DE102015219152B4

DE102015219152B4 - Vibration damper for a high-pressure fuel pump, high-pressure fuel pump with vibration damper and method for controlling such a vibration damper

Info

Publication number: DE102015219152B4
Application number: DE102015219152.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Schmidbauer
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2015-10-05
Filing date: 2015-10-05
Publication date: 2017-12-21
Anticipated expiration: 2035-10-06
Also published as: WO2017060002A1; CN108138905A; KR102166582B1; DE102015219152A1; KR20180061356A; CN108138905B

Abstract

Schwingungsdämpfer für eine Kraftstoffhochdruckpumpe in Brennkraftmaschinen mit einer ersten Schwungmasse (11) und einer zweiten Schwungmasse (12), die zueinander drehbar ausgeführt sind, und einem Dämpferelement (21) mit einem Ventil (31), wobei das Dämpferelement (21) die erste Schwungmasse (11) und die zweite Schwungmasse (12) hydraulisch miteinander verbindet und das Ventil (31) einen kontinuierlich steuerbaren Durchfluss aufweist, wobei der Schwingungsdämpfer auf einer Antriebswelle (41) einer Pumpeneinheit (60) der Kraftstoffhochdruckpumpe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (31) in einer axialen Bohrung (14) der Antriebswelle (41) angeordnet ist.Vibration damper for a high-pressure fuel pump in internal combustion engines having a first flywheel (11) and a second flywheel (12), which are designed to be rotatable to each other, and a damper element (21) having a valve (31), wherein the damper element (21) the first flywheel ( 11) and the second flywheel (12) connects hydraulically to each other and the valve (31) has a continuously controllable flow, wherein the vibration damper on a drive shaft (41) of a pump unit (60) of the high-pressure fuel pump is arranged, characterized in that the valve ( 31) in an axial bore (14) of the drive shaft (41) is arranged.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungsdämpfer für eine Kraftstoffhochdruckpumpe, eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit Schwingungsdämpfer und ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Schwingungsdämpfers.The invention relates to a vibration damper for a high-pressure fuel pump, a high-pressure fuel pump with vibration damper and a method for controlling such a vibration damper.

Kraftstoffhochdruckpumpen werden in vielen modernen Fahrzeugen eingesetzt. Beispielsweise werden die Kraftstoffhochdruckpumpen häufig als Kolbenpumpen ausgeführt, welche beispielsweise über einen Riemen oder eine Ketten angetrieben werden. Die Kraftstoffhochdruckpumpen können Diesel bei einem Druck von bis zu 3000 bar fördern. Für Ottokraftstoffe kann der Druck bei bis zu 500 bar liegen. Die Antriebskraft, die zum Betrieb der Kraftstoffhochdruckpumpe benötigt wird, ist in den meisten Fällen über der Zeit nicht konstant und es kommt zu Ungleichförmigkeiten der benötigten Antriebskraft beziehungsweise des benötigten Drehmoments. Diese Ungleichförmigkeiten können unter anderem durch unterschiedliche Widerstandsverhältnisse im Inneren der Pumpe hervorgerufen werden. Die Ungleichförmigkeiten führen zu Schwingungen, die in der Folge von der Kraftstoffhochdruckpumpe auf die Antriebseinheit und auf umliegende Bauteile übertragen werden können und die Bauteile stark belasten. Zur Vorbeugung eines vorzeitigen Ausfalls der Antriebseinheit und der umliegenden Bauteile wurden diese in der Vergangenheit entsprechend robust ausgelegt, um die benötigte Lebensdauer zu erreichen. Dies führte jedoch zu einem hohen Gesamtgewicht und, damit einhergehend, zu einer hohen Trägheit des Gesamtsystems.High-pressure fuel pumps are used in many modern vehicles. For example, the high-pressure fuel pumps are often designed as piston pumps, which are driven for example via a belt or a chain. The high-pressure fuel pumps can deliver diesel at a pressure of up to 3000 bar. For petrol, the pressure can be up to 500 bar. The driving force required to operate the high-pressure fuel pump is, in most cases, not constant over time, and non-uniformities in the required driving force or torque are required. These non-uniformities can be caused inter alia by different resistance conditions inside the pump. The non-uniformities lead to vibrations that can be transmitted as a result of the high-pressure fuel pump on the drive unit and on surrounding components and the components heavily loaded. To prevent a premature failure of the drive unit and the surrounding components, these have been designed to be robust in the past in order to achieve the required service life. However, this resulted in a high total weight and, concomitantly, a high inertia of the overall system.

In der Druckschrift EP 2 803 849 A1 ist eine Kraftstoffpumpe mit einem angeflanschten Drehschwingungsdämpfer beschrieben. Dieser Drehschwingungsdämpfer ist jedoch nicht einstellbar und kann somit nicht auf aktuell vorherrschende Betriebsbedingungen der Kraftstoffpumpe angepasst werden.In the publication EP 2 803 849 A1 is a fuel pump with a flange-mounted torsional vibration damper described. However, this torsional vibration damper is not adjustable and thus can not be adapted to currently prevailing operating conditions of the fuel pump.

DE 307086 A beschreibt eine Vorrichtung zum Dämpfen von Verdrehschwingungen einer Kurbelwelle einer Kolbenmaschine, wobei die Vorrichtung zwei Schwungmassen umfasst, die über ein ein Ventil aufweisendes Dämpferelement verbunden sind, wobei das Ventil einen kontinuierlich steuerbaren Durchfluss aufweist. DE 307086 A describes a device for damping torsional vibrations of a crankshaft of a piston engine, the device comprising two flywheel masses, which are connected via a damper element having a valve, wherein the valve has a continuously controllable flow.

Die zugrunde liegende Aufgabe besteht folglich darin, Drehungleichförmigkeiten in einem Antrieb einer Kraftstoffhochdruckpumpe in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Kraftstoffhochdruckpumpe zu reduzieren.The underlying object is therefore to reduce rotational irregularities in a drive of a high-pressure fuel pump in dependence on the operating state of the high-pressure fuel pump.

