DE102018205866A1

DE102018205866A1 - Drive shaft for a high pressure pump, high pressure pump

Info

Publication number: DE102018205866A1
Application number: DE102018205866.0A
Authority: DE
Inventors: Ralf Brode
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-04-18
Filing date: 2018-04-18
Publication date: 2019-10-24

Abstract

Antriebswelle (1) für eine Hochdruckpumpe (2) in einem Kraftstoffeinspritzsystem, die einen aus einem Gehäuse (3) der Hochdruckpumpe (2) vorstehenden zapfenförmigen Endabschnitt (4) zur Aufnahme einer Klauenkupplung (5) aufweist, wobei die Klauenkupplung (5) ein über einen Nabenabschnitt (6) drehfest mit dem Endabschnitt (4) der Antriebswelle (1) verbundenes Klauenkupplungsstück (7) und eine Kreuzscheibe (8) zur drehfesten Verbindung mit einem weiteren Klauenkupplungsstück (7) einer weiteren Welle umfasst, und wobei die drehfeste Verbindung über radial außen ansetzende Klauen (9) der Klauenkupplungsstücke (7) bewirkbar ist, die in Eingriff mit entsprechenden Ausnehmungen (10) der Kreuzscheibe (8) bringbar sind, wobei die Ausnehmungen (10) der Kreuzscheibe (8) von klauenähnlichen Abschnitten (11) begrenzt werden. Erfindungsgemäß weist dabei die Kreuzscheibe (8) mindestens ein Federelement (22, 24, 26, 28, 32, 36) auf.A drive shaft (1) for a high-pressure pump (2) in a fuel injection system, comprising a pin-shaped end portion (4) projecting from a housing (3) of the high-pressure pump (2) for receiving a dog clutch (5), wherein the dog clutch (5) transmits via a hub portion (6) rotatably with the end portion (4) of the drive shaft (1) connected jaw coupling piece (7) and a cross-disc (8) for non-rotatable connection with another jaw coupling piece (7) comprises a further shaft, and wherein the rotationally fixed connection via radially outer claws (9) of the jaw coupling pieces (7) is engageable, which are engageable with corresponding recesses (10) of the cross-disc (8), wherein the recesses (10) of the cross-disc (8) of claw-like sections (11) are limited , According to the invention, the cross-disc (8) has at least one spring element (22, 24, 26, 28, 32, 36).

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebswelle für eine Hochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer solchen Antriebswelle.The invention relates to a drive shaft for a high-pressure pump in a fuel injection system having the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a high-pressure pump for a fuel injection system with such a drive shaft.

Stand der TechnikState of the art

Um eine Hochdruckpumpe anzutreiben, wird eine Antriebswelle der Hochdruckpumpe mit einer weiteren Welle, insbesondere einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, gekoppelt. In der Regel finden hierbei Klauenkupplungen Einsatz, die eine Drehmomentübertragung zwischen zwei koaxial angeordneten Wellen ermöglichen. Des Weiteren wird beim Einsatz dieser Kupplungen das Drehmoment nahezu querkraftfrei übertragen.In order to drive a high-pressure pump, a drive shaft of the high-pressure pump is coupled to a further shaft, in particular a crankshaft of an internal combustion engine. As a rule, jaw clutches are used here, which enable a torque transmission between two coaxially arranged shafts. Furthermore, the torque is transmitted almost free of lateral forces when using these clutches.

Das übertragbare Drehmoment ist bei heutigen Klauenkupplungen auf etwa 80 Nm limitiert. Da die Anforderungen an Hochdruckpumpen stetig steigen, werden zukünftig auch größere Antriebsmomente erforderlich sein. Darüber hinaus handelt es sich bei den Hochdruckpumpen, die insbesondere für den Einsatz in einem Common-Rail System geeignet sind, um periodisch arbeitende Hochdruckpumpen, die im Betrieb ein pulsierendes Gegendrehmoment erzeugen können. Aufgrund des inneren Aufbaus der Hochdruckpumpe wird das Gegendrehmoment kurzeitig zu einem Beschleunigungsmoment, das auf die Antriebswelle und über die Antriebswelle auf die Klauenkupplung und einen Antriebsstrang wirkt. Dabei wird ein in der Klauenkupplung vorhandenes Spiel durchfahren und bei einem erneuten Kontakt der Kupplungsteile können Beschleunigungskräfte auftreten, die sich als Drehmomentüberhöhungen, insbesondere in Form von stoßartigen Impulskräften, aufgrund des technisch bedingten Spiels zwischen den Bauteilen der Klauenkupplung in des Antriebsstrangs, insbesondere in die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, eingeleitet werden.The transmissible torque is limited to about 80 Nm in today's dog clutches. As the requirements for high-pressure pumps increase steadily, larger drive torques will be required in the future. In addition, the high-pressure pumps, which are particularly suitable for use in a common-rail system, are periodically operating high-pressure pumps, which can generate a pulsating counter-torque during operation. Due to the internal structure of the high-pressure pump, the counter torque becomes momentary to an accelerating torque acting on the drive shaft and via the drive shaft to the dog clutch and a drive train. In this case, an existing in the dog clutch game is passed through and in a renewed contact of the coupling parts acceleration forces can occur as torque increases, especially in the form of impulsive impulse forces due to the technical game between the components of the dog clutch in the drive train, in particular in the crankshaft the internal combustion engine to be initiated.

Entsprechend steigen die Anforderungen an den Antriebsstrang und/oder die Kurbelwelle und/oder die Klauenkupplung, wodurch diese Bauteile größer dimensioniert werden müssen. Dem steht jedoch häufig entgegen, dass der zur Verfügung stehende Bauraum begrenzt ist.Accordingly, the demands on the drive train and / or the crankshaft and / or the dog clutch increase, as a result of which these components must be dimensioned larger. However, this is often contrary to the fact that the available space is limited.

