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Dokumentenidentifikation DE10000981A1 27.07.2000
Titel Fluidpumpe
Anmelder Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota, Aichi, JP
Erfinder Yamada, Takafumi, Toyota, Aichi, JP;
Hokazono, Yuichi, Toyota, Aichi, JP;
Konomi, Toshiaki, Toyota, Aichi, JP
Vertreter Tiedtke, Bühling, Kinne & Partner, 80336 München
DE-Anmeldedatum 12.01.2000
DE-Aktenzeichen 10000981
Offenlegungstag 27.07.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.07.2000
IPC-Hauptklasse F04B 1/02
IPC-Nebenklasse F04B 49/00   F04B 53/10   F02M 37/04   
Zusammenfassung Eine Fluidpumpe (10) hat ein Gehäuseelement (16) und Pumpenköpfe (30). Ein erster Pumpenmechanismus (26) und ein zweiter Pumpenmechanismus (28) sind in einer Baugruppe des Gehäuseelements (16) und der Pumpenköpfe (30) verkörpert. Jeder Pumpenmechanismus (26, 28) hat eine Pumpenkammer (42), deren Größe in Übereinstimmung mit Reziprokationen eines Kolbens (40) zunimmt und abnimmt. Hochdruckkraftstoff, der von jeder Pumpenkammer (42) ausgestoßen ist, wird über einen Ausstoßdurchlass (50), der in dem Pumpenkopf (30) ausgebildet ist, einen Lieferdurchlass (56), der in einem Lieferstutzen (54) ausgebildet ist, und einen Ausstoßdurchlass (50) jedes Pumpenmechanismus einer gemeinsamen Verteilerleiste (14) zugeführt. Das Gehäuseelement (16) hat keinen Durchlass zur Förderung von Hochdruckkraftstoff. Die Erfindung bezieht sich auf eine Fluidpumpe. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gewichtsvermeiderung der Fluidpumpe durch Verminderung der erforderlichen Festigkeit des Gehäuses zu ermöglichen.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fluidpumpe und sie bezieht sich insbesondere auf eine Fluidpumpe, die für eine Gewichtsverminderung geeignet ist.

Ein Beispiel der verwandten Technologie ist eine Fluidpumpe, die in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. HEI 6-24913 beschrieben ist. Die Fluidpumpe hat ein Gehäuse, einen an dem Gehäuse angebrachten Zylinder und einen Kolben, der verschiebbar in dem Zylinder vorgesehen ist.

Wenn der Kolben der Fluidpumpe in dem Zylinder reziprokiert, wird eine durch den Kolben begrenzte Pumpenkammer expandiert und verkleinert, um ein in die Pumpenkammer eingebrachtes Betriebsfluid zu bedrucken. Nachdem es in der Pumpenkammer bedruckt ist, wird die Menge des Betriebsfluids durch einen Regler eingestellt, der in dem Gehäuse vorgesehen ist, und es wird dann herausgepumpt. In der oben beschriebenen Fluidpumpe wird in der Pumpenkammer bedrucktes Betriebsfluid über das Innere des Gehäuses dem Regler zugeführt. Dies bedeutet, ein Durchlass zur Förderung von Hochdruckbetriebsfluid ist in dem Gehäuse ausgebildet. Folglich muss das Gehäuse eine ausreichende Festigkeit haben, um hohen Drücken zu widerstehen. Im Ergebnis erfordert der oben beschriebene Fluidpumpenaufbau ein höheres Gewicht der Pumpe und eine höhere Anzahl von Arbeitsstunden, weil beispielsweise das Gehäuse aus einem hochfesten Material, wie einem eisenbasierten Material und dergleichen geformt werden muss und weil ein Verstärkungsvorgang, wie Einsatzhärten oder dergleichen erforderlich ist.

Entsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fluidpumpe zu schaffen, die eine Gewichtsverminderung der Pumpe und eine Verminderung der erforderlichen Anzahl von Arbeitsstunden ermöglicht, indem die erforderliche Festigkeit des Gehäuses der Fluidpumpe reduziert ist.

Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen, ist gemäß einem Aspekt der Erfindung eine Fluidpumpe geschaffen, welche einen Pumpenmechanismus, der in einem Gehäuse zum Bedrucken eines Fluids vorgesehen ist, und einen Hochdruckdurchlass zum Führen des durch den Pumpenmechanismus bedruckten Fluids zu einer Außenseite hat, wobei die Fluidpumpe dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gehäuse ein erstes Element, wo der Hochdruckdurchlass vorgesehen ist, und ein zweites Element aufweist, wo der Hochdruckdurchlass nicht vorgesehen ist.

Gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird das durch den Pumpenmechanismus bedruckte Fluid über den Hochdruckdurchlass zur Außenseite geführt. Das Gehäuse umfasst das erste Element mit dem Hochdruckdurchlass und das zweite Element ohne den Hochdruckdurchlass. Folglich besteht keine Notwendigkeit, das zweite Element mit einer hohen Festigkeit zu versehen, um hohen Drücken zu widerstehen. Folglich kann das zweite Element aus einem leichtgewichtigen Material geformt sein und der Verstärkungsvorgang, wie eine Wärmebehandlung oder dergleichen kann weggelassen werden. Somit beseitigt die Erfindung das Erfordernis, das gesamte Gehäuseelement mit einer hohen Festigkeit vorzusehen und gestattet folglich eine Verminderung des Gewichts der Fluidpumpe und eine Verminderung der für die Fluidpumpe erforderlichen Arbeitsstunden bzw. des Arbeitsaufwands.

