| Dokumentenidentifikation |
DE102004017728A1 27.10.2005 |
| Titel |
Vorrichtung zum Antrieb einer Pumpe |
| Anmelder |
Volkswagen AG, 38440 Wolfsburg, DE |
| Erfinder |
Künne, Ernst-Andreas, 38179 Schwülper, DE; Jakobs, Swen, 39108 Magdeburg, DE |
| DE-Anmeldedatum |
10.04.2004 |
| DE-Aktenzeichen |
102004017728 |
| Offenlegungstag |
27.10.2005 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
27.10.2005 |
| IPC-Hauptklasse |
F04B 9/04
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| IPC-Nebenklasse |
F02B 67/04
F02M 37/06
F02M 39/02
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| Zusammenfassung |
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb einer Pumpe, insbesondere einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, wobei ein Betätigungselement der Pumpe von einem Nocken beaufschlagbar ist, der mit einem Zahnrad in Wirkverbindung steht, das über einen Ketten- oder Riementrieb von einem der Kurbelwelle zugeordneten Zahnrad antreibbar ist. Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Vorrichtung zu schaffen, mit der vom zu fördernden Medium ausgelöste Druckschwingungen mit geringem baulichen Aufwand weitgehend ausgeglichen werden. Diese Aufgabe wird gelöst, indem die Vorrichtung einen zylinderähnlichen Grundkörper (3) mit zwei Abschnitten (31; 32) unterschiedlicher Außenkontur aufweist, wobei am ersten Abschnitt (31) eine zahnradförmige Außenkontur und am zweiten Abschnitt (32) eine nockenförmige Außenkontur ausgestaltet ist.
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| Beschreibung[de] |
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb einer Pumpe, insbesondere
einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, wobei ein Betätigungselement
der Pumpe von einem Nocken beaufschlagbar ist, der mit einem Zahnrad in Wirkverbindung
steht, das über einen Ketten- oder Riementrieb von einem der Kurbelwelle zugeordneten
Zahnrad antreibbar ist.
Verschiedenartige Baugruppen und Nebenaggregate von Brennkraftmaschinen
erfordern einen separaten Antrieb. Dabei wird für solche Baugruppen und Nebenaggregate,
die im Gehäuse der Brennkraftmaschine integriert oder unmittelbar an der Gehäuseaußenkontur
angeordnet sind, wie dies in DE 102 20 385
A1 für einen Ventilantriebsmechanismus und eine Kraftstoffeinspritzpumpe
vorgesehen ist, überwiegend die Kurbelwelle als Antrieb genutzt. Für eine diesbezügliche
Verbindung zwischen der Kurbelwelle und der von dieser angetriebenen Baugruppe sind
bereits zahlreiche technische Lösungen verfügbar.
So wird in DE 197 37 491 A1
eine Brennkraftmaschine mit mehreren Baugruppen zur Öl- und Kraftstoffversorgung
beschrieben, bei der die Kraftstoffpumpe mit einer Nockenwelle antreibbar ist. Diese
Nockenwelle steht über ein Hohlrad mit Innenverzahnung mit der Kurbelwelle in Wirkverbindung.
Gemäß JP 11-103 112 erfolgt bei einer Brennkraftmaschine mit common-rail
der Antrieb von Kraftstoffpumpe und Ventilantriebsmechanismus über mehrere Zahnräder,
die von der Kurbelwelle ausgehend in „Reihenschaltung" angeordnet sind. Dabei
sind die im Kraftfluss jeweils letzten Zahnräder auf einer Nockenwelle befestigt,
die mit einem Nocken die Pumpe bzw. den Ventilantrieb beaufschlagt.
Alternativ zu einer durchgehend starren Kraftübertragung mit mehreren
Zahnrädern kann auch lediglich der Kurbelwelle und der anzutreibenden Baugruppe
ein Zahnrad zugeordnet werden. Diese beiden Zahnräder stehen gemäß JP 11-224 845
oder DE 100 51 977 A1 über einen
Ketten- oder Riementrieb miteinander in Wirkverbindung.
Schließlich sind auch Kombinationen von vollständiger Zahnradübertragung
und partieller Zahnrad- und Ketten- bzw. Riemenübertragung möglich. Eine solche
Brennkraftmaschine ist Gegenstand von DE
30 12 417 A1. Dabei ist die Kraftstoffeinspritzpumpe mittels mehrerer Zahnräder
direkt von der Kurbelwelle antreibbar und kann im weiteren Kraftweg mittels Kette
oder Riemen eine Nockenwelle antreiben.