Aus der US 2,943,464 ist eine modifizierte Klauenkupplung bekannt, die zwei Klauenkupplungsstücke und ein zwischen den beiden Klauenkupplungsstücken einsetzbares Zwischenstück umfasst. Die Klauenkupplungsstücke weisen radial außen ansetzende Klauen auf, welche in Eingriff mit entsprechenden Ausnehmungen des Zwischenstücks bringbar sind. Die Klauen der Klauenkopplungsstücke werden dabei vollständig in den Ausnehmungen des Zwischenstücks aufgenommen, so dass eine in axialer Richtung sehr kompakt bauende Anordnung bei gleichzeitig maximaler Kraftübertragungsfläche geschaffen wird.From the US 2,943,464 For example, a modified dog clutch is known which comprises two jaw clutch pieces and an intermediate piece insertable between the two jaw clutch pieces. The jaw coupling pieces have radially outwardly adjoining claws, which are engageable with corresponding recesses of the intermediate piece. The jaws of the claw coupling pieces are thereby completely accommodated in the recesses of the intermediate piece, so that an arrangement which is very compact in the axial direction and at the same time the maximum force transmission surface is created.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebswelle für eine Hochdruckpumpe mit einer Klauenkupplung anzugeben, die einfach gestaltet ist und zugleich die Übertragung hoher Drehmomente ermöglicht. Ferner soll die Belastung des Antriebsstrang und/oder die Kurbelwelle und/oder die Klauenkupplung durch das pulsierende Gegendrehmoment aus der Hochdruckpumpe und die daraus resultierenden Beschleunigungskräfte, die sich als Drehmomentüberhohungen, insbesondere in Form von stoßartigen Impulskräften, aufgrund des technisch bedingten Spiels zwischen den Bauteilen der Klauenkupplung in den Antriebsstrangs fortsetzen, nahezu unterbunden oder zumindest reduziert werden. Auch sollen Beschädigungen aufgrund des Aufeinanderprallen von miteinander im Eingriff stehenden Bauteilen und/oder Stirnflächen aufgrund des Spiels reduziert werden.The present invention has for its object to provide a drive shaft for a high-pressure pump with a dog clutch, which is simple in design and at the same time allows the transmission of high torques. Furthermore, the load of the drive train and / or the crankshaft and / or the jaw clutch by the pulsating counter torque from the high-pressure pump and the resulting acceleration forces acting as Drehmomentüberhohungen, especially in the form of impulsive impulse forces due to the technical game between the components Claw clutch in the drive train continue, almost suppressed or at least reduced. Also, damage due to the collision of inter-engaging components and / or end surfaces due to the game should be reduced.

