DE10239428A1

DE10239428A1 - Gear pump

Info

Publication number: DE10239428A1
Application number: DE2002139428
Authority: DE
Inventors: Stanislaw Bodzak
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-03-11
Also published as: WO2004020830A1

Abstract

Die Zahnradförderpumpe weist ein Gehäuse (10, 12) auf, in dem eine Pumpkammer (14) gebildet ist, in der ein rotierend angetriebenes Paar von an ihrem Außenumfang miteinander kämmender Zahnräder (16, 18) angeordnet ist, die ein Fördermedium aus einem mit einem Vorratstank verbundenen Ansaugraum (40) entlang zwischen dem Außenumfang der Zahnräder (16, 18) und Umfangswänden der Pumpkammer (14) gebildeten Förderkanälen (44) in einen Druckraum (42) fördern. Es ist ein Ventil (50) zur Steuerung des im Druckraum (42) herrschenden Drucks vorgesehen, das einen Ventilkolben (60) aufweist, durch den ein Verbindungskanal (52) des Druckraums (42) mit dem Ansaugraum (40) gesteuert wird und der durch eine vorgespannte Feder in einer Schließrichtung beaufschlagt ist. Der Ventilkolben (60) begrenzt die Pumpkammer (14) in Richtung der Drehachsen (25, 27) der Zahnräder (16, 18) zumindest teilweise und wird durch die Feder (62) in einer Schließrichtung zu den diesem zugewandten Stirnseiten der Zahnräder (16, 18) hin als Ventilsitz gepresst. Das Ventil weist einen elektrisch angesteuerten Aktor (66) auf, durch den der Ventilkolben (60) gegen die Kraft der Feder (62) in einer Öffnungsrichtung von den Stirnseiten der Zahnräder (16, 18) wegbewegbar ist.The gear pump has a housing (10, 12) in which a pump chamber (14) is formed, in which a rotatingly driven pair of gear wheels (16, 18) meshing with one another on its outer circumference is arranged, which pumps a pumping medium from a pump Convey the suction tank (40) connected to the storage tank along conveying channels (44) formed between the outer circumference of the gearwheels (16, 18) and circumferential walls of the pump chamber (14) into a pressure chamber (42). A valve (50) for controlling the pressure prevailing in the pressure chamber (42) is provided, which has a valve piston (60) through which a connection channel (52) of the pressure chamber (42) with the suction chamber (40) is controlled and through a prestressed spring is acted upon in a closing direction. The valve piston (60) delimits the pump chamber (14) in the direction of the axes of rotation (25, 27) of the gearwheels (16, 18) at least partially and is closed by the spring (62) in a closing direction towards the end faces of the gearwheels (16, 18) pressed as a valve seat. The valve has an electrically controlled actuator (66), by means of which the valve piston (60) can be moved away from the end faces of the gear wheels (16, 18) in an opening direction against the force of the spring (62).

Description

Die Erfindung geht aus von einer Zahnradförderpumpe nach der Gattung des Anspruchs 1.The invention is based on one Gear pump according to the preamble of claim 1.

Eine solche Zahnradförderpumpe ist durch die DE 196 25 564 A1 bekannt. Diese Zahnradförderpumpe ist für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine vorgesehen und weist ein Gehäuse auf, in dem eine Pumpkammer gebildet ist. In der Pumpkammer ist ein rotierend angetriebenes Paar von an ihrem Außenumfang miteinander kämmender Zahnräder angeordnet. Die Zahnräder fördern Kraftstoff als Fördermedium aus einem mit einem Vorratstank verbundenen Ansaugraum entlang zwischen dem Umfang der Zahnräder und Umfangswänden der Pumpkammer gebildeten Förderkanälen in einen Druckraum. Die Zahnradförderpumpe weist außerdem ein Ventil in Form eines Druckbegrenzungsventils zur Begrenzung des Drucks im Druckraum auf. Bei Überschreiten eines vorgegebenen Drucks im Druckraum gibt das Druckbegrenzungsventil einen Verbindungskanal des Druckraums zum Ansaugraum frei. Das Druckbegrenzungsventil weist einen Ventilkolben auf, der in einer Bohrung in einer zu den Drehachsen der Zahnräder senkrechten Ebene verschiebbar geführt ist und der mit einem Ventilsitz zusammenwirkt. Der Ventilkolben ist gegen die Kraft einer vorgespannten Feder verschiebbar. Nachteilig bei dieser bekannten Zahnradförderpumpe ist, daß die von dieser geförderte Kraftstoffmenge nur abhängig vom Druck im Druckraum gesteuert wird.Such a gear pump is through DE 196 25 564 A1 known. This gear pump is provided for a fuel injection device of an internal combustion engine and has a housing in which a pump chamber is formed. A rotatingly driven pair of gear wheels meshing with one another on their outer circumference is arranged in the pump chamber. The toothed wheels convey fuel as a conveying medium from a suction space connected to a storage tank along conveying channels formed between the circumference of the toothed wheels and circumferential walls of the pump chamber into a pressure chamber. The gear pump also has a valve in the form of a pressure relief valve to limit the pressure in the pressure chamber. If a predetermined pressure in the pressure chamber is exceeded, the pressure relief valve opens a connection channel of the pressure chamber to the intake chamber. The pressure relief valve has a valve piston which is displaceably guided in a bore in a plane perpendicular to the axes of rotation of the gear wheels and which cooperates with a valve seat. The valve piston can be moved against the force of a prestressed spring. A disadvantage of this known gear pump is that the amount of fuel delivered by this is controlled only as a function of the pressure in the pressure chamber.

