DE10137586A1

DE10137586A1 - Verbindungsvorrichtung zur Verbindung einer Pumpe mit einem mehrteiligen Motorbauteil

Info

Publication number: DE10137586A1
Application number: DE2001137586
Authority: DE
Inventors: Bernhard Arnold; Uwe Nigrin; Matthias Weidner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-08-01
Filing date: 2001-08-01
Publication date: 2002-12-19

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zur Verbindung einer Pumpe 1 mit einem mehrteiligen Motorbauteil (2, 3), wobei die Pumpe (1) und das Motorbauteil (2, 3) über Befestigungsmittel an mehreren Befestigungsstellen (7) miteinander verbunden werden. Die Verbindungsvorrichtung ist durch erhabene Bereiche (4) gebildet, welche an den Befestigungsstellen (7) angeordnet sind. Die erhabenen Bereiche (4) können entweder an der Pumpe, dem Motorbauteil, sowohl an der Pumpe als auch dem Motorbauteil oder einem zusätzlichen Zwischenbauteil ausgebildet sein.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsvor richtung zur Verbindung einer Pumpe mit einem mehrteiligen Motorbauteil und insbesondere eine Verbindungsvorrichtung zur Verbindung einer Kraftstoffförderpumpe mit einer mehrteiligen Anflanschfläche eines Motorblocks oder eines Getriebe gehäuses.

Die Anflanschflächen von Verbrennungsmotoren für Pumpen, wie insbesondere Kraftstoffförderpumpen bei Common-Rail-Systemen müssen bestimmte Anforderungen erfüllen. Dabei ist vor allem eine sehr exakte Ebenheit der Anflanschfläche und eine exakte Rechtwinkligkeit zu den Wellenachsen der Pumpe sicherzu stellen. Wenn diese Ebenheit und Winkligkeit nicht gegeben ist, so hat dies für die angeflanschte Pumpe negative Auswir kungen, da bei der Befestigung der Pumpe an der unebenen oder schrägen Anflanschfläche ein Pumpenflansch bzw. ein Pumpenge häuse mechanisch verformt wird, wodurch innere Bauteile der Pumpe beschädigt werden können. Insbesondere bei Verwendung einer Flügelzellenpumpe muss eine Seitenfläche einer Seiten scheibe der Flügelzellenpumpe exakt rechtwinklig zur Wellen achse und eben angeordnet sein, da sich sonst ein Festfressen der Seitenscheibe ergeben kann.

Grundsätzlich können die notwendigen Ebenheiten und Winklig keiten an der Pumpe bzw. am Motorblock relativ einfach mecha nisch hergestellt werden, wobei jedoch hohe Toleranzen einzu halten sind, so dass die Flächen relativ aufwendig und teuer in der Herstellung sind. Neuere Motorenkonstruktionen, insbe sondere Zylinderkopfkonstruktionen, haben jedoch teilweise im Bereich einer Wellenachse der Antriebswelle der Pumpe eine Teilung. D. h. die Motorbauteile sind aus mindestens zwei Ein zelteilen hergestellt. Dadurch addieren sich jedoch selbst bei einer sehr genauen Herstellung mit geringen Toleranzen die Ebenheiten hinsichtlich der Anflanschfläche, so dass bes tenfalls nur Ebenheiten im Bereich von ca. 100 bis 200 µm, sichergestellt werden können. Dadurch kann es jedoch zu einer Schiefstellung der Pumpe kommen, so dass bei der Befestigung der Pumpe an dem zweiteiligen Motorbauteil Verspannungen am Pumpengehäuse auftreten können, welche bis zur Zerstörung der Pumpenbauteile führen können.

Aus der DE-198 58 861 A1 ist eine Verbindung zwischen einem Motorblock und einer Pumpe bekannt, welche zur thermischen Entkopplung der beiden Bauteile eine ringförmige Kontakt fläche zwischen der Pumpe und dem Motorblock vorschlägt. Wei terhin wird zur Verringerung der Wärmeübertragung ein Abdeck blech zwischen der Pumpe und dem Motorbauteil angeordnet. Diese ringförmige Anflanschfläche würde jedoch bei einer Ver wendung bei einem zweiteiligen Motorbauteil zu den gleichen Problemen führen wie die bisher bekannte ebene Anflanschflä che an der Pumpe, so dass bei der Befestigung Schrägstellun gen zwischen dem zweiteiligen Motorbauteil und der Pumpe nicht verhindert werden können.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbin dung zwischen einer Pumpe und einem mehrteiligen Motorbauteil bereitzustellen, welche bei einfacher und kostengünstiger Herstellbarkeit eine Anbindung der Pumpe mit hoher Genauig keit hinsichtlich der Ebenheit und der Winkligkeit sicher stellt.