Die Fluidpumpe gemäß dem Aspekt der Erfindung kann ferner eine Zuflussregelungseinrichtung oder einen Zuflussregler aufweisen, um einen Fluss oder einen Strom des in den Pumpenmechanismus fließenden Fluids zu steuern bzw. zu regeln.

Der Zuflussregler steuert bzw. regelt den Fluss des in die Pumpenkammer fließenden Fluids. Der Fluss des Fluids, das von dem Pumpenmechanismus ausgestoßen wird, ändert sich in Übereinstimmung mit dem Fluss des in die Pumpenkammer fließenden Fluids. Folglich kann die Erfindung den Ausstoßfluss von der Fluidpumpe steuern bzw. regeln, indem der Zuflussregler verwendet wird.

Ferner kann die Fluidpumpe gemäß dem vorhergehenden Aspekt der Erfindung zudem ein Entlastungsventil umfassen, welches mit dem Ausstoßdurchlass verbunden ist, wobei das Entlastungsventil das bedruckte Fluid veranlasst, in Richtung einer Niederdruckseite zu fließen.

Das Entlastungsventil steht in Verbindung mit dem Ausstoßdurchlass und veranlasst das durch den Pumpenmechanismus bedruckte Fluid in Richtung der Niederdruckseite auszufließen. Der Ausstoßfluss oder -strom von der Kraftstoffpumpe nimmt mit der Zunahme des Ausflusses über das Entlastungsventil ab. Folglich kann die Erfindung den Ausstoßfluss oder -strom von der Kraftstoffpumpe durch Einstellen des Entlastungsventils steuern bzw. regeln.

Die vorhergehende Aufgabe sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung deutlicher, worin gleiche Bezugszeichen verwendet sind, um gleiche Elemente zu bezeichnen, und in der:

Fig. 1 eine Darstellung des Aufbaus eines ersten Ausführungsbeispiels der Fluidpumpe gemäß der Erfindung ist;

Fig. 2 eine Darstellung des Aufbaus eines zweiten Ausführungsbeispiels der Fluidpumpe gemäss der Erfindung ist;

Fig. 3 eine Darstellung des Aufbaus eines dritten Ausführungsbeispiels der Fluidpumpe gemäss der Erfindung ist; und

Fig. 4 eine Darstellung des Aufbaus eines vierten Ausführungsbeispiels der Fluidpumpe gemäss der vorliegenden Erfindung ist.

Fig. 1 zeigt einen Aufbau einer Fluidpumpe 10 gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Fluidpumpe 10 dieses Ausführungsbeispiels zwischen einem Kraftstofftank 12 und einer gemeinsamen Verteilerleiste 14 (common rail) angeschlossen. Die gemeinsame Verteilerleiste 14 enthält eine Kraftstoffmenge, die einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine zuzuführen ist. Die Fluidpumpe 10 bedruckt und liefert Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 12 in die gemeinsame Verteilerleiste 14, so dass ein vorbestimmter Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Verteilerleiste 14 aufrechterhalten wird.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, hat die Fluidpumpe 10 ein Gehäuseelement 16, das Gehäuseelement 16 hat eine kreisförmige Nockengehäusekammer 18, die in einem zentralen Abschnitt des Gehäuseelements 16 vorgesehen ist, und hat eine Pumpengehäusekammer 20, die sich von der Nockengehäusekammer 18 zu gegenüberliegenden Seiten erstreckt, d. h. zur Ober- und Unterseite in Fig. 1.

Ein rechteckiger Nocken 22 ist in der Nockengehäusekammer 18 angeordnet. Der Nocken 22 hat eine kreisförmige Wellenbohrung 22a in einem zentralen Abschnitt des Nockens 22. Eine Exzenterwelle 24 ist in der Nockenbohrung 22a derart eingesetzt, dass die Exzenterwelle 24 in einer Drehrichtung gleiten kann. Die Exzenterwelle 24 ist an einer Ausgangswelle eines Antriebsmotors (nicht gezeigt) derart befestigt, dass die Achse der Exzenterwelle 24 gegenüber der Drehachse 5 der Ausgangswelle des Antriebsmotors (nicht gezeigt) um einen vorbestimmten Abstand verschoben ist.

Die Fluidpumpe 10 hat ferner einen ersten Pumpenmechanismus 26, der auf einer oberen Seite des Nockens 22 in der Ansicht von Fig. 1 angeordnet ist, und einen zweiten Pumpenmechanismus 28, der auf einer unteren Seite des Nockens 22 in der Ansicht von Fig. 1 angeordnet ist. Der erste Pumpenmechanismus 26 und der zweite Pumpenmechanismus 28 haben einen bezüglich einer horizontalen Linie in Fig. 1 symmetrischen Aufbau.

Der erste Pumpenmechanismus 26 hat einen Pumpenkopf 30. Der Pumpenkopf 30 hat einen Hauptkörperabschnitt 32 und einen zylindrischen Abschnitt 34, der von dem Hauptkörperabschnitt 32 in Richtung auf den Nocken 22 vorsteht. Der Pumpenkopf 30 ist an dem Gehäuseelement 16 derart angebracht, dass der zylindrische Abschnitt 34 in der Pumpengehäusekammer 20 des Gehäuseelements 16 aufgenommen ist.

