VU, Ngoc-Tam (Oberdeschenried 8, Pemfling, 93482, DE)
| Patentansprüche : 1. Pumpenanordnung zur Förderung eines Fluids, umfassend: mindestens eine ersten (110) und eine zweite Pumpenein- heit (120), die jeweils umfassen: ein Zylindergehäuse (111; 121), das eine Fluidzuleitung (114; 124) zum Zuführen des Fluids umgibt und eine Fluidableitung (115; 125) zum Ableiten des Fluids umgibt, bei der das mindestens eine erste (110) und eine zweite (120) Zylindergehäuse (111; 121) baugleich sind und die mindestens eine erste (110) und zweite Fluidableitung (115; 125) außerhalb des mindestens einen ersten und ei- nen zweiten Zylindergehäuses (111; 121) hydraulisch gekoppelt sind. 2. Pumpenanordnung nach Anspruch 1, umfassend: ein Element (117) zum Zusammenführen der Fluidableitun- gen, das mit der ersten (115) der Fluidableitungen gekoppelt ist, ein Rohrelement (102) das mit der zweiten (125) der Fluidableitungen und dem Element (117) zum Zusammenführen gekoppelt ist, so dass die mindestens eine erste (110) und zweite Fluidableitung (115; 125) hydraulisch gekoppelt sind. 3. Pumpenanordnung nach Anspruch 2, umfassend: ein Ventil (116), das einen Schließkörper (119) aufweist und das an der ersten (115) der Fluidableitungen angeordnet ist, so dass eine Bewegung des Schließkörpers in eine Richtung von dem Element (117) zum Zusammenführen begrenzt ist. 4. Pumpenanordnung nach Anspruch 2 oder 3, bei der das Element (117) zum Zusammenführen und das erste (111) der Zylindergehäuse eine gemeinsame Kontaktfläche (1Ω4) aufweisen, so dass das Element (117) zum Zusammenführen und das 5 erste (111) der Zylindergehäuse hydraulisch dicht gekoppelt sind. 5. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der das Element (117) zum Zusammenführen jeweils runde Ω und/oder ovale Querschnitte unterschiedlichen Durchmessers aufweist. 6. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem das Element (117) zum Zusammenführen mindestens eine ers-5 te (171) und eine zweite (172) Zuleitung und mindestens eine Ableitung (173) aufweist, so dass die erste (171) der Zuleitungen mit der Ableitung (173) fluchtet und die zweite der Zuleitungen quer zur Ableitung (173) angeordnet ist. Ω 7. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, umfassend: mindestens ein Mittel (128) zur mechanischen Koppelung des Elements (117) zum Zusammenführen mit dem ersten (111) der Zylindergehäuse. 5 8. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei der das mindestens eine Mittel (128) einen Federring (118) umfasst, der in einer ringförmigen Nut an der Außenmantelfläche einer der Zuleitungen (171) des Elements (117)Ω zum Zusammenführen gehalten ist. 9. Pumpenanordnung nach Anspruch 8, bei der der Federring (118) mit einer Ringnut an einer Innenmantelfläche der ersten (115) der Fluidableitungen korrespondiert. 1Ω. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend: ein Koppelelement (127) zur Kopplung des Rohrelements 5 (1Ω2) mit der zweiten (125) der Fluidableitungen, ein weiteres Ventil (126), das einen weiteren Schließkörper (129) aufweist und das an der zweiten (125) der Fluidableitungen angeordnet ist, so dass eine Bewegung des Schließkörpers in eine Richtung von dem KoppelelementΩ (127) begrenzt ist. 11. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 1Ω, bei der das Koppelelement (127) und das zweite (121) der Zylindergehäuse eine gemeinsame Kontaktfläche (105) aufwei-5 sen, so dass das Koppelelement (127) zum Zusammenführen und das zweite (121) der Zylindergehäuse hydraulisch dicht gekoppelt sind. |
Pumpenanordnung
Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung zur Förderung eines Fluids.