Zur Lösung der Aufgabe werden die Antriebswelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 11 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. To solve the problem, the drive shaft with the features of claim 1 and the high-pressure pump with the features of claim 11 are given. Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Bezugnehmend auf Anspruch 1 weist die für eine Hochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem vorgeschlagene Antriebswelle einen aus einem Gehäuse der Hochdruckpumpe vorstehenden zapfenförmigen Endabschnitt zur Aufnahme einer Klauenkupplung auf. Die Klauenkupplung umfasst ein über einen Nabenabschnitt drehfest mit dem Endabschnitt der Antriebswelle verbundenes Klauenkupplungsstück und eine Kreuzscheibe zur drehfesten Verbindung mit einem weiteren Klauenkupplungsstück einer weiteren Welle. Die drehfeste Verbindung ist über radial außen ansetzende Klauen der Klauenkupplungsstücke bewirkbar, die in Eingriff mit entsprechenden Ausnehmungen der Kreuzscheibe bringbar sind, wobei die Ausnehmungen der Kreuzscheibe von klauenähnlichen Abschnitten begrenzt werden. Erfindungsgemäß weist die Kreuzscheibe dabei mindestens ein Federelement auf. Auf diese Weise kann der Verschleiss der miteinander in Kontakt stehenden Flächen, insbesondere der Stirnflächen der Kreuzscheibe und der jeweiligen Klauen reduziert werden, da bei einem Betrieb der Hochdruckpumpe auftretende stoßartige Impulskräften durch den Drehmoment-übertrag minimiert werden. Die nachteiligen stoßartigen Impulskräfte können beispielsweise durch ein durch die Hochdruckpumpe verursachtes pulsierendes Gegendrehmoment auftreten. Dieses pulsierende Gegendrehmoment wird durch die periodisch arbeitende Hochdruckpumpe aufgrund von Betriebszuständen zurück in einen Antriebsstrang, insbesondere die Klauenkupplung, geleitet und dieses pulsierende Gegendrehmoment ist einer Antriebsrichtung entgegengesetzt. Zum anderen können die stoßartigen Impulskräften jedoch auch durch eine variierende Drehzahl aus dem Antriebsstrang, insbesondere durch die Kurbelwelle, in den miteinander in Kontakt stehenden Flächen der Kreuzscheibe und der jeweiligen Klauen verursacht werden, beispielsweise bei einem ruckartigen Anstieg der Rotationsgeschwindigkeit des Antriebsstrangs. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Antriebswelle, bei der die Kreuzscheibe mindestens ein Federelement aufweist, kann eine Beschädigung des Antriebsstrangs, der Klauenkupplung und der Antriebswelle der Hochdruckpumpe durch das mindestens eine Federelement, verhindert werden. Dadurch lässt sich die Lebensdauer des Antriebsstrangs, der Klauenkupplung und der Antriebswelle verlängern. Dies verringert die Ausfallwahrscheinlichkeit und erhöht die Lebensdauer der gesamten Hochdruckpumpe. Referring to claim 1, the drive shaft proposed for a high pressure pump in a fuel injection system has a pin-shaped end portion projecting from a housing of the high-pressure pump for receiving a dog clutch. The jaw clutch comprises a claw coupling piece connected in a rotationally fixed manner to the end section of the drive shaft via a hub section and a cross disk for the non-rotatable connection with a further jaw coupling section of a further shaft. The rotationally fixed connection can be effected via claws of the jaw coupling pieces which attach radially from the outside and which can be brought into engagement with corresponding recesses of the cross-disc, the recesses of the cross-disc being delimited by claw-like sections. According to the invention, the cross disk has at least one spring element. In this way, the wear of the mutually contacting surfaces, in particular the end faces of the disc and the respective jaws can be reduced, since occurring during operation of the high-pressure pump impulsive impulse forces are minimized by the torque transfer. The adverse impulsive impulsive forces may occur, for example, by a pulsating counter-torque caused by the high-pressure pump. This pulsating counter-torque is passed back into a drive train, in particular the dog clutch, by the periodically operating high-pressure pump due to operating conditions, and this pulsating counter-torque is opposite to a drive direction. On the other hand, however, the impulsive impulse forces can also be caused by a varying speed of the drive train, in particular by the crankshaft, in the mutually contacting surfaces of the disc and the respective jaws, for example, in a sudden increase in the rotational speed of the drive train. Due to the inventive design of the drive shaft, in which the cross-plate has at least one spring element, damage to the drive train, the dog clutch and the drive shaft of the high pressure pump by the at least one spring element can be prevented. This can extend the life of the powertrain, the dog clutch and the drive shaft. This reduces the probability of failure and increases the life of the entire high-pressure pump.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Antriebswelle möglich. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The measures listed in the dependent claims advantageous developments of the drive shaft specified in claim 1 are possible. The subclaims relate to preferred developments of the invention.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Antriebswelle ist das mindestens eine Federelement jeweils entgegen der Antriebsrichtung der Antriebswelle wirksam. Auf diese Weise kann eine Beschädigung des Antriebsstrangs und/oder der Klauen der Kurbelwelle, die mit der Kreuzscheibe in Eingriff stehen, reduziert werden. Dieser Vorteil kann dadurch errreicht werden, dass das mindestens eine Federelement parallel zum Kraftangriffspunkt der stoßartigen Impulskräfte zwischen den Stirnflächen des mindestens einen klauenähnlichen Abschnitts und der mindestens eine Klaue wirkt. Damit lässt sich durch das mindestens eine Federelement ein permanenter Ausgleich des Spiels in der Klauenkupplung erzielen, wodurch ein Rückdrehmoment aus dem Pumpenbetrieb, insbesondere aufgrund der in der Pumpe angeordneten mindestens einen Feder, derart ausgeglichen werden kann, dass es ein pulsierende und einer Antriebsrichtung entgegengesetzt Gegendrehmoment nicht zu einem ruckartigen Aufeinanderprallen der Kontaktflächen der Klauenkupplung führt, zwischen denen bei einem Pumpenbetrieb ein Spiel vorhanden ist. Dadurch kann die Ausfallwahrscheinlichkeit der Antriebswelle der Hochdruckpumpe, der Klauenkupplung und des antreibenden Antriebsstrangs reduzieren werden. Zudem können weitere Störschwingungen, die sich auf die weiteren Bauteile der Hochdruckpumpe und der umgebenden Bauteile negativ auswirken würden, verhindert werden. Ferner kann die Lebensdauer der gesamten Hochdruckpumpe und der mit Ihr in Kontakt stehenden und der umgebenden Bauteile erhöht werden. Des Weiteren wird auch die Lebensdauer des mindestens einen Federelements derart erhöht, indem das mindestens eine Federelement in einem vorteilhaften Kraftangriffswinkel mit den stoßartigen Impulskräften beaufschlagt wird.According to a particularly advantageous embodiment of the drive shaft, the at least one spring element in each case counter to the drive direction of the drive shaft is effective. In this way, damage to the drive train and / or the jaws of the crankshaft, which are engaged with the cross-disk, can be reduced. This advantage can be achieved by the fact that the at least one spring element acts parallel to the force application point of the impulsive impulse forces between the end faces of the at least one claw-like portion and the at least one claw. This can be achieved by the at least one spring element permanent compensation of the game in the dog clutch, whereby a return torque from the pump operation, in particular due to the arranged in the pump at least one spring, can be compensated such that there is a pulsating and a drive direction opposite counter torque does not lead to a jerky clashing of the contact surfaces of the dog clutch, between which a game is present in a pump operation. As a result, the probability of failure of the drive shaft of the high-pressure pump, the dog clutch and the driving drive train can be reduced. In addition, further disturbing vibrations, which would have a negative effect on the other components of the high-pressure pump and the surrounding components, can be prevented. Further, the life of the entire high-pressure pump and the contact with her and the surrounding components can be increased. Furthermore, the service life of the at least one spring element is also increased in such a way that the at least one spring element is subjected to the impulsive pulse forces at an advantageous force application angle.