förderpumpe auf einen Vorförderdruck komprimiert, bei dem der Kraftstoff noch nicht verdampft. Eine derartige Ausbildung des The invention also includes a fuel delivery system for a gas powered vehicle using a feed pump of the invention. The feed pump is used to compress the fuel to the required system pressure, for example, to a pressure of the fuel, which is several hundred bar. The fuel delivery system is characterized in that the feed pump is preceded by a prefeed pump, which compresses the fuel at the suction port of the feed pump to a prefeed pressure at which the fuel is not yet evaporated. Such a training of
Kraftstofffördersystems hat den Vorteil, dass die erfindungsgemäße (Hochdruck-) Förderpumpe in einem Bereich relativ weit entfernt vom Tankbehälter, zum Beispiel an einer Schnittstelle an der Brennkraftmaschine zum Antrieb der Förderpumpe angeordnet werden kann. Darüber hinaus wird dadurch eine Übertragung der Wärme des Antriebs der Förderpumpe in dem Kraftstoff in dem Tankbehälter reduziert. Fuel feed system has the advantage that the (high-pressure) feed pump according to the invention can be arranged in a region relatively far away from the tank container, for example at an interface on the internal combustion engine for driving the feed pump. In addition, this reduces a transmission of the heat of the drive of the feed pump in the fuel in the tank container.
Ein besonders einfacher Antrieb der Förderpumpe wird ermöglicht, wenn das Kraftstofffördersystem eine mechanische Kopplung mit einer Brennkraftmaschine aufweist, die dem Antrieb der Förderpumpe dient. A particularly simple drive of the feed pump is made possible when the fuel feed system has a mechanical coupling with an internal combustion engine, which serves to drive the feed pump.
Hierbei kann es insbesondere auch vorgesehen sein, dass zur Optimierung der Drehzahl bzw. der Geschwindigkeit des Pumpenelements der Förderpumpe die Kopplung zwischen der Förderpumpe und der Brennkraftmaschine unter In this case, it can also be provided, in particular, that in order to optimize the rotational speed or the speed of the pump element of the feed pump, the coupling between the feed pump and the internal combustion engine below
Zwischenschaltung eines Getriebes erfolgt, das beispielsweise die Drehzahl der Brennkraftmaschine erhöht oder erniedrigt. Interposition of a transmission takes place, for example, increases or decreases the speed of the internal combustion engine.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. This shows in:
Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines Kraftstofffördersystems für ein Fig. 1 is a simplified representation of a fuel delivery system for a
gasbetriebenes Fahrzeug und  gas powered vehicle and
Fig. 2 einen Ausschnitt aus einer Förderpumpe, wie sie bei dem Fig. 2 shows a detail of a feed pump, as in the
Kraftstofffördersystems der Fig. 1 verwendet wird, in vergrößerter Darstellung.  Fuel supply system of FIG. 1 is used, in an enlarged view.
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen. The same elements or elements with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.
In der Fig. 1 ist ein Kraftstofffördersystem 100 für kryogenen Kraftstoff 1 dargestellt. Bei dem Kraftstoff 1 handelt es sich beispielsweise, und nicht einschränkend, um Erdgas oder Wasserstoff, der in einem Tankbehälter 2 auf eine Temperatur von beispielsweise -1 10°C oder weniger herabgekühlt ist, damit dieser unterhalb eines Füllpegels 3 in flüssiger Form vorliegt. Oberhalb des Füllpegels 3 liegt der Kraftstoff 1 hingegen in gasförmigem Zustand vor. Der Tankbehälter 2 besteht vorzugsweise aus einem den Kraftstoff 1 aufnehmenden Innentank, der von einer Außenhülle unter Ausbildung eines evakuierten 1, a fuel delivery system 100 for cryogenic fuel 1 is shown. By way of example and not limitation, the fuel 1 is natural gas or hydrogen which has been cooled down in a tank container 2 to a temperature of, for example, -10 ° C. or less so that it is below a filling level 3 in liquid form. On the other hand, above the filling level 3, the fuel 1 is in a gaseous state. The tank container 2 preferably consists of an inner tank accommodating the fuel 1, which is evacuated from an outer shell to form an evacuated tank
Zwischenraums umschlossen ist. Da ein derartiger Tankbehälter 2 aus dem Stand der Technik an sich bekannt und nicht erfindungswesentlich ist, wird an dieser Stellung auf eine weitergehende Beschreibung des Tankbehälters 2 verzichtet. Interspace is enclosed. Since such a tank container 2 of the prior art is known per se and is not essential to the invention, a further description of the tank 2 is dispensed with at this position.
