DE102009028449A1

DE102009028449A1 - Toothed wheel pump, particularly fuel pump, has two toothed wheels, which are arranged and combed together in housing, where fuel of suction area is conveyed to pressure area

Info

Publication number: DE102009028449A1
Application number: DE200910028449
Authority: DE
Inventors: Alexander Fuchs; Marco Hoeher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-08-11
Filing date: 2009-08-11
Publication date: 2011-02-17

Abstract

The toothed wheel pump has two toothed wheels (48,50), which are arranged and combed together in a housing (44). The fuel of a suction area is conveyed to a pressure area (64). A toothed wheel is outwardly driven, and another toothed wheel is driven by the former toothed wheel. A groove is provided, which is connected to the pressure area with a bearing of the toothed wheel.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe, insbesondere Kraftstoffpumpe, mit mindestens zwei Zahnrädern, welche in einem mit einem Deckel verschließbaren Gehäuse angeordnet sind und miteinander kämmen. Dabei wird Kraftstoff von einem Saugbereich zu einem Druckbereich gefördert, wobei ein erstes Zahnrad von außen antreibbar ist und das mindestens zweite Zahnrad von dem ersten Zahnrad angetrieben wird.The The invention relates to a gear pump, in particular fuel pump, with at least two gears, which in one with a Lid lockable housing are arranged and comb each other. This is fuel from a suction area promoted to a printing area, wherein a first gear is drivable from the outside and the at least second gear is driven by the first gear.

Stand der TechnikState of the art

Der Saugbereich ist üblicherweise beim Betrieb der Zahnradpumpe als Vorförderpumpe in einem Kraftstoffsystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Kraftstofftank verbunden, der Druckbereich ist mit einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe verbunden. Dabei können zusätzlich Kraftstofffilter und Drosseln in der Leitung angeordnet sein.Of the Suction range is usually during operation of the gear pump as prefeed pump in a fuel system of a motor vehicle Connected to a fuel tank, the pressure range is one Fuel high-pressure pump connected. It can additionally Fuel filter and throttles can be arranged in the line.

Eine Zahnradpumpe der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DE 33 21 380 C2 bekannt. Bei dieser selbstschmierenden Zahnradpumpe kämmen zwei in einem Gehäuse nebeneinander angeordnete Zahnräder miteinander, die jeweils auf einer Welle befestigt sind. Die Wellen wiederum sind drehbar im Gehäuse der Pumpe gelagert. Während des Betriebs gelangt das selbstschmierende Fördermedium seitlich in die Lagerelemente und schmiert diese. Die Schmiermittelmenge ist dabei von einem Spiel, insbesondere einem Axialspiel, der beteiligten Bauteile, sowie von einer Leckagemenge abhängig. Dabei kann eine Schmiermittelversorgung bei hoher Belastung nicht mehr ausreichend sein.A gear pump of the type mentioned is for example from the DE 33 21 380 C2 known. In this self-lubricating gear pump, two gears arranged side by side in a housing mesh with each other, which are each mounted on a shaft. The waves in turn are rotatably mounted in the housing of the pump. During operation, the self-lubricating fluid passes laterally into the bearing elements and lubricates them. The amount of lubricant is dependent on a game, in particular an axial play, the components involved, as well as a leakage amount. In this case, a lubricant supply at high load may not be sufficient.

Ähnlich gestaltete Zahnradpumpen zeigen die US 3,171,359 , die JP 2000064967 A , die JP 9144667 A und die GB 1,013,158 .Similarly designed gear pumps show the US 3,171,359 , the JP 2000064967 A , the JP 9144667 A and the GB 1,013,158 ,

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Problemstellung wird vorgeschlagen, dass die Zahnräder auf einem feststehenden Lagerstummel drehbar gelagert sind und ein Deckel der Zahnradpumpe an einer Innenseite eine Nut aufweist, die den Druckbereich der Pumpe mit einem Bereich eines Lagerelements und/oder der Stirnseite des oder der Lagerstummel mindestens eines der Zahnräder verbindet. Dabei kann die Nut geradlinig verlaufen. Die Nut im Deckel zu realisieren ist sehr einfach und damit kostengünstig. Die Nut ist dabei so dimensioniert, dass genügend schmierfähiges Fördermittel alle Lagerbereiche des Zahnrades erreicht. Bevorzugt ist dabei der Einsatz der Erfindung in einer Diesel-Brennkraftmaschine, also mit Diesel-Kraftstoff als schmierfähiges Fördermittel.to Solution of the problem of the invention It is suggested that the gears on a fixed Bearing stub are rotatably mounted and a cover of the gear pump on an inner side has a groove which the pressure range of Pump with a portion of a bearing element and / or the front side or the bearing stub of at least one of the gears combines. The groove can be straight. The groove in the lid It is very easy to realize and thus cost-effective. The groove is dimensioned so that sufficiently lubricious Conveyor reaches all bearing areas of the gear. Preference is given to the use of the invention in a diesel internal combustion engine, So with diesel fuel as lubricious funding.