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen mindestens zwei der klauenähnlichen Abschnitte jeweils mindestens ein Federelement auf. Dabei kann mindestens ein klauenähnlicher Abschnitt auf mindestens der der Ausnehmung zugewandten Stirnfläche jeweils mindestens ein Federelement aufweisen. Auf diese Weise lässt sich zudem eine bessere Verteilung der in der Klauenkupplung auftretenden stoßartigen Impulskräfte auf mehrere Federelemente bewirken. Dadurch kann die Lebensdauer des jeweiligen mindestens einen Federelements erhöht werden, da die Impulskräfte auf mehrere Federelement verteilt werden. Auch lässt sich durch eine Verteilung der stoßartigen Impulskräfte auf das mindestens eine Federelement eine verbesserte Dämpfung erzielen, wodurch die Schädigung der Bauteile des Antriebsstrangs, der Klauenkupplung und der Antriebswelle reduziert werden kann. Des Weiteren lässt sich durch eine derartige Anordnung des mindestens einen Federelements der benötigte Bauraum für das mindestens eine Federelement und/oder die Klauenkupplung reduzieren oder zumindest beibehalten.According to an advantageous embodiment, at least two of the claw-like portions each have at least one spring element. In this case, at least one claw-like section may have at least one spring element on at least the end face facing the recess. In this way, moreover, a better distribution of the impulse-type impulse forces occurring in the dog clutch can be effected on a plurality of spring elements. As a result, the service life of the respective at least one spring element can be increased since the pulse forces are distributed to a plurality of spring element. Also can be achieved by a distribution of the impulsive impulse forces on the at least one spring element improved damping, whereby the damage to the components of the drive train, the dog clutch and the drive shaft can be reduced. Furthermore, by means of such an arrangement of the at least one spring element, the required installation space for the at least one spring element and / or the dog clutch can be reduced or at least retained.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das mindestens eine Federelement jeweils in Gegenlastrichtung zur Antriebsrichtung der Antriebswelle am jeweiligen klauenählichen Abschnitt angebracht. Auf diese Weise kann der Vorteil erzielt werden, dass das mindestens eine Federelement derart zwischen den Bauteilen Kreuzscheibe und Klauen der Klauenkupplung platziert werden, dass das mindestens eine Federelement nur dann belastet wird, wenn ein pulsierendes Gegendrehmoment aus der Hochdruckpumpe auf die Klauenkupplung und den Antriebsstrang wirkt. Dadurch wird das mindestens eine Federelement nur bei einem unregelmäßig auftretenden und nicht konstant anstehenden Gegendrehmoment aus der Hochdruckpumpe belastet, wodurch sich die Lebensdauer des mindestens einen Federelements verlängern lässt, da dieses nicht permanent durch ein Drehmoment, insbesondere einem hochfrequenten dynamisch schwellenden Drehmoment, belastet wird. Auf diese Weise kann die Ausfallwahrscheinlichkeit des mindestens einen Federelement reduziert werden, wodurch sich die Lebensdauer der Antriebswelle, der Klauenkupplung und der gesamten Hochdruckpumpe erhöhen lässt.According to an advantageous embodiment, the at least one spring element is mounted in each case in the opposite direction to the drive direction of the drive shaft on the respective claw-like section. In this way, the advantage can be achieved that the at least one spring element are placed between the components cross disc and jaws of the dog clutch, that the at least one spring element is only loaded when a pulsating counter torque from the high pressure pump acts on the dog clutch and the drive train , As a result, the at least one spring element is loaded only at an irregularly occurring and not constantly pending counter torque from the high-pressure pump, whereby the life of the at least one spring element can be extended, as this is not permanently by a torque, in particular a high-frequency dynamically swelling torque charged. In this way, the probability of failure of the at least one spring element can be reduced, whereby the life of the drive shaft, the dog clutch and the entire high-pressure pump can be increased.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das wenigstens eine Federelement ein ringförmiges Federelement, wobei das ringförmige Federelement als ein um eine Drehachse umlaufender Ring ausgebildet ist, wobei das ringförmige Federelement an seinem Außendurchmesser von einem äußeren Begrenzungsring umgeben ist. Des Weiteren ist das Federelement an seinem Innendurchmesser drehfest mit den klauenähnlichen Abschnitten verbunden, wobei insbesondere zwei der klauenähnlichen Abschnitte als separate Teile der Kreuzscheibe ausgebildet sind und nicht mit einem zentralen Kreuzscheibensegment verbunden sind. Auf diese Weise kann eine Führung der innenliegenden Bauteile der Klauenkupplung und/oder der Kreuzscheibe radial zur Drehachse durch den äußeren Begrenzungsring erzielt werden, wodurch sich eine Erhöhung der Zuverlässigkeit der Klauenkupplung herbeiführen lässt. Dadurch kann weiterhin eine höhere Lebensdauer der Antriebswelle und der umgebenden Bauteile herbeigeführt werden. Ferner kann auf diese Weise der Vorteil erzielt werden, dass sich radial und/oder axial zur Drehachse wirkende Kräfte, insbesondere durch das Gegendrehmoment aus dem Betrieb der Hochdruckpumpe und sich dadurch ergebende nachteilige stoßartige Impulskräfte, und/oder Schwingungen durch das ringförmig ausgeführte Federelement zumindest nahezu vollständig aufheben lassen. Dadurch kann die Lebensdauer der Klauenkupplung und/oder der Antriebswelle und/oder der umliegenden Bauteile erhöht werden. Weiterhin ist auf diese Weise eine vereinfachte Montage der Klauenkupplung mit dem ringförmigen Federelement, dem zentralen Kreuzscheibensegment und dem äußeren Begrenzungsring möglich. Dabei kann das ringförmige Federelement einfach in den äußeren Begrenzungsring eingeschoben und beispielsweise eingeklebt werden und die Bauteile der Kreuzscheibe können in das ringförmige Federelement eingeschoben und beispielsweise eingeklebt werden. Dadurch lassen sich die Montagezeit und die Montagekosten reduzieren wodurch sich die Gesamtkosten der Klauenkupplung reduzieren lassen. Zugleich ist die Klauenkupplung einfach aufgebaut und damit vergleichsweise kostengünstig zu fertigen. Insbesondere können im Wesentlichen die gleichen Werkzeuge eingesetzt werden, die bereits zur Fertigung bekannter Klauenkupplungen eingesetzt werden. According to a particularly advantageous embodiment, the at least one spring element is an annular spring element, wherein the annular spring element is designed as a rotating around a rotation axis ring, wherein the annular spring element is surrounded at its outer diameter by an outer boundary ring. Furthermore, the spring element is rotatably connected at its inner diameter with the claw-like sections, wherein in particular two of the claw-like portions are formed as separate parts of the cross-plate and are not connected to a central Kreuzscheibensegment. In this way, a guide of the internal components of the dog clutch and / or the cross plate can be achieved radially to the axis of rotation by the outer limiting ring, which can cause an increase in the reliability of the dog clutch. This can continue to bring about a longer life of the drive shaft and the surrounding components. Furthermore, can be achieved in this way the advantage that radially and / or axially to the axis of rotation acting forces, in particular by the counter torque from the operation of the high pressure pump and thereby resulting adverse impulsive impulse forces, and / or vibrations by the annular spring element executed at least almost completely cancel. As a result, the service life of the dog clutch and / or the drive shaft and / or the surrounding components can be increased. Furthermore, a simplified mounting of the dog clutch with the annular spring element, the central Kreuzscheibensegment and the outer boundary ring is possible in this way. In this case, the annular spring element can be easily inserted into the outer boundary ring and, for example, glued and the components of the cross plate can be inserted into the annular spring element and glued, for example. As a result, the assembly time and the installation costs can be reduced thereby reducing the total cost of the dog clutch. At the same time, the dog clutch is simple and thus comparatively inexpensive to manufacture. In particular, substantially the same tools can be used, which are already used for the production of known jaw clutches.