Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Förderpumpe nach der Gattung des Anspruchs

1.

Eine solche Förderpumpe ist durch die DE 10 2010 041 244 Al bekannt. Diese Förderpumpe weist wenigstens ein bewegliches Förderelement auf, das durch einen Antriebsmotor bewegt wird. Das wenigstens eine Förderelement kann ein Zahnrad mit einer Außenverzahnung oder Innenverzahnung, ein Rotor mit wenigstens einem Flügel oder ein Strömungsrad sein. Der Antriebsmotor ist ein elektrischer Antriebsmotor. Die Förderpumpe ist Bestandteil einer Kraftstofffördereinrichtung, die dazu dient Kraftstoff einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zuzuführen. Die Kraftstofffördereinrichtung umfasst außerdem eine Hochdruckpumpe, wobei durch die Förderpumpe Kraftstoff in den Zulauf der Hochdruckpumpe gefördert wird. Damit die Hochdruckpumpe ausreichend Kraftstoff fördern kann und ein verschleißarmer Betrieb der Hochdruckpumpe sichergestellt ist, deren Antriebsbereich durch den von der Förderpumpe geförderten Kraftstoff geschmiert wird, ist ein ausreichender Druck im Zulauf zur Hochdruckpumpe erforderlich. Der Antriebsbereich der Hochdruckpumpe kann auch ölgeschmiert sein. Um einen ausreichenden Druck in allen Betriebsbedingungen, insbesondere beim Start der Brennkraftmaschine und beim Betrieb in großer Höhe, muss der Antriebsmotor der Förderpumpe mit entsprechend großer Leistung ausgelegt werden. Hierdurch wird die Förderpumpe groß und teuer in der Herstellung.

Es ist auch bekannt für die Pumpe keinen eigenen Antriebsmotor zu verwenden sondern diese mechanisch durch die Hochdruckpumpe anzutreiben. Dabei kann jedoch durch die Pumpe beim Start der Brennkraftmaschine unter Umständen noch kein ausreichender Druck im Zulauf zur Hochdruckpumpe erzeugt werden oder die Pumpe muss groß dimensionert werden. Außerdem muss die Pumpe an der Hochdruckpumpe angeordnet werden, um deren Antrieb zu ermöglichen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Pumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass diese einfach und kompakt ausgeführt werden kann und kostengünstig ist. Außerdem kann diese flexibel angeordnet werden, da lediglich eine pneumatische Leitung zur Anbindung des Pneumatikmotors erforderlich ist.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Pumpe sowie einer die Pumpe umfassenden Fluidfördereinrichtung und eines die Fluidfördereinrichtung umfassenden Kraftfahrzeugs angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ermöglicht einen automatischen bedarfsabhängigen Betrieb der Förderpumpe.

Die Ausbildung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8 ermöglicht auf einfache Weise den bedarfsabhängigen Betrieb der Förderpumpe. Die Ausbildung gemäß Anspruch 9 hat den Vorteil, dass beim Betrieb der Förderpumpe der Druckabfall im Fluidfilter ausgeglichen werden kann. Die Ausbildung gemäß Anspruch 10 hat den Vorteil, dass die durch den Pneumatikmotor angetriebene Förderpumpe nicht dauerhaft sondern zur Unterstützung der weiteren Förderpumpe betrieben zu werden braucht, insbesondere beim Start der Brennkraftmaschine, in großer Höhe oder bei hohem Fördermengenbedarf. Vorteilhaft ist die im Anspruch 11 angegebene Nutzung eines ohnehin für eine Bremsanlage vorhandenen Druckluftspeichers als Druckluftquelle für den Betrieb des Pneumatikmotors der Förderpumpe.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 in vereinfachter schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung und einer Bremseinrichtung, Figur 2 in schematischer Darstellung die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und Figur 3 die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Figur 1 ist ein Kraftfahrzeug dargestellt, das eine Brennkraftmaschine 10 zu dessen Antrieb aufweist. Für die Brennkraftmaschine 10 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 12 vorgesehen, die nachfolgend noch näher erläutert wird. Das Kraftfahrzeug weist außerdem eine Bremseinrichtung 14 auf, die einen Druckluftkreislauf umfasst, in dem ein Druckluftspeicher 16 vorgesehen ist.

Wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt weist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 12 eine Kraftstofffördereinrichtung 20, den Zylindern der Brennkraftmaschine 10 zugeordnete Injektoren 22 sowie wenigstens eine elektronische Steuereinrichtung 24 auf. Die Kraftstofffördereinrichtung 20 weist eine Förderpumpe 26 auf, durch die Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 28 angesaugt und über eine Verbindungsleitung 29 zu einer Hochdruckpumpe 30 gefördert wird. In der Verbindungsleitung 29 zwischen der Förderpumpe 26 und der Hochdruckpumpe 30 ist wenigstens ein Kraftstofffilter 32 angeordnet. Durch die Hochdruckpumpe 30 wird Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher 34 gefördert, mit dem die Injektoren 22 verbunden sind.

Die Hochdruckpumpe 30 weist wenigstens ein Pumpenelement 36 mit einem in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben 38 auf, der durch eine Antriebswelle 40, beispielsweise einer Nockenwelle oder Exzenterwelle, beispielsweise über einen Stößel 42 angetrieben wird. Der Antriebsbereich der Hochdruckpumpe 30 mit der Antriebswelle 40 und dem wenigstens einen Stößel 42 wird durch Kraftstoff geschmiert. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Antriebsbereich der Hochdruckpumpe 30 durch Öl geschmiert wird, das aus dem Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine 10 entnommen wird. In der Verbindungsleitung 29 zwischen der Förderpumpe 26 und der Hochdruckpumpe 30 kann stromabwärts des Kraftstofffilters 32 eine Kraftstoffzumesseinrichtung 44 angeordnet sein, die als ein elektromagnetisch betätigtes Proportionalventil ausgebildet sein kann. Durch die Kraftstoffzumesseinrichtung 44 kann die der Hochdruckpumpe 30 zugeführte und durch diese in den Hochdruckspeicher 34 geförderte Kraftstoffmenge variabel eingestellt werden.

Von der Verbindungsleitung 29 zwischen der Förderpumpe 26 und der Hochdruckpumpe 30 zweigt eine Bypassverbindung 46 ab, die durch ein Überströmventil 48 gesteuert wird. Das Überströmventil 48 öffnet bei einem bestimmten Druck in der Verbindungsleitung 29 zwischen der Förderpumpe 26 und der Kraftstoffzumesseinrichtung 44 und gibt die Bypassverbindung 46 frei, die in den Antriebsbereich der Hochdruckpumpe 30 und/oder in einen Rücklauf zum Kraftstoffvorratsbehälter 28 führt.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Förderpumpe 26 einen Pneumatikmotor 50 als Antrieb aufweist. Die Förderpumpe 26 kann beispielsweise als Außenzahnradpumpe ausgeführt sein, die zwei miteinander kämmende Zahnräder als Förderelemente 27 aufweist. Alternativ kann die Förderpumpe 26 auch als Innenzahnradpumpe ausgebildet sein, die einen mit einer Innenverzahnung versehenen Zahnring und ein in diesem angeordnetes Zahnrad mit einer Außenverzahnung aufweist. Weiterhin alternativ kann die Förderpumpe 26 als Flügelzellenpumpe mit einem Rotor und wenigstens einem in diesem angeordneren Flügel, oder als Strömungspumpe mit einem Strömungsrad ausgebildet sein.

Der Pneumatikmotor 50 ist über eine Pneumatikleitung 52 mit dem Druckspeicher 16 der Bremseinrichtung 14 des Kraftfahrzeugs verbunden. In der Pneumatikleitung 52 ist ein Steuerventil 54 angeordnet, das über eine Steuerleitung 56 von dem in der Verbindungsleitung 29 zwischen der Förderpumpe 26 und der Kraftstoffzumesseinrichtung 44 herrschenden Fluiddruck betätigt wird. Vorzugsweise mündet die Steuerleitung 56 in die Verbindungsleitung 29 zwischen dem Kraftstofffilter 32 und der Kraftstoffzumesseinrichtung 44. Dadurch kann ein Druckabfall im Kraftstofffilter 32 durch die Förderpumpe 26 ausgeglichen werden. Wenn der Fluiddruck in der Verbindungsleitung 29 unter einem vorgegebenen Wert liegt, so wird durch das Steuerventil 54 die Pneumatikleitung 52 freigegeben, so dass der Pneumatikmotor 50 die Förderpumpe 26 antreibt und diese Kraftstoff in die Verbindungsleitung 29 fördert. Wenn der Kraftstoffdruck in der Verbindungsleitung 29 ausreichend hoch ist, so wird durch das Steuerventil 54 die Pneumatikleitung 52 geschlossen, so dass die Förderpumpe 26 durch den Pneumatikmotor 50 nicht mehr angetrieben wird und diese keinen Kraftstoff mehr in die Verbindungsleitung 29 fördert. Der Betrieb der Förderpumpe 26 wird durch das Steuerventil 54 so gesteuert, dass im Zulauf 29 ein ausreichend hoher Fluiddruck vorhanden ist.

