DE102009014833A1 - Antriebseinrichtung und Brennkraftmaschine - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung (7) für eine Hochdruckpumpe (3), insbesondere einer Kraftstoffeinspritzanlage (2) für eine Brennkraftmaschine (1), mit einer Nockenwelle (4), die um eine Drehachse (6) drehend antreibbar ist, mit einem Pumpennocken (8), der mit der Nockenwelle (4) drehfest verbunden ist, und mit einem ersten Rollenstößel (9) zum Übertragen einer bidirektionalen Antriebsbewegung auf ein Antriebsglied (11) der Hochdruckpumpe (3). Eine Bauraumoptimierung lässt sich vereinfacht durchführen, wenn ein zweiter Rollenstößel (12) vorgesehen ist, dessen Rolle (13) mit dem Pumpennocken (8) zusammenwirkt und der an einer von seiner Rolle (13) abgewandten Seite eine Steuerkontur (14) aufweist, mit der die Rolle (15) des ersten Rollenstößels (9) zusammenwirkt, wobei die Hubrichtung (19) des ersten Rollenstößels (9) geneigt zur Hubrichtung (18) des zweiten Rollenstößels (12) verläuft.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für eine Hochdruckpumpe, insbesondere einer Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs. Die Erfindung betrifft außerdem eine mit einer derartigen Antriebseinrichtung ausgestattete Brennkraftmaschine.
- Aus der
DE 195 15 191 A1 ist eine Antriebseinrichtung für eine Hochdruckpumpe einer Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine bekannt. Sie umfasst eine Nockenwelle, die um eine Drehachse drehend antreibbar ist, und einen Pumpennocken, der mit der Nockenwelle drehfest verbunden ist. Mit diesem Pumpennocken wirkt ein Stößel zusammen, um bidirektionale Antriebsbewegungen auf ein Antriebsglied der Hochdruckpumpe zu übertragen. Bei der bekannten Antriebseinrichtung treibt der Stößel einen Plungerkolben zum Fördern des Kraftstoffs an. - Aus der
DE 4212255 C2 ist eine weitere Antriebseinrichtung dieser Art bekannt, wobei der mit dem Pumpennocken zusammenwirkende Stößel als Rollenstößel ausgestaltet ist und eine an einer Steuerkontur des Pumpennocken ablaufende Rolle trägt. - Aus der
DE 10 2005 023 846 A1 ist eine weitere Antriebseinrichtung dieser Art bekannt, wobei als Pumpennocken ein Ventilnocken verwendet wird, der ein Gaswechselventil steuert. Außerdem ist bei dieser Antriebseinrichtung der Stößel in einer Trennebene zwischen Zylinderkopfhaube und Zylinderkopf angeordnet, wodurch die Antriebseinrichtung seitlich an den Motorblock angebaut werden kann. - Üblicherweise wird als Nockenwelle, die den Pumpennocken der Antriebseinrichtung trägt, eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine verwendet, die Ventilnocken zum Steuern von Gaswechselventilen trägt. Die Antriebseinrichtung ist dann im Bereich einer Zylinderkopfhaube angeordnet. Dabei ist sie bezüglich der Drehachse der Nockenwelle entsprechend der Antriebsbewegung des Stößels radial angeordnet. Zur Bauraumoptimierung ist es dabei möglich, die Relativlage der Antriebseinrichtung bezüglich der Nockenwelle durch Drehen um die Drehachse zu verändern. Da somit nur ein einziger Freiheitsgrad für die Positionierung der Antriebseinrichtung relativ zur Nockenwelle zur Verfügung steht, sind die Möglichkeiten zur Optimierung des für die Antriebseinrichtung benötigten Bauraums reduziert.
- Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Antriebseinrichtung einer Hochdruckpumpe bzw. für eine damit ausgestattete Brennkraftmaschine eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass die Möglichkeiten zur Optimierung des erforderlichen Einbauraums vergrößert sind, so dass insbesondere die gestalterische Freiheit für die Unterbringung der Antriebseinrichtung an der Brennkraftmaschine vergrößert ist.
- Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwei Rollenstößel verwendet werden, um die Antriebsbewegung vom Pumpennocken auf das Antriebsglied zu übertragen. Dabei treibt der erste Rollenstößel das Antriebsglied an, während der zweite Rollenstößel über seine Rolle mit dem Pumpennocken zusammenwirkt. Ferner ist der zweite Rollenstößel mit einer Steuerkontur ausgestattet. Die Rolle des ersten Rollenstößels wirkt nun mit dieser Steuerkontur zusammen. Auf diese Weise wird eine Antriebskette gebildet, die vom Pumpennocken über den zweiten Rollenstößel und über den ersten Rollenstößel mit dem Antriebsglied zusammenwirkt. Während die Hubrichtung des zweiten Rollenstößels wie bei einer herkömmlichen Bauweise radial zur Drehachse der Nockenwelle verläuft, ist die Hubrichtung des ersten Rollenstößels gegenüber der Hubrichtung des zweiten Rollenstößels geneigt. Dementsprechend kann auch die bidirektionale Antriebsbewegung des Antriebsglieds eine von einer radialen Orientierung bezüglich der Drehachse der Nockenwelle abweichende Ausrichtung aufweisen. Da die Neigung zwischen den Hubrichtungen der beiden Rollenstößel konstruktiv einstellbar ist, ergibt sich für die Positionierung und räumliche Anordnung der Antriebseinrichtung ein zusätzlicher Freiheitsgrad, so dass die Antriebseinrichtung bezüglich der Nockenwelle bzw. bezüglich des Pumpennockens entlang eines Kugelschalensegments positionierbar ist. Es stehen somit erheblich mehr Möglichkeiten zur Unterbringung der Antriebseinrichtung an der Brennkraftmaschine, insbesondere im Bereich einer Zylinderkopfhaube, zur Verfügung.
- Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der erste Rollenstößel mit einer Rückstellfeder gegen die Steuerkontur des zweiten Rollenstößels vorgespannt sein. Auf diese Weise kann der erste Rollenstößel der Steuerkontur besser folgen. Zusätzlich oder alternativ kann der zweite Rollenstößel mit einer Rückstellfeder gegen den Pumpennocken vorgespannt sein, um einer entsprechenden Steuerkontur des Pumpennockens besser folgen zu können.
- Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann eine Antriebskonsole vorgesehen sein, die eine erste Stößelführung zum bidirektionalen Hubverstellen des ersten Rollenstößels sowie eine zweite Stößelführung zum bidirektionalen Hubverstellen des zweiten Rollenstößels aufweist. Darüber hinaus kann diese Antriebskonsole eine Halterung zum Anbauen der Hochdruckpumpe aufweisen. Auf diese Weise kann in der Antriebskonsole der Kraftübertragungspfad vom Pumpennocken zum Antriebsglied untergebracht werden, wobei insbesondere ein funktionssicheres Zusammenwirken zwischen den beiden Rollenstößels gewährleistet ist.
- Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung kann nun diese Antriebskonsole integral an einer Zylinderkopfhaube der Brennkraftmaschine ausgeformt sein. Hierdurch ergibt sich eine besonders kompakte Bauform.
- Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
- Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
- Es zeigen, jeweils schematisch
-
1 eine stark vereinfachte Seitenansicht einer Antriebseinrichtung, -
2 eine vereinfachte Schnittansicht der Antriebseinrichtung, -
3 eine perspektivische Ansicht einer Zylinderkopfhaube im Bereich der Antriebseinrichtung. - Entsprechend den
1 –3 umfasst eine nur teilweise dargestellte Brennkraftmaschine1 , insbesondere eines Kraftfahrzeugs, eine Kraftstoffeinspritzanlage2 , von der lediglich eine Hochdruckpumpe3 dargestellt ist. Ferner umfasst die Brennkraftmaschine1 zumindest eine Nockenwelle4 . Die Nockenwelle4 trägt Ventilnocken5 zum Betätigen hier nicht gezeigter Gaswechselventile. Hierzu dreht die Nockenwelle4 um eine Drehachse6 . Eine Rotationsbewegung der Nockenwelle4 um ihre Drehachse6 ist durch einen Drehpfeil30 angedeutet. - Zum Antreiben der Hochdruckpumpe