Der im Druckbereich der Pumpe herrschende Druck sorgt für eine zügige Förderung von schmierfähigem Kraftstoff durch die erfindungsgemäße Nut zu den Lagerstellen der Zahnräder. Damit wird der Verschleiß reduziert und die Lebensdauer der Zahnradpumpe erhöht.Of the pressure prevailing in the pressure range of the pump ensures a rapid delivery of lubricious fuel through the groove according to the invention to the bearings the gears. This reduces wear and increases the life of the gear pump.

Bei Verwendung einer drehbaren Lagerwelle für das Zahnrad kann der betroffene Bereich zwischen der Lagerwelle und dem Gehäuse liegen, wo Reibung entsteht. Der Deckel wird bevorzugt mit dem Gehäuse verschraubt, so dass das Gehäuse dicht verschlossen ist und bei Bedarf wieder geöffnet werden kann.at Use of a rotatable bearing shaft for the gear can the affected area between the bearing shaft and the housing lie where friction arises. The lid is preferred with the housing screwed so that the housing is sealed and can be opened again if needed.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft dann einsetzbar, wenn die Nut den Druckbereich mit dem Lager des zweiten Zahnrads verbindet, welches auf einem Lagerstummel drehbar gelagert ist. Der Lagerstummel selbst ist nicht drehbar, so dass zwischen Lagerstummel und zweitem Zahnrad ein Gleitlager vorhanden ist. Erfindungsgemäß wird das Gleitlager durch die Nut ausreichend mit schmierfähigem Kraftstoff versorgt, so dass auch bei hoher Belastung die Belastbarkeit des Lagers erheblich verbessert und der Verschleiß erheblich reduziert wird.The Invention is particularly advantageous then used when the groove connects the pressure area with the bearing of the second gear, which is rotatably mounted on a bearing stub. The stock stub itself is not rotatable, so between bearing stub and second gear a sliding bearing is available. According to the invention the slide bearing through the groove sufficiently lubricated Fuel supplied, so that even under high load, the load capacity greatly improved the bearing and the wear considerably is reduced.

Möglich ist bei der Erfindung, dass der Lagerstummel Teil des Gehäuses ist oder dass der Lagerstummel Teil des Deckels ist. In beiden Fällen wird das zweite Zahnrad auf den Lagerstummel aufgesetzt, so dass das Zahnrad drehbar gelagert ist. Die ist eine sehr preisgünstige Lösung zum Einbau und zur Lagerung des zweiten Zahnrades.Possible is in the invention that the bearing stub part of the housing or that the bearing stub is part of the lid. In both cases the second gear is placed on the bearing stub, so that the gear is rotatably mounted. It's a very cheap one Solution for installation and storage of the second gear.

Weiterhin ist vorteilhaft, dass die Nut in den Deckel gefräst ist. Alternativ hierzu kann die Nut auch bei der Herstellung des Deckels mitgegossen sein. Beide Varianten sind sehr kostengünstig in der Herstellung und verursachen keinen Zusatzaufwand während der Montage der Zahnradpumpe.Farther is advantageous that the groove is milled in the lid. Alternatively, the groove may also be in the manufacture of the lid be poured. Both variants are very inexpensive in the manufacture and cause no extra effort during the assembly of the gear pump.

Nachfolgend wird anhand der Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielhaft erläutert. Es zeigen:following is an embodiment of the invention with reference to the figures exemplified. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffsystems mit einer Kraftstoff Einspritzvorrichtung; 1 a schematic representation of a fuel system with a fuel injection device;

2 eine Detailansicht einer Zahnradpumpe aus 1 in einem Längsschnitt; 2 a detailed view of a gear pump 1 in a longitudinal section;

3 eine Draufsicht auf einen Deckel der Zahnradpumpe aus 1 oder 2; und 3 a plan view of a cover of the gear pump 1 or 2 ; and

4 ein Schnitt A-A durch die Zahnradpumpe mit Deckel aus 3. 4 a section AA through the gear pump with lid off 3 ,