Durch die WO 01/40656 A1 ist darüberhinaus eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt, die eine Hochdruckpumpe aufweist, durch die Kraftstoff unter Hochdruck in einen Speicher gefördert wird, aus dem Kraftstoff zur Einspritzung an der Brennkraftmaschine entnommen wird. Durch eine Zahnradförderpumpe wird Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter zur Hochdruckpumpe gefördert. Zwischen der Zahnradförderpumpe und der Hochdruckpumpe ist eine Kraftstoffzumeßeinrichtung angeordnet, die durch eine Steuereinrichtung angesteuert wird und durch die der Zufluß von Kraftstoff von der Zahnradförderpumpe zur Hochdruckpumpe derart eingestellt wird, daß durch die Hochdruckpumpe in den Speicher eine Kraftstoffmenge gefördert wird, um in diesem einen vorgegebenen Druck aufrechtzuerhalten. Durch die Kraftstoffzumeßeinrichtung wird dabei ein variabler Durchflußquerschnitt eingestellt. Unter bestimmten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, beispielsweise im Schubbetrieb, darf durch die Hochdruckpumpe kein Kraftstoff in den Speicher gefördert werden. Da der Durchflußquerschnitt durch die Kraftstoffzumeßeinrichtung nicht sicher vollständig verschlossen werden kann sind hierbei Maßnahmen erforderlich, um den von der Zahnradförderpumpe geförderten Kraftstoff vor der Hochdruckpumpe abzuführen. Dadurch wird jedoch eine ständige Leckage verursacht, die durch eine erhöhte Förderleistung der Zahnradförderpumpe ausgeglichen werden muß. Außerdem ist die Kraftstoffzumeßeinrichtung aufwendig und teuer in der Herstellung.WO 01/40656 A1 furthermore a fuel injection device for an internal combustion engine is known, which has a high pressure pump through which fuel is at high pressure promoted to a store is, from the fuel for injection to the internal combustion engine is removed. Fuel is emitted by a gear pump a fuel tank conveyed to the high pressure pump. Between the gear pump and a fuel metering device is arranged, the is controlled by a control device and by which the Inflow of fuel from the gear pump to the high pressure pump is set such that the high pressure pump an amount of fuel is pumped into the memory in this one maintain predetermined pressure. Through the fuel metering device a variable flow cross-section is set. Under certain operating conditions of the internal combustion engine, for example in overrun mode, no fuel may be in the high pressure pump the storage will be promoted. Because the flow cross section through the fuel metering device not sure completely Measures are necessary to prevent the from the gear pump funded Drain fuel upstream of the high pressure pump. However, this will result in a permanent Leakage caused by an increased delivery capacity of the gear pump must be balanced. Moreover is the fuel metering device complex and expensive to manufacture.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die erfindungsgemäße Zahnradförderpumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die durch diese geförderte Flüssigkeitsmenge auf einfache Weise mittels des Ventils durch entsprechende Ansteuerung des Aktors beliebig eingestellt werden kann. Bei vollständig geschlossenem Ventil wird durch die Zahnradförderpumpe die maximale Flüssigkeitsmenge gefördert und bei vollständig geöffnetem Ventil kann die gesamte Flüssigkeitsmenge wieder in den Ansaugraum zurückgeleitet werden, so daß durch die Zahnradförderpumpe gar keine Flüssigkeit gefördert wird.The gear pump according to the invention with the features according to claim 1 has in contrast the advantage that the through this pumped amount of liquid in a simple manner by means of the valve by appropriate control of the actuator can be set as desired. When completely closed Valve is driven by the gear pump the maximum amount of liquid promoted and at complete open Valve can hold the total amount of liquid returned to the intake chamber be so that by the gear pump no liquid at all promoted becomes.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Zahnradförderpumpe angegeben. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ist der Verbindungskanal auf einfache Weise gebildet. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 6 wird erreicht, daß durch den auf den Ventilkolben wirkenden Druck nur eine geringe Kraft erzeugt wird und somit die Stellung des Ventilkolbens im wesentlichen durch das Kräftegleichgewicht zwischen der Feder und der Aktorkraft bestimmt wird. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Anspruch 10 bietet den Vorteil, daß diese einfach aufgebaut ist, da die Steuerung der durch die Zahnradförderpumpe zur Hochdruckpumpe geförderten Kraftstofmenge und damit der durch die Hochdruckpumpe in den Speicher geförderten Kraftstoffmenge durch das in die Zahnradförderpumpe integrierte Ventil erfolgt.In the dependent claims are advantageous refinements and developments of the gear pump according to the invention specified. Due to the design according to claim 3, the connecting channel formed in a simple way. By training according to claim 6 is achieved by the pressure acting on the valve piston is only a small force is generated and thus the position of the valve piston essentially through the balance of forces between the spring and the actuator force is determined. The fuel injector according to claim 10 has the advantage that this is simple because the control of the gear pump conveyed to the high pressure pump The amount of fuel and thus that of the high-pressure pump into the accumulator funded Fuel quantity through the valve integrated in the gear pump he follows.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine Zahnradförderpumpe in einem Schnitt entlang Linie I-I in 2, 2 die Zahnradförderpumpe in einem Schnitt entlang Linie II-II in l,3 die Zahnradförderpumpe schematisch in einem Schnitt entlang Linie III-III in 2 in vergrößerter Darstellung und 4 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit der Zahnradförderpumpe.An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it 1 a gear pump in a section along line II in 2 . 2 the gear pump in a section along line II-II in l . 3 the gear pump schematically in a section along line III-III in 2 in an enlarged view and 4 a fuel injector with the gear pump.

Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment

Eine in den 1 bis 3 dargestellte Zahnradförderpumpe 100 ist beispielsweise Bestandteil einer in 4 dargestellten Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Hochdruckpumpe 110 auf, durch die Kraftstoff unter Hochdruck in einen Speicher 120 gefördert wird. Durch die Zahnradförderpumpe 100 wird Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 130 zur Hochdruckpumpe 110 gefördert. Aus dem Speicher 120 wird Kraftstoff zu einer mittels Injektoren 140 erfolgenden Einspritzung an der Brennkraftmaschine entnommen. Die Brennkraftmaschine ist eine selbstzündende Brennkraftmaschine und der Kraftstoff, der durch die Zahnradförderpumpe gefördert wird, ist Dieselkraftstoff.One in the 1 to 3 Gear pump shown 100 is part of an in 4 shown fuel injection device for an internal combustion engine. The fuel injection device has a high-pressure pump 110 on, through the fuel under high pressure in a Spei cher 120 is promoted. Through the gear pump 100 becomes fuel from a fuel tank 130 to the high pressure pump 110 promoted. From the store 120 becomes fuel by means of injectors 140 taken injection on the internal combustion engine. The internal combustion engine is a self-igniting internal combustion engine and the fuel that is delivered by the gear pump is diesel fuel.

Die Zahnradförderpumpe 100 weist ein mehrteiliges Gehäuse auf, das ein Gehäuseteil 10 und ein Deckelteil 12 aufweist. Zwischen dem Gehäuseteil 10 und dem Deckelteil 12 ist eine Pumpkammer 14 gebildet, in der ein Paar an ihrem Außenumfang miteinander kämmender Zahnräder 16,18 angeordnet ist. Das Gehäuseteil 10 weist zur Bildung der Pumpkammer 14 zwei Vertiefungen 20,22 auf, von deren Grund jeweils ein Lagerzapfen 24,26 absteht. Die Lagerzapfen 24,26 sind einstöckig mit dem Gehäuseteil 10 ausgebildet und verlaufen zumindest annähernd parallel zueinander. Die Lagerzapfen 24,26 können zur Gewichtsreduzierung des Gehäuseteils 10 zumindest teilweise hohl ausgebildet sein. Das Zahnrad 16 weist eine Bohrung 17 auf, über die es auf dem Lagerzapfen 24 drehbar gelagert ist. Das Zahnrad 18 weist eine Bohrung 19 auf, über die es auf dem Lagerzapfen 26 drehbar gelagert ist. Die Lagerzapfen 24,26 bestimmten jeweils eine Drhachse 25,27 für die Zahnräder 16,18. Das Deckelteil 12 ist mit dem Gehäuseteil 10 fest verbunden, beispielsweise mittels mehrerer Schrauben. Das Gehäuseteil 10 und das Deckelteil 12 bestehen vorzugsweise aus Leichtmetall, insbesondere Aluminium. Die Zahnräder 16,18 bestehen vorzugsweise aus Stahl, insbesondere aus Sinterstahl.The gear pump 100 has a multi-part housing, which is a housing part 10 and a lid part 12 having. Between the housing part 10 and the lid part 12 is a pumping chamber 14 formed in which a pair of meshing gears on their outer circumference 16 . 18 is arranged. The housing part 10 points to the formation of the pumping chamber 14 two wells 20 . 22 on the bottom of which a bearing journal 24 . 26 projects. The bearing journals 24 . 26 are one-story with the housing part 10 formed and run at least approximately parallel to each other. The bearing journals 24 . 26 can be used to reduce the weight of the housing part 10 be at least partially hollow. The gear 16 has a hole 17 on which it is on the trunnion 24 is rotatably mounted. The gear 18 has a hole 19 on which it is on the trunnion 26 is rotatably mounted. The bearing journals 24 . 26 determined one axis each 25 . 27 for the gears 16 . 18 , The lid part 12 is with the housing part 10 firmly connected, for example by means of several screws. The housing part 10 and the lid part 12 are preferably made of light metal, especially aluminum. The gears 16 . 18 consist preferably of steel, in particular of sintered steel.

