DE102009003256A1 - Piston pump, particularly high-pressure fuel pump, has drive shaft with drive section, piston cooperating with drive section and counter element - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a piston pump according to the preamble of the claim 1.
Vom
Markt her sind Kolbenpumpen, insbesondere Kraftstoff-Hochdruckpumpen,
bekannt, welche durch einen Nockenantrieb oder über einen
Exzenterring angetrieben werden. Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufbau einer Kolbenpumpe zu vereinfachen.The The object of the invention is to simplify the construction of a piston pump.
Diese Aufgabe wird durch eine Kolbenpumpe 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 Task is solved by a piston pump 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.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass eine den Kolben in Richtung auf den Antriebsabschnitt drückende Stößelfeder entfallen und die Kolbenpumpe in ihrem Aufbau entsprechend vereinfacht werden kann. Dies wird erreicht, indem der Kolben und ein zugehöriges Gegenelement mittels eines Spannelements verbunden werden. In der Folge kann ein Kolbenschaft eines Pumpenkolbens einen vergleichsweise großen Durchmesser aufweisen, was der Lebensdauer der Kolbenpumpe zu Gute kommt.The Invention has the advantage that the piston in the direction of the drive section pushing ram spring omitted and simplified the piston pump in their construction accordingly can be. This is achieved by the piston and an associated Counterelement are connected by means of a clamping element. In the Consequence, a piston stem of a pump piston a comparatively large diameter, reflecting the life of the piston pump to benefit.
Besonders einfach baut die erfindungsgemäße Kolbenpumpe, wenn der Kolben und das Gegenelement, welches zu dem Kolben in Bezug auf einen gemeinsamen Antriebsabschnitt radial in etwa um 180° versetzt angeordnet ist und mit diesem zusammenwirkt, eine im Wesentlichen gleichartige Bewegung ausführen. In diesem Fall entspricht die Bewegung des Gegenelementes in allen Phasen einer Drehbewegung einer die Antriebseinheit treibenden Antriebswelle weit gehend der Bewegung des Kolbens. Damit wird die Beanspruchung des Spannelementes reduziert und die Lebensdauer der Kolbenpumpe erhöht.Especially simply builds the piston pump according to the invention, when the piston and the counter element, which in relation to the piston offset radially on a common drive section in about 180 ° is arranged and interacts with this, in essence perform similar movement. In this case corresponds the movement of the counter element in all phases of a rotary motion a drive shaft driving the drive shaft largely going on Movement of the piston. This is the stress of the clamping element reduces and increases the life of the piston pump.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das Gegenelement ein zweiter Kolben ist. Mit dem zweiten Kolben kann eine zweite Pumpenfunktion ausgeführt werden, womit sich die Leistung der Kolbenpumpe verdoppelt. Dabei wird das die beiden Kolben verbindende Spannelement derart gestaltet, dass in gleicher Weise wie beim ersten Kolben eine Stößelfeder des zweiten Kolbens entfallen kann.A advantageous embodiment of the invention is that the Counterelement is a second piston. With the second piston can a second pump function to be performed, bringing doubles the power of the piston pump. It will be the two Piston connecting clamping element designed such that in the same As in the first piston, a plunger spring of the second piston can be omitted.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Gegenelement ein Gleitkörper, insbesondere in der Form eines Kolbenfußes oder eines Tassenstößels ist. Bei derartigen Gleitkörpern ist die Belastung des Antriebsabschnitts gering, und außerdem ist die Fertigung aufgrund der erhöhten Anzahl von Gleichteilen kostengünstig.Farther it is proposed that the counter element is a sliding body, in particular in the form of a piston foot or a bucket tappet. In such sliding bodies, the load on the drive section low, and besides, the production is due to the increased Number of identical parts cost-effective.