1 zeigt das Umfeld der Erfindung. 1 zeigt ein Kraftstoffsystem 10 für ein Kraftfahrzeug, das für ein sog. Common-Rail-Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine 12 ausgelegt ist. Zum Betrieb der Brennkraftmaschine 12 wird Kraftstoff unter Hochdruck in einen Kraftstoffverteiler (Common Rail) 14 gefördert und dort gespeichert, wobei am Kraftstoffverteiler 14 Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 16 angeschlossen sind, die den Kraftstoff unter Hochdruck in Brennräume 18 der Brennkraftmaschine 12 einspritzen. 1 shows the environment of the invention. 1 shows a fuel system 10 for a motor vehicle, which is for a so-called common-rail injection system of an internal combustion engine 12 is designed. For operation of the internal combustion engine 12 Fuel is injected under high pressure into a fuel rail (Common Rail) 14 promoted and stored there, being at the fuel rail 14 Fuel injectors 16 connected to the fuel under high pressure in combustion chambers 18 the internal combustion engine 12 inject.

Der Kraftstoff wird dabei aus einem Kraftstofftank 20 eines Kraftfahrzeugs gefördert. In Strömungsrichtung sind im Kraftstoffförderpfad ausgehend vom Kraftstofftank 20 eine Saugdrossel 24, eine mechanisch oder elektrisch betriebene Vorförderpumpe, die als Zahnradpumpe 26 ausgebildet ist, und ein Kraftstofffilter 28, vorzugsweise ein Feinfilter, angeordnet. Der Kraftstoffpfad mündet zum Schmieren von Antriebsteilen in einem Antriebs- bzw. Kurbelraum 30 einer Hochdruckpumpe 32. Der Verlauf des Kraftstoffs im normalen Betrieb des Kraftstoffsystems 10 ist in der Zeichnung mit Pfeilen gekennzeichnet.The fuel is from a fuel tank 20 promoted a motor vehicle. In the flow direction are in the fuel delivery path from the fuel tank 20 a suction throttle 24 , a mechanically or electrically operated feed pump, which serves as a gear pump 26 is formed, and a fuel filter 28 , preferably a fine filter, arranged. The fuel path opens for lubricating drive parts in a drive or crank chamber 30 a high pressure pump 32 , The course of the fuel during normal operation of the fuel system 10 is marked with arrows in the drawing.

In Strömungsrichtung wird der Kraftstoff durch den Antriebs- bzw. Kurbelraum 30 gefördert und schließlich einer Zumesseinrichtung 34 zugeführt, die bevorzugt als ein steuerbares, proportionales federbelastetes Schieberventil ausgebildet ist. Die Zumesseinrichtung 34 ist also fluidisch bzw. hydraulisch zwischen der Vorförderpumpe 26 und der Hochdruckpumpe 32 angeordnet und dient zur Dosierung des Kraftstoffs für die Hochdruckpumpe 32. Stromabwärts von der Zumesseinrichtung 34 ist der Kraftstofffluss zweigeteilt. Einerseits zweigt ein Nullförderlauf ab, in dem eine Nullförderdrossel 36 angeordnet ist. Im Nullförderlauf werden Leckagen der Zumesseinrichtung 34, wenn diese an sich geschlossen ist, in den Tank 20 zurück bzw. wieder zur Saugseite der Vorförderpumpe 26 gefördert. Andererseits zweigt ein Förderlauf ab, in dem über ein Saugventil 38 der Kraftstoff in einen Förderraum 40 der Hochdruckpumpe 32 gefördert wird. Anschließend wird der Kraftstoff unter Hochdruck über ein Rückschlagventil 42 in den Kraftstoffverteiler 14 eingebracht.In the flow direction of the fuel through the drive or crank chamber 30 promoted and finally a metering device 34 supplied, which is preferably designed as a controllable, proportional spring-loaded slide valve. The metering device 34 So is fluidic or hydraulic between the prefeed pump 26 and the high pressure pump 32 arranged and used for metering the fuel for the high-pressure pump 32 , Downstream of the metering device 34 the fuel flow is divided into two parts. On the one hand branches off from a zero flow in which a zero-feed throttle 36 is arranged. In the zero feed run leakages of the metering device 34 if this is closed, in the tank 20 back or back to the suction side of the feed pump 26 promoted. On the other hand branches off a delivery, in which a suction valve 38 the fuel in a pump room 40 the high pressure pump 32 is encouraged. Subsequently, the fuel is pressurized via a check valve 42 in the fuel rail 14 brought in.