Die Zahnradförderpumpe weist eine Antriebswelle 30 auf, die im Gehäuseteil 10 drehbar gelagert ist. Die Antriebswelle 30 ist zumindest annähernd koaxial zum Lagerzapfen 24 angeordnet, wobei das Gehäuseteil 10 eine Bohrung 32 aufweist, die sich im Lagerzapfen 24 fortsetzt und durch die das Ende der Antriebswelle 30 hindurchtritt. Zwischen der Bohrung 32 und der Antriebswelle 30 ist ein Wellendichtring 34 eingebaut, um das Gehäuseteil 10 abzudichten. Die Antriebswelle 30 ist mit dem Zahnrad 16 gekoppelt, beispielsweise über ein zwischen dem Stirnende des Lagerzapfens 24 und dem Deckelteil 12 angeordnetes Koppelglied 36. Das Zahnrad 16 wird beim Betrieb der Zahnradförderpumpe über die Antriebswelle 30 rotierend angetrieben und überträgt diese Drehbewegung über eine Stirnverzahnung auf das ebenfalls mit einer Stirnverzahnung versehene, mit dem Zahnrad 16 an seinem Außenumfang kämmende Zahnrad 18. Die Zahnräder 16,18 teilen dabei die Pumpkammer 14 durch ihren Zahneingriff in zwei Teilbereiche, von denen ein erster Teilbereich einen Ansaugraum 40 und ein zweiter Teilbereich einen Druckraum 42 bilden. Der Ansaugraum 40 ist dabei über je einen zwischen den Zahnnuten an den Umfangsflächen der Zahnräder 16,18 und der oberen und unteren Umfangswand der Pumpkammer 14 gebildeten Förderkanal 44 mit dem Druckraum 42 verbunden. Der Ansaugraum 40 und der Druckraum 42 weisen jeweils eine Anschlussöffnung in der Wand des Gehäuseteils 10 oder des Deckelteils 12 auf, über die der Ansaugraum 40 mit einer Ansaugleitung vom Kraftstoffvorratsbehälter 130 und der Druckraum 42 über eine Förderleitung mit dem Saugraum der Hochdruckpumpe 110 verbunden ist. Die Anschlussöffnung in den Ansaugraum 40 bildet. eine Einlassöffnung 46 und die Anschlussöffnung in den Druckraum 42 bildet eine Auslassöffnung 48.The gear pump has a drive shaft 30 on that in the housing part 10 is rotatably mounted. The drive shaft 30 is at least approximately coaxial with the bearing journal 24 arranged, the housing part 10 a hole 32 has, which is in the journal 24 continues and through which the end of the drive shaft 30 passes. Between the hole 32 and the drive shaft 30 is a shaft seal 34 built in to the housing part 10 seal. The drive shaft 30 is with the gear 16 coupled, for example via a between the front end of the bearing pin 24 and the lid part 12 arranged coupling link 36 , The gear 16 when the gear pump is operated via the drive shaft 30 driven in rotation and transmits this rotary movement via a spur gear to the gear, which is also provided with a spur gear 16 meshing gear on its outer periphery 18 , The gears 16 . 18 share the pump chamber 14 through their meshing in two sections, of which a first section is a suction space 40 and a second partial area a pressure room 42 form. The intake room 40 is about one between the tooth grooves on the peripheral surfaces of the gears 16 . 18 and the upper and lower peripheral walls of the pump chamber 14 formed delivery channel 44 with the pressure room 42 connected. The intake room 40 and the pressure room 42 each have a connection opening in the wall of the housing part 10 or the lid part 12 on, through which the intake space 40 with an intake line from the fuel tank 130 and the pressure room 42 via a delivery line to the suction chamber of the high pressure pump 110 connected is. The connection opening in the intake space 40 forms. an inlet opening 46 and the connection opening in the pressure chamber 42 forms an outlet opening 48 ,

Die Zahnradförderpumpe weist ein Ventil 50 auf, das im Gehäuse, beispielsweise im Deckelteil 12 oder in einem mit dem Deckelteil 12 verbundenen weiteren, topfförmigen Gehäuseteil 13 angeordnet ist. In der die Pumpkammer 14 begrenzenden Innenseite des Deckelteils 12 ist eine Nut 52 eingebracht, die sich zwischen dem Druckraum 42 und dem Ansaugraum 40 erstreckt. Die Nut 52 weist eine Länge 1, eine Breite b und eine Tiefe t auf. Die Nut 52 verläuft wie in 3 dargestellt bei Betrachtung in Richtung der Drehachsen 25,27 der Zahnräder 24,26 betrachtet etwa tangential zu den Zahnrädern 16,18 und deren Länge 1 ist so bemessen, daß die Nut 52 über die Schnittlinien 54 der Kopfkreise Dk der Zahnräder 16,18 hinausreicht. Die Nut 52 ist in Richtung der Drehachsen 25,27 der Zahnräder 16,18 betrachtet zumindest annähernd mittig zwischen den Zahnrädern 16,18 angeordnet. Die Nut 52 bildet somit einen sich vom Druckraum 42 bis zum Ansaugraum 40 erstreckenden Verbindungskanal. Außerhalb der Nut 52 begrenzt das Deckelteil 12 mit seiner Innenseite die Pumpkammer 14 mit geringem axialem Abstand zu den Stirnseiten der Zahnräder 16,18.The gear pump has a valve 50 on that in the housing, for example in the cover part 12 or in one with the lid part 12 connected further, pot-shaped housing part 13 is arranged. In the the pumping chamber 14 delimiting inside of the cover part 12 is a groove 52 introduced, which is between the pressure chamber 42 and the intake space 40 extends. The groove 52 has a length 1, a width b and a depth t. The groove 52 runs like in 3 shown when viewed in the direction of the axes of rotation 25 . 27 of the gears 24 . 26 considered approximately tangential to the gears 16 . 18 and its length 1 is such that the groove 52 over the cutting lines 54 the head circles Dk of the gears 16 . 18 extends. The groove 52 is in the direction of the axes of rotation 25 . 27 of the gears 16 . 18 considered at least approximately in the middle between the gears 16 . 18 arranged. The groove 52 thus forms one from the pressure chamber 42 to the intake space 40 extending connecting channel. Outside the groove 52 limits the lid part 12 with its inside the pump chamber 14 with a small axial distance to the end faces of the gears 16 . 18 ,