Diese Aufgabe wird durch eine Verbindungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiter bildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung zur Verbindung einer Pumpe mit einem mehrteiligen Motorbauteil kann eine ho he Genauigkeit hinsichtlich der Ebenheit, insbesondere klei ner als 10 µm, sicherstellen und ebenfalls eine hohe Ge nauigkeit hinsichtlich der Winkligkeit bereitstellen. Hierzu sind die Pumpe und das mehrteilige Motorbauteil erfindungs gemäß über Befestigungsmittel an mehreren Befestigungsstellen miteinander verbunden, wobei die Verbindungsvorrichtung durch erhabene Bereiche gebildet ist. Die erhabenen Bereiche sind dabei an den Befestigungsstellen ausgebildet. Somit wird er findungsgemäß praktisch eine im Wesentlichen punktförmige Verbindung zwischen dem mehrteiligen Motorbauteil und der Pumpe bereitgestellt, so dass etwa vorhandene Ungenauigkeiten hinsichtlich der Ebenheit am mehrteiligen Motorbauteil durch die erhabenen Bereiche ausgeglichen werden können. Weiterhin stellen die erhabenen Bereiche sicher, dass keine Verspannung des Pumpengehäuses bei der Befestigung am mehrteiligen Motor bauteil auftritt.

Vorzugsweise sind die erhabenen Bereich entweder unmittelbar an der Pumpe oder unmittelbar an dem mehrteiligen Motorbau teil gebildet. Es ist auch möglich, dass die erhabenen Berei che sowohl an der Pumpe als auch an dem mehrteiligen Motor bauteil gebildet sind.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegen den Erfindung sind die erhabenen Bereiche an einem separaten Zwischenbauteil gebildet, welches zwischen der Pumpe und dem Motorbauteil angeordnet ist. Dabei können die erhabenen Be reiche sowohl entweder nur am Zwischenbauteil oder auch am Zwischenbauteil und den beiden anderen Bauteilen, d. h. der Pumpe oder dem mehrteiligen Motorbauteil gebildet sein.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegen den Erfindung sind die erhabenen Bereiche als scheibenförmige Elemente ausgebildet, welche zwischen der Pumpe und dem Mo torbauteil angeordnet sind.

Um eine besonders einfache Herstellbarkeit zu ermöglichen, sind die erhabenen Bereiche vorzugsweise im Wesentlichen ringförmig um die Befestigungsstellen zwischen der Pumpe und dem Motorbauteil angeordnet. Besonders bevorzugt sind die er habenen Bereiche dabei kreisringförmig um die Befestigungs stellen ausgebildet.

Um möglichst geringe Abweichungen hinsichtlich der Winklig keit zwischen einer Pumpenwelle und der Befestigungsebene zu haben, sind die erhabenen Bereiche vorzugsweise an äußersten Positionen entfernt von einer Trennlinie des Motorbauteils und/oder an äußersten Positionen am Pumpenflansch bzw. Pum pengehäuse angeordnet.

Besonders bevorzugt sind die erhabenen Bereiche derart ausge bildet, dass sie jeweils unterschiedliche Höhen aufweisen. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegen den Erfindung weisen die erhabenen Bereiche eine gleiche Höhe von ca. 0,2 mm auf.

Vorzugsweise sind zwischen der Pumpe und dem mehrteiligen Mo torbauteil drei oder vier erhabene Bereiche vorgesehen. Die erhabenen Bereiche sind dabei besonders bevorzugt in gleichen Abständen voneinander angeordnet und liegen dabei vorteilhaft auf einem Kreis um die Achse der Antriebswelle der Pumpe.