Die Aufgabe wird durch einen Schwingungsdämpfer für eine Kraftstoffhochdruckpumpe in Brennkraftmaschinen gelöst. Der Schwingungsdämpfer umfasst eine erste Schwungmasse und eine zweite Schwungmasse, die zueinander drehbar ausgeführt sind und ein Dämpferelement mit einem Ventil, wobei das Dämpferelement die erste Schwungmasse und die zweite Schwungmasse miteinander verbindet und das Ventil einen kontinuierlich steuerbaren Durchfluss aufweist. Das Dämpferelement kann dadurch an wechselnde Betriebszustände des Schwingungsdämpfers dynamisch angepasst werden.The object is achieved by a vibration damper for a high-pressure fuel pump in internal combustion engines. The vibration damper comprises a first flywheel and a second flywheel which are rotatable relative to each other and a damper element with a valve, wherein the damper element connects the first flywheel and the second flywheel together and the valve has a continuously controllable flow. The damper element can thereby be dynamically adapted to changing operating states of the vibration damper.

Der Schwingungsdämpfer ist auf einer Antriebswelle der Kraftstoffhochdruckpumpe angeordnet. Durch diese Anordnung kann die Schwingungsdämpfung in der Nähe der Entstehung erfolgen.The vibration damper is arranged on a drive shaft of the high-pressure fuel pump. By this arrangement, the vibration damping can occur in the vicinity of the formation.

Das Ventil ist in einer axialen Bohrung der Antriebswelle 5 angeordnet. Der Bauaufwand für ein Ventil wird dadurch erheblich gesenkt und die rotierenden Massen auf ein Minimum begrenzt.The valve is arranged in an axial bore of the drive shaft 5. The construction cost for a valve is thereby significantly reduced and limits the rotating masses to a minimum.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Schwingungsdämpfers kann eine Hydraulikflüssigkeit des Dämpferelementes teilweise ein Kraftstoff oder ein Schmieröl für eine Verbrennungskraftmaschine sein. Der technische Vorteil besteht darin, dass der Schwingungsdämpfer über eine bereits im Kraftfahrzeug vorhandene Flüssigkeit betrieben werden kann.According to an embodiment of the vibration damper, a hydraulic fluid of the damper element may be partially a fuel or a lubricating oil for an internal combustion engine. The technical advantage is that the vibration damper can be operated via a liquid already present in the motor vehicle.

In einem Ausführungsbeispiel des Schwingungsdämpfers kann ein Versorgungskanal in der ersten Schwungmasse oder der zweiten Schwungmasse annähernd radial verlaufen. Durch diese radiale Anordnung kann die Hydraulikflüssigkeit durch die Unterstützung der Fliehkräfte in das Dämpferelement befördert werden.In one exemplary embodiment of the vibration damper, a supply channel in the first flywheel or the second flywheel may extend approximately radially. By this radial arrangement, the hydraulic fluid can be promoted by the support of the centrifugal forces in the damper element.

Die Aufgabe wird ferner durch eine Kraftstoffhochdruckpumpe gelöst, welche einen Schwingungsdämpfer und eine Pumpeinheit mit einer Antriebswelle umfasst, wobei die erste Schwungmasse mit der Antriebswelle der Pumpeinheit verbunden ist. Durch diese Anordnung kann die bereits vorhandene Masse der Welle als Schwungmasse eingesetzt werden.The object is further achieved by a high-pressure fuel pump, which comprises a vibration damper and a pump unit with a drive shaft, wherein the first flywheel is connected to the drive shaft of the pump unit. By this arrangement, the already existing mass of the shaft can be used as a flywheel.

In einem Ausführungsbeispiel der Kraftstoffhochdruckpumpe kann der Schwingungsdämpfer mit derselben Hydraulikflüssigkeit versorgt werden, die auch von der Pumpeinheit gefördert wird. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Flüssigkeiten für den Schwingungsdämpfer vorgehalten werden müssen.In one embodiment of the high-pressure fuel pump, the vibration damper can be supplied with the same hydraulic fluid, which is also conveyed by the pump unit. This design has the advantage that no additional fluids for the vibration damper must be kept.

Die Aufgabe kann außerdem durch ein Verfahren zur Steuerung eines Schwingungsdämpfers mit einem Dämpferelement und einem steuerbaren Ventil gelöst werden. Das Verfahren umfasst, das Ermitteln der die Drehungleichförmigkeit repräsentierenden Informationen, das Verarbeiten der die Drehungleichförmigkeit repräsentierenden Informationen und das Steuern von einem Ventil, welches mit dem Dämpferelement hydraulisch verbunden ist. Die Dämpfungscharakteristik kann in vordefinierter Weise und dynamisch an die vorherrschenden Betriebsbedingungen der Kraftstoffhochdruckpumpe angepasst werden.The object can also be achieved by a method for controlling a vibration damper with a damper element and a controllable valve. The method includes, determining the information representing the rotational nonuniformity, processing the Information representing rotational irregularity and the control of a valve which is hydraulically connected to the damper element. The damping characteristic can be adjusted in a predefined manner and dynamically to the prevailing operating conditions of the high-pressure fuel pump.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens können die die Drehungsgleichförmigkeit repräsentierenden Informationen über Sensoren ermittelt werden. Die Informationen zur Drehungleichförmigkeit können im Bereich ihrer Entstehung, weitgehend ohne Störeinflüsse, erfasst werden.According to an embodiment of the method, the information representing the rotation uniformity can be determined via sensors. The information on rotational irregularity can be detected in the area of their formation, largely without interference.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens können die die Drehungleichförmigkeit repräsentierenden Informationen aus einem Kennfeld ermittelt werden. Bei einer derartigen Anordnung können Sensoreinheiten eingespart und der Konstruktionsaufwand reduziert werden.According to an exemplary embodiment of the method, the information representing the rotational irregularity can be determined from a characteristic field. In such an arrangement sensor units can be saved and the design effort can be reduced.