Kraftstoffeinspritzsysteme von Verbrennungskraftmaschinen weisen einen motornahen Hochdruckspeicher oder eine Speicher- leitung auf, aus dem beziehungsweise aus der die einzelnen
Kraftstoffeinspritzventile gespeist werden. Dieser Hochdruckspeicher wird oftmals als Common Rail bezeichnet. Die Pumpe, die den Hochdruckspeicher beliefert, soll den notwendigen Volumenstrom und den erforderlichen Fluiddruck präzise und ef- fizient bereitstellen können. Diese Pumpe kann mehrere Kolben aufweisen, die einen gemeinsamen Hochdruckspeicher beliefern.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Pumpenanordnung anzugeben, die kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Pumpenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Eine Pumpenanordnung zur Förderung eines Fluids umfasst min- destens eine ersten und eine zweite Pumpeneinheit. Die Pumpeneinheiten umfassen jeweils ein Zylindergehäuse, das eine Fluidzuleitung zum Zuführen des Fluids umgibt. Das Zylindergehäuse umgibt weiterhin eine Fluidableitung zum Ableiten des Fluids. Das mindestens eine erste und das zweite Zylinderge- häuse sind baugleich. Die Fluidableitungen sind außerhalb des mindestens einen ersten und einen zweiten Zylindergehäuses hydraulisch gekoppelt. Durch eine baugleiche Ausführung der Zylindergehäuse und das hydraulische Zusammenführen der Fluidableitungen außerhalb der Zylindergehäuse sind weniger unterschiedliche Bauteile nötig. Dadurch kann eine erfindungsgemäße Pumpenanordnung 5 kostengünstiger hergestellt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Pumpenanordnung ein Element zum Zusammenführen der Fluidableitungen, das mit der ersten der Fluidableitungen gekoppelt sein kann. DieΩ Pumpenanordnung kann weiterhin ein Rohrelement umfassen, das mit der zweiten der Fluidableitungen und dem Element zum Zusammenführen gekoppelt ist, so dass die mindestens eine erste und zweite Fluidableitung hydraulisch gekoppelt sind. So können die Fluidableitungen besonders einfach außerhalb des min-5 destens einen ersten und einen zweiten Zylindergehäuses hydraulisch zusammengeführt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Pumpenanordnung ein Ventil, das einen Schließkörper aufweist. Das VentilΩ ist an der ersten der Fluidableitungen angeordnet, so dass eine Bewegung des Schließkörpers in eine Richtung von dem E- lement zum Zusammenführen begrenzt ist. Dadurch, dass das E- lement zum Zusammenführen als Anschlag für das Ventil genutzt wird, kann der Aufbau der Pumpenanordnung weiter vereinfacht5 werden.
Das Element zum Zusammenführen und das erste der Zylindergehäuse können eine gemeinsame Kontaktfläche aufweisen, so dass das Element zum Zusammenführen und das erste der Zylinderge-Ω häuse hydraulisch dicht gekoppelt sind. Dadurch kann der Aufbau besonders einfach realisiert werden.
Das Element zum Zusammenführen weist in einer Ausführungsform jeweils runde und/oder ovale Querschnitte unterschiedlichen Durchmessers auf. Dadurch kann die Montage vereinfacht werden .
Das Element zum Zusammenführen kann mindestens eine erste und 5 eine zweite Zuleitung und mindestens eine Ableitung aufweisen, so dass die erste der Zuleitungen mit der Ableitung fluchtet und die zweite der Zuleitungen quer zur Ableitung angeordnet ist. Ω In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Pumpenanordnung mindestens ein Mittel zur mechanischen Koppelung des Elements zum Zusammenführen mit dem ersten der Zylindergehäuse. Das mindestens eine Mittel kann einen Federring umfassen, der in einer ringförmigen Nut an der Außenmantelfläche einer Zulei-5 tung des Elements zum Zusammenführen gehalten ist. Der Federring kann mit einer Ringnut an einer Innenmantelfläche der ersten der Fluidableitungen korrespondiert. Eine solche Rastverbindung mittels eines elastisch verformbaren Federrings ist sehr einfach und kostengünstig in der Herstellung undΩ lässt sich einfach montieren und bei Bedarf demontieren.