Der Pumpenkopf 30 ist mit einem Zylinder 36 versehen, dessen eines Ende zu einer Endfläche des zylindrischen Abschnitts 34 offen ist. Die andere Endöffnung des Zylinders 36 ist mit einem darin eingesetzten Anschlagelement 38 verschlossen. Ein Kolben 40 ist in Richtungen seiner Achse verschiebbar in dem Zylinder 36 angeordnet, derart, dass ein Ende des Kolbens 40 von der Endfläche des zylindrischen Abschnitts 34 vorsteht. Ein Raum, der zwischen dem Anschlagelement 38 und dem Kolben 40 in dem Zylinder 36 begrenzt ist, bildet eine Pumpenkammer 42.

Das Anschlagelement 38 hat einen ersten Durchlass 44 und einen zweiten Durchlass 46, die sich in dem Anschlagelement 38 erstrecken. Der erste Durchlass 44 erstreckt sich in einer Axialrichtung, in der das Anschlagelement 38 eingesetzt ist. Ein Ende des ersten Durchlasses 44 ist zu der Pumpenkammer 42 offen und ein anderes Ende davon ist zu der Pumpenkammer 42 hin verschlossen. Der zweite Durchlass 46 erstreckt sich in Richtung des Durchmessers des Anschlagelements 38. Der zweite Durchlass 46 ist mit dem ersten Durchlass 44 verbunden und an einer Außenumfangsfläche des Anschlagelements 38 offen. Das Einlassrückschlagventil 48 ist in einer Öffnung des ersten Durchlasses zur Pumpenkammer 42 angeordnet. Das Einlassrückschlagventil 48 gestattet es dem Fluid nur, in einer Richtung von dem ersten Durchlass 44 zur Pumpenkammer 42 zu fließen. Der Hauptkörperabschnitt 32 des Pumpenkopfs 30 hat eine Auslassstutzen- oder Lieferstutzenmontagebohrung 49, die auf einer linksseitigen Fläche in Fig. 1 des Hauptkörperabschnitts 32 offen ist. Der Hauptkörperabschnitt 32 hat ferner einen Ausstoßdurchlass 50 und einen Einlassdurchlass 52. Ein Ende des Ausstoßdurchlasses 50 ist zu einem inneren Ende der Lieferstutzenmontagebohrung 49 offen und ein anderes Ende des Ausstoßdurchlasses 50 ist zu einer Seitenfläche der Pumpenkammer 42 offen. Ein Ende des Einlassdurchlasses 52 ist zu dem zweiten Durchlass 46 des Anschlagelements 38 offen, so dass eine Verbindung dazwischen möglich ist. Ein anderes Ende des Einlassdurchlasses 52 ist zu einer Montagefläche des Hauptkörperabschnitts 32 an dem Gehäuseelement 16 offen.

Ein Lieferstutzen oder ein Ausstoßseitenanschluss 54 ist in die Lieferstutzenmontagebohrung 49 eingesetzt. Der Lieferstutzen 54 hat einen Lieferdurchlass 56, der sich durch den Lieferstutzen 54 in einer Richtung einer Achse des Lieferstutzens 54 erstreckt. Ein Ausstoßrückschlagventil 58 ist in einem Endabschnitt des Lieferdurchlasses 56 angeordnet, der zum inneren Ende der Lieferstutzenmontagebohrung 49 offen ist. Das Ausstoßrückschlagventil 58 gestattet es dem Fluid nur, in einer Richtung von dem Ausstoßdurchlass 50 zu dem Lieferdurchlass 56 zu fließen. Ein anderer Endabschnitt des Lieferdurchlasses 56 ist mit einem Auslassanschluss 59 versehen. Eine Auslassleitung 60 ist mit dem Auslassanschluss 59 verbunden. Die Auslassleitung 60 steht mit der gemeinsamen Verteilerleiste 14 in Verbindung.

Ein scheibenförmiger Halter 62 ist an einem Endabschnitt des Kolbens 40 auf der Seite der Nockengehäusekammer 18 gefügt, insbesondere an einen Abschnitt des Kolbens 40 benachbart zu dem Ende des Kolbens 40, das aus dem Zylinder 36 vorsteht. Eine Feder 64 ist zwischen dem Halter 62 und dem Hauptkörperabschnitt 32 des Pumpenkopfs 30 den zylindrischen Abschnitt 34 umgebend angeordnet. Die Feder 64 spannt den Kolben 40 über den Halter 62 in Richtung auf den Nocken 22 vor.

Der erste Pumpenmechanismus 26 hat ferner einen Aufnehmer oder einen Hebedaumen 66. Der Aufnehmer 66 ist ein allgemein zylindrisches Element mit einem geschlossenen Ende. Der Aufnehmer 66 ist in Richtung seiner Achse verschiebbar in der Pumpengehäusekammer 20 angeordnet, derart, dass die geschlossene Endwandung des Aufnehmers 66 zwischen dem Nocken 22 und dem Kolben 40 eingespannt oder eingeklemmt ist. Der Kolben 40 ist in Richtung auf den Nocken 22 vorgespannt, wie oben beschrieben ist. Folglich wird die geschlossene Endfläche des Aufnehmers 66 gegen die angrenzende Seitenfläche des Nockens 22 gepresst.

Der zweite Pumpenmechanismus 28 hat einen Aufbau, der bezüglich einer horizontalen Linie in Fig. 1 symmetrisch zu dem des ersten Pumpenmechanismus 26 ist, wie zuvor erwähnt wurde. Abschnitte des zweiten Pumpenmechanismus 28, die mit jenen des ersten Pumpenmechanismus 26 vergleichbar sind, sind durch vergleichbare Bezugszeichen in Fig. 1 bezeichnet und werden nicht erneut beschrieben.