Beispiele des Schwingungsdämpfers, der Kraftstoffhochdruckpumpe und des Verfahrens zur Schwingungsdämpfung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren dienen zur Veranschaulichung grundlegender Aspekte. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, wobei aber gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Komponenten mit jeweils gleicher oder ähnlicher Ausgestaltung oder Funktionsweise bezeichnen.Examples of the vibration damper, the high-pressure fuel pump and the method for vibration damping will be explained in more detail with reference to FIGS. The figures serve to illustrate fundamental aspects. The figures are not necessarily to scale, but like reference characters designate the same or similar components, each having the same or similar configuration or operation.

1 zeigt in einer Funktionsskizze ein beispielhaftes Dämpferelement. 1 shows in a Funktionssskizze an exemplary damper element.

2 zeigt in einer Funktionsskizze das Dämpferelement nach 1 mit einem parallel geschalteten Federelement. 2 shows in a Funktionssskizze the damper element 1 with a parallel spring element.

3 zeigt in einer Schnittdarstellung einen Schwingungsdämpfer an einer Antriebswelle mit einer angeflanschten Pumpeinheit. 3 shows in a sectional view a vibration damper on a drive shaft with a flanged pump unit.

4 zeigt in einer Schnittdarstellung A-A den Schwingungsdämpfer. 4 shows in a sectional view AA the vibration damper.

5 zeigt in einer Schnittdarstellung B-B den Schwingungsdämpfer nach 4, wobei der Schwingungsdämpfer an der Antriebswelle angebracht ist. 5 shows in a sectional view BB the vibration damper after 4 , wherein the vibration damper is attached to the drive shaft.

6 zeigt in einem Ablaufdiagramm ein beispielhaftes Verfahren zur Schwingungsdämpfung. 6 shows in a flow chart an exemplary method for vibration damping.

In 1 ist ein Schwingungsdämpfer dargestellt, der eine erste Schwungmasse 11 und eine zweite Schwungmasse 12 umfassen kann. Die beiden Schwungmassen 11 und 12 können über ein hydraulisches Element 21 (im folgenden Text auch als Dämpferelement 21 bezeichnet) miteinander verbunden sein und relativ zueinander beweglich ausgeführt sein. Das Dämpferelement 21 kann einen Arbeitsraum 25, einen Korrespondenzraum 32 (s. 2) und ein Ventil 31 aufweisen. Das Dämpferelement kann darüber hinaus auch mehrere Ventile aufweisen. Der Durchfluss des Ventils 31 ist während des Betriebes des Dämpferelementes 21 steuerbar. Es kann sowohl eine stufenlose Steuerung des Ventils 31, als auch eine Steuerung des Ventils 31 in beliebig kurzen Zeitabständen erfolgen. Der Arbeitsraum 25 und der Korrespondenzraum 32 stehen hydraulisch miteinander in Verbindung. Das Ventil 31 ist zwischen dem Arbeitsraum 25 und dem Korrespondenzraum 32 angeordnet und sowohl mit dem Arbeitsraum 25 als auch mit dem Korrespondenzraum 32 hydraulisch verbunden. Der Korrespondenzraum 32 kann beispielsweise im Inneren des Dämpferelementes 21 angeordnet sein und mit dem Arbeitsraum 25 und dem Ventil 31 eine Baugruppe bilden. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass der Korrespondenzraum 32 und/oder das Ventil 31 außerhalb des Dämpferelementes 21 angeordnet und hydraulisch mit dem Arbeitsraum 25 verbunden sind. Unter einer hydraulischen Verbindung kann eine Verbindung verstanden werden, bei der die Komponenten über einen gemeinsamen Flüssigkeitskreislauf miteinander in Verbindung stehen, wobei die Flüssigkeit jede beliebige Flüssigkeit, insbesondere eine Hydraulikflüssigkeit 26 sein kann. Beispielsweise kann die Flüssigkeit teilweise ein Kraftstoff oder ein Schmieröl für eine Verbrennungskraftmaschine sein. Die Hydraulikflüssigkeit 26 kann gleichzeitig auch noch von weiteren Aggregaten, beispielsweise einer Pumpeinheit 60 oder einem Verbrennungsmotor verwendet werden. Unter der ersten Schwungmasse 11 und der zweiten Schwungmasse 12 kann jeder beliebige massebehaftete Körper verstanden werden. Unter einer Kraftstoffhochdruckpumpe kann eine Pumpe verstanden werden, die beispielsweise Diesel mit einem Druck zwischen 1500 bar und 3000 bar oder Benzin mit einem Druck zwischen 150 bar und 500 bar fördert.In 1 is shown a vibration damper, which is a first flywheel 11 and a second flywheel 12 may include. The two momentum masses 11 and 12 can have a hydraulic element 21 (in the following text as a damper element 21 be designated) and be designed to be movable relative to each other. The damper element 21 can work space 25 , a correspondence room 32 (S. 2 ) and a valve 31 exhibit. The damper element may also have a plurality of valves beyond. The flow of the valve 31 is during operation of the damper element 21 controllable. It can be both a stepless control of the valve 31 , as well as a control of the valve 31 done in any short time intervals. The workroom 25 and the correspondence room 32 communicate hydraulically with each other. The valve 31 is between the workspace 25 and the correspondence room 32 arranged and with both the work space 25 as well as with the correspondence room 32 hydraulically connected. The correspondence room 32 For example, inside the damper element 21 be arranged and with the work space 25 and the valve 31 form an assembly. Alternatively, it is also possible that the correspondence room 32 and / or the valve 31 outside the damper element 21 arranged and hydraulically with the work space 25 are connected. A hydraulic connection can be understood as meaning a connection in which the components communicate with one another via a common fluid circuit, the fluid being any fluid, in particular a hydraulic fluid 26 can be. For example, the liquid may partially be a fuel or a lubricating oil for an internal combustion engine. The hydraulic fluid 26 can at the same time also of other units, such as a pump unit 60 or an internal combustion engine. Under the first flywheel 11 and the second flywheel 12 Any massed body can be understood. A high-pressure fuel pump can be understood as meaning a pump which, for example, delivers diesel at a pressure between 1500 bar and 3000 bar or gasoline at a pressure between 150 bar and 500 bar.

