DE102009002434A1 - Piston pump, in particular fuel pump - Google Patents
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Abstract
Kolbenpumpe (10), insbesondere Kraftstoffpumpe, mit einer Welle (12), mindestens einer darauf angeordneten Nocke (4), einem Kolben und einer zwischen Kolben und Nocke (14) angeordneten Laufrolle (20) zum Abrollen auf der Nocke (14), wobei an mindestens einer Stirnseite der Nocke (14) eine freistichartige Ausnehmung (16) vorhanden ist.Piston pump (10), in particular fuel pump, with a shaft (12), at least one cam (4) arranged thereon, a piston and between the piston and cam (14) arranged roller (20) for rolling on the cam (14), wherein on at least one end face of the cam (14) a free-slot-like recess (16) is present.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere Kraftstoffpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a piston pump, in particular fuel pump according to the preamble of claim 1.
Kraftstoffpumpen
von Brennkraftmaschinen, die als Kolbenpumpen ausgeführt
sind und über einen Nockenantrieb betätigt werden,
sind vom Markt her bekannt. In einigen Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen
werden sie auch als sogenannte ”Steckpumpen” ausgeführt.
Als solche wird ein Pumpenmodul in eine Öffnung beispielsweise
im Motorblock der Brennkraftmaschine eingesteckt. In
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Aufgabe der Erfindung ist es, den Betrieb einer Kraftstoffpumpe zu verbessern, insbesondere deren Lebensdauer zu verlängern.The The object of the invention is the operation of a fuel pump to improve, in particular to extend their life.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.These The object is achieved by a device according to claim 1. Advantageous developments are in the dependent claims specified. For the invention important features can be found further in the following description and in the drawings, the features being both unique and different Combinations may be important to the invention without being explicitly mentioned again.
Als Folge von Herstellungenauigkeiten der Laufrolle oder der Nocke, oder von nicht genau parallelen Drehachsen der Laufrolle und der die Nocke tragenden Welle können vor allem am Rand der Nocke hohe Druckspannungen im Bereich der radialen Außenfläche der Nocke entstehen, die – ohne Gegenmaßnahmen – zu sogenannten ”Kantenträgern” führen können, also kerbartigen oder kantigen Unebenheiten in der Außenfläche der Nocke. Die Entstehung solcher Kantenträger wird durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen verhindert oder zumindest erheblich reduziert. Weil die für die Kantenträger ursächlichen Toleranzen zumeist sehr kein sind, genügen zum Ausgleich entsprechend kleine und lokal wirkende Anpassungen in Form der erfindungsgemäß vorgesehenen freistichartigen Ausnehmungen an mindestens einer Stirnseite der Nocke. Dabei wird die Elastizität der verwendeten metallischen Werkstoffe, insbesondere von Stahl, genutzt, um eine Steifigkeitsreduktion im seitlichen Randbereich der Nocke zu erzeugen. Man kann sogar sagen, dass erfindungsgemäß eine gewisse ”federelastische Nachgiebigkeit” im Bereich der Nockenkante gegenüber der Laufrolle erzeugt werden kann. Es ist daher nicht nötig, die Nocke zur Vermeidung von Kantenträgern breiter zu machen. Auf diese Weise sind herstellbedingte Ungenauigkeiten im Zusammenspiel von Laufrolle und Nocke weitgehend unschädlich für die Dauerfestigkeit einer Kolbenpumpe. Damit wird die Lebensdauer der Kolbenpumpe erhöht und ihr Betrieb verbessert.When Sequence of manufacturing inaccuracies of the roller or the cam, or not exactly parallel axes of rotation of the roller and the The cam bearing shaft can be especially at the edge of the Cam high compressive stresses in the area of the radial outer surface the cam arise, which - without countermeasures - too so-called "edge bearers" lead can, ie notched or edgy bumps in the outer surface of the cam. The emergence of such Edge support is achieved by the invention Measures prevented or at least considerably reduced. Because the causative for the edge support Tolerances are usually very few, are sufficient to compensate correspondingly small and locally acting adjustments in the form of the inventively provided Freistichartigen recesses on at least one end of the Cam. In this case, the elasticity of the metallic used Materials, especially steel, used to a stiffness reduction to produce in the lateral edge region of the cam. You can even say that according to the invention a certain "elastic Compliance "in the area of the edge of the cam the roller can be produced. It is therefore not necessary to widen the cam to avoid edge beams. In this way, production-related inaccuracies are interplay of roller and cam largely harmless for the fatigue strength of a piston pump. This is the life the piston pump increases and improves their operation.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die freistichartige Ausnehmung nach radial einwärts bis zur radial äußeren Oberfläche der Welle reicht. Hierdurch wird Masse gespart, und es kann die Herstellung der freistichartigen Ausnehmung vereinfacht werden.Farther It is proposed that the freischichartige recess radially inward to the radially outer surface the wave is enough. As a result, mass is saved, and it can Production of the free-slot recess can be simplified.
Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, dass die freistichartige Ausnehmung einen rechteckigen, trapezförmigen oder runden Querschnitt aufweist. Durch verschieden geformte Querschnitte kann die durch die freistichartige Ausnehmung erzeugte Steifigkeitsreduktion des seitlichen Randbereichs der Nocke optimal an den spezifischen Lastfall der Kolbenpumpe angepasst werden. Eine rechteckiger Querschnitt der freistichartigen Ausnehmung ist dabei besonders einfach herzustellen. Bei einem trapezförmigen Querschnitt der freistichartigen Ausnehmung verändert sich die Steifigkeitsreduktion im Wesentlichen linear in Längsrichtung der Welle, so dass Spannungsspitzen reduziert werden können bei dennoch einfacher Herstellbarkeit. Die beste Dauerfestigkeit wird mit einem runden (bspw. kreisrunden oder elliptischen) oder stark abgerundeten Querschnitt erreicht, weil insbesondere bei starker dynamischer Belastung hohe Druck- oder Zugspannungen im Bereich der freistichartigen Ausnehmung vermieden werden.A Another embodiment is that the free-standing recess a rectangular, trapezoidal or round cross-section having. By differently shaped cross sections, the through the free-form recess produced stiffness reduction of lateral edge region of the cam optimally to the specific load case of the Adjusted piston pump. A rectangular cross section of the Freistichartigen recess is particularly easy to manufacture. In a trapezoidal cross-section of the freistichartigen Recess changes the stiffness reduction in Substantially linear in the longitudinal direction of the shaft, allowing voltage spikes can be reduced while still easy manufacturability. The best fatigue strength is achieved with a round (eg circular or elliptical) or strongly rounded cross-section, because high pressure, especially at high dynamic load or tensile stresses in the region of the free-cutting recess are avoided.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, dass die Nocke als eine Einfachnocke, eine Doppelnocke oder eine Dreifachnocke ausgeführt ist, wodurch auch Kolbenpumpen mit hoher Förderleistung bei dennoch guter Lebensdauer realisiert werden können.Farther the invention provides that the cam as a single cam, a Double cam or a triple cam is executed, which also Piston pumps with high capacity but still good Lifespan can be realized.
Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, dass die freistichartige Ausnehmung nur in einem Teilbereich der Stirnseite vorhanden ist. Dadurch kann berücksichtigt werden, dass – abhängig von einem Drehwinkel der Nocke – unterschiedliche Kräfte und Beanspruchungen auf die Nocke oder die Laufrolle einwirken. Mit dieser Ausgestaltung kann die Geometrie der freistichartigen Ausnehmung an die dem Drehwinkel der Nocke und der Arbeitsphase der angetriebenen Kolbenpumpe entsprechende Belastung optimal angepasst werden.A Another embodiment is that the free-standing recess only in a partial area of the front side is present. This can be taken into account that - dependent from a rotation angle of the cam - different forces and Stress on the cam or the roller act. With This configuration may be the geometry of the free-cutting recess to the angle of rotation of the cam and the working phase of the driven Piston pump corresponding load can be optimally adjusted.
Ein besonders geeigneter Anwendungsfall der Erfindung sind Steckpumpen, die in eine Öffnung eines Antriebsgehäuses, beispielsweise einer Brennkraftmaschine, steckbar sind. Solche Steckpumpen finden in Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen Verwendung und stellen eine kostengünstige und flexible Lösung dar.One Particularly suitable application of the invention are plug-in pumps, in an opening of a drive housing, for example an internal combustion engine, are pluggable. Find such plug-in pumps in internal combustion engines of motor vehicles use and provide a cost effective and flexible solution.
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es werden dabei für funktionsäquivalente Blöcke und Größen die gleichen Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung zeigen:following Example embodiments of the invention below Explained referring to the drawing. It will be there for functionally equivalent blocks and sizes the same reference numerals are used. In the drawing show:
Im
Betrieb sorgt die exzentrische Bewegung der Nocke
Durch
die freistichartige Ausnehmung
Während
eines Umlaufs der als Doppelnocke ausgeführten Nocke
Während
eines Umlaufs der Nocke
Weiterhin
ist es vorstellbar – unabhängig von einer konkreten
Ausführungsform einer Nocke – eine freistichartige
Ausnehmung mit einer entsprechenden Wirkung zur Vermeidung von Kantenträgern
ergänzend oder alternativ an der Laufrolle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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