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das wenigstens eine Federelement ein radial zur Drehachse verlaufendes Federelement, wobei das mindestens eine Federelement zwischen zwei Teilstücken eines jeweiligen klauenähnlichen Abschnitts angeordnet ist. Dabei sind insbesondere zwei der klauenähnlichen Abschnitte als separate Teile der Kreuzscheibe ausgebildet und nicht mit dem zentralen Kreuzscheibensegment verbunden. Zudem ist die Kreuzscheibe umlaufend um die Drehachse von dem äußeren Begrenzungsring umgeben. Auf diese Weise kann eine Führung der innenliegenden Bauteile durch den äußeren Begrenzungsring erzielt werden. Darüber hinaus kann eine Beschädigung der inneren Bauteile, wie beispielsweise die Bauteile der Kreuzscheiben und/oder das jeweilige Federelement, aufgrund von Fliehkräften bei einer hohen Drehzahl des Antriebsstrangs und der Antriebswelle reduziert werden. Somit lässt sich eine höhere Lebensdauer der Antriebswelle, der Klauenkupplung und der angrenzenden Bauteile erzielen. Zudem lässt sich durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Antriebswelle, insbesondere mit der Klauenkupplung, eine kompakte Bauweise der Klauenkupplung mit dem mindestens einen in der Kreuzscheibe, insbesondere im mindestens einen klauenähnlichen Abschnitt, integrierten Federelement erzielen. Des Weiteren ist eine zumindest schnellere und/oder einfachere Vormontage aufgrund der geometrischen Ausgestaltung des jeweiligen klauenähnlichen Abschnitts mit dem jeweiligen Federelement möglich, wodurch eine Reduzierung der Montagezeit und der Montagekosten erzielt werden kann.According to an advantageous embodiment, the at least one spring element is a radially extending to the axis of rotation spring element, wherein the at least one spring element between two portions of a respective claw-like portion is arranged. In particular, two of the claw-like portions are formed as separate parts of the cross-plate and not connected to the central Kreuzscheibensegment. In addition, the cross disk is circumferentially surrounded around the axis of rotation of the outer boundary ring. In this way, a guide of the internal components can be achieved by the outer boundary ring. In addition, damage to the internal components, such as the components of the cross-discs and / or the respective spring element, due to centrifugal forces at a high speed of the drive train and the drive shaft can be reduced. Thus, a longer life of the drive shaft, the dog clutch and the adjacent components can be achieved. In addition, can be achieved by the inventive design of the drive shaft, in particular with the dog clutch, a compact design of the dog clutch with the at least one in the cross disc, in particular in at least one claw-like portion integrated spring element. Furthermore, an at least faster and / or easier pre-assembly due to the geometric configuration of the respective claw-like portion with the respective spring element is possible, whereby a reduction in assembly time and installation costs can be achieved.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung stehen das mindestens eine Federelement im montierten Zustand der Kreuzscheibe auf dem Klauenkupplungsstück unter Vorspannung, insbesondere wenn die Klauen der Klauenkupplungsstücke im Eingriff mit den entsprechenden Ausnehmungen der Kreuzscheibe stehen. Weitherhin wird durch das mindestens eine Federelement die drehfeste Verbindung des mindestens einen klauenähnlichen Abschnitts mit der mindestens einen radial außen ansetzenden Klaue derart vorgespannt wird, dass ein technisch bedingtes Spiel zumindest nahezu aufgehoben ist, insbesondere im Bereich der Stirnflächen. Auf diese Weise ist es möglich, dass die jeweiligen Stirnflächen der Klauen, insbesondere der Klauen der Antriebswelle der Hochdruckpumpe und/oder der Kurbelwelle des Antriebsstrangs, immer in Anlage mit den Stirnflächen der klauenähnlichen Abschnitte der Kreuzscheibe stehen. Dadurch lässt sich ein stoßartige Aufeinanderprallen der Stirnflächen verhindern, da diese aufgrund der Vorspannung und des nahzu aufgehobenen Spiels, zumindest nahezu dauerhaft durch das mindestens eine Federelement miteinander in Anlage gehalten werden. Dabei muss das Federelement so ausgelegt sein, dass dieses durch das Beschleunigungsmoment der Hochdruckpumpe nicht einfedert. Dadurch ist gewährleistet, dass die Übertragungsflächen der Kupplung immer anliegen und es zu keinem Stoßvorgang aufgrund des Spiels in der Klauenkupplung, insbesondere zwischen den Stirnflächen, kommen kann. Beispielsweise wird die Federhärte derart gewählt, dass bei allen Betriebszuständen der Pumpe und über einen breiten Drehmomentbereich die jeweiligen Stirnflächen-Paarungen miteinander in Anlage gehalten werden, insbesondere bei einer hochfrequenten dynamisch schwellenden Belastung. Auf diese Weise kann die Lebensdauer der Klauenkupplung, der Antriebswelle und des Antriebsstrangs erhöht werden, woduch sich die Lebensdauer der gesamten Hochdruckpumpe erhöhen lässt.According to an advantageous development, the at least one spring element in the assembled state of the cross-plate on the jaw coupling piece under pretension, in particular when the jaws of the jaw coupling pieces are engaged with the corresponding recesses of the cross-plate. Furthermore, by the at least one spring element, the rotationally fixed connection of the at least one claw-like portion is biased with the at least one radially outer claw such that a technically conditioned game is at least almost canceled, especially in the region of the end faces. In this way, it is possible that the respective end faces of the jaws, in particular the claws of the drive shaft of the high-pressure pump and / or the crankshaft of the drive train, always in contact with the end faces of the claw-like portions of the cross wheel. As a result, an impact-like collision of the end faces can be prevented, since they are held in abutment with one another at least almost permanently by the at least one spring element due to the prestressing and the play that has been almost lifted. In this case, the spring element must be designed so that this does not compress by the acceleration torque of the high-pressure pump. This ensures that the transmission surfaces of the clutch are always present and there can be no impact due to the game in the dog clutch, especially between the faces. For example, the spring hardness is selected such that in all operating states of the pump and over a wide torque range, the respective end face pairings are held in abutment with each other, especially in a high-frequency dynamically swelling load. In this way, the Life of the dog clutch, the drive shaft and the drive train are increased, which can increase the life of the entire high-pressure pump.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung besteht das mindestens eine Federelement aus einem Federstahl und/oder aus einem elastischen Polymer oder aus einer Verbindung dieser Materialien. Auf diese Weise können lassen sich die Belastungen in der Klauenkupplung zum einen besser auf das mindestens eine Federelement verteilen und es lässt sich eine Neutralisation von stoßartigen Impulsen erzielen, insbesondere bei einer Kombination der federnden Eigenschaften des Federstahls und der federnden Eigenschaften des elastischen Polymers. Dadurch kann eine Schädigung der Bauteile des Antriebsstrangs, der Klauenkupplung und der Antriebswelle durch Schwingungen und/oder stoßartige Impulskräfte reduziert werden.According to an advantageous embodiment, the at least one spring element consists of a spring steel and / or of an elastic polymer or of a compound of these materials. In this way, the loads in the dog clutch on the one hand can be better distributed to the at least one spring element and it can achieve a neutralization of jerky pulses, especially in a combination of the resilient properties of the spring steel and the resilient properties of the elastic polymer. As a result, damage to the components of the drive train, the dog clutch and the drive shaft can be reduced by vibrations and / or impulsive impulse forces.