Es ist außerdem möglich, in allen beschriebenen Beispielen, neben dem Ventil 31 weitere Ventile unterschiedlicher oder gleicher Ausprägung einzusetzen und zu kombinieren. Die Ventile können beispielsweise Drosselventile sein. Darüber hinaus kann ein Teil der Ventile im Betrieb kontinuierlich steuerbar sein. Im dargestellten Beispiel kann das Ventil 31 einen innenliegenden Arbeitsraum 25 einer Pumpeinheit 60 mit einem außenliegenden Korrespondenzraum 32 verbinden (siehe 2), wobei der Korrespondenzraum 32 auf unterschiedliche Weise ausgeführt sein kann. Der Korrespondenzraum 32 kann auch, wie in 5 dargestellt, von einem Gehäuse umschlossenen sein, welches das Dämpferelement 21 umgibt. Der Korrespondenzraum 32 kann alternativ im Inneren des Dämpferelementes 21 durch ein Ventil 31 von dem Arbeitsraum 25 getrennt sein. Das Ventil 31 kann derart ausgeführt sein, dass zumindest der Druck oder die Durchflussmenge der Hydraulikflüssigkeit 26 aus oder in das Dämpferelement 21 kontinuierlich verändert werden kann. Das Ventil 31 kann für diesen Zweck ein kontinuierlich steuerbares Ventil sein. Dadurch können der Schwingungsdämpfer und seine Dämpfungscharakteristik während des Betriebes individuell und dynamisch angepasst werden. Der 1 ist außerdem zu entnehmen, dass sich die erste Schwungmasse 11 und die zweite Schwungmasse 12 des Schwingungsdämpfers relativ zueinander bewegen.It is also possible, in all the examples described, next to the valve 31 to use and combine other valves of different or equal characteristics. The valves may be, for example, throttle valves. In addition, some of the valves may be continuously controllable during operation. In the example shown, the valve 31 an internal workspace 25 a pumping unit 60 with an external correspondence room 32 connect (see 2 ), where the correspondence room 32 can be executed in different ways. The correspondence room 32 can also, as in 5 shown to be enclosed by a housing, which the damper element 21 surrounds. The correspondence room 32 may alternatively be inside the damper element 21 through a valve 31 from the workroom 25 be separated. The Valve 31 can be designed such that at least the pressure or the flow rate of the hydraulic fluid 26 from or into the damper element 21 can be changed continuously. The valve 31 may be a continuously controllable valve for this purpose. As a result, the vibration damper and its damping characteristic can be adjusted individually and dynamically during operation. Of the 1 It can also be seen that the first flywheel 11 and the second flywheel 12 of the vibration damper move relative to each other.

Ein weiteres Beispiel eines Schwingungsdämpfers ist in 2 dargestellt. Der Schwingungsdämpfer, dessen erste Schwungmasse 11 und dessen zweite Schwungmasse 12 über ein Dämpferelement 21 miteinander verbunden sind, kann um ein Federelement 24 ergänzt werden. Das Federelement 24 kann durch jede beliebige Feder ersetzt werden. Beispielsweise kann das Federelement eine Spiralfeder, eine Schraubenfeder oder eine Elastomerfeder sein. Das Federelement 24 dient dazu, die erste 11 und die zweite 12 Schwungmasse in einer Ruhelage zueinander zu halten oder sie um diese Ruhelage schwingen zu lassen. Das Dämpferelement 21 kann eine Schwingung zwischen der ersten 11 und der zweiten 12 Schwungmasse, die mit dem Federelement 24 verbunden sind, dämpfen. Das Federelement 24 kann in einem Beispiel auch mit dem Dämpferelement 21 in Reihe und/oder parallel geschaltet sein. Ferner ist es möglich, mehrere Dämpferelemente und Federelemente zu kombinieren und einzusetzen.Another example of a vibration damper is in 2 shown. The vibration damper, its first flywheel 11 and its second flywheel 12 via a damper element 21 connected to each other, can be a spring element 24 be supplemented. The spring element 24 can be replaced by any spring. For example, the spring element may be a coil spring, a coil spring or an elastomer spring. The spring element 24 serves the first 11 and the second 12 To keep flywheel in a rest position to each other or to let them swing around this rest position. The damper element 21 can be a vibration between the first 11 and the second 12 Flywheel with the spring element 24 connected, dampen. The spring element 24 may in an example also with the damper element 21 be connected in series and / or in parallel. Furthermore, it is possible to combine and use a plurality of damper elements and spring elements.

Die Dämpfungswirkung des Schwingungsdämpfers kann durch Dissipation erreicht werden. Schwingt die erste Schwungmasse 11 relativ zur zweiten Schwungmasse 12, wird auf die Hydraulikflüssigkeit 26 im Inneren des Dämpferelementes 21 Druck aufgebaut. In Abhängigkeit der Bewegungsrichtung des Dämpferelementes 21 kann es auch zu einem Unterdruck kommen. In Folge des Druckunterschiedes entweicht Hydraulikflüssigkeit 26 durch das Ventil 31 aus dem Dämpferelement 21 oder strömt in dieses hinein. Das Ventil 31 leistet der Strömung einen vordefinierten Widerstand, der am Ventil 31 eingestellt wird. Durch das widerstandsbehaftete Strömen der Hydraulikflüssigkeit 26 durch das Ventil 31 wird die kinetische Energie der Hydraulikflüssigkeit 26, die durch die Schwingung auf die Hydraulikflüssigkeit 26 übertragen wurde, teilweise in Wärme umgewandelt, welche an die Umgebung oder einen Kühlkreislauf abgeben werden kann. In Abhängigkeit der Druckverhältnisse und/oder der Durchflussmenge wird im Betrieb des Dämpferelementes 21 mehr oder weniger Hydraulikflüssigkeit 26 durch das Ventil 31 befördert. Je mehr Widerstand das Ventil 31 gegenüber dem Durchfließen von Hydraulikflüssigkeit 26 bietet, desto mehr Wärme entsteht und desto höher ist die Dämpfungswirkung des Dämpferelementes 21 und in der Folge des gesamten Schwingungsdämpfers.The damping effect of the vibration damper can be achieved by dissipation. Swing the first flywheel 11 relative to the second flywheel 12 , gets on the hydraulic fluid 26 inside the damper element 21 Pressure built up. Depending on the direction of movement of the damper element 21 it can also come to a negative pressure. As a result of the pressure difference escapes hydraulic fluid 26 through the valve 31 from the damper element 21 or pour into it. The valve 31 the flow has a predefined resistance at the valve 31 is set. Due to the resistive flow of the hydraulic fluid 26 through the valve 31 becomes the kinetic energy of the hydraulic fluid 26 caused by the vibration on the hydraulic fluid 26 has been transferred, partially converted into heat, which can be delivered to the environment or a cooling circuit. Depending on the pressure conditions and / or the flow rate is in operation of the damper element 21 more or less hydraulic fluid 26 through the valve 31 promoted. The more resistance the valve 31 opposite to the flow of hydraulic fluid 26 offers, the more heat is generated and the higher the damping effect of the damper element 21 and in consequence of the entire vibration damper.