Die Pumpenanordnung umfasst in einer weiteren Ausführungsform ein Koppelelement zur Kopplung des Rohrelements mit der zweiten der Fluidableitungen. Die Pumpenanordnung kann ein weite-5 res Ventil umfassen, das einen weiteren Schließkörper aufweist und das an der zweiten der Fluidableitungen angeordnet ist, so dass eine Bewegung des Schließkörpers in eine Richtung von dem Koppelelement begrenzt ist. Dadurch, dass das Koppelelement als Anschlag für das weitere Ventil dient, kannΩ der Aufbau der Pumpenanordnung weiter vereinfacht werden.
Das Koppelelement und das zweite der Zylindergehäuse können eine gemeinsame Kontaktfläche aufweisen, so dass das Koppel- element zum Zusammenführen und das zweite der Zylindergehäuse hydraulisch dicht gekoppelt sind.
Weitere Merkmale, Vorteile und Weiterbildungen ergeben sich 5 aus den nachfolgenden in Verbindung mit der Figur erläuterten Beispielen .
Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Pumpenanordnung gemäß einer Ausführungsform. Ω
Die Figur zeigt eine Pumpenanordnung 1ΩΩ. Die Pumpenanordnung 1ΩΩ weist eine Pumpeneinheit 110 und eine weitere Pumpeneinheit 120 auf. Die Pumpeneinheiten 110 und 120 sind jeweils mit einer Kurbelwelle 101 gekoppelt, so dass die Pumpenein-5 heiten durch eine Drehung der Kurbelwelle 101 angetrieben werden können.
Die Pumpeneinheit 110 weist ein Zylindergehäuse 111 auf, das einen Zylinderraum 112 umgibt. In dem Zylinderraum 112 ist0 ein Pumpenkolben 113 angeordnet. Der Pumpenkolben 113 ist a- xial in dem Zylinderraum bewegbar. Das Zylindergehäuse 111 umgibt eine Fluidzuleitung 114 und eine Fluidableitung 115. Über die Fluidzuleitung 114 kann Fluid in den Zylinderraum 112 gefördert werden. Durch die Fluidableitung 115 kann Fluid5 aus dem Zylinderraum 112 abgeführt werden.
An der Fluidableitung 115 ist ein Ventil 116 angeordnet. Das Ventil 116 weist einen beweglichen Schließkörper 119 auf. Der Schließkörper 119 wird von einer Feder gegen einen Teil desΩ Zylindergehäuses gedrückt, so dass die Fluidableitung 115 dicht nach außen abgeschlossen ist. Übersteigt der Druck, mit dem das Fluid in der Fluidableitung 115 beziehungsweise in dem Zylinderraum 112 beaufschlagt ist, den Druck, den die Fe- der auf den Schließkörper 119 ausüben kann, öffnet das Ventil
116 und gibt einen Fluidfluss frei.
Die Bewegung des Schließkörpers 119 wird in Richtung weg von 5 der Fluidableitung 115 von einem Element 117 zum Zusammenführen begrenzt. Das Element 117 zum Zusammenführen weist eine Zuleitung 171, eine weitere Zuleitung 172 und eine Ableitung 173 auf. Die Ableitung 173 ist mit der Zuleitung 171 und der Zuleitung 172 jeweils hydraulisch gekoppelt. Die AbleitungΩ 173 fluchtet mit der Zuleitung 171. Die Zuleitung 172 ist quer zu der Zuleitung 171 angeordnet. Die Zuleitungen 171, 172 und die Ableitung 173 können auch in anderen Winkeln zueinander angeordnet sein, so dass die Zuleitungen 171, 172 mit der Ableitung 173 hydraulisch kommunizieren können. 5
Das Element 117 zum Zusammenführen ist mit einem Bereich der benachbart zur Zuleitung 171 ist, mit der Pumpeneinheit 110 gekoppelt. Das Element 117 zum Zusammenführen ist mit dem Zylindergehäuse 111 gekoppelt, so dass die Zuleitung 117 hyd-Ω raulisch über das Ventil 116 mit der Fluidableitung 115 gekoppelt ist. Fluid aus der Fluidableitung 115 kann über die Zuleitung 171 zur Ableitung 173 gelangen.
