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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Brennstoffpumpe, insbesondere eine Pumpenanordnung mit einer Niederdruckpumpe und einer Hochdruckpumpe. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen.
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Aus der
DE 10 2006 039 323 B3 ist eine Pumpenanordnung zur Brennstoffhochdruckversorgung bei Brennstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen bekannt. Die bekannte Pumpenanordnung weist eine Niederdruckpumpe und eine Hochdruckpumpe auf. Ein erster Pumpenteil ist als Niederdruckpumpe ausgebildet und ein zweiter Pumpenteil als Hochdruckpumpe. Der erste Pumpenteil ist vom zweiten Pumpenteil durch ein Gehäuseteil getrennt und eine Pumpenwelle ragt durch eine Öffnung in dem Gehäuseteil. Es ist eine in dem ersten Pumpenteil angeordnete Kupplung vorgesehen, die eine Außenseite der Pumpenwelle umgebend angeordnet ist. An der Pumpenwelle ist eine axiale Anlauffläche für die Kupplung vorgesehen, die zwischen der Kupplung und dem Gehäuseteil, das den ersten Pumpenteil von dem zweiten Pumpenteil trennt, angeordnet ist.
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Die aus der
DE 10 2006 039 323 B3 bekannte Pumpenanordnung hat den Nachteil, dass die Kupplung zumindest teilweise innerhalb der Öffnung des Gehäuseteils angeordnet ist, wodurch die Dimensionierung der Kupplung erheblich beschränkt ist. Der Durchmesser der Öffnung ist dadurch zwangsläufig relativ groß.
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Denkbar ist es auch, dass eine Kupplung an einer Außenseite der Pumpenwelle angeordnet ist. Diese Ausgestaltung hat allerdings den Nachteil, dass die Kupplung bei ihrer Drehbewegung an einem Gehäuseteil reiben oder entlang schleifen kann. Hierdurch kommt es zu einem Reibverschleiß.
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Durch die
DE 297 06 316 U1 ist eine Förderpumpe in Zahnradbauweise bekannt, die eine Pumpenwelle und eine Kupplung aufweist. Die Kupplung ist die Pumpenwelle umgebend angeordnet und die Pumpenwelle weist eine axiale Anlauffläche für die Kupplung auf. Zu einem Zusammenbau der Förderpumpe mit einer Hochdruckpumpe sind keine Angaben vorhanden.
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Durch die
DE 90 06 632 U1 ist ebenfalls eine Förderpumpe in Zahnradbauweise bekannt, die eine Pumpenwelle und eine Kupplung aufweist. Das Zahnrad weist dabei eine axiale Ausnehmung auf, in der die Kupplung angeordnet ist. Die Kupplung ist als Mitnahmekupplung ausgestaltet.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Brennstoffpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass ein axialer Mindestabstand vorgegeben ist und dass die axiale Anlauffläche wenigstens den axialen Mindestabstand von einer Seitenfläche des Gehäuseteils aufweist, wobei die Seitenfläche den Innenraum des ersten Pumpenteils begrenzt. Die Seitenfläche des Gehäuseteils, die den Innenraum des ersten Pumpenteils begrenzt, ist dem ersten Pumpenteil zugewandt oder innerhalb des ersten Pumpenteils vorgesehen. Insbesondere ist diese Seitenfläche einem Zahnrad der Zahnradpumpe bzw. der mit dem Zahnrad verbundenen Kupplung zugewandt. Der axiale Mindestabstand wird dabei auch bei einer gegebenenfalls möglichen axialen Verschiebung der Pumpenwelle, die durch Lagertoleranzen gegeben ist, eingehalten. Der axiale Mindestabstand bedingt, dass die axiale Anlauffläche stets einen Abstand von der Seitenfläche des Gehäuseteils aufweist, der größer als 0 mm ist. Speziell ist es vorteilhaft, dass der axiale Mindestabstand so vorgegeben ist, dass ein Kontakt der Kupplung mit der Seitenfläche des Gehäuseteils auch in einem Zustand verhindert ist, in dem die Kupplung aus einer axialen Grundstellung bezüglich der Pumpenwelle verkippt ist. Dadurch kann auch ein mögliches Verkippen der Kupplung berücksichtigt werden und auch in diesem Fall ein Reibverschleiß durch die Kupplung an dem Gehäuseteil verhindert werden. Ein solcher Reibverschleiß tritt dann nicht auf.
