DE102004033948A1

DE102004033948A1 - Vorrichtung für den Antrieb einer Pumpe

Info

Publication number: DE102004033948A1
Application number: DE200410033948
Authority: DE
Inventors: Georg Gruber; Johann Stastny; Svante Hofling
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2004-07-14
Filing date: 2004-07-14
Publication date: 2006-02-02

Abstract

Vorrichtung für den Antrieb einer Pumpe (1), insbesondere einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe, für eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelwellenabtriebszahnrad (2), das über ein Zwischenzahnrad (3) mit einem Pumpenantriebszahnrad (1') der Pumpe (1) kämmt, wobei das Kurbelwellenabtriebszahnrad (2) und das Pumpenantriebszahnrad (1') eine Übersetzung von 1 zu 2 oder 3 zu 4 aufweisen. DOLLAR A Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung wird ein besonders einfacher und kostengünstiger Pumpen- und Nockenwellenantrieb realisiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den Antrieb einer Pumpe mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Sie geht von der deutschen Offenlegungsschrift DE 30 44 565 A1 aus. In dieser ist eine Montagevorrichtung beschrieben für eine Getriebeplatte zum Antrieb aller Nebenaggregate einer Brennkraftmaschine. Diese Getriebeplatte wird bei der Montage der Brennkraftmaschine stirnseitig an die Brennkraftmaschine angeschraubt, wobei sämtliche Nebenantriebsaggregate, sowie der Nockenantrieb ebenfalls über auf dieser Getriebeplatte angeordnete Zahnräder angetrieben werden. So werden neben den Nockenwellen beispielsweise auch der Schmiermittelkreislauf, eine Wasserpumpe, ein Gebläse, sowie eine hydraulische Pumpe angetrieben. Der Antrieb der hydraulischen Pumpe erfolgt über ein Zwischenzahnrad zwischen dem Kurbelwellenabtriebszahnrad und dem Pumpenantriebszahnrad.

Nachteilig bei der beschriebenen Ausgestaltung ist einerseits der große bauliche Aufwand für die Getriebeplatte, sowie die schwierige Justage der einzelnen Zahnräder in Verbindung mit dem Nockentrieb.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen einfach aufgebauten kombinierten Pumpen- /Nockenwellenantrieb aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass das Kurbelwellen-Abtriebszahnrad und das Pumpen-Antriebszahnrad eine Übersetzung von 1 zu 2 oder 3 zu 4 aufweisen.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird die Drehzahl der Kurbelwelle an die entsprechend der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine notwendige Drehzahl angepasst. Ferner wird durch die Drehzahlverringerung von der Kurbelwelle auf das Zwischenrad die Drehschwingung reduziert und somit werden geringere Kräfte in das Zugmittel eingeleitet, wodurch die Lebensdauer erhöht wird. Der Antrieb der Pumpe, insbesondere einer Hochdruckkraftstoffpumpe, erfolgt derart, dass nockenwellensynchron immer ausreichend Kraftstoff gefördert und Kraftstoffdruck an den Einspritzventilen anliegt. Durch die Dämpfung der Anregung der Drehschwingung der Kurbelwelle werden ferner die in die in das Zugmittel eingeleiteten Kräfte reduziert, wodurch der Einsatz von kleineren Zugmitteln möglich ist. In vorteilhafter Weise führt dies ferner zu einer Reduzierung der Baugröße, sowie des Gewichts. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann nicht nur für selbstzündende Brennkraftmaschinen, sondern in vorteilhafter Weise beispielsweise auch für fremdgezündete, direkteinspritzende Brennkraftmaschinen eingesetzt werden.