Figurenlistelist of figures

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe,
2 eine vergrößerte Darstellung der Klauenkupplung der Hochdruckpumpe der 1,
3 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe mit Blick auf die Stirnseite der Klauenkupplung und einer ersten Ausführungsform einer Kreuzscheibe,
4 zeigt eine in 3 mit A-A bezeichnete Draufsicht die Klauenkupplung der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe,
5 zeigt eine zweite Ausführungsform der Klauenkupplung mit einem ringförmigen Federelement,
6 zeigt eine dritte Ausführungsform der Klauenkupplung mit mindestens einem Federelement

Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. These show:

1 a perspective view of a high-pressure pump according to the invention,
2 an enlarged view of the jaw clutch of the high-pressure pump 1 .
3 shows a side view of the high-pressure pump according to the invention with a view of the end face of the dog clutch and a first embodiment of a cross-disk,
4 shows an in 3 With AA designated top view the dog clutch of the high-pressure pump according to the invention,
5 shows a second embodiment of the dog clutch with an annular spring element,
6 shows a third embodiment of the dog clutch with at least one spring element

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Eine in der 1 dargestellte erfindungsgemäße Hochdruckpumpe 2 weist ein Gehäuse 3 auf, in dem eine Antriebswelle 1 abschnittsweise aufgenommen und drehbar gelagert ist. Ein zapfenförmiger Endabschnitt 4 der Antriebswelle 1 ragt dabei aus dem Gehäuse 3 heraus. Auf dem zapfenförmigen Endabschnitt 4 ist eine Klauenkupplung 5 montiert, die der drehfesten Verbindung der Antriebswelle 1 der Hochdruckpumpe 2 mit einer weiteren antreibenden Welle (nicht dargestellt) dient, beispielsweise mit einem Antriebsstrang, insbesondere mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine. Die Hochdruckpumpe 2 ist dabei an oder in diese Brennkraftmaschine verbaut.One in the 1 illustrated high-pressure pump according to the invention 2 has a housing 3 on, in which a drive shaft 1 partially recorded and rotatably mounted. A pin-shaped end portion 4 the drive shaft 1 protrudes from the case 3 out. On the peg-shaped end portion 4 is a dog clutch 5 mounted, the rotationally fixed connection of the drive shaft 1 the high pressure pump 2 with a further driving shaft (not shown) is used, for example with a drive train, in particular with a crankshaft of an internal combustion engine. The high pressure pump 2 is installed on or in this internal combustion engine.

Die Klauenkupplung 5 umfasst ein Klauenkupplungsstück 7, das über einen Nabenabschnitt 6 drehfest mit der Antriebswelle 1 verbunden ist. In das Klauenkupplungsstück 7 ist eine Kreuzscheibe 8 eingelegt. Das Klauenkupplungsstück 7 und die Kreuzscheibe 8 werden über eine auf den zapfenförmigen Endabschnitt 4 der Antriebswelle 1 aufgeschraubte Mutter 16 gehalten.The claw clutch 5 includes a jaw coupling piece 7 , which has a hub section 6 rotatably with the drive shaft 1 connected is. In the claw coupler 7 is a cross-slice 8th inserted. The claw coupler 7 and the cross wheel 8th Be over a on the pin-shaped end portion 4 the drive shaft 1 screwed nut 16 held.

Wie der 2 zu entnehmen ist, weist das Klauenkupplungsstück 7 zwei Klauen 9a auf, die radial außen am Nabenabschnitt 6 ansetzen. Diese stehen in Eingriff mit außenumfangseitigen Ausnehmungen 10 der Kreuzscheibe 8. Insgesamt weist die Kreuzscheibe 8 vier solcher Ausnehmungen 10 auf, um die Klauen 9a eines weiteren Klauenkupplungsstücks (nicht dargestellt) aufzunehmen, wobei das weitere Klauenkupplungsstück mit der weiteren Welle (nicht dargestellt) drehfest verbunden ist und wobei die weitere Welle insbesondere mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine gekoppelt ist. Das weitere Klauenkupplungsstück ist analog dem dargestellten Klauenkupplungsstück 7 ausgebildet, so dass die Klauen 9a des weiteren Klauenkupplungsstücks in die freien Ausnehmungen 10 einsetzbar sind.Again 2 can be seen, has the jaw coupling piece 7 two claws 9a on, the radially outside of the hub portion 6 begin. These are engaged with outer peripheral side recesses 10 the cross wheel 8th , Overall, the cross disk points 8th four such recesses 10 on to the claws 9a a further jaw coupling piece (not shown), wherein the further jaw coupling piece with the other shaft (not shown) is rotatably connected and wherein the further shaft is in particular coupled to the crankshaft of an internal combustion engine. The further jaw coupling piece is analogous to the illustrated jaw coupling piece 7 trained so that the claws 9a the further claw coupling piece in the free recesses 10 can be used.

Die Ausnehmungen 10 der Kreuzscheibe 8 werden von Abschnitten 11 begrenzt, die kreuzförmig angeordnet sind und der Kreuzscheibe 8 zu ihrem Namen verhelfen. Die Abschnitte 11 sind vorliegend klauenähnlich ausgebildet, da sie einen inneren Ringabschnitt 29 der Kreuzscheibe 8 beidseits in axialer Richtung überragen. Dabei weist der innere Ringabschnitt 29 beidseits eine Frontfläche 15 zur Abstützung an den Klauenkupplungsstücken 7 auf, wobei die Frontfläche 15 axial zur einer Drehachse 12 der Antriebswelle 1 verläuft..The recesses 10 the cross wheel 8th be of sections 11 limited, which are arranged in a cross shape and the cross disk 8th to help her name. The sections 11 are designed claw-like in this case, since they have an inner ring section 29 the cross wheel 8th on both sides project in the axial direction. In this case, the inner ring section 29 on both sides a front surface 15 for support on the jaw coupling pieces 7 on, with the front surface 15 axially to a rotation axis 12 the drive shaft 1 runs ..