In 2 ist der Korrespondenzraum 32 dargestellt, welcher mit dem Dämpferelement 21 hydraulisch verbunden ist und dazu ausgebildet ist, zumindest einen Teil der Hydraulikflüssigkeit 26 aufnehmen zu können. Im Betrieb des Schwingungsdämpfers kann über das Ventil 31 Einfluss auf den Druck und/oder die Durchflussmenge zwischen dem Dämpferelement 21 und dem Korrespondenzraum 32 genommen werden. Beispielsweise kann die Dämpfungswirkung des Dämpferelementes 21 dadurch erhöht werden, dass das Ventil 31 den Durchfluss zwischen dem Dämpferelement 21 und dem Korrespondenzraum 32 auf vordefinierte Weise behindert. Im Umkehrschluss dazu kann die Dämpfungswirkung reduziert werden, wenn das Ventil 31 den Durchfluss zwischen dem Dämpferelement 21 und dem Korrespondenzraum 32 erhöht.In 2 is the correspondence room 32 shown, which with the damper element 21 is hydraulically connected and is adapted to at least a portion of the hydraulic fluid 26 to be able to record. During operation of the vibration damper can via the valve 31 Influence on the pressure and / or the flow rate between the damper element 21 and the correspondence room 32 be taken. For example, the damping effect of the damper element 21 be increased by the fact that the valve 31 the flow between the damper element 21 and the correspondence room 32 obstructed in a predefined way. Conversely, the damping effect can be reduced when the valve 31 the flow between the damper element 21 and the correspondence room 32 elevated.

In der folgenden Beschreibung wird der Schwingungsdämpfer anhand eines Drehschwingungsdämpfers auf der Antriebswelle 41 beschrieben. Davon unberührt bleibt die Tatsache, dass der beschriebene Schwingungsdämpfer auch in jeder anderen beliebigen Form ausgeführt werden kann. Beispielsweise kann der Schwingungsdämpfer auch bei Aufgaben eingesetzt werden, die eine annähernd lineare Dämpfung erfordern.In the following description, the vibration damper is based on a torsional vibration damper on the drive shaft 41 described. This does not affect the fact that the described vibration damper can also be made in any other desired form. For example, the vibration damper can also be used in tasks that require an approximately linear damping.

3 zeigt den Schnitt eines Gehäuses, in dem die Antriebswelle 41 mit einem Nocken 42 angeordnet ist. Darüber hinaus ist der Schwingungsdämpfer ebenfalls auf der Antriebswelle 41 angebracht, wobei darstellungsbedingt in 3 nur die erste Schwungmasse 11 zu sehen ist. In einem Beispiel kann der Schwingungsdämpfer Teil einer Vorrichtung sein, die neben dem eigentlichen Schwingungsdämpfer auch die Pumpeinheit 60 umfasst. Der in 3 dargestellte Nocken 42, verbunden mit der Antriebswelle 41, kann beispielsweise dazu dienen, die Pumpeinheit 60 anzutreiben. Die erste Schwungmasse 11 oder die zweite Schwungmasse 12 ist, wie in 3 abgebildet, mit der Antriebswelle 41 verbunden. Alternativ dazu kann die Antriebswelle 41 gleichzeitig die erste Schwungmasse 11 bilden. Die zweite Schwungmasse 12 kann sich dann beispielsweise relativ zur ersten Schwungmasse 11 bewegen. Unter Einsatz des Federelementes 24 und des Dämpferelementes 21 kann die zweite Schwungmasse 12 um eine Ruhelage relativ zur ersten Schwungmasse 11 schwingen (4). Die Schwingung wird durch das Dämpferelement 21 gedämpft. Entsprechend dazu kann auch die zweite Schwungmasse 12 mit der Antriebswelle 41 verbunden sein und die erste Schwungmasse 11 relativ zur zweiten Schwungmasse 12 schwingen. Der Nocken 42 kann mit der Antriebswelle 41 ein Integralbauteil bilden und somit Bestandteil der Antriebswelle 41 sein. Die Pumpeinheit 60 kann ein erstes Ventil 61 und ein zweites Ventil 62 aufweisen. 3 shows the section of a housing in which the drive shaft 41 with a cam 42 is arranged. In addition, the vibration damper is also on the drive shaft 41 attached, which depicting in 3 only the first flywheel 11 you can see. In one example, the vibration damper may be part of a device that, in addition to the actual vibration damper and the pump unit 60 includes. The in 3 illustrated cam 42 , connected to the drive shaft 41 , for example, can serve the pumping unit 60 drive. The first flywheel 11 or the second flywheel 12 is how in 3 pictured, with the drive shaft 41 connected. Alternatively, the drive shaft 41 at the same time the first flywheel 11 form. The second flywheel 12 can then, for example, relative to the first flywheel 11 move. Using the spring element 24 and the damper element 21 can the second flywheel 12 around a rest position relative to the first flywheel 11 swing ( 4 ). The vibration is transmitted through the damper element 21 attenuated. Accordingly, also the second flywheel 12 with the drive shaft 41 be connected and the first flywheel 11 relative to the second flywheel 12 swing. The cam 42 can with the drive shaft 41 form an integral component and thus Part of the drive shaft 41 be. The pump unit 60 can be a first valve 61 and a second valve 62 exhibit.