Das Element 117 zum Zusammenführen ist durch ein Mittel 1185 zur mechanischen Verriegelung mit dem Zylindergehäuse 111 gekoppelt. Die Kopplung kann weitere Elemente, beispielsweise zur Zentrierung des Elements 117 umfassen. Die Mittel 118 zur mechanischen Verriegelung weisen einen Federring auf, der sich elastisch verformen und in eine Ringnut des Elements 117Ω eingebracht werden kann. Der Federring fixiert das Element
117 zumindest teilweise in dem Zylindergehäuse 111. Insbesondere greift das Federelement 118 in eine Nut des Zylindergehäuses 111 ein, um das Element 117 mit dem Zylindergehäuse 111 zu koppeln. Das Federelement 118 kann auch in eine Ringnut der weiteren Elemente eingreifen, beispielsweise in eine Ringnut des Zentrierelements.
Das Element 117 zum Zusammenführen ist so mit dem Zylinderge- 5 häuse 111 gekoppelt, dass das Zylindergehäuse 111 und das E- lement 117 zum Zusammenführen eine gemeinsame Kontaktfläche 1Ω4 aufweisen. Die gemeinsame Kontaktfläche 1Ω4 ist zwischen der Zuleitung 171 und der Fluidableitung 115 angeordnet, so dass das Zylindergehäuse 111 und das Element 117 dicht mit-Ω einander gekoppelt sind. Fluid, das von der Fluidableitung 115 über die Zuleitung 171 zur Ableitung 173 gelangt, kann nicht an der Kontaktfläche 1Ω4 nach außen dringen.
Die Pumpeneinheit 12Ω weist ein Zylindergehäuse 121 auf, das5 einen Zylinderraum 122 umgibt. In dem Zylinderraum 122 ist ein Pumpenkolben 123 angeordnet. Der Pumpenkolben 123 ist a- xial in dem Zylinderraum bewegbar. Das Zylindergehäuse 121 umgibt eine Fluidzuleitung 124 und eine Fluidableitung 125. Über die Fluidzuleitung 124 kann Fluid in den ZylinderraumΩ 122 gefördert werden. Durch die Fluidableitung 125 kann Fluid aus dem Zylinderraum 122 abgeführt werden.
An der Fluidableitung 125 ist ein Ventil 126 angeordnet. Das Ventil 126 weist einen beweglichen Schließkörper 129 auf. Der5 Schließkörper 129 wird von einer Feder gegen einen Teil des Zylindergehäuses gedrückt, so dass die Fluidableitung 125 dicht nach außen abgeschlossen ist. Übersteigt der Druck, mit dem das Fluid in der Fluidableitung 125 beziehungsweise in dem Zylinderraum 122 beaufschlagt ist, den Druck, den die Fe-Ω der auf den Schließkörper 129 ausüben kann, öffnet das Ventil 126 und gibt einen Fluidfluss frei.
Die Bewegung des Schließkörpers 129 wird in Richtung weg von der Fluidableitung 125 von einem Anschlusselement 127 be- grenzt. Das Anschlusselement 127 umgibt eine Fluidleitung 13Ω. Die Fluidleitung 13Ω ist mit der Fluidableitung 125 hydraulisch gekoppelt. Die Fluidleitung 13Ω fluchtet mit der Fluidableitung 125. 5
Das Anschlusselement 127 ist mit einem Bereich der benachbart zur Zuleitung 171 ist, mit der Pumpeneinheit 12Ω gekoppelt. Das Anschlusselement 127 ist mit dem Zylindergehäuse 121 gekoppelt, so dass die Zuleitung 127 hydraulisch über das Ven-Ω til 126 mit der Fluidableitung 125 gekoppelt ist. Fluid aus der Fluidableitung 125 kann zur Fluidleitung 13Ω gelangen.