Durch die axial versetzte, koaxial zum Zwischenzahnrad angeordnete Anordnung eines Kettenrades gemäß Patentanspruch 2 und die Anordnung gemäß Patentanspruch 3, wird der Nockenwellenantrieb konventionell über ein Zugmittel, wie z. B. eine Kette oder einen Zahnriemen, angetrieben. Dies führt einerseits zu einem schwingungstechnisch entkoppelten Antrieb der Nockenwellen und der Pumpe, andererseits kann in vorteilhafter Weise sowohl für das Kettenrad als auch für die Nockenwellenantriebsräder das glei che Kettenrad zum Einsatz kommen. Durch dieses Gleichteileprinzip ist der Nockentrieb wesentlich günstiger zu fertigen und die Bauteilkosten werden reduziert.

In vorteilhafter Weise ist zwischen dem Pumpen-Antriebszahnrad und der Pumpe gemäß Patentanspruch 4 eine Kupplung angeordnet, die bevorzugt gemäß Patentanspruch 5 eine Oldham-Kupplung ist.

Im Folgenden ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel in zwei Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
2 zeigt eine Seitenansicht auf die Vorrichtung, die an eine schematisch dargestellte Brennkraftmaschine angeordnet ist.
1 zeigt die Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung für den Antrieb einer Pumpe 1. Die Pumpe 1 ist in 1 transparent, d.h. nicht sichtbar dargestellt. In 2 ist ihre relative Lage bezüglich der weiteren Bauteile erkennbar, für die in 2 die gleichen Bezugszeichen wie in 1 gelten. Der Antrieb der Pumpe 1 erfolgt in 1 wie in 2 ausgehend von einem Kurbelwellenabtriebszahnrad 2. Dieses Kurbelwellenabtriebszahnrad 2 treibt über ein Zwischenzahnrad 3 das Pumpenantriebszahnrad 1' an. Das Pumpenantriebszahnrad 1' ist über eine Kupplung 8 mit der Pumpe 1 verbunden. Die Kupplung 8 ist vorzugsweise eine Oldham-Kupplung. An das Zwischenzahnrad 3 ist axial versetzt, koaxial zur Drehachse des Zwischenzahnrads 3 ein Kettenrad 4 angeordnet. Dieses Kettenrad 4 ist von einem Zugmittel 7 umschlungen, welches ferner zwei Nockenwellenantriebsräder 6, 6' umschlingt. Das Nockenwellenantriebsrad 6 ist das Antriebsrad einer nicht dargestellten Auslassnockenwelle, das Nockenwellenantriebsrad 6' ist das Antriebsrad einer nicht dargestellten Einlassnockenwelle. Das Zugmittel 7 ist einerseits zwischen dem Nockenwellenantriebsrad 6 und dem Kettenrad 4 in einer Führungsschiene 9 geführt und andererseits zwischen dem Nockenwellenantriebsrad 6' und dem Kettenrad 4 von einer Spannschiene 10 und mittels eines Spannmittels 11, einem hydraulischen Spanner, gespannt.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung sieht vor, dass das Kurbelwellen-Abtriebszahnrad (2) und das Pumpen-Antriebszahnrad (1') eine Übersetzung von 1 zu 2 oder 3 zu 4 aufweisen. Durch diese vorgeschlagene Ausgestaltung wird die Pumpe 1 nockenwellensynchron angetrieben. Ferner weisen das Kettenrad 4 und die Nockenwellenantriebsräder 6, 6' ebenfalls die gleichen Zähnezahlen auf. Durch diese Ausgestaltung ist ein Gleichteileprinzip möglich, woraus eine einfache und kostengünstige Fertigung des Nockentriebes, sowie des Pumpenantriebes resultiert.
Durch die kombinierte Anwendung eines Zahnradantriebes für die Pumpe 8 und eines Zugmittelantriebes für den Nockentrieb 5 ist eine schwingungstechnische Entkopplung zwischen Pumpe 1 und Nockentrieb 5 erzielt.
2 zeigt die Seitenansicht der Vorrichtung, die an eine schematisch dargestellte Brennkraftmaschine angeordnet ist. Ein schematisches Zylinder-Kurbel-Gehäuse ist mit ZKG, ein schematischer Zylinderkopf ist mit ZK gekennzeichnet. Eine Kurbelwellenachse 2' stellt gleichzeitig die Drehachse des Kurbelwellenabtriebszahnrades 2 dar. Geodätisch über dem Kurbelwellenabtriebszahnrad 2 ist das Zwischenzahnrad 3 und wiederum geodätisch höher ist das Pumpen-Antriebs-Zahnrad 1' angeordnet, welches über die Kupplung 8, eine Oldham-Kupplung, die Pumpe 1 antreibt. Eine Pumpenachse 1'' ist weitgehend parallel zur Kurbelwellenachse 2' ausgerichtet. Geodätisch oberhalb der Pumpe 1 ist die Führungsschiene 9 erkennbar, sowie . der obere Teil des Zugmittels 7, der den Nockentrieb 5 umschlingt.
Zusammengefasst kann gesagt werden, dass das neue Steuertriebskonzept aus einer Kombination von Zahnradtrieb und Kettentrieb besteht. Der Antrieb der Pumpe 1 erfolgt über eine Zahnradstufe. Das Kurbelwellenabtriebszahnrad 2 treibt ein Zwischenzahnrad 3 an. Dieses Zwischenzahnrad 3 trägt eine Zahnspur und zusätzlich über das Kettenrad 4 eine Kettenspur für den Antrieb der beiden nicht dargestellten Nockenwellen. Da sich das Zwischenzahnrad 3 bereits mit halber Kurbelwellendrehzahl dreht, kann eine 1:1-Übersetzung vom Zwischenzahnrad 3 über das Zugmittel 7, eine Kette oder ein Zahnriemen, zu den beiden Nockenwellenantriebszahnrädern 6, 6' realisiert werden. Das Zwischenzahnrad 3 treibt weiter das Pumpenantriebszahnrad 1' der Pumpe 1 an, d. h. die Pumpe 1 ist starr über die Zahnradstufe mit der Kurbelwelle gekoppelt. Der Antrieb vom Pumpenantriebszahnrad 1' auf die Pumpenwelle erfolgt über eine Oldham-Kupplung. Das Pumpenantriebszahnrad 1' sowie das Zwischenzahnrad 3 sind über ölversorgte Gleitlagereinheiten an das Zylinder-Kurbel-Gehäuse ZKG angebunden. Das Spannmittel 11, ein hydraulischer Kettenspanner, ist als hydraulischer Steckspanner ausgeführt.