Erfindungsgemäß kann somit durch lokale Erhebungen an der An flanschfläche zwischen der Pumpe und dem Motorbauteil eine hohe Genauigkeit hinsichtlich der Ebenheit und der Winklig keit der Pumpe relativ zum mehrteiligen Motorbauteil erreicht werden. Dieses überraschende Ergebnis wird erfindungsgemäß besonders kostengünstig erreicht. Insbesondere die Kombi nation der erhabenen Bereiche und die Anordnung der erhabenen Bereiche an äußersten Positionen von der Trennlinie des Mo torbauteils bzw. der Achse der Pumpenwelle kann eine Be schädigung der Pumpe bei der Befestigung an einem mehrtei ligen Motorbauteil verhindern. Hierbei wird weiterhin noch eine deutliche Vereinfachung betreffend die Herstellbarkeit erzielt, da nicht mehr, wie im Stand der Technik, große ebene Flächen mit hoher Genauigkeit bearbeitet werden müssen. Die Problemstellung der Befestigung einer Pumpe an einem mehr teiligen Motorbauteil wird erstmals mit der vorliegenden Er findung in zufrieden stellender Weise gelöst.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Pumpenflansches mit einer Verbindungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Teilschnittansicht des in Fig. 1 gezeigten Pumpenflansches, welcher an einem mehr teiligen Motorbauteil befestigt ist und

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht des mehrteiligen Motorbauteils.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbindungsvor richtung beschrieben.

In Fig. 1 ist eine Pumpe 1 bzw. genauer ein Pumpenflansch in perspektivischer Ansicht dargestellt. Der Pumpenflansch weist drei Befestigungsstellen 7 auf, an denen der Pumpenflansch an einem Motorbauteil befestigt wird. Die Befestigungsstellen 7 sind dabei derart ausgebildet, dass sie jeweils erhabene Be reiche 4 aufweisen, welche kreisringförmig um jeweils eine Befestigungsbohrung 5 angeordnet sind (vgl. Fig. 1). Die Be festigung der Pumpe 1 erfolgt dabei mittels Schrauben oder Gewindebolzen, welche durch die Befestigungsbohrung 5 geführt sind und in das Motorbauteil eingeschraubt werden. Wie weiter in Fig. 1 gezeigt, umfasst die Pumpe 1 ein Zentrierelement 6, welches von einer zum Motorbauteil gerichteten Fläche vor steht. Das Zentrierelement 6 ist im Wesentlichen zylinder förmig gebildet und in der Pumpe an der Position der An triebswelle der Pumpe angeordnet.

In Fig. 3 ist das mehrteilige Motorbauteil gezeigt. Das Mo torbauteil besteht aus einem ersten Teil 2 und einem zweiten Teil 3, welche zwischen sich eine Trennebene 9 bilden. An den beiden Bauteilen 2 und 3 sind dabei mehrere mit Gewinde ver sehene Befestigungsbohrungen 8 vorgesehen, um eine Be festigung der Pumpe am mehrteiligen Motorbauteil zu ermög lichen. Weiterhin weist das mehrteilige Motorbauteil eine Zentrierbohrung 10 auf, in welche im montierten Zustand das Zentrierelement 6 der Pumpe aufgenommen ist, um die Position der Pumpe relativ zum Motorbauteil festzulegen. Dabei legt eine Achse X-X der Pumpenwelle genau in der Trennebene 9.

Fig. 2 zeigt den montierten Zustand der Pumpe 1 am mehrtei ligen Motorbauteil 2, 3. Dabei stehen die Pumpe 1 über den Pumpenflansch und das mehrteilige Motorbauteil nur über die erhabenen Bereiche 4 miteinander in Kontakt. Da, wie in Fig. 1 gezeigt, die erhabenen Bereiche 4 an den äußersten Positio nen des Pumpenflanschs angeordnet sind, kann eine Abweichung (in Fig. 2 mit α bezeichnet) der Lagegenauigkeit des Pum penflansches relativ zur Achse X-X minimal gehalten werden. Eventuell auftretende Unebenheiten durch das zweiteilige Mo torbauteil 2, 3 werden durch die an äußersten Positionen an geordneten erhabenen Bereiche 4 ausgeglichen, so dass nur ei ne, wenn überhaupt, minimale Schrägstellung der Pumpe relativ zum Motorbauteil vorliegt. Weiterhin werden durch die Verwen dung der erhabenen Bereiche 4 als Verbindungsvorrichtung Ver spannungen des Pumpenflansches bzw. des Pumpengehäuses ver mieden, so dass die Bauteile der Pumpe beim Befestigen an dem Motorbauteil nicht verformt bzw. beschädigt werden.

Wie in den Figuren gezeigt, sind die Befestigungsstellen 7 möglichst weit von der Wellenachse X-X bzw. der Trennebene 9 zwischen den Motorbauteilen 2, 3 angeordnet. Weiter sind die Erhebungen an den Befestigungsstellen 7 höher als eine mögli che Unebenheit an der Aufspannfläche. Dadurch kann eine mög liche Schiefstellung der Pumpe zu ihrer Pumpenachse X-X mini miert werden.