Das Anschlusselement 127 ist durch ein Mittel 128 zur mechanischen Verriegelung mit dem Zylindergehäuse 121 gekoppelt.5 Die Kopplung kann weitere Elemente, beispielsweise zur Zentrierung des Elements 127 umfassen. Die Mittel 128 zur mechanischen Verriegelung weisen einen Federring auf, der sich e- lastisch verformen und in eine Ringnut des Elements 127 eingebracht werden kann. Der Federring fixiert das Element 127Ω zumindest teilweise in dem Zylindergehäuse 121. Insbesondere greift das Federelement 128 in eine Nut des Zylindergehäuses 121 ein, um das Element 127 mit dem Zylindergehäuse 121 zu koppeln . 5 Die Fluidleitung 13Ω ist mit einem Rohr 1Ω2 hydraulisch gekoppelt. Fluid, das von der Pumpeneinheit 12Ω gefördert wird, gelangt durch das Element 127 in das Rohr 1Ω2. Das Fluid gelangt durch das Rohr 1Ω2 in die Zuleitung 172 und von dort in die Ableitung 173. In dem Element 117 wird das Fluid, das vonΩ der Pumpeneinheit 110 gefördert wird, und das Fluid, das von der Pumpeneinheit 120 gefördert wird zusammengeführt. Das Fluid, das von der Pumpeneinheit 110 kommt, wird über die Zuleitung 171 zur Ableitung 173 geführt. Das Fluid, das von der Pumpeneinheit 120 kommt, wird über das Rohr 102 und die Zu- leitung 172 zur Ableitung 173 geführt. Über die Ableitung 173 kann das Fluid der Pumpeneinheiten 110 und 120 gemeinsam geführt werden. Beispielsweise wird das Fluid von der Ableitung 173 in einen Hochdruckspeicher (nicht gezeigt) eines Common Rail Einspritzsystems geführt. Durch das Element 117 wird in Betrieb sowohl das Fluid, das von der Pumpeneinheit 110 gefördert wird, als auch das Fluid, das von der weiteren Pumpeneinheit 120 gefördert wird, zu einem gemeinsamen Hochdruckspeicher (nicht gezeigt) eines Common Rail Einspritzsys- tems geführt.
Dadurch, dass das Fluid außerhalb der Zylindergehäuse 111, 121 in dem Element 117 zusammengeführt wird, können die Zylindergehäuse 111 und 121 baugleich ausgeführt werden. Keines der Gehäuse benötigt im Gehäuse integrierte Zuleitungen oder Ableitungen zum Zuleiten, Ableiten beziehungsweise Zusammenführen von Fluid einer Mehrzahl von Pumpeneinheiten. Dadurch können Pumpenanordnungen mit einer Mehrzahl von Pumpeneinheiten gebildet werden, wobei die jeweiligen Pumpeneinheiten baugleich ausgeführt sind, unabhängig von der Anzahl der Pumpeneinheiten, die die Pumpenanordnung aufweist. Insbesondere ist jeweils die Ausrichtung der Fluidzuleitung 114 beziehungsweise 124 zu dem Zylinderraum 112 beziehungsweise 122 bei beiden Zylindergehäusen 111 beziehungsweise 121 gleich. Insbesondere ist jeweils die Ausrichtung der Fluidableitung 115 beziehungsweise 125 zu dem Zylinderraum 112 beziehungsweise 122 bei beiden Zylindergehäusen 111 beziehungsweise 121 gleich. Die Fluidführung im Zylindergehäuse 111 entspricht der Fluidführung im Zylindergehäuse 121. Der Aufbau des Zy- lindergehäuses 121 entspricht dem Aufbau des Zylindergehäuses 111. Die Zylindergehäuse der Pumpenanordnung 110 sind gleich ausgeführt, unabhängig von der Anzahl der Pumpeneinheiten der Pumpenanordnung 110. Das Element 117 zum Zusammenführen kann auch mit dem Zylindergehäuse 121 der Pumpeneinheit 12Ω gekoppelt sein. Das Anschlusselement 127 ist in dann mit dem Zylindergehäuse 111 der Pumpeneinheit 110. Das Rohr koppelt das Element 117 zum Zusammenführen hydraulisch mit dem Anschlusselement 127. Fluid, dass von der Pumpeneinheit 110 in Betrieb gefördert wird, gelangt über das Anschlusselement 127 und das Rohr zu dem E- lement 117 zum Zusammenführen. Die Funktionsweise der Pumpenanordnung wie oben beschrieben bleibt gleich.
