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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
IPC-Nebenklasse F02B 67/04   F02M 37/06   F02M 39/02   
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.

Beschreibung[de]

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.

1Kraftstoffeinspritzpumpe 11Gleit-/Rollenabnehmer 2Antriebskette/Antriebsriemen 3zylinderähnlicher Grundkörper 31Abschnitt mit zahnradförmiger Außenkontur 32Abschnitt mit nockenförmiger Außenkontur 33Durchgangsbohrung

Anspruch[de]
  1. 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.
  2. 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.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nockenförmige Außenkontur (32) mit einem Gleit- oder Rollenabnehmer (11) der anzutreibenden Pumpe (1) in Wirkverbindung steht.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderähnliche Grundkörper (3) eine, in axialer Richtung mittig verlaufende Durchgangsbohrung (33) aufweist.
  5. 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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