3 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe 1 mit Blick auf die Stirnseite der Klauenkupplung 5 und einer ersten Ausführungsform der Kreuzscheibe 8. Es ist gezeigt, dass die Kreuzscheibe 8 die klauenähnlichen Abschnitte 11a, b, c, d aufweist, wobei es sich insbesondere im vier klauenähliche Abschnitte 11a, b, c, d handelt, die gleichmäßig umlaufend um die Drehachse 12 (nicht dargestellt) insbesondere im 90° Winkel angeordnet sind. Zwischen jeweils zwei der klauenählichen Abschnitte 11 weist die Kreuzscheibe 8 jeweils eine Ausnehmung 10 auf, wobei die Kreuzscheibe 8 in einer beispielhaften Ausführungsform vier derartige Ausnehmungen 10 aufweist. 3 shows a side view of the high-pressure pump according to the invention 1 facing the front of the dog clutch 5 and a first embodiment of the cross-plate 8th , It is shown that the cross disc 8th the claw-like sections 11a . b . c . d in particular in the four claw-like sections 11a . b . c . d acts, the evenly circulating around the axis of rotation 12 (not shown) are arranged in particular at 90 ° angle. Between every two of the claw-like sections 11 has the cross wheel 8th one recess each 10 on, being the cross-disc 8th in an exemplary embodiment, four such recesses 10 having.

Zudem ist in 3 die Antriebswelle 1 gezeigt, die drehfest mit der Klauenkupplung 5, insbesondere mit dem Nabenabschnitt 6, verbunden ist. Diese Antriebswelle 1 wird dabei in einer Antriebsrichtung 21 indirekt von der Kreuzscheibe 8 über die jeweiligen Klauen 9a und somit dem Klauenkupplungsstück 7 über den Nabenabschnitt 6 angetrieben, wobei schlussendlich die gesamte Hochdruckpumpe 2 angetrieben wird. In 3 ist dargestellt, dass zwei gegenüberliegende Klauen 9a des Klauenkupplungsstücks 7 in zwei Aussparungen 10a der Kreuzscheibe 8 eingreifen. Dabei handelt es sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um zwei gegenüberliegende Aussparungen 10a von ingesamt vier Aussparungen 10 der Kreuscheibe 8. Somit bleiben zwei weitere Aussparungen 10b frei, so dass zwei weitere Klauen 9b beispielsweise eines Kupplungsstücks einer antreibenden Welle (nicht dargestellt) in diese verbliebenen Aussparungen 10b eingreifen können. Die antreibende Welle, bei der es sich beispielsweise um den Antriebsstrang, insbesondere die Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, handelt, greift über das eigene Klauenkupplungsstück mittels (nicht dargestellter) Klauen 9b, insbesondere zweier Klauen 9b, in die Aussparungen 10b der Kreuzscheibe 8 ein. Um einen Betrieb der Hochdruckpumpe 2 einzuleiten wird der Antriebsstrang mit einem Drehmoment und ein Drehimpuls beaufschlagt und somit in Rotation versetzt. Dadurch wirkt das eigene Klauenkupplungsstück der Kurbelwelle über die mindestens eine Klaue 9b auf mindestens eine Stirnfläche 13a, b des jeweiligen klauenählichen Abschnitts 11b, d der Kreuzscheibe 8, wobei die mindestens eine Stirnfläche 13a, b insbesondere der Antriebsrichtung 21 zugewandt ist. Dabei wird ein Drehimpuls und/oder die Rotationsbewegung in Antriebsrichtung 21 von der Klauenkupplung 5 über die Klauen 9b auf die Kreuzscheibe 8 übertragen. Die Kreuzscheibe 8 wirkt daraufhin über mindestens eine jeweilige Stirnflächen 14a, b mindestens eines klauenählichen Abschnitts 11 b, d auf mindestens eine Klaue 9a des Klauenkupplungsstücks 7. Dadurch wird die Antriebswelle 1 über das Klauenkupplungsstück 7 in eine Rotation versetzt und die Hochdruckpumpe 2 wird angetrieben.Moreover, in 3 the drive shaft 1 shown rotatably with the dog clutch 5 , in particular with the hub portion 6 , connected is. This drive shaft 1 is doing in a drive direction 21 indirectly from the cross wheel 8th about the respective claws 9a and thus the jaw coupling 7 over the hub section 6 driven, in the end, the entire high-pressure pump 2 is driven. In 3 It is shown that two opposite claws 9a of the jaw coupling piece 7 in two recesses 10a the cross wheel 8th intervention. These are according to a preferred embodiment, two opposite recesses 10a out of a total of four recesses 10 the circular disc 8th , Thus, two more recesses remain 10b free, leaving two more claws 9b For example, a coupling piece of a driving shaft (not shown) in these remaining recesses 10b can intervene. The driving shaft, which is, for example, the drive train, in particular the crankshaft of an internal combustion engine, engages via its own jaw coupling piece by means of claws (not shown) 9b , in particular two claws 9b , in the recesses 10b the cross wheel 8th one. To operate the high pressure pump 2 To initiate the drive train with a torque and an angular momentum is applied and thus set in rotation. As a result, the own jaw coupling piece of the crankshaft acts via the at least one claw 9b on at least one face 13a . b of the respective claw-like section 11b . d the cross wheel 8th , wherein the at least one end face 13a , b in particular the drive direction 21 is facing. In this case, an angular momentum and / or the rotational movement in the drive direction 21 from the dog clutch 5 over the claws 9b on the cross wheel 8th transfer. The cross wheel 8th then acts on at least one respective end faces 14a . b at least one claw-like section 11 b . d on at least one claw 9a of the jaw coupling piece 7 , This will cause the drive shaft 1 over the claw coupler 7 put in a rotation and the high pressure pump 2 is driven.