Eine weitere Ansicht des Schwingungsdämpfers ist in 4 dargestellt. Zu sehen ist der Schnitt A-A, aus 3. Die Schnittansicht A-A des Drehschwingungsdämpfers zeigt eine erste Schwungmasse 11 und eine zweite Schwungmasse 12, die sowohl über ein Dämpferelement 21, als auch über ein Federelement 24 miteinander verbunden sein können. In einem Beispiel können die erste Schwungmasse 11 und die zweite Schwungmasse 12 derart angeordnet sein, dass sie zueinander koaxial drehbar sind. Beispielsweise können sowohl die erste Schwungmasse 11, als auch die zweite Schwungmasse 12 auf der Antriebswelle 41 angeordnet sein. Durch die Drehbarkeit der ersten Schwungmasse 11 relativ zur zweiten Schwungmasse 12 ist es möglich, Drehungleichförmigkeiten an der Antriebswelle 41 zu kompensieren bzw. zu mildern. Wie bereits weiter oben beschrieben, dient das Federelement 24 dazu, die erste Schwungmasse 11 und die zweite Schwungmasse 12 um eine Ruhelage zueinander schwingen zu lassen.Another view of the vibration damper is in 4 shown. You can see the section AA, off 3 , The sectional view AA of the torsional vibration damper shows a first flywheel 11 and a second flywheel 12 that has both a damper element 21 , as well as a spring element 24 can be connected to each other. In one example, the first flywheel 11 and the second flywheel 12 be arranged so that they are rotatable coaxially with each other. For example, both the first flywheel 11 , as well as the second flywheel 12 on the drive shaft 41 be arranged. Due to the rotatability of the first flywheel 11 relative to the second flywheel 12 it is possible to rotational irregularities on the drive shaft 41 to compensate or mitigate. As already described above, the spring element is used 24 in addition, the first flywheel 11 and the second flywheel 12 to make one rest position swing to each other.

Der 4 ist außerdem zu entnehmen, dass sich das Dämpferelement 21 in einem Beispiel aus einem Kolben 22 und einem Zylinder 23 zusammensetzen kann. Der Kolben 22 kann sich dabei, durch den Zylinder 23 geführt, im Zylinder 23 bewegen. Zwischen dem Kolben 22 und dem Zylinder 23 kann sich der Arbeitsraum 25 befinden, der mit Hydraulikflüssigkeit 26 gefüllt werden kann. Darüber hinaus ist ein Versorgungskanal 13 dargestellt, der mit einem ersten Ende mit dem Arbeitsraum 25 und mit einem zweiten Ende, das dem ersten Ende gegenüberliegt, des Versorgungskanals 13 mit einer Bohrung 14 hydraulisch verbunden sein kann. Der Versorgungskanal 13 kann annähernd radial zur ersten 11 Schwungmasse und/oder zur zweiten 12 Schwungmasse angeordnet sein. Über diesen Versorgungskanal 13 wird die Hydraulikflüssigkeit 26 im Betrieb zwischen dem Arbeitsraum 25 und dem Korrespondenzraum 32 geleitet. Die Menge und die Strömungsgeschwindigkeit der zu bzw. abgeführten Hydraulikflüssigkeit 26 wird über ein Ventil 31 gesteuert. Dieses kann, wie in 4 dargestellt, in einer Bohrung 14 angeordnet sein.Of the 4 can also be seen that the damper element 21 in an example from a piston 22 and a cylinder 23 can assemble. The piston 22 can get it, through the cylinder 23 guided, in the cylinder 23 move. Between the piston 22 and the cylinder 23 can the work space 25 located with hydraulic fluid 26 can be filled. In addition, there is a supply channel 13 shown with a first end to the workspace 25 and a second end opposite the first end of the supply channel 13 with a hole 14 can be hydraulically connected. The supply channel 13 can be approximately radial to the first 11 Flywheel and / or the second 12 Flywheel be arranged. About this supply channel 13 becomes the hydraulic fluid 26 in operation between the workspace 25 and the correspondence room 32 directed. The amount and flow rate of the hydraulic fluid to be drained 26 will be over a valve 31 controlled. This can, as in 4 shown in a hole 14 be arranged.

5 zeigt den Schwingungsdämpfer in einer Schnittdarstellung B-B. In der 5 ist erkennbar, dass das Ventil 31 in der Bohrung 14 angeordnet sein kann und der Zu- und Abfluss zum Versorgungskanal 13 bzw. in der Folge zum Arbeitsraum 25 gesteuert werden kann. Die Bohrung 14 kann dabei annähernd axial in der Antriebswelle 41 eingebracht sein, insbesondere kann sie konzentrisch zu einem radialen Querschnitt der Antriebswelle 41 angeordnet sein. Ferner ist in 5 ein Aktor 51 dargestellt, der mit dem Ventil 31 verbunden ist. Die Verbindung von Aktor 51 und Ventil 31 kann beispielsweise mechanisch, hydraulisch und pneumatisch ausgeführt sein. In einem Beispiel des Schwingungsdämpfers kann mit Hilfe des Aktors 51 das Ventil 31 auf definierte Weise gesteuert werden. Das Ventil 31 kann mit dem Aktor 51 beispielsweise über eine Spindel verbunden sein, die das Ventil 31 zur Erhöhung des Durchflusses aus der Bohrung 14 herauszieht. Für eine Verringerung des Durchflusses kann die Spindel das Ventil 31 weiter in die Bohrung 14 einschieben. 5 shows the vibration damper in a sectional view BB. In the 5 it can be seen that the valve 31 in the hole 14 can be arranged and the inflow and outflow to the supply channel 13 or subsequently to the workspace 25 can be controlled. The hole 14 can be approximately axially in the drive shaft 41 In particular, it may be concentric with a radial cross section of the drive shaft 41 be arranged. Furthermore, in 5 an actor 51 shown with the valve 31 connected is. The connection of actuator 51 and valve 31 can be performed, for example, mechanically, hydraulically and pneumatically. In an example of the vibration damper can with the help of the actuator 51 the valve 31 be controlled in a defined manner. The valve 31 can with the actor 51 be connected for example via a spindle, which is the valve 31 to increase the flow from the bore 14 pulls out. To reduce the flow, the spindle can open the valve 31 further into the hole 14 Push.