Das geförderte Fluid der Pumpeneinheiten wird außerhalb der Pumpeneinheiten in einem gesonderten Element zusammengeführt. Eine erfindungsgemäße Pumpenanordnung kann auch mehr als zwei Pumpeneinheiten aufweisen, beispielsweise drei oder mehr Pum- peneinheiten . Das Element 117 zum Zusammenführen weist dann eine entsprechende Anzahl an Zuleitungen 171, 172 auf, so dass Fluid der Mehrzahl an Pumpeneinheiten, beispielsweise der drei oder mehr Pumpeneinheiten, in eine Ableitung 173 zusammengeführt werden kann. Beispielsweise weist das Element 117 in einer Ausführungsform drei Zuleitungen auf, die hydraulisch mit einer Ableitung gekoppelt sind. Eine der drei Zuleitungen ist so mit einer Pumpeneinheit gekoppelt, dass das Element zum Zusammenführen eine gemeinsame Kontaktfläche mit dem Pumpengehäuse der Pumpeneinheit aufweist. Die weite- ren zwei Zuleitungen sind über Rohrelemente mit jeweils einer der beiden weiteren Pumpeneinheiten hydraulisch gekoppelt.
Im Betrieb wird durch eine Drehbewegung der Kurbelwelle 101, die drehbar in einem Kurbelraum gelagert ist, der Pumpenkol- ben 113 und der Pumpenkolben 123 durch die exzentrische Form der Antriebswelle radial zur Antriebswelle bewegt. Der Kurbelraum wird von einem Pumpengehäuse 103 umgeben. Bei einer Bewegung in Richtung der Antriebswelle wird der entsprechende Zylinderraum 112, 122 mit Fluid befüllt. Das Fluid wird über 1 Ω die entsprechende Zuleitung 114, 124 in den zu brechenden Zylinderraum gesaugt. Durch eine weitere Drehbewegung der Kurbelwelle 1Ω1 wird der entsprechende Pumpenkolben axial von der Antriebswelle wegbewegt und verdichtet das in dem ent- sprechenden Zylinderraum befindliche Fluid. Das komprimierte Fluid kann im Anschluss an den Kompressionshub über die brechende Fluidableitung 115, 125 ausgestoßen werden. Das Fluid wird daraufhin in eine gemeinsame Fluidleitung zusammengeführt und kann zu einem HochdruckkraftstoffSpeicher gefördert werden, dem so genannten Common Rail.
Bezugszeichen
1Ω1 Kurbelwelle
1Ω2 Rohr 1Ω3 Pumpengehäuse
1Ω4 Kontaktfläche
1Ω5 Kontaktfläche
110 Pumpeneinheit
111 Zylindergehäuse 112 Zylinderraum
113 Pumpenkolben
114 Fluidzuleitung
115 Fluidableitung
116 Ventil 117 Element zum Zusammenführen
118 Mittel zur mechanischen Verriegelung
119 Schließkörper
171 Zuleitung
172 Zuleitung 173 Ableitung
120 Pumpeneinheit
121 Zylindergehäuse
122 Zylinderraum
123 Pumpenkolben 124 Fluidzuleitung
125 Fluidableitung
126 Ventil
127 Element
128 Mittel zur mechanischen Verriegelung 129 Schließkörper
130 Fluidleitung