1: Pumpe
1': Pumpenantriebszahnrad
1'': Pumpenachse
2: Kurbelwellenabtriebszahnrad
2': Kurbelwellenachse
3: Zwischenzahnrad
4: Kettenrad
5: Nockentrieb
6, 6': Nockenwellenantriebsrad
7: Zugmittel
8: Kupplung
9: Führungsschiene
10: Spannschiene
11: Spannmittel

Claims

Vorrichtung für den Antrieb einer Pumpe (1 ), insbesondere einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe, für eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelwellen-Abtriebszahnrad (2), das über ein Zwischenzahnrad (3) mit einem Pumpen-Antriebszahnrad (1') der Pumpe (1) kämmt, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurbelwellen-Abtriebszahnrad (2) und das Pumpen-Antriebszahnrad (1') eine Übersetzung von 1 zu 2 oder 3 zu 4 aufweisen.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an das Zwischenzahnrad (3) koaxial ein Kettenrad (4) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 2, wobei die Brennkraftmaschine einen Nockentrieb (5) mit zumindest einem Nockenwellen-Antriebsrad (6, 6') aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kettenrad (4) und das Nockenwellen-Antriebsrad (6, 6') von einem Zugmittel (7) umschlungen sind.
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Pumpen-Antriebszahnrad (1') und der Pumpe (1) eine Kupplung (8) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (8) eine Oldham-Kupplung ist.