Innerhalb des Tankbehälters 2 ist eine Niederdruckförderpumpe 4 als Within the tank 2 is a low-pressure pump 4 as
Vorförderpumpe, vorzugsweise unterhalb des Füllpegels 3, angeordnet. Auch der Antrieb 5 der Niederdruckförderpumpe 4 ist innerhalb des Tankbehälters 2 angeordnet. Auf der Druckseite der Niederdruckförderpumpe 4 sind ein Pre-feed pump, preferably below the filling level 3, arranged. Also, the drive 5 of the low pressure pump 4 is disposed within the tank 2. On the pressure side of the low-pressure pump 4 are a
Absperrventil 6 und ein Druckbegrenzungsventil 7 angeordnet. Das Absperrventil 6 ist im stromlosen Zustand geschlossen, und das Druckbegrenzungsventil 7 dient dazu, um bei einem defekten Absperrventil 6 eine Beschädigung der Niederdruckförderpumpe 4 zu verhindern. Shut-off valve 6 and a pressure relief valve 7 is arranged. The shut-off valve 6 is closed in the de-energized state, and the pressure limiting valve 7 serves to prevent damage to the low-pressure delivery pump 4 in the event of a defective shut-off valve 6.
Die Druckseite der Niederdruckförderpumpe 4 fördert den Kraftstoff 1 (bei geöffnetem Absperrventil 6) in eine Versorgungsleitung 8. Räumlich getrennt von dem Tankbehälter 2 ist eine Förderpumpe 10 als Hochdruckförderpumpe angeordnet. Die Förderpumpe 10 wird saugseitig von dem Kraftstoff 1 der Niederdruckförderpumpe 4 versorgt und ist druckseitig an eine insbesondere in Form eines Wärmetauschers ausgebildete Heizeinrichtung 15 angeschlossen, die wiederum auf der der Förderpumpe 10 abgewandten Seite unter The pressure side of the low-pressure feed pump 4 delivers the fuel 1 (with the shut-off valve 6 open) into a supply line 8. Spatially separated from the tank container 2, a feed pump 10 is arranged as a high-pressure pump. The feed pump 10 is supplied on the suction side of the fuel 1 of the low-pressure feed pump 4 and is connected on the pressure side to a particular designed in the form of a heat exchanger heater 15, in turn, on the side facing away from the feed pump 10
Zwischenschaltung eines Pufferspeichers 17 und eines Druckregelventils 18 beispielhaft mit einem Rail 16 verbunden ist. Das Rail 16 ist beispielhaft mit mehreren Gasventilen 20 verbunden, die dazu dienen, den von der Förderpumpe 10 zunächst in die Heizeinrichtung 15 geförderten Kraftstoff, der durch die Heizeinrichtung 15 erwärmt wird, jeweils in den Brennraum einer nicht gezeigten Intermediate circuit of a buffer memory 17 and a pressure control valve 18 is connected by way of example with a rail 16. The rail 16 is connected, by way of example, to a plurality of gas valves 20, which serve to convey the fuel initially conveyed by the feed pump 10 into the heating device 15, which is heated by the heating device 15, into the combustion chamber of a not-shown fuel
Brennkraftmaschine einzublasen. Insbesondere ist die Brennkraftmaschine Bestandteil eines gasbetriebenen Fahrzeugs. Inject internal combustion engine. In particular, the internal combustion engine is part of a gas-powered vehicle.