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Vorteilhaft ist es, dass die Pumpenwelle einen ersten Abschnitt mit einem ersten Durchmesser und zumindest einen zweiten Abschnitt mit einem zweiten Durchmesser aufweist, dass der erste Abschnitt der Pumpenwelle in dem ersten Pumpenteil angeordnet ist, dass die Pumpenwelle an ihrem zweiten Abschnitt durch die Öffnung des Gehäuseteils geführt ist, dass der zweite Durchmesser der Pumpenwelle größer ist als der erste Durchmesser der Pumpenwelle und dass die axiale Anlauffläche an einer Stufe der Pumpenwelle ausgebildet ist, an der der erste Abschnitt an den zweiten Abschnitt angrenzt. Hierbei kann die Kupplung in vorteilhafter Weise an der Außenseite des ersten Abschnitts der Pumpenwelle angeordnet sein, wobei die Anlauffläche an der Stufe eine axiale Verschiebbarkeit der Kupplung begrenzt. Ferner wird durch die Anlauffläche auch ein Verkippen der Kupplung verhindert oder das Ausmaß eines Verkippens begrenzt.
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In vorteilhafter Weise ist das Gehäuseteil, das den ersten Pumpenteil von dem zweiten Pumpenteil trennt, als ein Deckel des ersten Pumpenteils ausgebildet. Möglich ist es aber auch, dass das Gehäuseteil, das den ersten Pumpenteil von dem zweiten Pumpenteil trennt, als Gehäuseteil des zweiten Pumpenteils ausgebildet ist. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass die Pumpenwelle in dem Gehäuseteil des zweiten Pumpenteils gelagert ist. Hierdurch kann je nach Ausgestaltung der Brennstoffpumpe ein Reibverschleiß an dem Gehäuseteil verhindert werden.
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Vorteilhaft ist es, dass der erste Pumpenteil ein Zahnrad aufweist, das mittels der Kupplung mit der Pumpenwelle verbindbar ist, und dass das Zahnrad in einem Grundkörper des ersten Pumpenteils gelagert ist, das mit dem zweiten Pumpenteil verbunden ist. Die Verbindung des Grundkörpers des ersten Pumpenteils mit dem zweiten Pumpenteil kann dabei über das Gehäuseteil, das den ersten Pumpenteil von dem zweiten Pumpenteil trennt, erfolgen.
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Vorteilhaft ist es, dass das Zahnrad eine axiale Ausnehmung aufweist, in der die Kupplung angeordnet ist. Dadurch ist eine kompakte Ausgestaltung der Brennstoffpumpe, insbesondere des ersten Pumpenteils, möglich. Ferner ist es vorteilhaft, dass die Kupplung als Mitnahmekupplung ausgestaltet ist. Hierbei kann die Kupplung weitgehend unabhängig von der Ausgestaltung der Pumpenwelle ausgestaltet sein. Speziell kann die Mitnahmekupplung ein- oder zweiteilig ausgestaltet sein.
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Figurenliste
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine Seitenansicht einer Brennstoffpumpe entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und
- 2 einen auszugsweisen Schnitt durch die in 1 gezeigte Brennstoffpumpe entlang der mit II bezeichneten Schnittlinie.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine Brennstoffpumpe 1 in einer seitlichen Ansicht entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Brennstoffpumpe 1 kann insbesondere als Pumpenanordnung mit einer Außenzahnradpumpe für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen ausgestaltet sein. Ein bevorzugter Einsatz der Brennstoffpumpe 1 besteht für eine Brennstoffeinspritzanlage mit einer Brennstoffverteilerleiste, die Dieselbrennstoff unter hohem Druck speichert. Die erfindungsgemäße Brennstoffpumpe 1 eignet sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle.
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Die Brennstoffpumpe 1 weist einen ersten Pumpenteil 2 als Förderpumpe und einen zweiten Pumpenteil 3 als Hochdruckpumpe auf. Dabei liegt in der dargestellten Seitenansicht der zweite Pumpenteil 3 hinter dem ersten Pumpenteil 2 und ist teilweise von dem ersten Pumpenteil 2 verdeckt. An einem Gehäuse des zweiten Pumpenteils 3 ist ein Ansaugstutzen 4 vorgesehen, über den Brennstoff aus einem Tank oder dergleichen zugeführt werden kann. Von dem Ansaugstutzen 4 gelangt der Brennstoff durch das Gehäuse des zweiten Pumpenteils 3 zu einer in dem ersten Pumpenteil 2 vorgesehenen Zahnradpumpe, die dem zweiten Pumpenteil 3 vorgeschaltet ist. Der erste Pumpenteil 2 hat deshalb die Funktion einer Niederdruckpumpe und ist vorzugsweise als Außenzahnradpumpe ausgestaltet. Der zweite Pumpenteil 3 hat die Funktion einer Hochdruckpumpe und ist vorzugsweise als Radial- oder Reihenkolbenpumpe ausgestaltet.