2 zeigt eine Detailansicht des Innern der Zahnradpumpe 26 aus 1 in einem Längsschnitt. Die Zahnradpumpe 26 weist ein Gehäuse 44 auf, in dem eine Pumpenkammer 46 ausgebildet ist. In der Pumpenkammer 46 sind zwei miteinander kämmende Zahnräder 48 und 50 angeordnet. Die Zahnräder 48 und 50 weisen Zähne 51 auf, wobei der Übersichtlichkeit wegen jeweils nur ein Zahn mit dem Bezugszeichen gekennzeichnet ist. Das erste Zahnrad 48 ist auf einer Antriebswelle 52 befestigt und über diese drehbar gelagert, das zweite Zahnrad 50 gleitet auf einem Lagerstummel 54. Der Durchmesser des Lagerstummels 54 ist größer als der Durchmesser der Antriebswelle 52. Der Lagerstummel 54 ist dabei Teil des Gehäuses. Das zwischen zweitem Zahnrad 50 und Lagerstummel 54 gebildete Gleitlager ist mit dem Bezugszeichen 53 gekennzeichnet. 2 shows a detailed view of the interior of the gear pump 26 out 1 in a longitudinal section. The gear pump 26 has a housing 44 on, in which a pump chamber 46 is trained. In the pump chamber 46 are two intermeshing gears 48 and 50 arranged. The gears 48 and 50 have teeth 51 on, for the sake of clarity, only one tooth is indicated by the reference numeral. The first gear 48 is on a drive shaft 52 attached and rotatably supported by this, the second gear 50 slides on a bearing stub 54 , The diameter of the bearing stub 54 is greater than the diameter of the drive shaft 52 , The stock stub 54 is part of the housing. The between second gear 50 and stock stubs 54 formed sliding bearing is denoted by the reference numeral 53 characterized.

Das erste Zahnrad 48 wird in nicht näher dargestellter Weise um seine Antriebswelle 52 umlaufend in einer Drehrichtung 56 angetrieben und treibt über seinen Zahneingriff das zweite Zahnrad 50 in einer Drehrichtung 58 rotierend an. In der den Zahnrädern 48 und 50 zugeordneten Umfangswänden der Pumpenkammer 46 ist jeweils eine Druckausgleichsnut 59 ausgebildet, durch die der radiale Abstand zwischen dem Außenumfang der Zahnräder 48 und 50 und den zugeordneten Umfangswänden vergrößert ist. Die Druckausgleichsnuten 59 sind dabei in Umfangsrichtung gesehen nur über einen Teil der radialen Umfangswände ausgeführt. Das Gehäuse 44 der Zahnradpumpe 26 wird mit einem in 2 nicht dargestellten Deckel verschlossen.The first gear 48 is in a manner not shown to its drive shaft 52 revolving in one direction of rotation 56 driven and drives on its tooth mesh the second gear 50 in one direction of rotation 58 rotating. In the gears 48 and 50 associated peripheral walls of the pump chamber 46 is in each case a pressure equalization groove 59 formed by the radial distance between the outer periphery of the gears 48 and 50 and the associated peripheral walls is increased. The pressure compensation grooves 59 are seen in the circumferential direction executed only over part of the radial peripheral walls. The housing 44 the gear pump 26 will be with a in 2 not shown lid closed.

3 zeigt eine Draufsicht des Deckels 60, der das Gehäuse 44 verschließt. Der Deckel 60 weist an der zum Innern der Zahnradpumpe 26 zeigenden Seite eine geradlinige Nut 62 auf, die in den Deckel gefräst ist. Die Nut 62 könnte auch bei der Herstellung des Deckels 60 bereits mitgegossen sein. Die Nut 62 schafft eine fluidische Verbindung zwischen einem Druckbereich 64 der Zahnradpumpe 26 und einer Stirnseite des Lagerstummels 54. Dadurch wird das Gleitlager 53 mit unter erhöhtem Druck stehenden Kraftstoff aus dem Druckbereich zwangsweise geschmiert, was sich positiv auf Belastbarkeit und Verschleiß des Gleitlagers 53 (siehe 2) auswirkt. 3 shows a plan view of the lid 60 that's the case 44 closes. The lid 60 indicates the inside of the gear pump 26 showing a rectilinear groove 62 on, which is milled in the cover. The groove 62 could also be used in the manufacture of the lid 60 already be cast. The groove 62 creates a fluidic connection between a pressure area 64 the gear pump 26 and a front side of the bearing stub 54 , This will make the plain bearing 53 forcibly lubricated with under increased pressure fuel from the pressure range, which has a positive effect on load capacity and wear of the sliding bearing 53 (please refer 2 ).