Trotz der Vielzahl bereits bekannter Konstruktionen zur Kraftübertragung
von einer Kurbelwelle auf eine anzutreibende Baugruppe besteht weiterhin Entwicklungsbedarf,
um spezifische Betriebsparameter zu verbessern. Dies betrifft beispielsweise Kraftstoffeinspritzpumpen,
bei denen durch das zu fördernde Medium hohe Druckschwingungen ausgelöst werden.
Diese bewirken eine erhebliche mechanische Schwingungsbeanspruchung der Bauteile
und beeinträchtigen letztlich die Betriebsparameter der gesamten Brennkraftmaschine.
Damit solche übertragungsbedingten Drehschwingungen zumindest gedämpft werden, wird
zwischen dem Abtrieb der Kurbelwelle und dem Antrieb der Pumpe anstelle eines starren
und spielfreien Antriebs über eine Reihenschaltung von Zahnrädern vorzugsweise ein
formschlüssiger Antrieb mit Zahnriemen realisiert.
Gemäß DE 36 42 348 A1
können schwingungsbedingte Beeinträchtigungen weiter reduziert werden, indem der
Antrieb einer Kraftstoffeinspritzpumpe von Brennkraftmaschinen mit einer zusätzlichen
Schwungmasse ausgerüstet wird. Allerdings stehen den somit erreichbaren funktionellen
Vorteilen ein größerer Montageaufwand und höhere Herstellungskosten gegenüber.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Antrieb einer Kraftstoffeinspritzpumpe
für Brennkraftmaschinen zu schaffen, mit der vom zu fördernden Medium ausgelöste
Druckschwingungen mit geringem baulichen Aufwand weitgehend ausgeglichen werden.
Diese Aufgabe wird gelöst, indem die Vorrichtung einen zylinderähnlichen
Grundkörper mit zwei Abschnitten unterschiedlicher Außenkontur aufweist, wobei am
ersten Abschnitt eine zahnradförmige Außenkontur und am zweiten Abschnitt eine nockenförmige
Außenkontur ausgestaltet ist. Weitere Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche, deren technische Merkmale und Funktionen im Ausführungsbeispiel näher
beschrieben werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist grundsätzlich als Antrieb für
verschiedenartige Pumpen geeignet, die bevorzugte Anwendung sind Kraftstoffeinspritzpumpen
für Brennkraftmaschinen. Der Grundkörper der Vorrichtung kann als Kettenrad mit
einem integriertem Konturprofil für den Pumpenantrieb bewertet werden. Durch die
Auslegung von Zähnezahl und Kontur kann die Frequenz der Druckschwingungen des zu
fördernden Mediums abgestimmt bzw. verstimmt werden. Gleichzeitig kann ein definierter
Pumpentyp mit geringem Aufwand für verschiedene Brennkraftmaschinen mit unterschiedlichen
Anforderungen abgestimmt werden. Weiterhin ist vorteilhaft, dass
die Vorrichtung lediglich wenig Bauraum und einen relativ geringen Montageaufwand
erfordert.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zum Antrieb einer Kraftstoffeinspritzpumpe
1 für eine nicht näher dargestellte Brennkraftmaschine dargestellt. Dabei
wird ein Betätigungselement der Pumpe von einem Nocken beaufschlagt, der mit einem
Zahnrad in Wirkverbindung steht. Dieses Zahnrad ist über einen Ketten- oder Riementrieb
2 von einem der Kurbelwelle zugeordneten Zahnrad antreibbar, wobei sowohl
die Kurbelwelle als auch das an dieser angeordnete Zahnrad in der Zeichnung nicht
näher dargestellt sind. Ein derartiger Antrieb ist an sich bekannt, so dass an dieser
Stelle auf nähere Darlegungen bezüglich Aufbau und Funktionsweise verzichtet werden
kann.
Wesentlich im vorliegenden Sachverhalt ist jedoch die konkrete Ausgestaltung
der Bauteile zur Betätigung der Kraftstoffeinspritzpumpe 1. Hierfür ist
eine Vorrichtung mit einem zylinderähnlichen Grundkörper 3 vorgesehen.