Am Grund der Nut 52 ist eine Bohrung 56 in das Deckelteil 12 eingebracht, deren Durchmesser d vorzugsweise etwas größer ist als die Breite b der Nut 52. Die Bohrung 56 verläuft zumindest annähernd parallel zu den Drehachsen 25,27 der Zahnräder 16,18 und ist bei Betrachtung in Richtung der Drehachsen 25,27 der Zahnräder 16,18 vorzugsweise bezüglich einer Verbindungslinie 58 zwischen den Drehachsen 25,27 der Zahnräder 16,18 um ein Maß H zum Ansaugraum 40 hin versetzt angeordnet. Das Maß H beträgt vorzugsweise zwischen etwa 2 und 5 mm. In der Bohrung 56 ist als Ventilglied des Ventils 50 ein Ventilkolben 60 verschiebbar geführt. Der Ventilkolben 60 wird durch eine vorgespannte Druckfeder 62, beispielsweise in Form einer Schraubendruckfeder, zu den diesem zugewandten Stirnseiten der Zahnräder 16,18 hin gedrückt. Die Druckfeder 62 ist zwischen der den Stirnseiten der Zahnräder 16,18 abgewandten Stirnseite des Ventilkolbens 60 und einer Hülse 64 eingespannt. Die Hülse 64 ist auf der den Stirnseiten der Zahnräder 16,18 abgewandten Seite des Deckelteils 12 angeordnet und mit dem Deckelteil 12 oder dem weiteren Gehäuseteil 13 verbunden. Die Stirnseiten der Zahnräder 16,18 sind zumindest annähernd eben ausgebildet und zumindest annähernd senkrecht zu deren Drehachsen 25,27 angeordnet. Der Ventilkolben 60 liegt an den Stirnseiten der Zahnräder 16,18 im Bereich von deren Zahneingriff an.At the bottom of the groove 52 is a hole 56 in the cover part 12 introduced, the diameter d is preferably slightly larger than the width b of the groove 52 , The hole 56 runs at least approximately parallel to the axes of rotation 25 . 27 of the gears 16 . 18 and is when viewed in the direction of the axes of rotation 25 . 27 of the gears 16 . 18 preferably with respect to a connecting line 58 between the axes of rotation 25 . 27 of the gears 16 . 18 by a dimension H to the intake space 40 arranged offset. The dimension H is preferably between about 2 and 5 mm. In the hole 56 is as a valve member of the valve 50 a valve piston 60 slidably guided. The valve piston 60 is by a preloaded compression spring 62 , for example in the form of a helical compression spring, to the end faces of the gearwheels facing it 16 . 18 pressed down. The compression spring 62 is between the front faces of the gears 16 . 18 facing end of the valve piston 60 and a sleeve 64 clamped. The sleeve 64 is on the front of the gears 16 . 18 opposite side of the cover part 12 arranged and with the lid part 12 or the further housing part 13 connected. The end faces of the gears 16 . 18 are at least approximately flat and at least on approximately perpendicular to their axes of rotation 25 . 27 arranged. The valve piston 60 lies on the end faces of the gears 16 . 18 in the area of their meshing.