Wie in Fig. 1 gezeigt, sind die erhabenen Bereiche 4 ring förmig um die Befestigungsbohrungen 5 angeordnet. Dadurch sind nur noch kleine Flächen am Pumpenflansch hinsichtlich ihrer Ebenheit zu bearbeiten, wodurch die Arbeitszeit und die Herstellungskosten deutlich verringert werden können.

Es sei angemerkt, dass die vorliegende erfindungsgemäße Ver bindungsvorrichtung vorzugsweise bei Kraftstoffförderpumpen für Speichereinspritzsysteme Verwendung findet. Da die Pumpen bei derartigen Speichereinspritzsystemen sehr hohe Drücke er zeugen müssen, sind schon kleinste Abweichungen hinsichtlich der Winkligkeit oder Ebenheit besonders nachteilig, da sie zu einem erhöhten Verschleiß und im Extremfall zur Beschädigung der Pumpe nach nur geringer Lebensdauer führen können. Insbe sondere bei Flügelzellenpumpen müssen höchste Anforderungen hinsichtlich der Winkligkeit und Ebenheit gefordert werden, da sonst Verformungen an der Seitenscheibe der Flügelzellen pumpe auftreten können.

Somit betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbindungsvor richtung zur Verbindung einer Pumpe 1 mit einem mehrteiligen Motorbauteil 2, 3, wobei die Pumpe 1 und das Motorbauteil 2, 3 über Befestigungsmittel an mehreren Befestigungsstellen 7 miteinander verbunden werden. Die Verbindungsvorrichtung ist durch erhabene Bereiche 4 gebildet, welche an den Be festigungsstellen 7 angeordnet sind. Die erhabenen Bereiche 4 können entweder an der Pumpe, dem Motorbauteil, sowohl an der Pumpe als auch dem Motorbauteil oder einem zusätzlichen Zwi schenbauteil ausgebildet sein.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es können verschiedene Ab weichungen und Änderungen ausgeführt werden, ohne den Erfin dungsumfang zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1

Pumpe

2

erstes Motorbauteil

3

zweites Motorbauteil

4

erhabener Bereich

5

Befestigungsbohrung

6

Zentrierelement

7

Befestigungsstelle

8

Befestigungsbohrung

9

Trennebene

10

Zentrierbohrung
X-X Achse der Pumpenwelle

Claims

1. Verbindungsvorrichtung zur Verbindung einer Pumpe (1) mit einem mehrteiligen Motorbauteil (2, 3), wobei die Pumpe (1) und das Motorbauteil (2, 3) über Befestigungs mittel an mehreren Befestigungsstellen (7) miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung durch erhabene Be reiche (4) gebildet ist, welche an den Befestigungsstel len (7) angeordnet sind.

2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erhabenen Bereiche (4) unmittelbar an der Pumpe (1) ausgebildet sind.

3. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erhabenen Bereiche (4) unmittelbar an dem Mo torbauteil (2, 3) ausgebildet sind.

4. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erhabenen Bereiche (4) an einem Zwischenbauteil ausgebildet sind, welches zwischen der Pumpe (1) und dem Motorbauteil (2, 3) angeordnet ist.

5. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erhabenen Bereiche (4) als scheibenförmige Elemente ausgebildet sind, wel che zwischen der Pumpe (1) und dem Motorbauteil (2, 3) angeordnet sind.

6. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erhabenen Bereiche (4) im Wesentlichen ringför mig um die Befestigungsstellen (7) angeordnet sind.

7. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erhabenen Bereiche (4) an äußersten Positionen entfernt von einer Trennlinie (9) des Motorbauteils (2, 3) angeordnet sind.

8. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erhabenen Bereiche (4) an äußersten Positionen der Pumpe (1) angeordnet sind.

9. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erhabenen Bereiche (4) unterschiedliche Höhen aufweisen.

10. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erhabenen Bereiche (4) jeweils eine gleiche Höhe von ca. 0,2 mm aufweisen.

11. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei oder vier erhabene Bereiche (4) vorgesehen sind.

12. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erhabenen Be reiche (4) auf einem Kreis um eine Achse (X-X) einer An triebswelle der Pumpe (1) angeordnet sind.