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Der erste Pumpenteil 2 weist Zahnräder 5, 6 auf, deren Anordnung in der 1 durch unterbrochen dargestellte Linien veranschaulicht ist. Dabei sind die Zahnräder 5, 6 durch einen Grundkörper 7 des ersten Pumpenteils 2 verdeckt. Der Grundkörper 7 ist mittels Befestigungselementen 8A, 8B, 8C, 8D, die beispielsweise als Schrauben ausgestaltet sein können, mit einem Pumpengehäuse 9 des zweiten Pumpenteils 3 verbunden.
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In der 1 ist außerdem die Anordnung einer Pumpenwelle 15 durch eine unterbrochen dargestellte Linie veranschaulicht.
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2 zeigt einen auszugsweisen Schnitt durch die in 1 dargestellte Brennstoffpumpe 1 entlang der mit II bezeichneten Schnittlinie. In diesem Ausführungsbeispiel weist der erste Pumpenteil 2 den Grundkörper 7 und ein mit dem Grundkörper 7 verbundenes Gehäuseteil 16 auf. Der Grundkörper 7 und das Gehäuseteil 16 sind mit dem Pumpengehäuse 9 verbunden. Das Gehäuseteil 16 ist dabei als Deckel des ersten Pumpenteils 2 ausgestaltet.
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Die Pumpenwelle 15 ist in dem Pumpengehäuse 9 mittels eines Lagers 17 gelagert. Im Betrieb rotiert die Pumpenwelle 15 um ihre Achse 18. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Pumpenwelle 15 einen ersten Abschnitt 19, einen zweiten Abschnitt 20 und einen dritten Abschnitt 21 auf. Im ersten Abschnitt 19 hat die Pumpenwelle 15 einen ersten Durchmesser 19'. Im zweiten Abschnitt 20 hat die Pumpenwelle 15 einen zweiten Durchmesser 20'. Im dritten Abschnitt 21 hat die Pumpenwelle 15 einen dritten Durchmesser 21'. Dabei ist der zweite Durchmesser 20' der Pumpenwelle 15 größer als der erste Durchmesser 19'. Außerdem ist der dritte Durchmesser 21' der Pumpenwelle 15 größer als der zweite Durchmesser 20'.
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Die Pumpenwelle 15 ist an ihrem dritten Abschnitt 21 mittels des Lagers 17 in dem Pumpengehäuse 9 gelagert. Das Pumpengehäuse 9 weist eine Öffnung 22 auf. Ferner weist das Gehäuseteil 16 eine Öffnung 23 auf. Die Pumpenwelle 15 erstreckt sich durch die Öffnungen 22, 23. Dabei erstreckt sich die Pumpenwelle 15 mit ihrem zweiten Abschnitt 20 durch die Öffnung 22 des Pumpengehäuses 9 und die Öffnung 23 des Gehäuseteils 16. Ferner ragt die Pumpenwelle 15 teilweise in den ersten Pumpenteil 2. Hierbei ist der erste Abschnitt 19 der Pumpenwelle 15 vollständig innerhalb des Grundkörpers 7 des ersten Pumpenteils 2 angeordnet. Das heißt, von dem zweiten Pumpenteil 3 aus betrachtet, ist der erste Abschnitt 19 der Pumpenwelle 15 hinter dem Gehäuseteil 16 in dem Grundkörper 7 des ersten Pumpenteils 2 angeordnet. Der zweite Abschnitt 20 der Pumpenwelle 15 ragt etwas in den Grundkörper 7.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Grundkörper 7 und dem Gehäuseteil 16 ein Innenraum 24 des ersten Pumpenteils 2 ausgebildet. Der erste Abschnitt 19 der Pumpenwelle 15 ist vollständig in dem Innenraum 24 angeordnet, während der zweite Abschnitt 20 der Pumpenwelle 15 etwas in den Innenraum 24 ragt.
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In diesem Ausführungsbeispiel weist der Grundkörper 7 einen Zapfen 25 auf, auf dem das Zahnrad 5 gelagert ist. Das an dem Zapfen 25 in dem Grundkörper 7 gelagerte Zahnrad 5 weist eine axiale Ausnehmung 26 auf, die durch eine Stufenbohrung gebildet ist. In der axialen Ausnehmung 26 sind der erste Abschnitt 19 und teilweise der zweite Abschnitt 20 der Pumpenwelle 15 angeordnet. Ferner ist in der axialen Ausnehmung 26 des Zahnrads 5 eine Kupplung 27 angeordnet, die als Mitnahmekupplung 27 ausgestaltet ist. Die Kupplung 27 weist Teile 28, 29 auf. Dadurch ist die Kupplung 27 zweiteilig ausgestaltet. Die Kupplung 27 kann auch als einteilige Kupplung 27 ausgestaltet sein. Das Zahnrad 5 ist mittels der Kupplung 27 mit der Pumpenwelle 15 verbindbar.