Neben einem Spindelantrieb für das Ventil 31 kommen auch andere Ansteuerungsvarianten in Betracht. Beispielsweise kann die Ansteuerung auch hydraulisch oder pneumatisch erfolgen. Zum Beispiel kann der Aktor 51 über eine Steuerung 52 angesteuert werden. Darüber hinaus kann die Steuerung 52 auch in einer Motorsteuerung für eine Verbrennungskraftmaschine integriert oder angeordnet sein. Die Steuerung 52 kann den Aktor 51 durch Übermittlung von Signalen ansteuern. Auch in dem in 5 dargestellten Beispiel können neben dem Ventil 31 weitere Ventile parallel und/oder in Reihe zum Ventil 31 geschaltet sein. Darüber hinaus kann ein Teil der Ventile steuerbar sein und/oder mit dem Aktor 51 oder weiteren Aktoren verbunden sein.In addition to a spindle drive for the valve 31 Other drive variants come into consideration. For example, the control can also be done hydraulically or pneumatically. For example, the actuator 51 via a controller 52 be controlled. In addition, the controller 52 be integrated or arranged in an engine control for an internal combustion engine. The control 52 can the actor 51 trigger by transmitting signals. Also in the in 5 Example shown next to the valve 31 additional valves in parallel and / or in series with the valve 31 be switched. In addition, a part of the valves may be controllable and / or with the actuator 51 or other actuators connected.

In einem Beispiel eines Verfahrens (s. 6) können die die Drehungleichförmigkeit repräsentierenden Informationen an der Antriebswelle 41 auf vordefinierte Weise ermittelt werden 71. Nachfolgend werden die die Drehungleichförmigkeit repräsentierenden Informationen auch als Informationen oder als Informationen über die Drehungleichförmigkeit bezeichnet. Diese Informationen können von der Steuerung 52 verarbeitet werden 72. Aus den verarbeiteten Informationen zu den Drehungleichförmigkeiten können von der Steuerung 52 nach vordefinierten Algorithmen Steuersignale generiert werden, die zum Steuern von zumindest einem Ventil 31 in zumindest einem Dämpferelement 21 verwendet werden können 73. In einem Beispiel können die Informationen zu den Drehungleichförmigkeiten über Sensoren 53 ermittelt werden. Beispielsweise können Sensoren 53 das Drehmoment und oder eine Drehzahl über der Zeit an der Antriebswelle 41 ermitteln und/oder alternativ dazu die Druckverhältnisse in der Pumpeinheit 60 erfassen und an die Steuerung 52 leiten. Darüber hinaus ist es außerdem möglich, in einem Beispiel des Verfahrens die Informationen zu den Drehungleichförmigkeiten aus einem vorher eingegebenen oder anderweitig ermittelten Kennfeld 54 (beispielsweise ein Kennfeld 54 der Pumpeinheit 60) abzuleiten. Zur Ansteuerung des Ventils 31 werden die verarbeiteten Daten von der Steuerung 52 in Signale gewandelt, die den Aktor 51 steuern können. Der Aktor kann mithilfe der Signale gesteuert werden. Es ist auch möglich, den Aktor 51 lastunabhängig anzusteuern, insbesondere in Abhängigkeit der Drehzahl der Antriebswelle 41.In an example of a method (s. 6 ) can be the information representing the rotational irregularity on the drive shaft 41 be determined in a predefined way 71 , Hereinafter, the information representing the rotational nonuniformity is also referred to as information or information about rotational nonuniformity. This information can be from the controller 52 are processed 72 , From the processed information on the rotational irregularities can be determined by the controller 52 control signals are generated according to predefined algorithms, which are used to control at least one valve 31 in at least one damper element 21 can be used 73 , In one example, the information about rotational nonuniformities may be via sensors 53 be determined. For example, sensors can 53 the torque and or a speed over time on the drive shaft 41 determine and / or alternatively the pressure conditions in the pump unit 60 capture and send to the controller 52 conduct. Moreover, in one example of the method, it is possible to obtain the information about the rotational irregularities from a previously entered or otherwise determined map 54 (For example, a map 54 the pump unit 60 ). For controlling the valve 31 be the processed data from the controller 52 converted into signals representing the actuator 51 can control. The actuator can be controlled using the signals. It is also possible the actor 51 independent of the load, in particular as a function of the rotational speed of the drive shaft 41 ,

Der beschriebene Schwingungsdämpfer und das beschriebene Verfahren können auch in Kombination mit anderen, von der Pumpeinheit 60 verschiedenen, Geräten betrieben und eingesetzt werden. Beispielsweise kann ein derartiger Schwingungsdämpfer auch mit einer Verbrennungskraftmaschine oder einem Kompressor kombiniert werden. Darüber hinaus kann der Schwingungsdämpfer auch bei linearen Antrieben eingesetzt werden, wobei sich die beiden Schwungmassen 11 und 12 annähernd linear zueinander bewegen können (dargestellt in den 1 und 2). Die beschriebene Pumpeinheit 60 kann beispielsweise eine Hubkolbenpumpe sein, die in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird. Alternativ dazu ist auch eine Verwendung in stationären Motoren denkbar. Die Erfindung kann auch in Kombination mit anderen Bauteilen und/oder Baugruppen in einem Kraftfahrzeug oder anderen Maschinen eingesetzt werden. Die erste Schwungmasse 11 und die zweite Schwungmasse 12 mit dem Dämpferelement 21 und dem Ventil 31 kann auch in einen Stößel 63 der Pumpeinheit 60 integriert werden und/oder mit diesem in Reihe geschaltet werden (s. 3). In diesem Fall kann der Schwingungsdämpfer auch als linearer Schwingungsdämpfer eingesetzt werden.The described vibration damper and the described method can also be used in combination with others by the pump unit 60 various devices operated and used. For example, such a vibration damper can also be combined with an internal combustion engine or a compressor. In addition, the vibration damper can also be used in linear drives, with the two flywheels 11 and 12 can move approximately linearly to each other (shown in the 1 and 2 ). The described pump unit 60 For example, it may be a reciprocating pump used in a motor vehicle. Alternatively, a use in stationary engines is conceivable. The invention may also be used in combination with other components and / or assemblies in a motor vehicle or other machinery. The first flywheel 11 and the second flywheel 12 with the damper element 21 and the valve 31 can also be in a pestle 63 the pump unit 60 be integrated and / or connected in series with this (s. 3 ). In this case, the vibration damper can also be used as a linear vibration damper.

