[发明专利]泵的驱动

说明书

本发明涉及一种泵(4)，尤其是燃料泵，具有至少一个工作腔(5)，其中，活塞(6)借助于驱动器界定在气缸中的工作腔(5)，并且存在于工作腔(5)中的流体，特别是燃料，被施加压力。根据本发明，驱动器具有由至少两个直线电机(1a‑1e)构成的驱动系统(3)。直线电机(1a‑1e)优选地实施为具有移动磁体、结构相同且彼此并联的直线电机，并且分别具有变流器(30a‑30e)。活塞杆(7)将由直线电机(1a‑1e)施加的力集中。

技术领域

本发明涉及一种泵，特别是燃料泵，具有至少一个工作腔，其中，活塞借助驱动系统在气缸中界定工作腔，并且存在于工作腔中的流体，特别是燃料，被施加压力。

背景技术

不断变化的燃料要求以及在持续负荷下的运行，需要泵(特别是燃料泵)一方面是耐用的，另一方面是灵活的。此外，因为停歇时间会引起高的成本因素，所以应该保持尽可能短的停歇时间。因此，燃料泵的驱动器经常配备旋转电机和机械传动部件，例如传动箱和曲轴。但是，尤其是机械传动部件容易受到干扰并且维护频繁。此外，这种系统非常复杂。

因此，专利文献DE 10 2007 038 529 A1提出了一种高压燃料泵，具有至少一个工作腔，燃料在该工作腔中被施加高压。高压燃料泵在驱动方面与直线电机连接。

专利文献DE 10 2014 202 937 A1进一步开发了这种方案，并且其公开了一种泵，该泵具有带泵缸的泵缸头和泵挺杆，其中，泵挺杆能够在嵌入到泵缸中的缸引导部中平移地往复移动。泵挺杆在驱动侧与直线驱动器共同作用。直线驱动器无间隙地与泵挺杆机械连接。

但是，如果只使用唯一一个常规直线电机作为泵的驱动器，那么驱动器必须专门为一种泵类型来设计和制造。此外，直线电机需要稳固的轴承，该轴承能够承受高吸引力。只有当在一个产品中大量使用直线电机时，直线电机的设计才能带来利益。直线电机也能够设计得超过所要求的额定值。然而，泵专用的直线电机或者超规格直线电机通常非常贵。

发明内容

本发明的目的是，提供一种泵专用的但成本低廉的用于燃料泵的驱动器。

该目的通过一种泵得以解决，该泵特别是燃料泵，泵具有至少一个工作腔，其中，活塞借助于驱动系统在气缸中界定工作腔，并且存在于工作腔中的流体，特别是燃料，被施加压力，其中，驱动系统包括至少两个直线电机。

优选地，直线电机实施为直接驱动器，并且因此，其特征在于低噪声排放和高功率密度。直线电机实现了平移运动而无需传动机构，因此直线电机被认为是低磨损和低维护的。此外，取消传动机构也为紧凑的结构方式提供了前提。

只开发一个直线电机，尤其是大型直线电机是非常贵的。因为直线电机的开发和设计只有大于一定数量(在此被称为批量产品)才值得，所以根据本发明，泵(特别是燃料泵)的驱动系统包括至少两个直线电机。直线电机首先是结构相同的并且因此适合批量生产。此外，这还提供了一个优点，直线电机能够作为备件库存，并且能够在需要时快速地更换。

通过改变直线电机的数量可以实现推进力和功率的缩放。因此，能够制造大量直线电机，其中，能够满足对功率和/或推进力的不同要求。此外，通过改变直线电机的数量还能够实现冗余，这通过使用比实际需要更多的直线电机来实现。

在本发明的优选实施方式中，至少20个电并联和/或机械并联的直线电机驱动燃料泵。

利用由40到50个直线电机构成的驱动系统，实现了特别安全和可靠的运行，该运行还能够实现足够的缩放距。然而，也能够由128或更多个直线电机形成驱动系统。

对于较小的泵，也能实现直线电机数量较少的驱动系统。多个直线电机的并联连接也用于增加推进力。为了降低复杂性，形成驱动系统的直线电机优选地平行布置在支撑体上。

有利地，每个直线电机具有40kW与85kW之间的机械功率，并且提供最高20kN的推进力。