Ein Zuflussregelventil 68 für sowohl den ersten Pumpenmechanismus 26 als auch den zweiten Pumpenmechanismus 28 ist an dem Gehäuseelement 16 angebracht. Eine Auslassseite des Zuflussregelventils 68 ist mit dem Einlassdurchlass 52 des ersten Pumpenmechanismus 26 und mit einem Einlasseinfluss 52 des zweiten Pumpenmechanismus 28 über Versorgungsdurchlässe 70 und 72 verbunden, die jeweils in dem Gehäuseelement 16 ausgebildet sind. Eine Einlassseite des Zuflussregelventils 68 ist mit einer Versorgungspumpe oder Förderpumpe 74 verbunden. Die Versorgungspumpe 74 pumpt Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 12 ab und führt Kraftstoff mit einem konstanten Druck dem Zuflussregelventil 68 zu. Das Zuflussregelventil 68 verändert seine Öffnung oder Öffnungsweite in Übereinstimmung mit einem Steuersignal, das von einer Steuerungseinrichtung bzw. Regelungseinrichtung (nicht gezeigt) zugeführt wird. Das Zuflussregelventil 68 führt eine Kraftstoffmenge in Übereinstimmung mit der Öffnungsweite den Versorgungsdurchlässen 70, 72 zu. Nachdem er in die Versorgungsdurchlässe 70, 72 zugeführt wurde, wird der Kraftstoff zu den ersten Durchlässen 44 des ersten und zweiten Pumpenmechanismus 26 und 28 über die Einlassdurchlässe 52 und die zweiten Durchlässe 46 zugeführt.

Wenn in der Fluidpumpe 10 mit dem oben beschriebenen Aufbau die Exzenterwelle 24 durch den Antriebsmotor gedreht wird, dreht und oszilliert der Nocken 22 um die Drehachse 5. Der Aufnehmer 66 ist gegen die Seitenfläche des Nockens 22 gepresst, wie zuvor beschrieben wurde. Wenn folglich der Nocken 22 oszilliert, gleitet der Nocken 22 in Rechts- Linksrichtung in Fig. 1 auf dem Aufnehmer 66 und gleichzeitig bewegt der Nocken 22 den Aufnehmer 66 und den Kolben 40 zusammen reziprokierend in Richtung ihrer Achsen. Wenn der Kolben 22 eine oberste Stellung relativ zu der Drehachse S einnimmt, wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind der Kolben 40 und der Aufnehmer 66 des ersten Pumpenmechanismus 26 am weitesten von der Drehachse 5 entfernt (eine solche am weitesten entfernte Position wird nachfolgend als oberer Totpunkt des Kolbens 40 und des Aufnehmers 66 bezeichnet) und der Kolben 40 und der Aufnehmer 66 des zweiten Pumpenmechanismus 28 kommen der Drehachse S am nächsten (eine solche nächste Stellung wird nachfolgend als unterer Totpunkt des Kolbens 40 und des Aufnehmers 66 bezeichnet). Wenn folglich der Nocken 22 in der vorgenannten Stellung ist, die in Fig. 1 gezeigt ist, wird die Kapazität der Pumpenkammer 42 des ersten Pumpenmechanismus 22 minimal und die Kapazität der Pumpenkammer 42 des zweiten Pumpenmechanismus 28 wird maximal.

Wenn sich der Nocken 22 auf oszillierende Weise von der in Fig. 1 gezeigten Stellung bewegt, bewegt sich der Kolben 40 des ersten Pumpenmechanismus 26 von dem oberen Totpunkt in Richtung auf den unteren Totpunkt und gleichzeitig bewegt sich der Kolben 40 des zweiten Pumpenmechanismus 28 von dem unteren Totpunkt in Richtung auf den oberen Totpunkt. Während dieser Bewegung expandiert die Pumpenkammer 42 des ersten Pumpenmechanismus 26 und folglich fällt der Innendruck in der Pumpenkammer 42 ab, so dass Kraftstoff von dem ersten Durchlass 44 in die Pumpenkammer 42 des ersten Pumpenmechanismus 26 angesaugt wird. Gleichzeitig nimmt die Größe der Pumpenkammer 42 des zweiten Pumpenmechanismus 28 ab und der Innendruck darin steigt an, so dass bedruckter Kraftstoff von der Pumpenkammer 42 in den Ausstoßdurchlass 50 des zweiten Pumpenmechanismus 28 ausgestoßen wird.

Wenn sich der Kolben 40 des ersten Pumpenmechanismus 26 von dem unteren Totpunkt in Richtung auf den oberen Totpunkt bewegt und sich der Kolben 40 des zweiten Pumpenmechanismus 28 von dem oberen Totpunkt in Richtung auf den unteren Totpunkt bewegt, nimmt die Größe der Pumpenkammer 42 des ersten Pumpenmechanismus 26 ab und die Pumpenkammer 42 des zweiten Pumpenmechanismus 28 expandiert. Folglich wird bedruckter Kraftstoff von der Pumpenkammer 42 des ersten Pumpenmechanismus 26 in den Ausstoßdurchlass 50 ausgestoßen und Kraftstoff wird von dem ersten Durchlass 44 in die Pumpenkammer 42 des zweiten Pumpenmechanismus 28 angesaugt.