Die Erfindung ist besonders vielseitig einzusetzen, wenn der Kolben und das Gegenelement mit dem Antriebsabschnitt gleitend oder mittels einer Rolle zusammenwirken. Beispielsweise ist der Kolben mit einem ersten Rollenschuh und das Gegenelement mit einem zweiten Rollenschuh verbunden, wobei der erste Rollenschuh eine erste Rolle und der zweite Rollenschuh eine zweite Rolle führt, so dass die Rollen auf dem Antriebsabschnitt abrollen können. Hierdurch sind hohe Förderdrücke bei geringen Abmessungen realisierbar.The Invention is particularly versatile to use when the piston and the counter element slidingly or by means of the drive section a role interact. For example, the piston with a first roller shoe and the counter element with a second roller shoe connected, wherein the first roller shoe, a first roller and the second Roller shoe performs a second role, so the rollers can roll on the drive section. Hereby are high delivery pressures with small dimensions feasible.
Eine weitere Ausgestaltung der Kolbenpumpe sieht vor, dass das Spannelement ein im Wesentlichen starres Element ist, insbesondere ein den Antriebsabschnitt umgreifender starrer Bügel. Dies ist dann möglich, wenn aufgrund der Geometrie des Antriebsabschnitts der Kolben und das Gegenelement in allen Phasen der Kolbenbewegung keine oder nur eine geringe Relativbewegung zueinander ausführen. Dadurch werden die mechanischen Verluste im Bügel als Folge einer wechselnden Biegebeanspruchung gering gehalten. Weil sich der Antriebsabschnitt und die ihn treibende Antriebswelle zwischen dem Kolben und dem Gegenelement befinden, ist es vorteilhaft, wenn der Bügel den Antriebsabschnitt und die Antriebswelle in etwa U-förmig umgreift.A further embodiment of the piston pump provides that the clamping element is a substantially rigid element, in particular a drive section embracing rigid strap. This is possible if due to the geometry of the drive section of the piston and the counter element in all phases of the piston movement no or only one perform little relative movement to each other. This will be the mechanical losses in the stirrup as a result of a changing Bending stress kept low. Because the drive section and the drive shaft driving it between the piston and the Counter-element, it is advantageous if the bracket the drive section and the drive shaft in approximately U-shaped embraces.
Der Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe wird erweitert, wenn das Spannelement ein im Wesentlichen federelastisches Element ist, insbesondere mindestens ein federelastischer Bügel. Durch eine federnde Eigenschaft des Bügels, beispielsweise durch eine Gestaltung als Biegefeder oder Balgelement, kann eine eventuelle periodische Relativbewegung zwischen dem Kolben und dem Gegenelement, beziehungsweise dem zweiten Kolben, ausgeglichen werden. Dadurch kann nicht nur Herstelltoleranzen oder einer Abnutzung des Antriebsabschnittes begegnet werden, sondern es kann als Antriebsabschnitt beispielsweise eine Einfachnocke benutzt werden, bei der der Kolben und das Gegenelement keine gleichsinnige Bewegung ausführen. Von Vorteil ist es dabei, wenn die Kolbenpumpe mehr als einen federelastischen Bügel aufweist. Beispielsweise kann ein Paar von Bügeln in etwa symmetrisch zum Antriebsabschnitt angeordnet sein und diesen beidseitig umgreifen. Dabei können die Bügel eine gegenüber einem einfachen Bügel geringere Materialstärke aufweisen oder als paarige Federbleche ausgebildet sein. Die Federeigenschaft kann durch Ausformungen wellenartiger Strukturen quer zur Kraftrichtung unterstützt werden.The field of application of the piston pump according to the invention is expanded if the clamping element is a substantially spring-elastic element, in particular at least one spring-elastic strap. By a resilient property of the bracket, for example by a design as a spiral spring or bellows element, a possible periodic relative movement between the piston and the Counterelement, or the second piston, are compensated. As a result, not only manufacturing tolerances or wear of the drive section can be met, but it can be used as a drive section, for example, a single cam, in which the piston and the counter-element do not perform the same direction movement. It is advantageous if the piston pump has more than a resilient strap. For example, a pair of brackets may be arranged approximately symmetrically to the drive section and engage around this on both sides. In this case, the bracket may have a lower than a simple bracket material thickness or be formed as a pair of spring plates. The spring characteristic can be supported by formations of wave-like structures transversely to the direction of force.
