DE102011005459A1

DE102011005459A1 - Fluid pump e.g. high pressure fuel pump of motor vehicle, has energy storage unit that is connected to cam portion of drive shaft to receive energy from cam portion due to revolution of drive shaft and to deliver energy to cam portion

Info

Publication number: DE102011005459A1
Application number: DE201110005459
Authority: DE
Inventors: Andreas Eichendorf; Matthias Schumacher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2012-09-13

Abstract

The fluid pump (24) has a drive shaft (38) with a cam portion (36) and a cam portion driven feed element (30). An energy storage unit (34) is connected with the cam portion of the drive shaft through drive roller or rocker arm so as to receive energy from the cam portion due to the revolution of the drive shaft and to deliver energy to the cam portion. The energy storage unit is provided with a spring.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Fluidpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fluid pump according to the preamble of claim 1.

Fluidpumpen, beispielsweise in einem Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, sind vom Markt her bekannt. Häufig sind Fluidpumpen als Kolbenpumpen ausgeführt, bei denen der Antrieb mittels eines Nockenabschnitts einer Antriebswelle (Nockenwelle) erfolgt. Beispielsweise wird die Antriebskraft mittels eines Rollentriebs von dem Nockenabschnitt auf einen Kolben der Kolbenpumpe übertragen. Entsprechend dem von der Fluidpumpe zu erzeugenden Kraftstoffdruck sind die Antriebskraft und damit das von der Nockenwelle aufzubringende Drehmoment vergleichsweise hoch. Das Drehmoment ist in Abhängigkeit von einem Winkel der Nockenwelle bestimmten Schwankungen unterworfen.Fluid pumps, for example in a fuel system of an internal combustion engine of a motor vehicle, are known from the market. Often, fluid pumps are designed as piston pumps in which the drive is effected by means of a cam portion of a drive shaft (camshaft). For example, the driving force is transmitted by means of a roller drive from the cam portion to a piston of the piston pump. According to the fuel pressure to be generated by the fluid pump, the driving force and thus the torque to be applied by the camshaft are comparatively high. The torque is subject to certain variations depending on an angle of the camshaft.

Patentveröffentlichungen aus diesem Fachgebiet sind beispielsweise die DE 10 2004 053 278 A1 , die DE 100 52 629 A1 , die DE 103 61 578 A1 und die EP 0 481 964 B1 .Patent publications in this field are, for example, the DE 10 2004 053 278 A1 , the DE 100 52 629 A1 , the DE 103 61 578 A1 and the EP 0 481 964 B1 ,

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch eine Fluidpumpe nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in 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.The problem underlying the invention is achieved by a fluid pump according to claim 1. Advantageous developments are specified in subclaims. Features which are important for the invention can also be found in the following description and in the drawings, wherein the features, both alone and in different combinations, can be important for the invention, without being explicitly referred to again.

Die erfindungsgemäße Fluidpumpe hat den Vorteil, dass ein von einem Antrieb auf eine Antriebswelle (”Nockenwelle”) der Fluidpumpe zu übertragendes Drehmoment über einem Drehwinkel der Antriebswelle geglättet wird. Insbesondere kann ein maximaler Betrag des Drehmoments vermindert werden. Dadurch können gegebenenfalls die den Antrieb der Antriebswelle bildenden Elemente schwächer ausgeführt werden, oder es kann die Dauerfestigkeit des Antriebs entsprechend erhöht werden.The fluid pump according to the invention has the advantage that a torque to be transmitted by a drive to a drive shaft ("camshaft") of the fluid pump is smoothed over a rotational angle of the drive shaft. In particular, a maximum amount of torque can be reduced. As a result, if appropriate, the elements forming the drive of the drive shaft can be made weaker, or the fatigue strength of the drive can be correspondingly increased.