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Zwischen dem ersten Abschnitt 19 und dem zweiten Abschnitt 20 der Pumpenwelle 15 ist eine Stufe 30 ausgebildet, an der der erste Abschnitt 19 an den zweiten Abschnitt 20 angrenzt. An der Stufe 30 ist eine axiale Anlauffläche 31 ausgebildet. Die axiale Anlauffläche 31 ist dabei der Kupplung 27 zugewandt. Das Gehäuseteil 16 weist eine Seitenfläche 32 auf, die den Innenraum 24 des ersten Pumpenteils 2 begrenzt. Die Seitenfläche 32 des Gehäuseteils 16 ist sowohl der Kupplung 27 als auch dem Zahnrad 5 zugewandt. Die axiale Anlauffläche 31 ist von der Seitenfläche 32 abgewandt. Die an der Stufe 30 der Pumpenwelle 15 ausgestaltete axiale Anlauffläche 31 ist in axialer Richtung, das heißt entlang der Achse 18 der Pumpenwelle 15, von der Seitenfläche 32 beabstandet. Dabei ist ein axialer Mindestabstand 33 vorgegeben, den die axiale Anlauffläche 31 wenigstens von der Seitenfläche 32 in axialer Richtung beabstandet ist. Auf Grund einer gewissen axialen Verschiebbarkeit der Pumpenwelle 15 kann der Abstand der axialen Anlauffläche 31 der Pumpenwelle 15 von der Seitenfläche 32 des Gehäuseteils 16 etwas variieren. Dieser Abstand unterschreitet allerdings nie den vorgegebenen axialen Mindestabstand 33. Der axiale Mindestabstand 33 ist so vorgegeben, dass ein Kontakt der Kupplung 27, insbesondere des Teils 28 der Kupplung 27, mit der Seitenfläche 32 des Gehäuseteils 16 verhindert ist. Hierbei können gegebenenfalls auch mögliche Verkippungen der Kupplung 27 bezüglich der Achse 18 der Pumpenwelle 15 berücksichtigt werden. Der axiale Mindestabstand 33 ist dann so vorgegeben, dass ein Kontakt der Kupplung 27 mit der Seitenfläche 32 des Gehäuseteils 16 auch in einem Zustand verhindert ist, in dem die Kupplung 27 aus einer axialen Grundstellung bezüglich der Pumpenwelle 15 verkippt ist.
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Die Kupplung 27 ist an einer Außenseite 34 des ersten Abschnitts 19 der Pumpenwelle 15 angeordnet. Je nach Ausgestaltung des Zahnrads 5, insbesondere der axialen Ausnehmung 26 des Zahnrads 5, kann die Kupplung 27 einen relativ großen Durchmesser aufweisen, wodurch eine hohe mechanische Stabilität und eine günstige Kraftübertragung gewährleistet ist. Durch die axiale Anlauffläche 31 an der Pumpenwelle 15, die zumindest den axialen Mindestabstand 33 von der Seitenfläche 32 des Gehäuseteils 16 beabstandet ist, ist ein Kontakt zwischen der Kupplung 27 und der Seitenfläche 32 des Gehäuseteils 16 auch bei einem großen Durchmesser der Kupplung 27 zuverlässig verhindert. Hierdurch kann ein Reibverschleiß durch die Kupplung 27 an dem Gehäuseteil 16 verhindert werden. Dabei kann der Teil 28 der Kupplung 27 so ausgestaltet sein, dass keine Drehbewegung zwischen dem Teil 28 der Kupplung 27 und der axialen Anlauffläche 31 auftritt.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Gehäuseteil 16 Bestandteil des ersten Pumpenteils 2. Das Gehäuseteil 16 dient dabei als Deckel des ersten Pumpenteils 2. Allerdings kann das Gehäuseteil 16 auch eine andere Komponente des ersten Pumpenteils 2 darstellen. Ferner kann die Brennstoffpumpe 1 entsprechend einer Abwandlung auch so ausgestaltet sein, dass das Gehäuseteil 16 entfällt, das heißt, dass der erste Pumpenteil 2 deckellos ausgestaltet ist. Der Grundkörper 7 des ersten Pumpenteils 2 kann dabei beispielsweise direkt an das Pumpengehäuse 9 montiert werden. In diesem Fall stellt das Pumpengehäuse 9 oder ein Teil des Pumpengehäuses 9 den Gehäuseteil dar, an dem eine Seitenfläche ausgebildet ist, die den Innenraum 24 begrenzt. In diesem Fall ergibt sich eine entsprechende Ausgestaltung, wobei ein Kontakt zwischen der Kupplung 27 und dieser Seite des Gehäuseteils 9 verhindert ist. Dadurch kann ein Reibverschleiß an dem Gehäuseteil 9 verhindert werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