Alternativ kann das Steuerventil 54 auch ein elektrisch, insbesondere elektromagnetisch betätigtes Steuerventil sein, das durch die Steuereinrichtung 24 angesteuert wird. Dabei wird durch einen in der Verbindungsleitung 29 angeordneten Drucksensor 55 der Fluiddruck in der Verbindungsleitung 29 erfasst und durch die Steuereinrichtung 24 abhängig vom erfassten Fluiddruck das Steuerventil 54 geöffnet oder geschlossen. Alternativ oder zusätzlich können der Steuereinrichtung 24 auch Signale über den Umgebungsluftdruck und/oder die geodätische Höhe, beispielsweise aus einem Satellitennavigationssytem, und/oder Signale über den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 zugeführt werden. Die Ansteuerung des Steuerventils 54 durch die Steuereinrichtung 24 kann abhängig von diesen Signalen erfolgen. Die Steuereinrichtung 24 kann die Steuereinrichtung sein, durch die der gesamte Betrieb der Brennkraftmaschine 10 gesteuert wird.

Das Steuerventil 54 kann ein Proportionalventil sein, durch das die Pneumatikleitung 52 kontinuierlich geöffnet und geschlossen wird abhängig vom in der Verbindungleitung 29 herrschenden Druck. Hierdurch kann die Fördermenge der Förderpumpe 26 kontinuierlich verändert werden. Alternativ kann das Steuerventil 54 auch ein 2/2-Wegeventil sein, das zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung umschaltbar ist. Dabei wird die Förderpumpe 26 getaktet betrieben.

Bei dem in Figur 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist die Förderpumpe 26 die einzige Pumpe um der Hochdruckpumpe 30 Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 28 zuzuführen. Bei einem in Figur 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zur Förderpumpe 26, die wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist und den Pneumatikmotor 50 als Antriebsmotor aufweist, eine weitere Förderpumpe 60 vorgesehen, die durch die Antriebswelle 40 der Hochdruckpumpe 30 angetrieben wird. Die weitere Förderpumpe 60 wird somit ständig mit der Hochdruckpumpe 30 zusammen betrieben. Die Förderpumpe 26 und die weitere Förderpumpe 60 fördern Kraftstoff parallel in die Verbindungsleitung 29 zur Hochdruckpumpe 30. Die weitere Förderpumpe 60 kann wie die Förderpumpe 26 als Zahnradpumpe, Innenzahnradpumpe, Flügelzellenpumpe oder Strömungspumpe ausgebildet sein.

Die weitere Förderpumpe 60 kann jedoch im Vergleich zur Kraftstofffördereinrichtungen, bei denen nur die weitere Förderpumpe 60 vorhanden ist, kleiner dimensioniert werden, da im Bedarfsfall, wenn durch die weitere Förderpumpe 60 kein ausreichend hoher Kraftstoffdruck in der Verbindungsleitung 29 erzeugt werden kann, die Förderpumpe 26 zugeschaltet wird. Die Zu- und Abschaltung der Förderpumpe 26 erfolgt wie beim ersten Ausführungsbeispiel über ein Steuerventil 54, das von dem in der Verbindungsleitung 29 herrschenden Kraftstoff druck beaufschlagt ist und die Verbindung des Pneumatikmotors 50 mit dem Druckluftspeicher 16 steuert. Eine Zuschaltung der Förderpumpe 26 kann insbesondere beim Start der Brennkraftmaschine 10, und/oder beim Betrieb in großer Höhe und/oder bei hoher Last der Brennkraftmaschine erfolgen. Solange der Kraftstoffdruck in der Verbindungsleitung 29 ausreichend hoch ist wird die Förderpumpe 26 nicht angetrieben und eine Kraftstoffförderung in die Verbindungsleitung 29 erfolgt nur durch die weitere Förderpumpe 60.

Die Förderpumpe 26 mit dem Pneumatikmotor 50 kann flexibel im Kraftfahrzeug angeordnet werden und erfordert nur die Pneumatikleitung 52 zum Antrieb des Pneumatikmotors 50 und die Verbindungsleitung 29 zur Hochdruckpumpe 30.