Während der Druck des Kraftstoffs 1 in dem Tankbehälter 2 beispielsweise etwa zwischen 3bar und 15bar beträgt, beträgt der Druck an der Saugseite der Förderpumpe 10, verursacht durch die Druckerhöhung durch die For example, while the pressure of the fuel 1 in the tank container 2 is approximately between 3 bar and 15 bar, the pressure on the suction side of the feed pump 10 is caused by the pressure increase by the
Niederdruckförderpumpe 4, etwa zwischen 10bar und 20bar, während der Druck des Kraftstoffs 1 an der Druckseite der Förderpumpe 10 zum Beispiel bis zu 60bar betragen kann. Low pressure feed pump 4, approximately between 10bar and 20bar, while the pressure of the fuel 1 at the pressure side of the feed pump 10 may be up to 60bar, for example.
Die Förderpumpe 10 weist eine lediglich symbolisch dargestellte Systemgrenze 21 auf. Der Kraftstoff 1 gelangt über einen Sauganschluss 22 über die The feed pump 10 has a systemic limit 21 shown only symbolically. The fuel 1 passes through a suction port 22 via the
Systemgrenze 21 und strömt im Bereich eines Druckanschlusses 23 aus der Systemgrenze 21 in Richtung der Heizeinrichtung 15 aus. Innerhalb der System boundary 21 and flows in the region of a pressure port 23 from the system boundary 21 in the direction of the heater 15 from. Within the
Systemgrenze 21 ist unter Ausbildung eines von Kraftstoff 1 gefüllten System boundary 21 is under formation of a fuel 1 filled
Zwischenraums 25 ein Zylinder 26 angeordnet bzw. ausgebildet. Innerhalb des Zylinders 26 ist eine Längsbohrung 27 ausgebildet, in der ein Pumpenelement 28 in Form eines Hochdruckpumpenkolbens 29 in Richtung des Doppelpfeils 31 entlang einer Längsachse der Längsbohrung 37 hin- und herbeweglich angeordnet ist. Der Hochdruckpumpenkolben 29 ist über eine Kolbenstange 32 und ein mit der Kolbenstange 32 verbundenen Pleuel 33 mit einer Kurbelwelle 35 verbunden, die wiederum mit einem beispielhaft außerhalb der Systemgrenze 21 angeordneten Übersetzungsgetriebe 37 mit einem Antrieb 38 gekoppelt ist. Bei dem Antrieb 38 handelt es sich insbesondere um die Brennkraftmaschine, deren Kurbelwelle beispielsweise auch zum Antreiben der Kurbelwelle 35 der Förderpumpe 10 dient. Die Kurbelwelle 35 bewirkt zusammen mit dem Pleuel 33, dass die Drehbewegung der Kurbelwelle 35 in Richtung des Pfeils 39 in die angesprochene Hin- und Herbewegung der Kurbelstange 32 bzw. des Interspace 25 a cylinder 26 arranged or formed. Within the cylinder 26, a longitudinal bore 27 is formed, in which a pump element 28 in the form of a high-pressure pump piston 29 in the direction of the double arrow 31 along a longitudinal axis of the longitudinal bore 37 is arranged back and forth. The high-pressure pump piston 29 is connected via a piston rod 32 and a connecting rod 33 connected to the piston rod 32 with a crankshaft 35, which in turn is coupled to a drive 38 arranged with an example outside the system boundary 21 arranged transmission 37. The drive 38 is in particular the internal combustion engine whose crankshaft, for example, also for driving the crankshaft 35 of the Feed pump 10 is used. The crankshaft 35, together with the connecting rod 33, that the rotational movement of the crankshaft 35 in the direction of the arrow 39 in the above-mentioned reciprocating motion of the connecting rod 32 and the
Hochdruckpumpenkolbens 29 in Richtung des Doppelpfeils 31 übertragen wird. High-pressure pump piston 29 is transmitted in the direction of the double arrow 31.