Hochdruckkraftstoff, der von der Pumpenkammer 42 in den Ausstoßdurchlass 50 von jedem von dem ersten Pumpenmechanismus 26 und dem zweiten Pumpenmechanismus 28 ausgestoßen wird, wird über das Ausstoßrückschlagventil 58, den Lieferdurchlass 56 und die Auslassleitung 60 von jedem von dem ersten und dem zweiten Pumpenmechanismus 26, 28 der gemeinsamen Verteilerleiste 14 zugeführt. Die Versorgungsdurchlässe 70, 72 werden mit Kraftstoffmengen versorgt, die in Übereinstimmung mit der Öffnung oder Öffnungsweite des Zuflussregelventils 68 bestimmt sind, wie oben beschrieben ist. Die somit zugeführten Kraftstoffmengen werden durch den ersten Pumpenmechanismus 26 und den zweiten Pumpenmechanismus 28 der gemeinsamen Verteilerleiste 14 zugeführt. Der Druck des in der gemeinsamen Verteilerleiste 14 gespeicherten Kraftstoffs variiert in Übereinstimmung mit der Kraftstoffmenge, die von der Fluidpumpe 10 in die gemeinsame Verteilerleiste 14 zugeführt wird. Folglich kann der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Verteilerleiste 14 auf einen Sollwert geregelt werden, indem die Regeleinrichtung die Öffnung des Zuflussregelventils 68 auf der Basis des derzeitigen Kraftstoffdrucks in der gemeinsamen Verteilerleiste 14 einstellt.

In diesem Ausführungsbeispiel wird durch den ersten Pumpenmechanismus 26 und den zweiten Pumpenmechanismus 28 bedruckter Kraftstoff über den Ausstoßdurchlass 50, der in dem Pumpenkopf 30 ausgebildet ist, den Lieferdurchlass 56, der in dem Lieferstutzen 54 ausgebildet ist, und die Auslassleitung 60 von jedem von dem ersten und zweiten Pumpenmechanismus 26, 28 der gemeinsamen Verteilerleiste 14 zugeführt, wie oben beschrieben ist. Dies bedeutet, dass dieses Ausführungsbeispiel einen Aufbau übernimmt, in welchem kein Hochdruckdurchlass in dem Gehäuseelement 16 ausgebildet ist, wodurch der Bedarf beseitigt ist, eine hohe Festigkeit des Gehäuseelements 16 sicherzustellen, um hohen Drücken zu widerstehen. Folglich macht es dieses Ausführungsbeispiel möglich, das Gehäuseelement 16 aus einem leichtgewichtigen Material wie Aluminium oder dergleichen zu formen. Wenn ein eisenbasiertes Material verwendet wird, um das Gehäuseelement 16 zu bilden, kann die Wärmebehandlung wie Einsatzhärten oder dergleichen weggelassen werden. Folglich gestattet dieses Ausführungsbeispiel eine Verminderung des Gewichts der Fluidpumpe 10 und eine Verminderung der Anzahl erforderlicher Arbeitsstunden, weil das Gehäuseelement 16 keinen Hochdruckkraftstoffdurchlass hat.

Weil ferner der durch den ersten Pumpenmechanismus 26 und den zweiten Pumpenmechanismus 28 bedruckte Kraftstoff der gemeinsamen Verteilerleiste 14 zugeführt wird, ohne das Innere des Gehäuseelements 16 zu passieren, besteht kein Bedarf, eine hochdruckfeste Dichtung an einem Montageabschnitt zwischen dem Pumpenkopf 30 und dem Gehäuseelement 16 vorzusehen. In dieser Hinsicht gestattet dieses Ausführungsbeispiel zudem eine Kostenreduktion der Fluidpumpe 10.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Fig. 2 zeigt einen Aufbau einer Fluidpumpe 100 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Abschnitte des zweiten Ausführungsbeispiels, die mit jenen des ersten Ausführungsbeispiels vergleichbar sind, sind durch vergleichbare Bezugszeichen in Fig. 2 bezeichnet und werden nicht erneut beschrieben.

Gemäß Fig. 2 hat die Fluidpumpe 100 einen Pumpenkopf 102 anstelle des Pumpenkopfs 30 des ersten Pumpenmechanismus 26 des ersten Ausführungsbeispiels. Zusätzlich zu einem Aufbau gleich dem des Pumpenkopfs 30 hat der Pumpenkopf 102 eine zweite Lieferstutzenmontagebohrung 104, die zu einer oberen Fläche des Pumpenkopfs 102 in Fig. 2 offen ist, und hat einen zweiten Ausstoßdurchlass 106, der eine Verbindung zwischen einem unteren Endabschnitt der zweiten Lieferstutzenmontagebohrung 104 und einem Seitenabschnitt einer ersten Lieferstutzenmontagebohrung 49 herstellt. Ein Lieferstutzen 108 ist in die erste Lieferstutzenmontagebohrung 49 des Pumpenkopfs 102 eingesetzt. Der Lieferstutzen 108 hat einen Verbindungsdurchlass, der den zweiten Ausstoßdurchlass 106 und einen Lieferdurchlass 56 miteinander verbindet, zusätzlich zu einem Aufbau gleich dem des Lieferstutzens 54 des ersten Ausführungsbeispiels.

Ein zweiter Lieferstutzen 112 ist in die zweite Lieferstutzenmontagebohrung 104 eingesetzt. Der zweite Lieferstutzen 112 hat einen Lieferdurchlass 114, der sich durch den zweiten Lieferstutzen 112 in Richtungen einer Achse davon erstreckt. Der Lieferdurchlass 114 ist mit dem zweiten Ausstoßdurchlass 106 an einem inneren Endabschnitt (unterer Endabschnitt) der zweiten Lieferstutzenmontagebohrung 104 verbunden. Ein anderer Endabschnitt des Lieferdurchlasses 114 ist mit einem Auslassanschluss 116 versehen. Eine Auslassleitung 118 ist mit dem Auslassanschluss 116 verbunden. Die Auslassleitung 118 steht in Verbindung mit einer gemeinsamen Verteilerleiste 14. In der Fluidpumpe 100 dieses Ausführungsbeispiels ist der Auslassanschluss 59 des Lieferstutzens 108, der dem ersten Pumpenmechanismus 26 zugeordnet ist, mit dem Auslassanschluss 59, der dem zweiten Pumpenmechanismus 28 zugeordnet ist, durch eine Verbindungsleitung 120 verbunden.