Eine Ausgestaltung der Kolbenpumpe sieht vor, dass der Antriebsabschnitt einen kreisförmigen Exzenterring umfasst. Durch die Verwendung eines Exzenterrings ist es besonders einfach, den Abstand zwischen dem Kolbenfuß und dem Gegenelement in allen Phasen der Kolbenbewegung näherungsweise konstant zu halten. Dadurch kann eine federnde Beanspruchung des Spannelementes weit gehend vermieden werden und seine Dauerfestigkeit erhöht werden.A Design of the piston pump provides that the drive section comprises a circular eccentric ring. By use an eccentric ring, it is particularly easy, the distance between the piston base and the counter element in all phases of Keep piston movement approximately constant. Thereby can be a resilient stress of the clamping element largely be avoided and its fatigue strength be increased.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Antriebsabschnitt eine Nocke, eine Doppelnocke oder eine Dreifachnocke umfasst. Dadurch ist eine erfindungsgemäße Kolbenpumpe besonders vielseitig einzusetzen. Insbesondere sind mit Doppelnocken oder Dreifachnocken bei einer gleichen Drehzahl der Antriebswelle beziehungsweise des Antriebsabschnitts höhere Pumpenleistungen möglich.Farther It is proposed that the drive section is a cam, a Double cam or a triple cam includes. This is an inventive Piston pump particularly versatile to use. In particular are with double cam or triple cam at the same speed the drive shaft or the drive section higher Pump capacities possible.
Ergänzend wird vorgeschlagen, dass der Antriebsabschnitt einen Polygonring umfasst. Bei einer solchen Ausgestaltung sind besonders hohe Förderdrücke realisierbar.additional It is proposed that the drive section be a polygon ring includes. In such a configuration are particularly high discharge pressures realizable.
Die Kolbenpumpe arbeitet besonders sicher, wenn das Spannelement gleitend in einem Gehäuse der Kolbenpumpe geführt ist. Hierzu kann beispielsweise ein Fixierstift verwendet werden, der mit axialem Spiel in einer entsprechenden Gehäuseöffnung aufgenommen ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass im Betrieb das Spannelement in Bezug auf eine Mittelachse der den Antriebsabschnitt treibenden Antriebswelle eine bestimmte Position beibehält, ohne die Antriebswelle oder den Antriebsabschnitt zu berühren, was eine Beschädigung der Kolbenpumpe zur Folge haben könnte.The Piston pump works especially safe when the clamping element sliding is guided in a housing of the piston pump. For this purpose, for example, a fixing pin can be used which recorded with axial play in a corresponding housing opening is. This ensures that during operation, the clamping element with respect to a center axis of the driving portion driving Drive shaft maintains a certain position without the Drive shaft or the drive section to touch what could cause damage to the piston pump.
In eine ähnliche Richtung geht jene Kolbenpumpe, bei der das Spannelement am Gehäuse über einen Gelenkabschnitt befestigt ist. Durch die Verwendung eines Gelenks wird das Spannelement definiert am Gehäuse befestigt und kann zugleich die Bewegung des Kolbens und des Gegenelementes mitmachen.In a similar direction is that piston pump, in which the Clamping element on the housing via a joint section is attached. By using a joint, the tensioning element becomes defined attached to the housing and can at the same time the movement join the piston and the counter element.
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:following Example embodiments of the invention below Explained referring to the drawing. In the drawing demonstrate:
Es werden bei unterschiedlichen Ausführungsformen für funktionsäquivalente Elemente und Größen jeweils die gleichen Bezugszeichen verwendet. Bei abgewandelten Ausführungsformen wird nur auf wesentliche Unterschiede zu vorhergehenden Ausführungsformen eingegangen.It be in different embodiments for functionally equivalent elements and sizes each used the same reference numerals. In modified Embodiments will only focus on significant differences to previous embodiments.
In
Im
Betrieb dreht sich die Antriebswelle
Die
Aufwärtsbewegung des Kolbens
Eine
obere Platte
Mit
der Drehbewegung des Exzenterabschnitts
Durch
die Vorspannung der Federbleche
Die
Der
in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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2009
- 2009-05-20 DE DE200910003256 patent/DE102009003256A1/en not_active Withdrawn
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20141202 |