Die erfindungsgemäße Fluidpumpe umfasst mindestens ein Förderelement und mindestens einen Energiespeicher. Dabei geht die Erfindung von der Überlegung aus, dass das Förderelement während der Kompressionsphase eine von der Kompression des zu fördernden Fluids abhängige und somit variable ”Widerstandskraft” auf den Nockenabschnitt ausübt, die zu einem darüber hinaus vom aktuellen Hebelarm abhängigen ”Widerstandsmoment” führt, welches auf die Antriebswelle und deren Antrieb wirkt. Der Hebelarm hängt vom aktuellen Drehwinkel der Antriebswelle und somit von der aktuellen Stellung des Nockenabschnitts ab. Nach dem Überschreiten des oberen Totpunktes und der maximalen Kompression wirken vom Förderelement in analoger Weise auf die Antriebswelle eine ”Antriebskraft” und ein ”Antriebsmoment” aufgrund einer auf das Förderelement wirkenden Rückstellkraft (beispielsweise mittels einer Kolbenfeder).The fluid pump according to the invention comprises at least one conveying element and at least one energy store. The invention is based on the consideration that during the compression phase the delivery element exerts a "resistance force" which is dependent on the compression of the fluid to be delivered and thus variable on the cam section, which leads to a "moment of resistance" which is dependent on the current lever arm acts on the drive shaft and its drive. The lever arm depends on the current rotation angle of the drive shaft and thus on the current position of the cam section. After exceeding the top dead center and the maximum compression acting from the conveyor element in an analogous manner to the drive shaft, a "driving force" and a "drive torque" due to a force acting on the conveyor restoring force (for example by means of a piston spring).

Erfindungsgemäß wird der Energiespeicher mit dem ersten Nockenabschnitt oder mit einem mit der Antriebswelle verbundenen zweiten Nockenabschnitt derart gekoppelt, dass der Energiespeicher bei einer Umdrehung der Antriebswelle zyklisch von dem Nockenabschnitt Energie aufnehmen und wieder an diesen abgeben kann. Der Energiespeicher kann also an denselben Nockenabschnitt gekoppelt sein, welcher das Förderelement antreibt, oder er kann an einen – axial und/oder radial versetzten – zweiten Nockenabschnitt gekoppelt sein, der ebenfalls mit der Antriebswelle verbunden ist. Dabei sind ein Winkel der Wirkrichtung des Energiespeichers, in der er auf den ersten oder den zweiten Nockenabschnitt wirkt, in Bezug auf eine Wirkrichtung des Förderelements, in der dieses auf den ersten Nockenabschnitt wirkt, und/oder eine Wirkkraft des Energiespeichers, welche auf den ersten oder den zweiten Nockenabschnitt wirkt, und/oder eine Kraft/Wegkonstante des Energiespeichers derart bemessen, dass ein von dem Antrieb auf die Antriebswelle zu übertragender Drehmomentverlauf geglättet wird. Im Allgemeinen wird eine Glättung dadurch erreicht, dass in einer Phase, in der das Förderelement auf die Antriebswelle eher ein Antriebsmoment ausübt, der Energiespeicher geladen wird, und in einer Phase, in der das Förderelement auf die Antriebswelle eher ein Widerstandsmoment ausübt, der Energiespeicher entladen wird. Dadurch wird auch verhindert, dass die die Antriebswelle antreibenden Übertragungselemente, beispielsweise ein Zahnriemen und/oder ein Nockenwellensteller, stärker beansprucht werden, als es für eine jeweilige Förderleistung an sich erforderlich wäre.According to the invention, the energy store is coupled to the first cam section or to a second cam section connected to the drive shaft in such a way that the energy store can cyclically absorb energy from the cam section during one revolution of the drive shaft and release it again thereon. The energy store can thus be coupled to the same cam portion which drives the conveyor element, or it can be coupled to a - axially and / or radially offset - second cam portion, which is also connected to the drive shaft. In this case, an angle of the effective direction of the energy accumulator in which it acts on the first or the second cam portion, with respect to a direction of action of the conveying element, in which this acts on the first cam portion, and / or an effective force of the energy storage, which on the first or the second cam portion acts, and / or a force / displacement constant of the energy storage such that a torque to be transmitted from the drive to the drive shaft torque curve is smoothed. In general, smoothing is achieved by charging the energy store in a phase in which the conveying element is more likely to impart a drive torque to the drive shaft and discharging the energy store in a phase in which the conveying element tends to exert a resistive torque on the drive shaft becomes. This also prevents the transmission elements driving the drive shaft, for example a toothed belt and / or a camshaft actuator, from being stressed to a greater extent than would be necessary for a respective delivery rate per se.

Es versteht sich, dass der ”Nockenabschnitt” nahezu beliebig ausgeführt sein kann. Beispielsweise kann dieser auch ein einfacher Exzenterabschnitt sein, bei dem es aufgrund des Förderdrucks bzw. der Rückstellkraft auf das Förderelement zu einem die Antriebswelle belastenden Drehmoment kommt.It is understood that the "cam portion" can be performed almost arbitrarily. For example, this may also be a simple eccentric section, in which, due to the delivery pressure or the restoring force on the conveyor element to a torque loading the drive shaft.

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Energiespeicher eine Feder umfasst. Beispielsweise kann die Feder eine auf Druck beanspruchte Schraubenfeder sein. Schraubenfedern können mechanische Energie besonders verlustarm speichern und sind zudem kostengünstig herstellbar.Furthermore, the invention provides that the energy store comprises a spring. For example, the spring may be a pressure-loaded coil spring. Coil springs can save mechanical energy particularly low loss and are also inexpensive to produce.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Energiespeicher mit dem ersten oder dem zweiten Nockenabschnitt über einen Rollentrieb, einen Tassenstößel, einen Schlepphebel und/oder einen Kipphebel gekoppelt ist. Auf diese Weise kann der Energiespeicher optimal angekoppelt und/oder an den verfügbaren Bauraum der Fluidpumpe angepasst werden. An embodiment of the invention provides that the energy store is coupled to the first or the second cam portion via a roller drive, a bucket tappet, a drag lever and / or a rocker arm. In this way, the energy storage can be optimally coupled and / or adapted to the available space of the fluid pump.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass in der Drehebene der Antriebswelle eine Wirkrichtung des Energiespeichers, in der er auf den ersten oder den zweiten Nockenabschnitt wirkt, in Bezug auf eine Wirkrichtung des Förderelements, in der dieses auf den ersten Nockenabschnitt wirkt, um einen Winkel von ungefähr 135° versetzt angeordnet ist. Mit dieser Anordnung kann der Drehmomentverlauf bereits deutlich geglättet werden. Es versteht sich, dass der Winkel auch wesentlich von 135° verschieden sein kann, und dass zugleich auch die den Energiespeicher bestimmenden mechanischen Größen vielfältig angepasst sein können. Wie oben beschrieben, können die mittlere Kraft der Feder und/oder eine Kraft/Wegkonstante der Feder zusammen mit dem besagten Winkel optimiert sein.A further embodiment of the invention provides that in the plane of rotation of the drive shaft, a direction of action of the energy accumulator, in which it acts on the first or the second cam portion, with respect to a direction of action of the conveying element, in which this acts on the first cam portion to a Angle of approximately 135 ° is arranged offset. With this arrangement, the torque curve can already be significantly smoothed. It is understood that the angle can also be substantially different from 135 °, and that at the same time, the energy storage determining mechanical variables can be varied adapted. As described above, the average force of the spring and / or a force / displacement constant of the spring can be optimized together with the said angle.

Erfindungsgemäß können die Fluidpumpe bzw. das Förderelement beispielsweise als eine Einzylinder-Kolbenpumpe ausgeführt sein. Einzylinder-Kolbenpumpen sind einerseits preiswert herstellbar und benötigen wenig Bauraum, andererseits weist ihr Drehmomentverlauf über den Drehwinkel der Antriebswelle besonders ausgeprägte Spitzen auf. Daher kann die Erfindung auf Einzylinder-Kolbenpumpen besonders nutzbringend angewendet werden. Es können jedoch auch Mehrzylinder-Kolbenpumpen durch die Erfindung verbessert werden.According to the invention, the fluid pump or the conveying element can be designed, for example, as a single-cylinder piston pump. Single-cylinder piston pumps are both inexpensive to produce and require little space, on the other hand, their torque curve on the rotation angle of the drive shaft particularly pronounced peaks. Therefore, the invention can be applied particularly profitably to single-cylinder piston pumps. However, multi-cylinder piston pumps can also be improved by the invention.

Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be explained with reference to the drawings. In the drawing show:

1 ein vereinfachtes Schema eines Kraftstoffsystems einer Brennkraftmaschine; 1 a simplified diagram of a fuel system of an internal combustion engine;

2 eine Fluidpumpe mit einem Förderelement und einem Energiespeicher; und 2 a fluid pump with a conveying element and an energy store; and

3 ein Diagramm mit Drehmomentverläufen an einer Antriebswelle der Fluidpumpe von 2 über einem Drehwinkel. 3 a diagram with torque curves on a drive shaft of the fluid pump of 2 over a rotation angle.

Es werden für funktionsäquivalente Elemente und Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet.The same reference numerals are used for functionally equivalent elements and sizes in all figures, even in different embodiments.

1 zeigt ein Kraftstoffsystem 10 einer Brennkraftmaschine in einer vereinfachten und schematischen Darstellung. Aus einem Kraftstofftank 12 wird Kraftstoff über eine Saugleitung 14 mittels einer Vorförderpumpe 16, über eine Niederdruckleitung 18, und über eine von einem Elektromagneten 20 betätigbare Ventileinrichtung 22 – welche vorliegend ein Mengensteuerventil ist – einer Fluidpumpe 24 (Kraftstoff-Hochdruckpumpe) zugeführt. Stromabwärts ist die Fluidpumpe 24 über eine Hochdruckleitung 26 an einen Hochdruckspeicher 28 (”Rail”) angeschlossen. 1 shows a fuel system 10 an internal combustion engine in a simplified and schematic representation. From a fuel tank 12 will fuel through a suction line 14 by means of a prefeed pump 16 , via a low pressure line 18 , and about one of an electromagnet 20 actuatable valve device 22 - Which in the present case is a quantity control valve - a fluid pump 24 (High-pressure fuel pump) supplied. Downstream is the fluid pump 24 via a high pressure line 26 to a high-pressure accumulator 28 ("Rail") connected.

Die Fluidpumpe 24 umfasst ein Förderelement in Form eine Förderkolbens 30, der in einem Zylinder 32 geführt ist, und einen Energiespeicher 34. Die Fluidpumpe 24 ist vorliegend als Einzylinder-Kolbenpumpe ausgeführt, weist also nur ein einziges Förderelement auf. Ein Nockenabschnitt 36 – welcher in der 1 beispielhaft ein im Schnitt kreisförmiger Exzenterabschnitt ist – ist drehfest mit einer Antriebswelle 38 verbunden. Der Förderkolben 30 wird von einer Feder 35 in der Zeichnung nach unten gegen den Nockenabschnitt 36 gedrückt, wobei die gezeigte Anordnung der Feder 35 in einem Förderraum 37 lediglich symbolischen Charakter hat. Im Regelfalle dürfte sie eher außerhalb vom Förderraum 37 angeordnet sein. Ein Pfeil 40 symbolisiert die mechanische Kopplung des Energiespeichers 34 mit dem Nockenabschnitt 36 bzw. der Antriebswelle 38.The fluid pump 24 comprises a conveying element in the form of a delivery piston 30 in a cylinder 32 is guided, and an energy storage 34 , The fluid pump 24 is presently designed as a single-cylinder piston pump, thus has only a single conveying element. A cam section 36 - which in the 1 is an example circular in section eccentric - is rotatably with a drive shaft 38 connected. The delivery piston 30 is from a spring 35 in the drawing down against the cam portion 36 pressed, the arrangement shown the spring 35 in a pump room 37 has only symbolic character. As a rule, it should rather outside of the pump room 37 be arranged. An arrow 40 symbolizes the mechanical coupling of the energy store 34 with the cam section 36 or the drive shaft 38 ,

Beim Betrieb der Fluidpumpe 24 wird der Förderkolben 30 im Verlauf der Drehbewegung der Antriebswelle 38 in seiner Längsrichtung bewegt, so dass der Förderkolben 30 mittels (in der 1 nicht dargestellter) Einlassventile und Auslassventile Kraftstoff über die Hochdruckleitung 26 in den Hochdruckspeicher 28 fördern kann. Der Energiespeicher 34 ist derart mit dem Nockenabschnitt 36 gekoppelt, dass er von dem Nockenabschnitt 36 zyklisch Energie aufnehmen und wieder an den Nockenabschnitt 36 abgeben kann. Insbesondere sind die die Fluidpumpe 24 bestimmenden Geometrien so ausgeführt, dass der Verlauf des von einem (nicht dargestellten) Antrieb auf die Antriebswelle 38 zu übertragenden Drehmoments geglättet wird. Insbesondere nimmt er dann Energie auf, wenn der Förderkolben 30 seinen oberen Totpunkt überschritten hat und nunmehr ein antreibendes Drehmoment auf die Antriebswelle 38 ausübt, und er gibt Energie in Form eines antreibenden Drehmoments an die Antriebswelle 38 ab, wenn der Förderkolben 30 kurz vor dem oberen Totpunkt ist und ein die Antriebswelle 38 bremsendes Widerstandsmoment auf diese ausübt.During operation of the fluid pump 24 becomes the delivery piston 30 in the course of the rotational movement of the drive shaft 38 moved in its longitudinal direction, so that the delivery piston 30 by means of (in the 1 not shown) intake valves and exhaust valves fuel via the high pressure line 26 in the high-pressure accumulator 28 can promote. The energy storage 34 is so with the cam portion 36 coupled to it from the cam section 36 cyclically absorb energy and back to the cam section 36 can deliver. In particular, they are the fluid pump 24 determining geometries designed so that the course of the (not shown) drive to the drive shaft 38 is smoothed to transmitted torque. In particular, it then absorbs energy when the delivery piston 30 has exceeded its top dead center and now a driving torque on the drive shaft 38 and it gives energy in the form of a driving torque to the drive shaft 38 off when the delivery piston 30 is just before top dead center and a drive shaft 38 braking moment of resistance exerts on them.

2 zeigt eine zu der 1 unterschiedliche Ausführungsform der Fluidpumpe 24 in einer schematischen Darstellung. Die Fluidpumpe 24 ist ebenfalls als Einzylinder-Kolbenpumpe ausgeführt. In einem mittleren Bereich der Zeichnung sind die Antriebswelle 38 und der damit verbundene Nockenabschnitt 36 dargestellt. Vorliegend weist der Nockenabschnitt 36 in der axialen Ansicht in etwa die Geometrie eines Quadrats auf, dessen vier Ecken mit einem vergleichsweise großen Radius gerundet sind. 2 shows one to the 1 different embodiment of the fluid pump 24 in a schematic representation. The fluid pump 24 is also designed as a single-cylinder piston pump. In a middle area of the drawing are the drive shaft 38 and the associated cam portion 36 shown. In the present case, the cam section 36 in the axial view approximately the Geometry of a square whose four corners are rounded with a comparatively large radius.

In der Zeichnung links von dem Nockenabschnitt 36 ist das Förderelement bzw. der Förderkolben 30 dargestellt. Es ist in dem Zylinder 32 in der Zeichnung horizontal längs einer Wirkrichtung 42 verschiebbar. Dabei drückt der Förderkolben 30 eine Rolle 46 mittels eines Stößels 48 gegen einen Umfangsabschnitt des Nockenabschnitts 36. Der Förderraum 37 innerhalb des Zylinders 32 ist über die Ventileinrichtung 22 mit der Niederdruckleitung 18 und über ein Auslassventil 47 mit der Hochdruckleitung 26 verbunden. Zwei Pfeile 49 kennzeichnen die mögliche Richtung der Kraftstoffströmung.In the drawing to the left of the cam section 36 is the conveying element or the delivery piston 30 shown. It's in the cylinder 32 in the drawing, horizontally along a direction of action 42 displaceable. The delivery piston presses 30 a role 46 by means of a pestle 48 against a peripheral portion of the cam portion 36 , The pump room 37 inside the cylinder 32 is about the valve device 22 with the low pressure line 18 and via an exhaust valve 47 with the high pressure line 26 connected. Two arrows 49 indicate the possible direction of the fuel flow.

In der Zeichnung rechts oberhalb des Nockenabschnitts 36 ist der Energiespeicher 34 dargestellt, der vorliegend eine auf Druck beanspruchte Feder 50 umfasst, welche als Schraubenfeder ausgeführt ist und mit einem ersten Endabschnitt an einem Gehäuseabschnitt 52 abgestützt ist. Die Feder 50 drückt längs einer Wirkrichtung 53 mit einem zweiten Endabschnitt gegen einen Teller 54, der über einen Stößel 56 und eine Rolle 58 gegen den Umfangsabschnitt des Nockenabschnitts 36 drückt. Ein Winkel W1 zwischen der Wirkrichtung 42 und der Wirkrichtung 53 beträgt vorliegend in etwa 135°.In the drawing, right above the cam section 36 is the energy storage 34 shown, in the present case a spring loaded on pressure 50 comprises, which is designed as a helical spring and having a first end portion on a housing portion 52 is supported. The feather 50 pushes along a direction of action 53 with a second end portion against a plate 54 that's about a pestle 56 and a role 58 against the peripheral portion of the cam portion 36 suppressed. An angle W1 between the direction of action 42 and the direction of action 53 is present in about 135 °.

Man erkennt, dass bei jeder Umdrehung der Antriebswelle 38 der Förderkolben 30 vier Arbeitsbewegungen ausführt. Ebenso führt der Energiespeicher 34 vier Arbeitsbewegungen aus. Durch den Versatz der Wirkrichtungen 42 und 53 um den Winkel W1 werden die Federn 35 und 50 in etwa gegenphasig zueinander beansprucht.It can be seen that with each revolution of the drive shaft 38 the delivery piston 30 four working movements. Likewise leads the energy storage 34 four working movements. By the offset of the effective directions 42 and 53 around the angle W1 are the springs 35 and 50 claimed in approximately out of phase with each other.

Ausgehend von dem in der 2 dargestellten Zustand wird bei weiterer Drehung der Antriebswelle 38 der Förderkolben 30 in der Zeichnung nach links in Richtung seines oberen Totpunktes bewegt. In dieser ersten Phase der Arbeitsbewegung wird in dem Förderraum 37 des Zylinders 32 Kraftstoff komprimiert und über das Auslassventil 47 in die Hochdruckleitung 26 gedrückt. In dieser Phase übt der Förderkolben 30 ein Widerstandsmoment auf die Antriebswelle 38 aus. Zugleich wird die Feder 50 entspannt, wodurch der Energiespeicher 34 mechanische Energie an den Nockenabschnitt 36 bzw. die Antriebswelle 38 abgibt. Somit unterstützt der Energiespeicher 34 die Arbeitsbewegung des Förderkolbens 30, er übt also ein Antriebsmoment aus, so dass in dieser Phase das von dem (nicht dargestellten) Antrieb über die Antriebswelle 38 zu übertragende Drehmoment geringer ist.Starting from the in the 2 shown state upon further rotation of the drive shaft 38 the delivery piston 30 moved in the drawing to the left towards its top dead center. In this first phase of the work movement is in the delivery room 37 of the cylinder 32 Fuel is compressed and via the exhaust valve 47 in the high pressure line 26 pressed. In this phase, the delivery piston exercises 30 a moment of resistance on the drive shaft 38 out. At the same time the spring 50 relaxed, causing the energy storage 34 mechanical energy to the cam section 36 or the drive shaft 38 emits. Thus, the energy storage supports 34 the working movement of the delivery piston 30 , He thus exerts a drive torque, so that in this phase of the (not shown) drive via the drive shaft 38 to be transmitted torque is lower.

Bei weiterer Drehung der Antriebswelle 38, nach dem Durchlaufen des oberen Totpunktes, wird der Förderkolben 30 mittels der Feder 35 in der Zeichnung nach rechts bewegt, er übt also ein antreibendes Drehmoment auf die Antriebswelle 38 aus. In dieser zweiten Phase der Arbeitsbewegung wird Kraftstoff über die Ventileinrichtung 22 in den Fluidraum angesaugt bzw. aus der Niederdruckleitung 18 hineingedrückt. Dabei nimmt der Förderkolben 30 über die Rolle 46 im Wesentlichen keine Energie von dem Nockenabschnitt 36 auf und belastet die Antriebswelle 38 somit nicht mit einem Widerstands-Drehmoment. Entsprechend kann die Antriebswelle 38 Energie an den Energiespeicher 34 abgeben und die Feder 50 stauchen. Dabei wird die Antriebswelle 38 mit einem entsprechenden – jedoch vergleichsweise kleinen – Drehmoment belastet.Upon further rotation of the drive shaft 38 after passing through top dead center, the delivery piston becomes 30 by means of the spring 35 moved in the drawing to the right, so he exerts a driving torque on the drive shaft 38 out. In this second phase of the working movement, fuel is delivered via the valve device 22 sucked into the fluid space or from the low pressure line 18 pushed. It takes the delivery piston 30 about the role 46 essentially no energy from the cam portion 36 on and loaded the drive shaft 38 thus not with a resistance torque. Accordingly, the drive shaft 38 Energy to the energy storage 34 leave and the spring 50 compress. In the process, the drive shaft becomes 38 loaded with a corresponding - but relatively small - torque.

Auf diese Weise wird in der ersten Phase ein maximales Drehmoment der Antriebswelle 38 vermindert und in der zweiten Phase ein minimales Drehmoment der Antriebswelle 38 erhöht. Der Verlauf des von dem Antrieb auf die Antriebswelle 38 zu übertragenden Drehmoments wird somit geglättet.In this way, in the first phase, a maximum torque of the drive shaft 38 reduced and in the second phase a minimum torque of the drive shaft 38 elevated. The course of the drive from the drive shaft 38 to be transmitted torque is thus smoothed.

Eine weitere (nicht dargestellte) zu der 2 ähnliche Ausführungsform der Fluidpumpe 24 weist einen ersten Nockenabschnitt 36 und einen zweiten Nockenabschnitt 36 auf, welche auf der Antriebswelle 38 axial – und gegebenenfalls auch radial – versetzt angeordnet sind. Dabei wirkt die Rolle 46 mit dem ersten Nockenabschnitt 36 und die Rolle 58 mit dem zweiten Nockenabschnitt 36 zusammen. Auf diese Weise kann der Energiespeicher 34 baulich von dem Förderelement beabstandet sein, beispielsweise, falls mehrere Förderelemente (”Mehrzylinder-Kolbenpumpe”) von der Antriebswelle 38 angetrieben werden. Ebenso ist es denkbar, auch mehrere Energiespeicher 34 zu verwenden und an jeweils demselben oder an verschiedenen Nockenabschnitten 36 zu betreiben.Another (not shown) to the 2 similar embodiment of the fluid pump 24 has a first cam portion 36 and a second cam portion 36 on which on the drive shaft 38 axially - and optionally also radially - staggered. The role is effective 46 with the first cam portion 36 and the role 58 with the second cam portion 36 together. In this way, the energy storage 34 structurally spaced from the conveying element, for example, if several conveying elements ("multi-cylinder piston pump") from the drive shaft 38 are driven. It is also conceivable, even several energy storage 34 to use and at the same or at different cam sections 36 to operate.