In der wie oben beschrieben aufgebauten Fluidpumpe 100 wird Kraftstoff durch den ersten Pumpenmechanismus 26 und den zweiten Pumpenmechanismus 28 in Übereinstimmung mit der Drehung der Exzenterwelle 24 angesaugt und ausgestoßen, wie bei der Fluidpumpe 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.

Der zweite Pumpenmechanismus 28 saugt Kraftstoff an, während der erste Pumpenmechanismus 26 Kraftstoff ausstößt. Von der Pumpenkammer 42 des ersten Pumpenmechanismus 26 ausgestoßener Kraftstoff wird über den Ausstoßdurchlass 50, das Ausstoßrückschlagventil 58, den Verbindungsdurchlass 110, den zweiten Ausstoßdurchlass 106, den Lieferdurchlass 114 und die Ausstoßleitung 118 der gemeinsamen Verteilerleiste 14 zugeführt. Von dem ersten Pumpenmechanismus 26 ausgestoßener Kraftstoff wird durch das Ausstoßrückschlagventil 58 des zweiten Pumpenmechanismus 28 daran gehindert, in die Pumpenkammer 42 des zweiten Pumpenmechanismus 28 zu fließen.

Der erste Pumpenmechanismus 26 saugt Kraftstoff an während der zweite Pumpenmechanismus 28 Kraftstoff ausstößt. Von der Pumpenkammer 42 des zweiten Pumpenmechanismus 28ausgestoßener Kraftstoff wird über den Ausstoßdurchlass 50, das Ausstoßrückschlagventil 58 und den Lieferdurchlass 114 des zweiten Pumpenmechanismus 28 sowie die Verbindungsleitung 120 und den Lieferdurchlass 56, den Verbindungsdurchlass 110, den zweiten Ausstoßdurchlass 106 und die Auslassleitung 118 des ersten Pumpenmechanismus 26 der gemeinsamen Verteilerleiste 14 zugeführt. Von dem zweiten Pumpenmechanismus 28 ausgestoßener Kraftstoff wird durch das Ausstoßrückschlagventil 58 des ersten Pumpenmechanismus 26 daran gehindert, in die Pumpenkammer 42 des ersten Pumpenmechanismus 26 zu fließen.

Wie zuvor beschrieben wurde, arbeitet die Fluidpumpe 100 dieses Ausführungsbeispiels auf eine Weise, die ähnlich der der Fluidpumpe 10 des ersten Ausführungsbeispiels ist. Dies bedeutet, dass durch die Pumpenkammern 42 des ersten Pumpenmechanismus 26 und des zweiten Pumpenmechanismus 28 bedruckter Kraftstoff über die Ausstoßdurchlässe 50, 106, die in den Pumpenköpfen 30, 120 ausgebildet sind, die Lieferdurchlässe 56, die in den Lieferstutzen 54, 108 ausgebildet sind, den Lieferdurchlass 114, der in dem zweiten Lieferstutzen 112 ausgebildet ist und die Verbindungsleitung 120 der gemeinsamen Verteilerleiste 14 zugeführt wird. Durch die Pumpenkammern 42 bedruckter Kraftstoff fließt nicht durch einen Durchlass, der in dem Gehäuseelement 16 ausgebildet ist. Folglich beseitig dieses Ausführungsbeispiel ebenfalls den Bedarf, die Festigkeit des Gehäuseelements 16 zu erhöhen und beseitigt zudem den Bedarf, die Dichtung zwischen den Pumpenköpfen 30, 102 und dem Gehäuseelement 16 zu verstärken. Folglich gestattet dieses Ausführungsbeispiel eine Gewichtsverminderung der Fluidpumpe 100, eine Verminderung der Anzahl erforderlicher Arbeitsstunden und eine Verminderung der Kosten.

Ferner sind in diesem Ausführungsbeispiel die Fluidpumpe 100 und die gemeinsame Verteilerleiste 14 lediglich durch die Auslassleitung 118 verbunden. Folglich hat die Fluidpumpe 100 dieses Ausführungsbeispiels den Vorteil, dass der für die Leitungsanordnung erforderliche Raum vermindert ist und die Freiheit der Leitungsanordnung vergrößert ist.

Obwohl in dem zweiten Ausführungsbeispiel der erste Lieferstutzen 108 und der zweite Lieferstutzen 112 separat in dem ersten Pumpenmechanismus 26 vorgesehen sind, ist dieser Aufbau nicht beschränkend. Beispielsweise können der erste Lieferstutzen 108 und der zweite Lieferstutzen 112 zu einem einzelnen Lieferstutzen zusammengefasst werden, der zwei Auslassanschlüsse hat.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun beschrieben. Fig. 3 zeigt einen Aufbau einer Fluidpumpe 200 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Abschnitte des dritten Ausführungsbeispiels, die mit jenen des ersten Ausführungsbeispiels vergleichbar sind, sind mit vergleichbaren Bezugszeichen in Fig. 3 bezeichnet und werden nicht erneut beschrieben.