An die Hülse 64 axial anschließend ist im Gehäuseteil 13 ein Aktor in Form eines Elektromagneten 66 angeordnet, der einen Magnetanker 68 und eine diesen umgebende Magnetspule 70 aufweist. Der Magnetanker 68 ist über eine Kolbenstange 71 mit dem Ventilkolben 60 verbunden. Die Kolbenstange 71 weist gegenüber dem Ventilkolben 60 einen kleineren Durchmesser auf und tritt durch eine Bohrung in der Hülse 64 und die Druckfeder 62 hindurch. Die Magnetspule 70 ist über elektrische Leitungen 72 mit einer elektronischen Steuereinrichtung 150 verbunden und wird durch diese unterschiedlich bestromt. Wenn die Magnetspule 70 stromlos ist, so wirkt auf den Magnetanker 68 keine Kraft und der Ventilkolben 60 wird durch die Druckfeder 62 gegen die Stirnseiten der Zahnräder 16,18 gepresst. Durch den Ventilkolben 60 wird dabei die Nut 52 verschlossen, so daß keine Verbindung zwischen dem Druckraum 42 und dem Ansaugraum 40 vorhanden ist. Wenn die Magnetspule 70 bestromt wird, so ergibt sich auf den Magnetanker 68 eine zur Stromstärke proportionale Kraft, durch die der Magnetanker 68 in die Magnetspule 70 hineingezogen wird. Hierdurch wird der Ventilkolben 60 gegen die Kraft der Druckfeder 62 von den Stirnseiten der Zahnräder 16,18 weggezogen und gibt dabei einen Durchflußquerschnitt in der Nut 52 frei. Die auf den Ventilkolben 60 in Öffnungsrichtung, das ist von den Stirnseiten der Zahnräder 16,18 weggerichtet, wirkende Kraft ist proportional zur Stromstärke, mit der die Magnetspule 70 bestromt wird. Der Ventilkolben 60 nimmt eine Stellung ein, in der die durch die Druckfeder 62 und die durch den Elektromagneten 66 auf diesen erzeugten Kräfte im Gleichgewicht sind. Abhängig von der Stromstärke, mit der der Elektromagnet 66 bestromt wird, gibt der Ventilkolben 60 dabei einen variablen Durchflußquerschnitt in der Nut 52 frei.On the sleeve 64 then axially in the housing part 13 an actuator in the form of an electromagnet 66 arranged of a magnetic armature 68 and a magnetic coil surrounding it 70 having. The magnetic anchor 68 is about a piston rod 71 with the valve piston 60 connected. The piston rod 71 points towards the valve piston 60 has a smaller diameter and passes through a hole in the sleeve 64 and the compression spring 62 therethrough. The solenoid 70 is about electrical wiring 72 with an electronic control device 150 connected and is energized differently by these. If the solenoid 70 is de-energized, it acts on the magnet armature 68 no force and the valve piston 60 is by the compression spring 62 against the end faces of the gears 16 . 18 pressed. Through the valve piston 60 becomes the groove 52 closed, so that no connection between the pressure chamber 42 and the intake space 40 is available. If the solenoid 70 is energized, it results on the magnet armature 68 a force proportional to the current through which the magnet armature 68 into the solenoid 70 is drawn in. This will make the valve piston 60 against the force of the compression spring 62 from the end faces of the gears 16 . 18 pulled away and there is a flow cross section in the groove 52 free. The one on the valve piston 60 in the opening direction, that's from the end faces of the gears 16 . 18 directed away, acting force is proportional to the current with which the solenoid 70 is energized. The valve piston 60 assumes a position in which the pressure spring 62 and that through the electromagnet 66 are balanced on these generated forces. Depending on the current with which the electromagnet 66 the valve piston is energized 60 a variable flow cross-section in the groove 52 free.

Der Innenraum des Gehäuseteils 13, in dem die Hülse 64, die Druckfeder 62 und der Elektromagnet 66 angeordnet sind, ist vorzugsweise mit dem Ansaugraum 40 verbunden, beispielsweise über eine durch das Gehäuseteil 13 und das Deckelteil 12 verlaufende Bohrung 74. Bei der Bewegung des Ventilkolbens 60 in den Raum hinein oder aus diesem heraus kann somit Kraftstoff aus dem Raum verdrängt werden oder in diesen einströmen.The interior of the housing part 13 in which the sleeve 64 who have favourited compression spring 62 and the electromagnet 66 are arranged, is preferably with the intake space 40 connected, for example via a through the housing part 13 and the lid part 12 running hole 74 , When the valve piston moves 60 into or out of the room, fuel can thus be displaced from or flow into the room.

Wenn der Ventilkolben 60 bei stromlosem Elektromagneten 66 durch die Kraft der Druckfeder 62 an die Stirnseiten der Zahnräder 16,18 gepresst wird, so wird hierbei das Spiel der Zahnräder 16,18 in der Pumpkammer 14 in Richtung von deren Drehachse 25,27 verringert, vorzugsweise vollständig beseitigt. Dies ist insbesondere beim Anlaufen der Zahnradförderpumpe und beim Starten der Brennkraftmaschine vorteilhaft, da dann der Wirkungsgrad der Pumpe optimal ist. Durch den Ventilkolben 60 wird dabei durch die Reibung eine bremsende Kraft auf die Zahnräder 16,18 erzeugt, die insbesondere beim Anlaufen der Zahnradförderpumpe vorteilhaft ist, da hierdurch ein besserer Flankenkontakt zwischen den Verzahnungen der Zahnräder 16,18 bewirkt wird. Infolge des guten Wirkungsgrads der Zahnradförderpumpe insbesondere bei deren Anlaufen und beim Starten der Brennkraftmaschine, wenn eine große Kraftstoffmenge gefördert werden muß, kann die Zahnradförderpumpe in ihrer Dimensionierung auf eine geringere Fördermenge ausgelegt werden als bekannte Zahnradförderpumpen.If the valve piston 60 with de-energized electromagnet 66 by the force of the compression spring 62 to the front of the gears 16 . 18 is pressed, so here is the game of the gears 16 . 18 in the pumping chamber 14 in the direction of their axis of rotation 25 . 27 reduced, preferably completely eliminated. This is particularly advantageous when starting the gear pump and when starting the internal combustion engine, since the efficiency of the pump is then optimal. Through the valve piston 60 due to the friction a braking force on the gears 16 . 18 Generated, which is particularly advantageous when starting the gear pump, since this results in better flank contact between the teeth of the gears 16 . 18 is effected. As a result of the good efficiency of the gear pump, particularly when starting and starting the internal combustion engine when a large amount of fuel has to be delivered, the size of the gear pump can be designed for a smaller delivery than known gear pumps.

Der Elektromagnet 66 wird durch die Steuereinrichtung 150 abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise Drehzahl und Last, angesteuert. Am Speicher 120 ist vorzugsweise ein Drucksensor 160 angeordnet, der mit der Steuereinrichtung 150 verbunden ist, der somit ein Signal für den im Speicher 120 herrschenden Druck zugeführt wird. Der im Speicher 120 erforderliche Druck wird abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine variabel vorgegeben. Durch die Steuereinrichtung 150 wird der Elektromagnet 66 derart angesteuert, daß durch die Zahnradförderpumpe 100 eine Kraftstoffmenge zur Hochdruckpumpe 110 gefördert wird, die dann durch die Hochdruckpumpe 110 in den Speicher 120 gefördert wird, die erforderlich ist, um im Speicher 120 den vorgegebenen Druck zu erzeugen. Wenn der im Speicher 120 herrschende Druck geringer ist als der vorgegebene Druck, so wird durch die Steuereinrichtung 150 der Elektromagnet 66 nicht bestromt, so daß das Ventil 50 geschlossen ist und die gesamte Fördermenge der Zahnradförderpumpe 100 der Hochdruckpumpe 110 zugeführt und durch diese in den Speicher 120 gefördert wird. Wenn der im Speicher 120 herrschende Druck höher ist als der vorgegebene Druck, so wird durch die Steuereinrichtung 150 der Elektromagnet 66 bestromt, so daß das Ventil 50 öffnet und nur ein Teil der Fördermenge der Zahnradförderpumpe 100 zur Hochdruckpumpe 110 gelangt, während der übrige Teil der Fördermenge zum Ansaugraum 40 zurückströmt.The electromagnet 66 is by the control device 150 controlled depending on the operating parameters of the internal combustion engine, such as speed and load. At the store 120 is preferably a pressure sensor 160 arranged with the control device 150 is connected, which is therefore a signal for the in memory 120 prevailing pressure is supplied. The one in the store 120 The required pressure is variably specified depending on the operating parameters of the internal combustion engine. By the control device 150 becomes the electromagnet 66 controlled such that by the gear pump 100 a quantity of fuel to the high pressure pump 110 is then promoted by the high pressure pump 110 in the store 120 is promoted, which is required to be in memory 120 to generate the specified pressure. If the in memory 120 prevailing pressure is less than the predetermined pressure, the control device 150 the electromagnet 66 not energized, so the valve 50 is closed and the total flow of the gear pump 100 the high pressure pump 110 fed and through this into memory 120 is promoted. If the in memory 120 prevailing pressure is higher than the predetermined pressure, so by the control device 150 the electromagnet 66 energized so that the valve 50 opens and only part of the delivery rate of the gear pump 100 to the high pressure pump 110 reaches, while the remaining part of the flow rate to the intake chamber 40 flowing back.

Wenn durch die Hochdruckpumpe 110 kein Kraftstoff in den Speicher 120 gefördert werden darf, so wird der Elektromagnet 66 durch die Steuereinrichtung 150 mit maximaler Stromstärke bestromt, so daß das Ventil 50 den maximalen Durchflußquerschnitt in der Nut 52 freigibt. Der größte vom Ventilkolben 60 in der Nut 52 freigegebene Durchflußquerschnitt ist dabei vorzugsweise so groß, daß die gesamte durch die Zahnräder 16,18 geförderte Kraftstoffmenge vom Druckraum 42 in den Ansaugraum 40 zurückfließen kann, ohne daß im Druckraum 42 ein hoher Staudruck entsteht. Die Querschnittsfläche der Nut 52, die den maximalen Durchflußquerschnitt bestimmt, beträgt vorzugsweise zwischen etwa 30 und 60 mm². Da bei geschlossenem Ventil 50 die gesamte Fördermenge der Zahnradförderpumpe der Hochdruckpumpe 110 zugeführt wird und nicht wie bei der bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung eine ständige Leckage vorhanden ist, kann die erfindungsgemäße Zahnradförderpumpe gegenüber der bei der bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung verwendeten Zahnradförderpumpe in ihrer Dimensionierung auf eine geringere Fördermenge ausgelegt werden.If by the high pressure pump 110 no fuel in the store 120 may be promoted, so the electromagnet 66 by the control device 150 energized with maximum current, so that the valve 50 the maximum flow cross section in the groove 52 releases. The largest of the valve piston 60 in the groove 52 released flow cross-section is preferably so large that the entire through the gears 16 . 18 amount of fuel delivered from the pressure chamber 42 in the intake space 40 can flow back without being in the pressure chamber 42 a high back pressure arises. The cross-sectional area of the groove 52 , which determines the maximum flow cross section, is preferably between approximately 30 and 60 mm ² . Because with the valve closed 50 the total delivery of the gear pump of the high pressure pump 110 is fed and not how in the known fuel injection device there is a constant leakage, the gear pump according to the invention can be designed in terms of its dimensions for a smaller delivery volume compared to the gear pump used in the known fuel injection device.

Während des Betriebs der Zahnradförderpumpe entstehen Druckpulsationen durch den wechselnden Zahnreingriff der Zahnräder 16,18, und das dabei zwischen den Verzahnungen verdrängte Kraftstoffvolumen. Der Ventilkolben 60 liegt an den Stirnseiten der Zahnräder 16,18 im Bereich von deren Zahneingriff an und ist somit von dem zwischen den Verzahnungen herrschenden Druck beaufschlagt. Bei Druckpulsationen zwischen den Verzahnungen führt der Ventilkolben 60 dabei eine Ausweichbewegung aus, wodurch diese Druckpulsationen gedämpft und verringert werden.During the operation of the gear pump, pressure pulsations occur due to the alternating meshing of the gears 16 . 18 , and the fuel volume displaced between the teeth. The valve piston 60 lies on the end faces of the gears 16 . 18 in the area of their tooth engagement and is thus acted upon by the pressure prevailing between the teeth. The valve piston guides in the event of pressure pulsations between the teeth 60 an evasive movement, whereby these pressure pulsations are dampened and reduced.