Ferner kann die Pumpeinheit 60 auch durch jeden anderen beliebigen Pumpentyp ersetzt werden. In den beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können neben dem Ventil 31 weitere Ventile eingesetzt werden, die in Reihe und/oder parallel zum Ventil 31 angeordnet sein können. Zumindest ein Teil der Ventile kann steuerbar sein. Ebenso können mehrere Sensoren, mehrere Aktoren oder mehrere Steuerungen eingesetzt werden. Die beschriebene Funktionsweise gilt entsprechend.Furthermore, the pump unit 60 can also be replaced by any other type of pump. In the described devices and methods, in addition to the valve 31 additional valves are used, in series and / or parallel to the valve 31 can be arranged. At least part of the valves may be controllable. Likewise, multiple sensors, multiple actuators or multiple controllers can be used. The described operation applies accordingly.

Mit der Erfindung können Ungleichförmigkeiten der Antriebskraft und Drehungleichförmigkeiten der Welle 41, die zu einer Resonanz im System und den umliegenden Bauteilen führen können, gedämpft werden. Die betroffenen Bauteile können dadurch leichter und somit kostengünstiger ausgeführt werden. Darüber hinaus erleichtert der Einsatz der Erfindung beispielsweise die Integration der Pumpeinheit 60 in Kraftfahrzeuge. Eine spezielle Anpassung der umliegenden Komponenten an die Pumpeinheit 60 kann entfallen, weil keine nennenswerten Schwingungen auf die umliegenden Komponenten übertragen werden.With the invention, non-uniformities of the driving force and rotational irregularities of the shaft 41 , which can lead to a resonance in the system and the surrounding components are attenuated. The affected components can thus be made lighter and thus cheaper. In addition, the use of the invention facilitates, for example, the integration of the pumping unit 60 in motor vehicles. A special adaptation of the surrounding components to the pump unit 60 can be omitted because no appreciable vibrations are transmitted to the surrounding components.

Das Dämpferelement 21 kann direkt an der Antriebswelle 41, an der durch das Einwirken der Kolbenkräfte die Ungleichförmigkeiten der Antriebskraft entstehen, angebracht werden. Für den Betrieb des Dämpferelementes 21 kann dasselbe Fördermedium verwendet werden, welches auch in der Pumpeinheit 60 gefördert wird. Durch eine beispielsweise elektrische Ansteuerung des Ventils 31 (kann auch als Dämpferdrossel 31 bezeichnet werden) wird die Dämpfungscharakteristik des Dämpferelementes 21, beispielsweise in Abhängigkeit der Drehzahl der Pumpeinheit 60, angepasst. Durch diese Maßnahmen wird die Integration einer derartigen Pumpeinheit 60 in andere Systeme, insbesondere in Verbindung mit Verbrennungsmotoren, erheblich erleichtert. Dies liegt daran, dass nur noch ein geringer Anteil an Schwingungen an benachbarte Bauteile übertragen werden und eine spezielle Auslegung von benachbarten Bauteilen der Pumpeinheit 60 entfallen kann.The damper element 21 can be directly on the drive shaft 41 in which the non-uniformities of the driving force are caused by the action of the piston forces, are attached. For the operation of the damper element 21 the same fluid can be used, which also in the pumping unit 60 is encouraged. By an example, electrical control of the valve 31 (can also be used as damper throttle 31 be designated) is the damping characteristic of the damper element 21 , For example, depending on the speed of the pump unit 60 , customized. Through these measures, the integration of such a pump unit 60 in other systems, especially in connection with internal combustion engines, greatly facilitated. This is because only a small proportion of vibrations are transmitted to adjacent components and a special design of adjacent components of the pumping unit 60 can be omitted.

Claims

Vibration damper for a high-pressure fuel pump in internal combustion engines with a first flywheel ( 11 ) and a second flywheel ( 12 ), which are designed to rotate with each other, and a damper element ( 21 ) with a valve ( 31 ), wherein the damper element ( 21 ) the first flywheel ( 11 ) and the second flywheel ( 12 ) hydraulically connects and the valve ( 31 ) has a continuously controllable flow, wherein the vibration damper on a drive shaft ( 41 ) a pump unit ( 60 ) of the high-pressure fuel pump, characterized in that the valve ( 31 ) in an axial bore ( 14 ) of the drive shaft ( 41 ) is arranged.

Vibration damper according to claim 1, in which the hydraulic fluid ( 26 ) of the damper element ( 21 ) is a fuel or a lubricating oil for the internal combustion engine.

Vibration damper according to one of claims 1 or 2, wherein a supply channel ( 13 ) in the first flywheel ( 11 ) or the second flywheel ( 12 ) runs approximately radially.

High-pressure fuel pump with a vibration damper according to one of claims 1 to 3 and a pump unit ( 60 ) with a drive shaft ( 41 ), the first flywheel ( 11 ) with the drive shaft ( 41 ) of the pump unit ( 60 ) connected is.

High-pressure fuel pump according to claim 4, wherein the vibration damper with the same hydraulic fluid ( 26 ), which is also supplied by the pump unit ( 60 ).

Method for controlling a vibration damper according to one of Claims 1 to 3 with a damper element ( 21 ) and a controllable valve ( 31 ) in a high-pressure fuel pump, comprising: determining the information representing rotational non-uniformity ( 71 ), Processing the information representing the rotational irregularity ( 72 ), Controlling the valve ( 31 ), which with the damper element ( 21 ) is hydraulically connected ( 73 ).

Method according to Claim 6, in which the information representing the rotational irregularity is transmitted via sensors ( 53 ) be determined.

Method according to one of Claims 6 or 7, in which the information representing the rotational irregularity is obtained from a characteristic map ( 54 ) be determined.