3 ist eine Antriebseinrichtung7 vorgesehen. Diese Antriebseinrichtung7 umfasst eine Nockenwelle. Bevorzugt handelt es sich hierbei um die Nockenwelle4 , welche mit den Ventilnocken5 ausgestattet ist. Grundsätzlich kann der Antriebseinrichtung7 auch eine separate Nockenwelle zugeordnet sein. Jedenfalls trägt die der Antriebseinrichtung7 zugeordnete Nockenwelle4 einen Pumpennocken8 , der mit der Nockenwelle4 drehfest verbunden ist. Die Antriebseinrichtung7 weist außerdem einen ersten Rollenstößel9 auf, der eine bidirektionale Hubbewegung10 durchführen kann, um eine bidirektionale Antriebsbewegung auf ein Antriebsglied11 der Hochdruckpumpe3 zu übertragen. Darüber hinaus ist die Antriebseinrichtung7 mit einem zweiten Rollenstößel12 ausgestattet, der über seine Rolle13 mit dem Pumpennocken8 zusammenwirkt. Außerdem weist der zweite Rollenstößel12 an einer von seiner Rolle13 abgewandten Seite eine Steuerkontur14 auf. Der erste Rollenstößel9 wirkt nun mit seiner Rolle15 mit der Steuerkontur14 des zweiten Rollenstößels12 zusammen. - Wenn der zweite Rollenstößel
12 einer Steuerkontur oder Außenkontur16 des Pumpennockens8 folgt, führt er eine bidirektionale Hubbewegung17 aus, die radial zur Drehachse6 der Nockenwelle4 orientiert ist. Dementsprechend steht eine Hubrichtung18 des zweiten Rollenstößels12 senkrecht auf der Drehachse6 . Eine Hubrichtung19 des ersten Rollenstößels9 kann nun gegenüber der Hubrichtung18 des zweiten Rollenstößels12 geneigt verlaufen. Im Beispiel der1 liegt die Hubrichtung19 des ersten Rollenstößels9 zusammen mit der Drehachse6 der Nockenwelle4 und der Hubrichtung18 des zweiten Rollenstößels12 in einer gemeinsamen Ebene. Je nach Ausrichtung der Steuerkontur14 kann jedoch eine Ebene, in der die beiden Hubrichtungen18 ,19 liegen, um die Längsmittelachse bzw. Hubrichtung18 des zweiten Rollenstößels12 gegenüber einer Ebene verdreht werden, in welcher die Drehachse6 und die Hubrichtung18 des zweiten Rollenstößels12 liegen. Hierdurch ergeben sich Möglichkeiten zum Variieren der räumlichen Anordnung der Hochdruckpumpe3 bezüglich der Nockenwelle4 , was das Auffinden einer hinsichtlich Bauraum optimalen Relativlage vereinfacht. - Der erste Rollenstößel
9 kann mit Hilfe einer Rückstellfeder20 gegen die Steuerkontur14 des zweiten Rollenstößels12 vorgespannt sein. Hierdurch kann der erste Rollenstößel9 einer in Richtung zur Nockenwelle4 orientierten, durch einen Pfeil angedeuteten Bewegung21 des zweiten Rollenstößels12 besser folgen. Des Weiteren kann auch der zweite Rollenstößel12 mit einer hier nur symbolisch dargestellten Rückstellfeder22 gegen den Pumpennocken8 bzw. gegen dessen Außenkontur16 vorgespannt sein. Auf diese Weise kann auch der zweite Rollenstößel12 der Außenkontur16 besser folgen, wenn er sich hierzu entsprechend der Bewegungsrichtung21 in Richtung zur Drehachse6 bewegen muss. - Im gezeigten Beispiel sind die beiden Hubrichtungen
18 ,19 in einem Neigungswinkel23 gegeneinander geneigt, der bei etwa 45° liegt. Besagter Neigungswinkel23 kann bei anderen Ausführungsformen in einem Bereich von einschließlich 30° bis einschließlich 60° liegen. Grundsätzlich sind jedoch auch Neigungswinkel23 möglich, die kleiner als 30° sind. - Zur Realisierung einer besonders kompakten Bauweise der Antriebseinrichtung
7 ist der Pumpennocken8 an der gleichen Nockenwelle4 angeordnet, an der auch die Ventilnocken5 angeordnet sind. Des Weiteren kann entsprechend den2 und3 eine Antriebskonsole24 vorgesehen sein. Diese Antriebskonsole24 enthält eine erste Stößelführung25 , in welcher der erste Rollenstößel9 in der ersten Hubrichtung19 geführt verstellbar gelagert ist. Des Weiteren enthält die Antriebskonsole24 eine zweite Stößelführung26 zur Realisierung einer geführten Hubverstellung des zweiten Rollenstößels12 in der zweiten Hubrichtung18 . Des Weiteren ist die Antriebskonsole24 mit einer Halterung27 ausgestattet, mit deren Hilfe die Hochdruckpumpe3 an die Antriebskonsole24 angebaut werden kann. Beispielsweise ist besagte Halterung27 komplementär zu einem Flansch28 der Hochdruckpumpe3 gestaltet. - Die Brennkraftmaschine