Dieser Grundkörper 3 weist zwei Abschnitte 31 und 32
mit jeweils unterschiedlicher Außenkontur auf. Hierbei ist am ersten Abschnitt
31 eine zahnradförmige Außenkontur ausgestaltet, die kongruent ist zur
Kontur der Antriebskette bzw. des Antriebsriemens 2. Folglich kann der
zylinderähnliche Grundkörper 3 über seinen Abschnitt 31 von der
Kurbelwelle bzw. von einer Nebenwelle angetrieben werden.
Am zweiten Abschnitt 32 des zylinderähnlichen Grundkörpers
3 ist eine nockenförmige Außenkontur ausgestaltet, die mit einem Gleit-
oder Rollenabnehmer 11 der Kraftstoffeinspritzpumpe 1 in Wirkverbindung
steht. Folglich kann der zylinderähnliche Grundkörper 3 über seinen Abschnitt
32 die Kraftstoffeinspritzpumpe 1 betätigen.
Die Parameter Nockenwinkellage, Nockenanzahl, Nockenhub und Nockenform
sowie die Zähnezahl sind frei wählbar, um das Schwingungssystem auf die jeweils
konkrete Anwendung abzustimmen.
Der zylinderähnliche Grundkörper 3 wird unter Beachtung der
jeweils konkreten Einbauverhältnisse als Verbindungsglied zwischen Ketten- oder
Riementrieb 2 und Kraftstoffeinspritzpumpe 1 im Antriebsstrang
angeordnet. Dabei können Belastungsspitzen durch einen, in der Zeichnung nicht näher
dargestellten Kettenspanner gedämpft werden. Weiterhin ist am zylinderähnlichen
Grundkörper 3 eine in axialer Richtung und mittig verlaufende Durchgangsbohrung
33 ausgestaltet, mit der eine Abstützung des Grundkörpers 3 auf
einer, ebenfalls nicht näher dargestellten Achse realisiert werden kann.
Schließlich weist der zylinderähnliche Grundkörper 3 eine
weitere (in der Zeichnung nicht dargestellte) Bohrung auf, die in radialer Richtung
verläuft, also quer zur Längsachse des Grundkörpers 3. Durch Rotation des
zylinderähnlichen Grundkörpers 3 wird die Luftsäule in der radialen Bohrung
nach außen gedrückt. Dadurch stellt sich im Grundkörper 3 ein Unterdruck
ein, wodurch über die stirnseitigen Öffnungen vorhandener Ölnebel zur Schmierung
der Lagerung angesaugt wird.
1- Kraftstoffeinspritzpumpe
11- Gleit-/Rollenabnehmer
2- Antriebskette/Antriebsriemen
3- zylinderähnlicher Grundkörper
31- Abschnitt mit zahnradförmiger Außenkontur
32- Abschnitt mit nockenförmiger Außenkontur
33- Durchgangsbohrung
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| Anspruch[de] |
- Vorrichtung zum Antrieb einer Pumpe, insbesondere einer Kraftstoffeinspritzpumpe
für Brennkraftmaschinen, wobei ein Betätigungselement der Pumpe von einem Nocken
beaufschlagbar ist, der mit einem Zahnrad in Wirkverbindung steht, das über einen
Ketten- oder Riementrieb von einem der Kurbelwelle zugeordneten Zahnrad antreibbar
ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen zylinderähnlichen
Grundkörper (3) mit zwei Abschnitten (31; 32) unterschiedlicher
Außenkontur aufweist, wobei am ersten Abschnitt (31) eine zahnradförmige
Außenkontur und am zweiten Abschnitt (32) eine nockenförmige Außenkontur
ausgestaltet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zahnradförmige
Außenkontur (31) kongruent ist zur Kontur einer Antriebskette bzw. eines
Antriebsriemens (2), die bzw. der von der Kurbelwelle bzw. einer Nebenwelle
antreibbar ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nockenförmige
Außenkontur (32) mit einem Gleit- oder Rollenabnehmer (11) der
anzutreibenden Pumpe (1) in Wirkverbindung steht.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderähnliche
Grundkörper (3) eine, in axialer Richtung mittig verlaufende Durchgangsbohrung
(33) aufweist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderähnliche
Grundkörper (3) eine, in radialer Richtung verlaufende
Bohrung aufweist.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen
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