Gemäß Fig. 3 verwendet die Fluidpumpe 200 dieses Ausführungsbeispiels Verbindungsleitungen 202 anstelle der Auslassleitungen 60 des ersten Ausführungsbeispiels. Die Verbindungsleitungen 202 sind mit Auslassanschlüssen 59 von Lieferstutzen 54 eines ersten Pumpenmechanismus 26 und eines zweiten Pumpenmechanismus 26 verbunden. Die beiden Verbindungsleitungen 202 sind mit einer Sammelleitung 204 verbunden. Die Sammelleitung 204 ist mit einer Auslassleitung 206 verbunden, die mit einer gemeinsamen Verteilerleiste 14 verbunden ist.

In diesem Aufbau fließen von dem ersten Pumpenmechanismus 26 und dem zweiten Pumpenmechanismus 28 ausgestoßene Kraftstoffmengen durch die Verbindungsleitungen 202 und sammeln sich dann in der Sammelleitung 204. Der Zustrom von Kraftstoff wird der gemeinsamen Verteilerleiste 14 über die Auslassleitung 206 zugeführt. Auch in diesem Ausführungsbeispiel fließt somit kein Hochdruckkraftstoff durch einen in dem Gehäuseelement 16 ausgebildeten Durchlass. Folglich gestattet dieses Ausführungsbeispiel eine Gewichtsverminderung und eine Kostenverminderung der Fluidpumpe 200. Ferner sind, wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel, die Fluidpumpe 200 und die gemeinsame Verteilerleiste 14 lediglich durch die Sammelleitung 204 bzw. die Auslassleitung 206 verbunden, so dass der für die Leitungsanordnung erforderliche Raum vermindert werden kann und die Freiheit in der Leitungsanordnung vergrößert ist.

Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun beschrieben. Fig. 4 zeigt einen Aufbau einer Fluidpumpe 300 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Abschnitte des vierten Ausführungsbeispiels, die mit denen des dritten Ausführungsbeispiels vergleichbar sind, sind durch vergleichbare Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht erneut beschrieben.

Gemäß Fig. 4 hat die Fluidpumpe 300 dieses Ausführungsbeispiels einen Aufbau, der ähnlich dem Aufbau der Fluidpumpe 200 des dritten Ausführungsbeispiels ist. In der Fluidpumpe 300 ist das Zuflussregelventil 68 weggelassen und eine Ausstoßseite einer Versorgungspumpe 74 ist mit Versorgungsdurchlässen 70, 72 über einen Einlassanschluss 201 verbunden. Ferner sind eine Auslassleitung 206 und ein Kraftstofftank 12 durch eine Entlastungsleitung 302 verbunden. Die Entlastungsleitung 302 ist mit einem Entlastungsventil 304 versehen. Das Entlastungsventil 304ist ein elektromagnetisches Ventil, das in Übereinstimmung mit einem von der Steuer- bzw. Regeleinrichtung (nicht gezeigt) zugeführtes Steuersignal öffnet und schließt.

Weil, wie oben beschreiben ist, in der Fluidpumpe 300 dieses Ausführungsbeispiels das Zuflussregelventil 68 weggelassen ist, wird eine konstante Kraftstoffmenge dem ersten Pumpenmechanismus 26 und dem zweiten Pumpenmechanismus 28 durch die Versorgungspumpe 74 zugeführt. Die gesamte von dem ersten Pumpenmechanismus 26 und dem zweiten Pumpenmechanismus 28 ausgestoßene Kraftstoffmenge wird der gemeinsamen Verteilerleiste 14 zugeführt, wenn das Entlastungsventil 304 geschlossen ist. Wenn das Entlastungsventil 304 offen ist, wird Kraftstoff von dem ersten Pumpenmechanismus 26 und dem zweiten Pumpenmechanismus 28 über die Entlastungsleitung 302 in den Kraftstofftank 12 zurückgeführt. Folglich macht es dieses Ausführungsbeispiel möglich, den von der Fluidpumpe 300 zu der gemeinsamen Verteilerleiste 14 zugeführten Kraftstofffluss einzustellen, indem das Öffnen des Entlastungsventils 304 gesteuert wird.

Obwohl die Fluidpumpe 300 des vierten Ausführungsbeispiels einen Aufbau hat, in welchem die Entlastungsleitung 302 und das Entlastungsventil 304 einer Konstruktion hinzugefügt sind, die ähnlich der Fluidpumpe 200 des dritten Ausführungsbeispiels ist, ist dieser Aufbau nicht beschränkend. Beispielsweise kann eine Entlastungsleitung ebenfalls in einem Aufbau vorgesehen werden, der gleich dem der Fluidpumpe 10 des ersten Ausführungsbeispiels oder der Fluidpumpe 100 des zweiten Ausführungsbeispiels ist. Dies bedeutet, dass eine Entlastungsleitung, die mit einem Entlastungsventil ausgerüstet ist, ebenfalls vorgesehen werden kann, um den Kraftstofftank 12 und die Auslassleitungen 60 oder 118 zu verbinden.

Obwohl das vierte Ausführungsbeispiel ein elektromagnetisches Öffnungs-/Schließventil als das Entlastungsventil 304 verwendet, kann das Entlastungsventil 304 auch ein Linearventil sein, welches linear seine Öffnung in Übereinstimmung mit einem zugeführten Steuersignal variiert.

In dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel entsprechen die Pumpenköpfe 30, 102, die Lieferstutzen 54, 108 und der zweite Lieferstutzen 112 einem ersten Element, das in den nachfolgenden Ansprüchen genannt ist. Das Gehäuseelement 16 entspricht einem zweiten Element, das in den Ansprüchen genannt ist. Die Ausstoßdurchlässe 50, die Lieferdurchlässe 56, 114, der zweite Ausstoßdurchlass 106 und der Verbindungsdurchlass 110 entsprechen einem Hochdruckdurchlass, der in den Ansprüchen genannt ist. Das Zuflussregelventil 68 entspricht einer in den Ansprüchen genannten Zuflussregeleinrichtung.

Obwohl die Fluidpumpe 10, 100, 200, 300 in jedem der ersten bis vierten Ausführungsbeispiele zwei Pumpenmechanismen 26, 28 hat, ist die Erfindung nicht auf einen solchen Aufbau beschränkt. Die Fluidpumpe kann auch lediglich einen Pumpenmechanismus oder drei oder mehr Pumpenmechanismen verwenden.

Obwohl in den ersten bis vierten Ausführungsbeispielen die Erfindung auf eine Kraftstoffpumpe angewandt ist, um Kraftstoff von dem Kraftstofftank 12 zu der gemeinsamen Verteilerleiste 14 zu fördern, ist die Erfindung nicht auf eine solche Anwendung beschränkt. Die Erfindung kann ebenfalls auf jedwede Art von Pumpe angewandt werden, die ein Fluid aus einer Fluidquelle bedruckt und das Fluid abgibt.

Obwohl in jedem von dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel die Fluidpumpe 10, 100, 200, 300 eine Kolbenpumpe ist, die ein Fluid in Übereinstimmung mit den reziprokierenden Bewegungen des Kolbens 40 ausstößt, ist die Erfindung nicht auf einen solchen Pumpentyp beschränkt, sondern sie kann auf jedwede Art von Pumpe angewandt werden, beispielsweise eine Flügelpumpe oder dergleichen.

Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf das beschrieben wurde, was derzeit als bevorzugte Ausführungsbeispiele davon angesehen wird, ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele oder Konstruktionen beschränkt ist. Im Gegenteil, die vorliegende Erfindung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken.

Eine Fluidpumpe 10 hat ein Gehäuseelement 16 und Pumpenköpfe 30. Ein erster Pumpenmechanismus 26 und ein zweiter Pumpenmechanismus 28 sind in einer Baugruppe des Gehäuseelements 16 und der Pumpenköpfe 30 verkörpert. Jeder Pumpenmechanismus 26, 28 hat eine Pumpenkammer 42, deren Größe in Übereinstimmung mit Reziprokationen eines Kolbens 40 zunimmt und abnimmt. Hochdruckkraftstoff, der von jeder Pumpenkammer 42 ausgestoßen ist, wird über einen Ausstoßdurchlass 50, der in dem Pumpenkopf 30 ausgebildet ist, einen Lieferdurchlass 56, der in einem Lieferstutzen 54 ausgebildet ist, und einen Ausstoßdurchlass 50 jedes Pumpenmechanismus einer gemeinsamen Verteilerleiste 14 zugeführt. Das Gehäuseelement 16 hat keinen Durchlass zur Förderung von Hochdruckkraftstoff. Die Erfindung bezieht sich auf eine Fluidpumpe. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gewichtsverminderung der Fluidpumpe durch Verminderung der erforderlichen Festigkeit des Gehäuses zu ermöglichen.


Anspruch[de]
  1. 1. Fluidpumpe, die in einem Gehäuse vorgesehen ist und einen Pumpenmechanismus (26, 28) zum Bedrucken eines Fluids, einen Hochdruckdurchlass (50, 56) zur Führung des durch den Pumpenmechanismus (26, 28) bedruckten Fluids zu einer Außenseite umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ein erstes Element (30, 54) umfasst, wo der Hochdruckdurchlass (50, 56) vorgesehen ist, und ein zweites Element (16) umfasst, wo der Hochdruckdurchlass (50, 56) nicht vorgesehen ist.
  2. 2. Fluidpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Material des ersten Elements (30, 54) eine höhere Festigkeit hat als ein Material des zweiten Elements (16).
  3. 3. Fluidpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Element (16) einen Niederdruckdurchlass zur Führung des Fluids zu dem Pumpenmechanismus (26, 28) hat.
  4. 4. Fluidpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Zuflussregeleinrichtung umfasst, um einen Fluss des Fluids, das in den Pumpenmechanismus (26, 28) fließt, zu regeln.
  5. 5. Fluidpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner ein Entlastungsventil (304) aufweist, das mit dem Hochdruckdurchlass (50, 56) verbunden ist, wobei das Entlastungsventil das bedruckte Fluid veranlasst, zu einer Niederdruckseite zu fließen.
  6. 6. Fluidpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Element (16) einen Niederdruckdurchlass hat, um das Fluid zu dem Pumpenmechanismus (26, 28) zu führen.
  7. 7. Fluidpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Zuflussregeleinrichtung hat, um einen Fluss des Fluids, das in den Pumpenmechanismus (26, 28) fließt, zu regeln.
  8. 8. Fluidpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner ein Entlastungsventil (304) aufweist, das mit dem Hochdruckdurchlass (50, 56) verbunden ist, wobei das Entlastungsventil das bedruckte Fluid veranlasst, in Richtung auf eine Niederdruckseite zu fließen.
  9. 9. Fluidpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das sie ferner eine Zuflussregeleinrichtung hat, um einen Fluss des Fluids zu regeln, das in den Pumpenmechanismus (26, 28) fließt.
  10. 10. Fluidpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner ein Entlastungsventil (304) aufweist, das mit dem Hochdruckdurchlass (50, 56) verbunden ist, wobei das Entlastungsventil das bedruckte Fluid veranlasst, in Richtung auf eine Niederdruckseite zu fließen.






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