Die Zahnradförderpumpe weist kein separates Bypassventil auf, durch das eine Verbindung zwischen dem Druckraum 42 und dem Ansaugraum 40 freigegeben werden kann, wenn der Druck im Druckraum 42 geringer ist als im Ansaugraum 40. Dies kann insbesondere nach einem Leerlaufen der Zahnradförderpumpe oder bei deren Erstbefüllung der Fall sein, wobei hier ein Entlüften und Befüllen der Zahnradförderpumpe erforderlich ist. Diese Funktion kann durch das Ventil 50 erfüllt werden, das bei entsprechender Bestromung des Elektromagneten 66 durch die Steuereinrichtung 150 geöffnet werden kann und dadurch die Entlüftung und Befüllung des Druckraums 42 ermöglicht.The gear pump does not have a separate bypass valve through which a connection between the pressure chamber 42 and the intake space 40 can be released when the pressure in the pressure chamber 42 is less than in the intake space 40 , This can be the case in particular after the gear feed pump has run dry or when it is filled for the first time, in which case the gear feed pump must be vented and filled. This function can be done through the valve 50 be met with the appropriate energization of the electromagnet 66 by the control device 150 can be opened and thus the ventilation and filling of the pressure chamber 42 allows.

Claims

Gear pump, in particular for a fuel injection device of an internal combustion engine, with a housing ( 10 . 12 ) in which a pump chamber ( 14 ) is formed in which a rotatingly driven pair of gearwheels meshing with one another on their outer circumference ( 16 . 18 ) is arranged, which is a pumped medium from a suction chamber connected to a storage tank ( 40 ) along between the outer circumference of the gears ( 16 . 18 ) and peripheral walls of the pump chamber ( 14 ) formed delivery channels ( 44 ) in a pressure room ( 42 ) convey, and with a valve ( 50 ) to control the in the pressure room ( 42 ) prevailing pressure that a valve piston ( 60 ) through which a connecting channel ( 52 ) of the pressure chamber ( 42 ) with the intake space ( 40 ) Is controlled and which is acted upon by a prestressed spring in a closing direction, characterized in that the valve piston ( 60 ) the pumping chamber ( 14 ) in the direction of the axes of rotation ( 25 . 27 ) the gears ( 16 . 15 ) at least partially limited that the valve piston ( 60 ) by the spring ( 62 ) in a closing direction to the end faces of the gearwheels facing it ( 16 . 18 ) is pressed as a valve seat and that the valve ( 50 ) an electrically controlled actuator ( 66 ) through which the valve piston ( 60 ) against the force of the spring ( 62 ) in an opening direction from the end faces of the gearwheels ( 16 . 18 ) can be moved away.

Gear pump according to claim 1, characterized in that the actuator is an electromagnet ( 66 ) is.

Gear pump according to claim 1 or 2, characterized in that the connecting channel of the pressure chamber ( 42 ) with the intake space ( 40 ) as one in a housing part ( 12 ) the end faces of the gears ( 16 . 18 ) groove inserted opposite ( 52 ) is formed, the passage of which through the valve piston ( 60 ) is controlled.

Gear pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the valve piston ( 60 ) depending on the control of the actuator ( 66 ) a variable flow cross-section in the connection channel ( 52 ) releases.

Gear pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the valve piston ( 60 ) the pumping chamber ( 14 ) in the area of the meshing of the gears ( 16 . 18 ) limited.

Gear pump according to one of the preceding claims, characterized in that the valve piston ( 60 ) starting from a connecting line ( 58 ) between the axes of rotation ( 25 . 27 ) the gears ( 16 . 18 ) to the intake space ( 40 ) is arranged offset.

Gear pump according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting channel ( 52 ) of the pressure chamber ( 42 ) with the intake space ( 40 ) when viewed in the direction of the axes of rotation ( 25 . 27 ) the gears ( 16 . 18 ) in length (1) over the cutting lines ( 54 ) the head diameter (Dk) of the gears ( 16 . 18 ) extends beyond.

Gear pump according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter (d) of the valve piston ( 60 ) is greater than the width (b) of the connecting channel ( 52 ).

Gear pump according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 66 ) in a room of a housing part ( 13 ) of the gear pump, which is arranged with the suction space ( 40 ) connected is.

Fuel injection device for an internal combustion engine with a high pressure pump ( 110 ), through which fuel is injected under high pressure into a store ( 120 ) is promoted from fuel to on injection on the internal combustion engine, and with a gear pump ( 100 ) according to one of the preceding claims, through which fuel from a fuel reservoir ( 130 ) to the high pressure pump ( 110 ) is promoted, characterized in that the actuator ( 66 ) by a control device ( 150 ) is controlled such that the gear pump ( 100 ) to the high pressure pump ( 110 ) a quantity of fuel is pumped through the high pressure pump ( 110 ) in the memory ( 120 ) is promoted, which is required to be in memory ( 120 ) maintain a predetermined pressure.