1 umfasst ferner eine Zylinderkopfhaube29 , die an einem hier nicht gezeigten Zylinderkopf der Brennkraftmaschine1 befestigt werden kann, um einen Nockenwellenraum zu verschließen, in dem die Nockenwelle4 angeordnet ist. Die Antriebskonsole24 ist vorzugsweise an dieser Zylinderkopfhaube29 angeordnet. Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher die Antriebskonsole24 integral an der Zylinderkopfhaube29 ausgeformt ist. Beispielsweise handelt es sich bei der Zylinderkopfhaube29 um ein Gussteil, insbesondere aus Leichtmetall, das integral auch die Antriebskonsole24 besitzt. Entsprechend den2 und3 lässt sich die Antriebskonsole24 an der Zylinderkopfhaube29 besonders einfach so anformen bzw. anordnen, dass sich die Hochdruckpumpe3 im montierten Zustand innerhalb einer Projektion der Zylinderkopfhaube29 befindet, die senkrecht zu einer Kontaktebene orientiert ist, in welcher die Zylinderkopfhaube29 am Zylinderkopf zur Anlage kommt. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 19515191 A1 [0002]
- - DE 4212255 C2 [0003]
- - DE 102005023846 A1 [0004]
Claims (10)
- Antriebseinrichtung für eine Hochdruckpumpe (
3 ), insbesondere einer Kraftstoffeinspritzanlage (2 ) für eine Brennkraftmaschine (1 ), – mit einer Nockenwelle (4 ), die um eine Drehachse (6 ) drehend antreibbar ist, – mit einem Pumpennocken (8 ), der mit der Nockenwelle (4 ) drehfest verbunden ist, – mit einem ersten Rollenstößel (9 ) zum Übertragen einer bidirektionalen Antriebsbewegung auf ein Antriebsglied (11 ) der Hochdruckpumpe (3 ), gekennzeichnet durch einen zweiten Rollenstößel (12 ), dessen Rolle (13 ) mit dem Pumpennocken (8 ) zusammenwirkt und der an einer von seiner Rolle (13 ) abgewandten Seite eine Steuerkontur (14 ) aufweist, mit der die Rolle (15 ) des ersten Rollenstößels (9 ) zusammenwirkt, wobei die Hubrichtung (19 ) des ersten Rollenstößels (9 ) geneigt zur Hubrichtung (18 ) des zweiten Rollenstößels (12 ) verläuft. - Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Rollenstößel (
9 ) mit einer Rückstellfeder (20 ) gegen die Steuerkontur (14 ) des zweiten Rollenstößels (12 ) vorgespannt ist. - Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Rollenstößel (
12 ) mit einer Rückstellfeder (22 ) gegen den Pumpennocken (8 ) vorgespannt ist. - Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubrichtungen (
18 ,19 ) der Rollenstößel (9 ,12 ) mit einem Neigungswinkel (23 ) gegeneinander geneigt sind, der in einem Bereich von einschließlich 30° bis einschließlich 60° oder etwa bei 45° liegt. - Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebskonsole (
24 ) vorgesehen ist, die eine erste Stößelführung (25 ) zum bidirektionalen Hubverstellen des ersten Rollenstößels (9 ), eine zweite Stößelführung (26 ) zum bidirektionalen Hubverstellen des zweiten Rollenstößels (12 ) und eine Halterung (27 ) zum Anbauen der Hochdruckpumpe (3 ) aufweist. - Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, – mit einer Kraftstoffeinspritzanlage (
2 ), die zumindest eine Hochdruckpumpe (3 ) aufweist, – mit wenigstens einer Nockenwelle (4 ), die Ventilnocken (5 ) zum Betätigen von Gaswechselventilen trägt, – mit mindestens einer Antriebseinrichtung (7 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5. - Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpennocken (
8 ) und die Ventilnocken (5 ) an derselben Nockenwelle (4 ) angeordnet sind. - Brennkraftmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zylinderkopfhaube (
29 ) vorgesehen ist, welche zum Verschließen eines die wenigstens eine Nockenwelle (4 ) enthaltenden Nockenwellenraums an einer Zylinderkopf befestigbar ist und welche die Antriebskonsole (24 ) aufweist. - Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskonsole (
24 ) integral an der Zylinderkopfhaube (29 ) ausgeformt ist. - Brennkraftmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (
3 ) innerhalb einer Projektion der Zylinderkopfhaube (29 ) angeordnet ist, die senkrecht zu einer Kontaktebene zwischen Zylinderkopfhaube (29 ) und Zylinderkopf orientiert ist.
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DE102009014833A1 true DE102009014833A1 (de) | 2010-09-30 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |