DE102015203302A1

DE102015203302A1 - Antriebselement für eine Hochdruckpumpe

Info

Publication number: DE102015203302A1
Application number: DE102015203302.3A
Authority: DE
Inventors: Rafael Sabaini
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2016-08-25

Abstract

Antriebselement für eine Hochdruckpumpe, mit einer Nabe mit einer Bohrung zur Montage des Antriebselementes auf eine Pumpenwelle und mit einem koaxial, radial außen um die Nabe angeordneten Kettenrad, wobei zwischen der Nabe und dem Kettenrad ein Ringspalt ist, wobei die Nabe und das Kettenrad über ein elastisches Element miteinander verbunden sind. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird das akustische Verhalten des Hochdruckpumpenantriebs wesentlich verbessert und die Übertragung von Momentspritzen von der Hochdruckpumpe in das Zugmittel wird in vorteilhafter Weise reduziert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebselement für eine Hochdruckpumpe mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2006 034 713 A1 , von der die vorliegende Erfindung ausgeht, ist ein Aggregat mit einem Antriebsrad bekannt. Das an einem Gehäuse angebrachte Aggregat und das drehbar am Gehäuse gelagerte Antriebsrad des Aggregats sind mittels einer Zahnkupplung formschlüssig miteinander verbunden, wobei eine Wellennabe des Aggregats mit seiner Außenverzahnung mit bogenförmigen und balligen Zähnen in eine Hülse der Zahnkupplung mit einer Innenverzahnung mit geradverzahnten Zähnen eingreift, die Hülse am gegenüberliegenden Ende zu seiner Innenverzahnung eine Außenverzahnung mit bogenförmigen und balligen Zähnen aufweist und die Hülse seiner Außenverzahnung in das Antriebsrad mit einer Innenverzahnung mit geradverzahnten Zähnen eingreift. Dieses bekannte Aggregat mit einem Antriebsrad ist für Brennkraftmaschinen, insbesondere Kraftstoff-Hochdruckpumpen für Common-Rail-Einspritzsysteme vorgesehen.
Nachteilig an diesem bekannten Stand der Technik ist die Einleitung von Schwingungen (z. B. durch einen Polygoneffekt der Kettenräder) über die Hochdruckpumpe in die Brennkraftmaschine und in die Fahrzeugstruktur, was zu Akustikproblemen, wie z. B. Kettenheulen, führen kann.
Weiter ist auch aus der Patentanmeldung mit der internationalen Veröffentlichungsnummer WO 2004/057184 A1 eine Kraftstoff-Hochdruckpumpenanordnung bekannt. Die Kraftstoff-Hochdruckpumpenanordnung weist eine Antriebseinheit und eine Kraftstoffhochdruckpumpe auf, wobei die Antriebseinheit über eine Pumpenwelle mit der Kraftstoff-Hochdruckpumpe gekoppelt ist, wobei zwischen der Antriebseinheit und der Pumpenwelle ein Drehmoment begrenzendes Bauteil angeordnet ist, welches beim Überschreiten eines festgelegten Moments ein Entkoppeln der Pumpenwelle von der Antriebseinheit gewährleistet.
Auch diese bekannte Kraftstoff-Hochdruckpumpenanordnung weist das oben bereits genannte Problem auf.
Um dieses Problem zu mildern, wird in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 042 626 A1 eine abgewandelte Kraftstoff-Hochdruckpumpe vorgeschlagen. Diese Kraftstoff-Hochdruckpumpe für ein Kraftstoff-Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine mit einem Pumpengehäuse weist einen Flansch zur Befestigung an der Brennkraftmaschine auf. In dem Bereich zwischen dem Flansch und der Brennkraftmaschine ist eine schwingungsdämpfende Schicht angeordnet, um die Einleitung von Schwingungen über die Hochdruckpumpe in die Brennkraftmaschine und in die Fahrzeugstruktur zu reduzieren.
Auch wenn diese vorgeschlagene Kraftstoff-Hochdruckpumpe das eingangs erwähnte Problem etwas mildert, weisen alle zitierten Kraftstoff-Hochdruckpumpen den Nachteil auf, dass durch die Hochdruckpumpe Momentspitzen in das Zugmittel eingeleitet werden, die zu einer Überbeanspruchung des Zugmittels und im schlimmsten Fall zu Bauteilschäden führen können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maßnahme aufzuzeigen, um oben genannte Nachteile zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Antriebselementes für eine Kraftsoff-Hochdruckpumpe führt zu einer Entkopplung der Schwingungsanregung zwischen Zugmittel und Kraftstoff-Hochdruckpumpe. Dies führt in vorteilhafter Weise zu einer Reduzierung der Akustikprobleme, sowie zu einer Reduzierung der eingeleiteten Momentspitzen von der Kraftsoff-Hochdruckpumpe in das Zugmittel, wodurch die Lebensdauer des Zugmittels wesentlich verlängert wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Ausführung gemäß Patentanspruch 2 ist ein erstes, besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel.
Die Ausführung gemäß Patentanspruch 3 ist ein zweites, besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel.
Die Ausgestaltungen gemäß den Patentansprüchen 4 und 5 sind zwei bevorzugte Ausführungsvarianten für das zweite Ausführungsbeispiel.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand von drei Figuren für zwei Ausführungsbeispiele näher erläutert.
1 zeigt einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antriebselementes.
2 zeigt eine Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Antriebselement für ein zweites Ausführungsbeispiel.
3 zeigt einen Schnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel.
Im Folgenden gelten für gleiche Bauelemente in den 1 bis 3 die gleichen Bezugsziffern.
1 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Antriebselement 1 für eine nicht dargestellte Hochdruckpumpe für ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel. Das Antriebselement 1 weist eine Nabe 2 auf, mit einer in diesem Ausführungsbeispiel konischen Bohrung 3 zur Montage des Antriebselementes 1 auf eine nicht dargestellte Pumpenwelle. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Bohrung auch zylindrisch sein. Weiter weist das Antriebselement 1 zumindest ein koaxial, radial außen um die Nabe 2 angeordnetes Kettenrad 4 auf, in diesem Ausführungsbeispiel zwei, axial voneinander beabstandete Kettenräder 4. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann es auch nur ein Kettenrad 4 oder auch mehr als zwei Zahnkränze 4 sein. Weiter ist zwischen der Nabe 2 und dem Kettenrad 4 ein Ringspalt 5 ausgebildet.
Erfindungsgemäß sind die Nabe 2 und das Kettenrad 4 über ein elastisches Element 6 miteinander verbunden. In diesem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Nabe 2 und das Kettenrad 4 über ein elastisches Polymer im Ringspalt 5 miteinander verbunden. Bei dem elastischen Polymer kann es sich beispielsweise um ein Silikon oder ein vulkanisiertes Gummielement handeln.
2 zeigt eine Aufsicht auf ein dreidimensional dargestelltes, erfindungsgemäßes Antriebselement 1 für ein zweites besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel. Im Wesentlichen ist der Grundaufbau des zweiten besonders bevorzugten Ausführungsbeispieles identisch mit dem Ausführungsbeispiel in 1, jedoch weisen in diesem Ausführungsbeispiel die Nabe 2 und das Kettenrad 4 jeweils einen korrespondierenden Flansch 8, 8' auf, die über Federelemente als elastische Elemente 6 miteinander verbunden sind. Diese Federelemente sind bevorzugt aus einem Stahlwerkstoff und sind sowohl in die Nabe 2 als auch in das Kettenrad 4 in den jeweiligen Flansch 7, 7' axial eingepresst. In bevorzugten Ausführungsbeispielen können diese Federelemente einen rechteckigen oder einen runden Querschnitt aufweisen.
3 zeigt einen Schnitt durch das zweite, besonders bevorzugte Ausführungsbeispiel aus 2. Deutlich erkennbar ist die Nabe 2 mit der, auch in diesem Ausführungsbeispiel konischen Bohrung 3 sowie mit dem Flansch 7. Das Kettenrad weist wiederum zwei Kettenräder 4, 4 auf und der radial umlaufende Spalt 5 zwischen Nabe 2 und Kettenrad 4 ist wiederum klar erkennbar. In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die elastischen Elemente 6, mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet.
Somit ist für beide Ausführungsbeispiele eine Entkopplung des Antriebselementes 1 (z. B. Kettenrad) durch Einbringung von Federelementen (z. B. vulkanisierte Gummielemente oder wie im zweiten Ausführungsbeispiel Stahlfedern) dargestellt. Dies führt in vorteilhafter Weise zur Entkopplung der Schwingungsanregung zwischen Zugmittel und Hochdruckpumpe.
Dies führt zu:

– einer Reduzierung der Akustikprobleme,
– einer Reduzierung der Einleitung von Momentspitzen von der Hochdruckpumpe in das Zugmittel, wodurch sich die Lebensdauer des Zugmittels deutlich erhöht.

Bezugszeichenliste

1: Antriebselement
2: Nabe
3: Bohrung
4: Kettenrad
5: Ringspalt
6: elastisches Element
7, 7': Flansch

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 102006034713 A1 [0002]
WO 2004/057184 A1 [0004]
DE 102008042626 A1 [0006]

Claims

Antriebselement (1) für eine Hochdruckpumpe, mit einer Nabe (2) mit einer Bohrung (3) zur Montage des Antriebselementes (1) auf eine Pumpenwelle und mit einem koaxial, radial außen um die Nabe (2) angeordneten Kettenrad (4), wobei zwischen der Nabe (2) und dem Kettenrad (4) ein Ringspalt (5) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (2) und das Kettenrad (4) über ein elastisches Element (6) miteinander verbunden sind.
Antriebselement nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (2) und das Kettenrad (4) über ein elastisches Polymer im Ringspalt (5) verbunden sind.
Antriebselement nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (2) und das Kettenrad (4) jeweils über einen korrespondierenden Flansch (7, 7') verfügen, die über Federelemente miteinander verbunden sind.
Antriebselement nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente aus einem Stahlwerkstoff sind.
Antriebselement nach einem der Patentansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente einen rechteckigen oder runden Querschnitt aufweisen.