Die Zahnradpumpe 26 kann auf beiden Seiten mit dem Deckel 60 verschlossen sein, der Deckel 60 könnte jedoch auch lediglich eine Seite der Zahnradpumpe 26 verschließen. In diesem Fall ist die dem Deckel 60 gegenüberliegende Seite Teil des Gehäuses 44.The gear pump 26 can on both sides with the lid 60 be closed, the lid 60 However, could also only one side of the gear pump 26 close. In this case, that is the lid 60 opposite side part of the housing 44 ,

Im Betrieb der Zahnradpumpe 26 ist der Zahn 51 des ersten angetriebenen Zahnrads 48 vollständig in Eingriff mit einem Zahnzwischenraum des zweiten Zahnrads 50, das sich um den Lagerstummel 54 bewegt. Dabei nehmen im Verlauf der Bewegung (vgl. Bezugszeichen 56 und 58) die Zahnzwischenräume auf der Seite eines Saugkanals 66 Kraftstoff auf und fördern diesen zum Druckbereich 64. Durch den Bereich, in dem die beiden Zahnräder 48 und 50 miteinander kämmen, wird der Druckbereich 64 von dem Saugkanal 66 hydraulisch getrennt. Die Strömungsrichtung des Kraftstoffs ist in 2 durch Pfeile gekennzeichnet.In operation of the gear pump 26 is the tooth 51 of the first driven gear 48 fully engaged with a tooth space of the second gear 50 that is about the stock stub 54 emotional. In the course of the movement take (see reference numerals 56 and 58 ) the interdental spaces on the side of a suction channel 66 Fuel and promote this to the pressure range 64 , Through the area where the two gears 48 and 50 Comb with each other, the pressure range 64 from the suction channel 66 hydraulically isolated. The flow direction of the fuel is in 2 indicated by arrows.

Anhand von 4 wird die Wirkweise der Erfindung nochmals verdeutlicht. Im Druckbereich 64 strömt Kraftstoff durch den dort herrschenden Druck in die Nut 62. Der Kraftstoff strömt dann in durch einen Spalt 63 zwischen Deckel 60 und der Stirnfläche des Lagerstummels 54 zu dem Gleitlager 53. Dort kann der Kraftstoff in die als Gleitlager 53 wirkende Fläche zwischen dem Lagerstummel 54 und dem Zahnrad 50 dringen und das Gleitlager 53 dadurch schmieren. Der Weg des schmierenden Kraftstoffs ist in 4 mit Pfeilen (ohne Bezugszeichen) gekennzeichnet.Based on 4 the mode of action of the invention is again clarified. In the printing area 64 fuel flows through the prevailing pressure in the groove 62 , The fuel then flows in through egg NEN gap 63 between lids 60 and the end face of the bearing stub 54 to the sliding bearing 53 , There, the fuel in the as a plain bearing 53 acting surface between the bearing stub 54 and the gear 50 penetrate and the plain bearing 53 lubricate it. The way of lubricating fuel is in 4 marked with arrows (without reference number).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 3321380 C2 [0003]
- US 3171359 [0004]
- JP 2000064967A [0004]
- JP 9144667 A [0004]
- GB 1013158 [0004]

Claims

Gear pump ( 26 ), in particular fuel pump, with at least two gears ( 48 . 50 ), which are housed in a housing ( 44 ) and mesh with each other and fuel from a suction area ( 66 ) to a print area ( 64 ), wherein a first gear ( 48 ) is drivable from the outside and the at least second gear ( 50 ) of the first gear ( 48 ), characterized in that a groove ( 62 ) is provided, the pressure range ( 64 ) with a bearing ( 53 ) at least one of the gears ( 48 . 50 ) connects.

Gear pump ( 26 ) according to claim 1, characterized in that the housing ( 44 ) with a lid ( 60 ) is closable, and that the groove ( 62 ) in the lid ( 60 ) is trained.

Gear pump ( 26 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the groove ( 62 ) the pressure range ( 64 ) with the warehouse ( 53 ) of the second gear ( 48 ) connects.

Gear pump ( 26 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the second gear ( 48 ) on a stock stub ( 54 ) is rotatably mounted.

Gear pump ( 26 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bearing stub ( 54 ) Part of the housing ( 44 ).

Gear pump ( 26 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bearing stub ( 54 ) Part of the lid ( 60 ).

Gear pump ( 26 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the groove ( 62 ) in the lid ( 60 ) is milled.

Gear pump ( 26 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the groove ( 62 ) in the manufacture of the lid ( 60 ) is poured.