3 zeigt ein Koordinatensystem mit Drehmomentverläufen an der Antriebswelle 38 bzw. dem Nockenabschnitt 36 entsprechend der Anordnung von 2. Auf der Abszisse ist ein Drehwinkel 60 der Antriebswelle 38 in einem Bereich von 0° bis 90° aufgetragen. Auf der Ordinate sind ein von dem Förderkolben 30 verursachtes Drehmoment 62, ein von dem Energiespeicher 34 verursachtes Drehmoment 64 und eine Summe 66 der beiden Drehmomente 62 und 64 aufgetragen. Die in der 3 dargestellten Verläufe der Drehmomente wiederholen sich mit einer Periode von 90°. 3 shows a coordinate system with torque curves on the drive shaft 38 or the cam portion 36 according to the arrangement of 2 , On the abscissa is a rotation angle 60 the drive shaft 38 applied in a range of 0 ° to 90 °. On the ordinate are one of the delivery piston 30 caused torque 62 , one of the energy storage 34 caused torque 64 and a sum 66 the two torques 62 and 64 applied. The in the 3 shown curves of the torques are repeated with a period of 90 °.

Man erkennt, dass der Verlauf des Drehmoments 64 wenigstens in etwa gegenphasig zu dem Drehmoment 62 ist. Entsprechend sind der Maximalwert und der Minimalwert der Summe 66 im Betrag kleiner als der Maximalwert und der Minimalwert des Drehmoments 62. Der Verlauf der Summe 66 ist also vergleichsweise ”glatt” und somit wird die Antriebswelle 38 in etwa gleichförmig über der Drehbewegung belastet.It can be seen that the course of the torque 64 at least approximately out of phase with the torque 62 is. Accordingly, the maximum value and the minimum value of the sum 66 in the amount smaller than the maximum value and the minimum value of the torque 62 , The course of the sum 66 is therefore comparatively "smooth" and thus the drive shaft 38 loaded approximately uniformly over the rotational movement.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102004053278 A1 [0003]
DE 10052629 A1 [0003]
DE 10361578 A1 [0003]
EP 0481964 B1 [0003]

Claims

Fluid pump ( 24 ), in particular high-pressure fuel pump, with a drive shaft ( 38 ) with at least one first cam portion ( 36 ) and at least one of the first cam portion ( 36 ) driven conveying element ( 30 ), characterized in that it comprises at least one energy store ( 34 ), which is connected to the first cam portion ( 36 ) or with one with the drive shaft ( 38 ) connected second cam portion ( 36 ) is coupled in such a way that during one revolution of the drive shaft ( 38 ) cyclically from the first and second cam sections ( 36 ) Absorb energy and return it to the cam section ( 36 ).

Fluid pump ( 24 ) according to claim 1, characterized in that the energy store ( 34 ) a feather ( 50 ).

Fluid pump ( 24 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the energy store ( 34 ) with the first or the second cam portion ( 36 ) is coupled via a roller drive, a bucket tappet, a drag lever and / or a rocker arm.

Fluid pump ( 24 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that in the plane of rotation of the drive shaft ( 38 ) a direction of action ( 53 ) of the energy store ( 34 ), in which it on the first or the second cam section ( 36 ), with respect to a direction of action ( 42 ) of the conveyor element ( 30 ), in which this on the first cam section ( 36 ) is arranged offset by an angle (W1) of about 135 °.

Fluid pump ( 24 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that it is a single-cylinder piston pump.