Die Längsbohrung 27 bildet innerhalb des Zylinders 26 u.a. einen zylindrischen Pumpenraum 40 aus, der auf der auf der der Kolbenstange 32 abgewandten Seite des Hochdruckpumpenkolbens 29 über eine Längsbohrung 41 Verbindung zu einer Querbohrung 42 hat. Die Querbohrung 42 ist zumindest mittelbar mit dem Sauganschluss 22 verbunden. Die Längsbohrung 41 ist von einer The longitudinal bore 27 forms within the cylinder 26 u.a. a cylindrical pump chamber 40, which has on the side facing away from the piston rod 32 side of the high-pressure pump piston 29 via a longitudinal bore 41 connection to a transverse bore 42. The transverse bore 42 is at least indirectly connected to the suction port 22. The longitudinal bore 41 is of a
Koppelstange 44 mit radialem Abstand durchsetzt, die innerhalb des  Coupling rod 44 interspersed with radial spacing, which within the
Pumpenraums 40 durch Anlagekontakt, d.h. in Wirkverbindung mit einem als von der Koppelstange 44 als separates Bauteil ausgebildeten plattenförmigen Schließelement 45 angeordnet ist. Das als Rückschlagventil wirkende Pumping space 40 by abutting contact, i. is arranged in operative connection with a plate-shaped closing element 45 designed as a separate component of the coupling rod 44. The acting as a check valve
Schließelement 45 ist Bestandteil eines elektrisch betätigbaren Ventils 50. DieClosing element 45 is part of an electrically actuatable valve 50. The
Koppelstange 44 ist auf der dem Schließelement 45 abgewandten Seite mit einem Anker 51 verbunden, der mit einer den Anker 51 radial umgebenden Magnetspule 52 zusammenwirkt. Weiterhin ist der Anker 51 in Wirkverbindung mit einer Druckfeder 53 angeordnet, die den Anker 51 und somit auch das Schließelement 45 in Richtung des Hochdruckpumpenkolbens 29 Coupling rod 44 is connected on the side facing away from the closing element 45 with an armature 51 which cooperates with a magnet 51 radially surrounding the armature 51. Furthermore, the armature 51 is arranged in operative connection with a compression spring 53, the armature 51 and thus also the closing element 45 in the direction of the high-pressure pump piston 29th
kraftbeaufschlagt. with force.
Bei bestromter Magnetspule 32 wird der Anker 51 entgegen der Federkraft der Druckfeder 53 in die dem Hochdruckpumpenkolben 29 abgewandte Richtung bewegt, so dass das Schließelement 45 mit seiner Unterseite 56 am When energized solenoid 32, the armature 51 is moved against the spring force of the compression spring 53 in the direction away from the high-pressure pump piston 29, so that the closing element 45 with its underside 56 on
Übergangsbereich der Längsbohrung 27 zur Längsbohrung 41 (die einen geringeren Durchmesser aufweist als die Längsbohrung 27) dichtend anliegen kann. Dieses Anliegen bzw. Abdichten kann auch bei unbestromter Magnetspule 32 stattfinden, wenn der in dem Pumpenraum 40 herrschende hydraulische Druck größer ist als die Öffnungskraft der Druckfeder 53 (zusammen mit dem in der Längsbohrung 41 herrschenden hydraulischen Druck).  Transition region of the longitudinal bore 27 to the longitudinal bore 41 (which has a smaller diameter than the longitudinal bore 27) can bear sealingly. This concern or sealing can take place even when energized solenoid 32 when the pressure prevailing in the pump chamber 40 hydraulic pressure is greater than the opening force of the compression spring 53 (together with the pressure prevailing in the longitudinal bore 41 hydraulic pressure).
In einem Zustand, in dem die Magnetspule 52 nicht oder mit einer relativ geringen Stromstärke betätigt ist, bewirkt die Druckfeder 53, dass das In a state in which the solenoid 52 is not operated or with a relatively low current, the compression spring 53 causes that
Schließelement 45 durch Anlagekontakt mit der Koppelstange 44 in Richtung des Hochdruckpumpenkolbens 29 bewegt wird und somit über die Längsbohrung 41Closing element 45 is moved by abutting contact with the coupling rod 44 in the direction of the high pressure pump piston 29 and thus on the longitudinal bore 41st
Kraftstoff 1 in den Pumpenraum 40 einströmen kann. Die Längsbohrung 41 bildet somit auf der dem Pumpenraum 40 zugewandten Seite einen Einlass 58 aus. Seitlich neben dem Einlass 58 ist in dem Pumpenraum 40 ein Auslass 59 mit einem Hochdruckventil 60 ausgebildet. Das Hochdruckventil 60 ist als Fuel 1 can flow into the pump chamber 40. The longitudinal bore 41 forms thus on the pump chamber 40 side facing an inlet 58 from. On the side of the inlet 58, an outlet 59 with a high-pressure valve 60 is formed in the pump chamber 40. The high pressure valve 60 is as
Rückschlagventil ausgebildet und verhindert ein Rückströmen von Kraftstoff 1 in Richtung des Pumpenraums 40. Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass das Hochdruckventil 60 erst bei Überschreiten eines bestimmten Mindestdrucks öffnet. Über den Auslass 59 gelangt der Kraftstoff 1 zumindest mittelbar an den Druckanschluss 23. Sowohl der Einlass 58 als auch der Auslass 59 sind in einem Teilbereich 61 des Pumpenraums 40 angeordnet, in den der Non-return valve formed and prevents backflow of fuel 1 in the direction of the pump chamber 40. Furthermore, it is preferably provided that the high pressure valve 60 opens only when a certain minimum pressure is exceeded. The fuel 1 reaches the pressure connection 23 at least indirectly via the outlet 59. Both the inlet 58 and the outlet 59 are arranged in a partial region 61 of the pump chamber 40, into which the
Hochdruckpumpenkolben 29 bei seiner Hin- und Herbewegung nicht gelangt. High-pressure pump piston 29 does not get in his reciprocation.
Die Wirkungsweise des Ventils 50 innerhalb der Förderpumpe 10 wird wie folgt erläutert: Bei nicht betätigtem Ventil 50 bzw. nicht bestromter Magnetspule 52 wird das Schließelement 45 durch die Federkraft der Druckfeder 53 in die den Einlass 58 freigebende Position gedrückt. Dadurch gelangt bei einer (Ansaug-) Bewegung des Hochdruckpumpenkolbens 29 von der in der Fig. 1 rechten Seite in die Richtung der linken Seite bis zu dem Umkehrpunkt des The operation of the valve 50 within the feed pump 10 is explained as follows: When not actuated valve 50 and not energized solenoid 52, the closing element 45 is pressed by the spring force of the compression spring 53 in the inlet 58 releasing position. As a result, in a (suction) movement of the high-pressure pump piston 29 from the right in FIG. 1 side in the direction of the left side reaches up to the reversal point of the
Hochdruckpumpenkolbens 29 Kraftstoff 1 über die Längsbohrung 41 in den Pumpenraum 40. Bei der Bewegung des Hochdruckpumpenkolbens 29 von der in der Fig.1 linken Seite in Richtung des Einlasses 58 wird durch die Druckfeder 53 ein Verschließen des Einlasses 58 verhindert, so dass Kraftstoff 1 aus dem Einlass 58 in Richtung des Sauganschlusses 22 rückströmen kann, da gleichzeitig das Hochdruckventil 60 aufgrund der geringen Druckerhöhung noch nicht öffnet. Bei nicht betätigtem Ventil 50 bzw. nicht bestromter Magnetspule 52 wird somit kein Kraftstoff 1 in Richtung des Druckanschlusses 23 bzw. der Heizeinrichtung 15 gefördert. High-pressure pump piston 29 fuel 1 via the longitudinal bore 41 in the pump chamber 40. During the movement of the high-pressure pump piston 29 from the left in Figure 1 in the direction of the inlet 58 is a closing of the inlet 58 is prevented by the compression spring 53, so that fuel 1 from the inlet 58 can flow back in the direction of the suction port 22, since at the same time the high pressure valve 60 does not open due to the low pressure increase. When the valve 50 is not actuated or the solenoid coil 52 is not energized, no fuel 1 is thus conveyed in the direction of the pressure connection 23 or the heating device 15.
Wird hingegen das Ventil 50 bzw. die Magnetspule 52 im Bereich des If, however, the valve 50 or the solenoid 52 in the region of
Umkehrpunkts des Hochdruckpumpenkolbens 29 nach dem Ansaugen von Kraftstoff 1 in den Pumpenraum 40 aktiviert bzw. bestromt, so kann sich das Schließelement 45 entgegen der Federkraft der Druckfeder 53 in seine den Einlass 58 verschließende Position bewegen, so dass es als Rückschlagventil wirkt. Dadurch wird Kraftstoff 1 bei der nachfolgenden Bewegung des Reversing point of the high-pressure pump piston 29 is activated or energized after the suction of fuel 1 in the pump chamber 40, the closing element 45 can move against the spring force of the compression spring 53 in its closing the inlet 58 position so that it acts as a check valve. This will fuel 1 in the subsequent movement of the
Hochdruckpumpenkolbens 29 in Richtung des Einlasses 58 verdichtet und über den Auslass 59 bei geöffnetem Hochdruckventil 60 in Richtung des High-pressure pump piston 29 compressed in the direction of the inlet 58 and via the outlet 59 with the high-pressure valve 60 open in the direction of
Druckanschlusses 23 und somit in Richtung der Heizeinrichtung 15 gefördert. Eine Betätigung des Ventils 50 im Bereich des dem Einlass 58 abgewandten Umkehrpunktes des Hochdruckpumpenkolbens 29 bewirkt somit pro Förderhub eine maximale Fördermenge von Kraftstoff 1 in Richtung des Druckanschlusses 23 der Förderpumpe 10. Pressure port 23 and thus promoted in the direction of the heater 15. An actuation of the valve 50 in the region of the inlet 58 facing away from the reversal point of the high-pressure pump piston 29 thus causes per delivery stroke a maximum flow of fuel 1 in the direction of the pressure port 23 of the feed pump 10th
Wird hingegen die Magnetspule 52 des Ventils 50 in Abänderung des zuletzt beschriebenen Sachverhalts erst während der Bewegung des If, however, the magnetic coil 52 of the valve 50 in a modification of the last described fact only during the movement of the
Hochdruckpumpenkolbens 29 von der dem Einlass 58 abgewandten Seite in Richtung des Einlasses 58 bestromt, so wird zunächst Kraftstoff 1 bei der Bewegung des Hochdruckpumpenkolbens 29 in Richtung des Einlasses 58 aus dem Einlass 58 solange herausgefördert, bis das Schließelement 45 den Einlass 58 verschließt bzw. abdichtet. Ab diesem Zeitpunkt wird der Kraftstoff 1 über den Auslass 59 in Richtung des Druckanschlusses 23 bzw. der Heizeinrichtung 15 gefördert. High-pressure pump piston 29 is energized from the side facing away from the inlet 58 in the direction of the inlet 58, so first fuel 1 during the movement of the high-pressure pump piston 29 in the direction of the inlet 58 from the inlet 58 is conveyed out until the closure member 45 closes or seals the inlet 58 , From this point on, the fuel 1 is conveyed via the outlet 59 in the direction of the pressure connection 23 or the heating device 15.
Abhängig vom Zeitpunkt, wann das Ventil 50 während der Bewegung des Hochdruckpumpenkolbens 29 in Richtung des Einlasses 58 bestromt bzw. betätigt wird, kann somit die Fördermenge des Kraftstoffes 1 während eines Arbeitshubs des Hochdruckpumpenkolbens 29 bedarfsgerecht angepasst werden. Depending on the time when the valve 50 is energized or actuated in the direction of the inlet 58 during the movement of the high-pressure pump piston 29, the delivery quantity of the fuel 1 during a working stroke of the high-pressure pump piston 29 can thus be adjusted as needed.
Die soweit beschriebene Förderpumpe 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es insbesondere denkbar, das Ventil 50 mit umgekehrtem Wirksinn auszubilden. In diesem Fall wird der Einlass 58 im bestromten Zustand der Magnetspule 52 offengehalten und im unbestromten Zustand durch die Druckfeder 53 der Einlass 58 durch das Schließelement 45 verschlossen. The delivery pump 10 described so far can be modified or modified in many ways, without departing from the spirit. So it is particularly conceivable to form the valve 50 with reverse direction of action. In this case, the inlet 58 is kept open in the energized state of the solenoid coil 52 and closed in the de-energized state by the compression spring 53, the inlet 58 by the closing element 45.

Claims

Ansprüche claims
1 . Förderpumpe (10) für kryogene Kraftstoffe (1 ), mit einem Sauganschluss (22), der zumindest mittelbar mit einem Tankbehälter (2) für den Kraftstoff (1 ) verbindbar ist, mit einem Druckanschluss (23), der vorzugsweise mit einer Heizeinrichtung (15) verbindbar ist, mit einem von einem Antrieb (38) betätigbaren Pumpenelement (28) zum Verdichten des Kraftstoffs (1 ) in einem Pumpenraum (40), wobei der Pumpenraum (40) über einen Einlass (58) mit dem Sauganschluss (22) und über einen Auslass (59) mit dem Druckanschluss (23) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch betätigbares Ventil (50) zur Beeinflussung der 1 . Feed pump (10) for cryogenic fuels (1), with a suction port (22) which is at least indirectly connectable to a tank container (2) for the fuel (1), with a pressure port (23), preferably with a heating device (15 ) is connectable, with one of a drive (38) operable pump element (28) for compressing the fuel (1) in a pump chamber (40), wherein the pump chamber (40) via an inlet (58) with the suction port (22) and is connected via an outlet (59) to the pressure port (23), characterized in that an electrically operable valve (50) for influencing the
Durchflussmenge von Kraftstoff (1 ) zwischen dem Pumpenraum (40) und dem Einlass (58) vorgesehen ist.  Flow rate of fuel (1) between the pump chamber (40) and the inlet (58) is provided.
2. Förderpumpe nach Anspruch 1 , 2. Feed pump according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Antrieb (38) des Pumpenelements (28) über eine  that the drive (38) of the pump element (28) via a
Brennkraftmaschine erfolgt, die mit dem Pumpenelement (28) zumindest mittelbar starr gekoppelt ist.  Internal combustion engine takes place, which is at least indirectly rigidly coupled to the pump element (28).
3. Förderpumpe nach Anspruch 1 oder 2, 3. Feed pump according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Pumpenelement (28) als ein zwischen zwei Endpositionen hin- und herbeweglicher Pumpenkolben (29) ausgebildet ist.  in that the pump element (28) is designed as a pump piston (29) which can be moved back and forth between two end positions.
4. Förderpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. Feed pump according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Einlass (58) und der Auslass (59) in einem gemeinsamen  that the inlet (58) and the outlet (59) in a common
Teilbereich (61 ) des Pumpenraums (40) angeordnet sind, der außerhalb des Bewegungswegs des Pumpenelements (28) angeordnet ist. Förderpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Part region (61) of the pump chamber (40) are arranged, which is arranged outside the movement path of the pump element (28). Feed pump according to one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Ventil (50) ein Schließelement (45) aufweist, das mittels eines Federelements (53) in unbestromtem Zustand des Ventils (50) das in that the valve (50) has a closing element (45) which, by means of a spring element (53) in the de-energized state of the valve (50), has the
Schließelement (45) in die den Einlass (58) freigebende Position kraftbeaufschlagt. Closing element (45) in the position releasing the inlet (58) force applied.
Förderpumpe nach Anspruch 5, Feed pump according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Schließelement (45) innerhalb des Pumpenraums (40) in that the closing element (45) within the pump chamber (40) in
Überdeckung mit dem Einlass (58) angeordnet und über eine Koppelstange (44) in Wirkverbindung mit einem Anker (51 ) verbunden ist, wobei die Koppelstange (44) und das Schließelement (45) als separate, nicht miteinander verbundene Bauteile ausgebildet sind. Cover is arranged with the inlet (58) and connected via a coupling rod (44) in operative connection with an armature (51), wherein the coupling rod (44) and the closing element (45) are formed as separate, non-interconnected components.
Förderpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 6, Feed pump according to one of claims 3 to 6,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Ventil (50) dazu ausgebildet ist, den Einlass (58) während einer Bewegung des Pumpenelements (28) in Richtung des Einlasses (58) zu verschließen. in that the valve (50) is designed to close the inlet (58) during a movement of the pump element (28) in the direction of the inlet (58).
Förderpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, Feed pump according to one of claims 1 to 7,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass dem Auslass (59) ein Hochdruckventil (60) zugeordnet ist, das ein Rückströmen von Kraftstoff (1 ) in den Pumpenraum (40) verhindert und ein Ausströmen von Kraftstoff (1 ) aus dem Pumpenraum (40) erst bei in that a high-pressure valve (60) is associated with the outlet (59), which prevents a backflow of fuel (1) into the pump chamber (40) and an outflow of fuel (1) from the pump chamber (40) only at
Überschreitung eines Mindestdrucks im Pumpenraum (40) zulässt. Exceeding a minimum pressure in the pump chamber (40) permits.
Kraftstofffördersystem (100) für ein gasbetriebenes Fahrzeug, mit einer Förderpumpe (10), die nach einem Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, A fuel delivery system (100) for a gas powered vehicle, comprising a delivery pump (10) according to any one of claims 1 to 8, characterized
dass der Förderpumpe (10) eine Vorförderpumpe (4) vorgeschaltet ist, die dazu ausgebildet ist, den Kraftstoff (1 ) an dem Sauganschluss (22) der Förderpumpe (10) auf einen Vorforderdruck zu komprimieren, bei dem der Kraftstoff (1 ) noch nicht verdampft. in that the feed pump (10) is preceded by a prefeed pump (4) which is designed to compress the fuel (1) at the suction port (22) of the feed pump (10) to a pre-demand pressure at which the fuel (1) does not yet evaporated.
10. Kraftstofffördersystem nach Anspruch 9, 10. Fuel supply system according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Vorförderpumpe (4) innerhalb des Tankbehälters (2) angeordnet ist.  in that the prefeed pump (4) is arranged inside the tank container (2).
1 1 . Kraftstofffördersystem nach Anspruch 9 oder 10, 1 1. Fuel feed system according to claim 9 or 10,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Antrieb (38) der Förderpumpe (10) über eine mechanische  that the drive (38) of the feed pump (10) via a mechanical
Kopplung durch eine Brennkraftmaschine erfolgt.  Coupling is done by an internal combustion engine.
12. Kraftstofffördersystem nach Anspruch 1 1 , 12. Fuel feed system according to claim 1 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Kopplung ein Übersetzungsgetriebe (37) aufweist.  in that the coupling has a transmission gear (37).
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