Im Falle von Hochdruckpumpen 2, die insbesondere für den Einsatz in einem Common-Rail System geeignet sind, bei denen es sich um periodisch arbeitende Hochdruckpumpen 2 handelt, kann sich auch bei einem konstanten Antreiben der Antriebswelle 1 über den Antriebsstrang und/oder die Kurbelwelle und/oder die Klauenkupplung 5 in bestimmten Betriebszuständen ein pulsierendes Gegendrehmoment aus der Hochdruckpumpe 2 einstellen. Aufgrund des inneren Aufbaus der Hochdruckpumpe 2 wird das Gegendrehmoment kurzeitig zu einem Beschleunigungsmoment, das auf die Antriebswelle 1 und über die Antriebswelle 1 auf die Klauenkupplung 5 wirkt. Dabei wird ein in der Klauenkupplung 5 vorhandenes Spiel durchfahren. Bei einem erneuten Kontakt der Kupplungsteile können aufgrund des Aussetzens des Gegendrehmoments aus der Pumpe und der weiterhin mittels des Antriebsstrangs angetriebenen Klauenkupplung 5 prallen insbesondere die jeweiligen Stirnflächen 13a, b der Kreuzscheibe 8 mit der jeweiligen Klaue 9b des (nicht dargestellten) Klauenkupplungsstück der Kurbelwelle des Antriebsstrangs zusammen und/oder es prallen die jeweiligen Stirnflächen 14a, b der Kreuzscheibe 8 mit der jeweiligen Klaue 9a Klauenkupplungsstück 7 der Antriebswelle 1 zusammen. Dies kann es zu einer Beschädigung der Oberflächen im Kontaktbereich aufgrund des Aufprallimpulses und/oder des Schädigungsimpulses führen, jedes mal wenn sich ein Gegendrehmoment aus der Hochruckpumpe 2 einstellt. Des Weiteren kann eine Beschädigung der Klauenkupplung 5 und/oder der umgebenden Bauteile, wie beispielsweise des Anstriebsstrangs aufgrund der Drehmomentschwankungen oder Lastspitzen aufgrund der Beschleunigungskräfte ergeben, wodurch die Lebensdauer der Bauteile reduziert wird. Um diese Beschädigung zu Vermeiden muss das technisch bedingte Spiel in der Klauenkupplung 5 reduziert werden.In the case of high pressure pumps 2 , which are particularly suitable for use in a common rail system, which are periodically operating high-pressure pumps 2 can also be at a constant driving the drive shaft 1 via the drive train and / or the crankshaft and / or the dog clutch 5 in certain operating conditions, a pulsating counter-torque from the high-pressure pump 2 to adjust. Due to the internal structure of the high-pressure pump 2 the counter torque becomes momentary to an acceleration torque acting on the drive shaft 1 and over the drive shaft 1 on the dog clutch 5 acts. This is one in the dog clutch 5 go through the existing game. Upon renewed contact of the coupling parts, the jaw clutch may be actuated due to the counterforce being applied to the pump and the claw coupling being driven by the drive train 5 in particular, the respective end faces bounce 13a . b the cross wheel 8th with the respective claw 9b the (not shown) jaw coupling piece of the crankshaft of the drive train together and / or it bounce the respective end faces 14a . b the cross wheel 8th with the respective claw 9a Claw coupling 7 the drive shaft 1 together. This may result in damage to the surfaces in the contact area due to the impact pulse and / or the damage pulse, whenever a counter-torque from the high pressure pump 2 established. Furthermore, damage to the dog clutch 5 and / or the surrounding components, such as the driveline due to the torque fluctuations or load peaks due to the acceleration forces, thereby reducing the life of the components is reduced. To avoid this damage must be the technical game in the claw clutch 5 be reduced.

Wie in 3 gezeigt weist die Kreuzscheibe 8 mindestens ein Federelement 22, 24, 26, 28 auf. Dabei weisen mindestens zwei der klauenähnlichen Abschnitte 11a, c jeweils mindestens ein Federelement 22, 24, 26, 28 auf. Weitherhin weist mindestens ein klauenähnlicher Abschnitt 11 auf mindestens einer der Ausnehmung 10 zugewandten Stirnfläche 17a, b und/oder auf mindestens einer der Ausnehmung 10 zugewandten Stirnfläche 19a, b jeweils ein Federelement 22, 24, 26, 28 auf. Dabei wirkt das jeweilige Federelement 22, 24, 26, 28 jeweils in Antriebsrichtung 21. So kann sich beispielsweise mindestens ein Federelement 24, 28 an einer jeweiligen dritten Stirnseite 17a, 17b befinden und mindestens ein Federelement 22, 26 befindet sich an einer vierten Stirnseite 19a, b des jeweiligen klauenähnlichen Abschnitts 11. Dabei steht das mindestens eine Federelement 22, 24, 26, 28 im montierten Zustand der Kreuzscheibe 8 auf dem Klauenkupplungsstück 7 der Antriebswelle 1 und/oder dem nicht gezeigten Klauenkupplungsstück der Kurbelwelle unter Vorspannung, insbesondere wenn die Klauen 9a, b der jeweiligen Klauenkupplungsstücke 7 im Eingriff mit den entsprechenden Ausnehmungen 10 der Kreuzscheibe 8 stehen. Dabei wird durch das mindestens eine Federelement 22, 24, 26, 28 die drehfeste Verbindung des mindestens einen klauenähnlicher Abschnitts 11 mit der mindestens einen radial außen ansetzenden Klaue 9 derart vorgespannt wird, dass ein technisch bedingtes Spiel zumindest nahezu aufgehoben ist, insbesondere im Bereich der Stirnflächen 13, 14, 17, 19. Weiterhin ist das mindestens eine Federelement 22, 24, 26, 28 jeweils in Gegenlastrichtung zur Antriebsrichtung 21 der Antriebswelle 1 am jeweiligen klauenählichen Abschnitt 11a, c angebracht.As in 3 shown points the cross disk 8th at least one spring element 22 . 24 . 26 . 28 on. In this case, at least two of the claw-like sections 11a , c each at least one spring element 22 . 24 . 26 . 28 on. By far, there is at least one claw-like section 11 on at least one of the recess 10 facing end face 17a . b and / or on at least one of the recess 10 facing end face 19a . b one spring element each 22 . 24 . 26 . 28 on. The respective spring element acts 22 . 24 . 26 . 28 each in the drive direction 21 , Thus, for example, at least one spring element 24 . 28 at a respective third end face 17a . 17b located and at least one spring element 22 . 26 is located on a fourth end face 19a , b of the respective claw-like section 11 , It is the at least one spring element 22 . 24 . 26 . 28 in the assembled state of the cross disk 8th on the claw coupler 7 the drive shaft 1 and / or the not shown jaw coupling piece of the crankshaft under pretension, in particular when the jaws 9a . b the respective jaw clutch pieces 7 in engagement with the corresponding recesses 10 the cross wheel 8th stand. It is characterized by the at least one spring element 22 . 24 . 26 . 28 the non-rotatable connection of the at least one claw-like portion 11 with the at least one radially outer claw 9 is biased so that a technical conditional game is at least almost canceled, especially in the area of the faces 13 . 14 . 17 . 19 , Furthermore, this is at least one spring element 22 . 24 . 26 . 28 each in opposite direction to the drive direction 21 the drive shaft 1 at the respective claw-like section 11a , c attached.

In 4 ist die Klauenkupplung 5 mit den Bauteilen Klauenkupplungsstück 7, einer obenliegenden Klaue 9a, der Kreuzscheibe 8, den obenliegenden zwei klauenähnlichen Abschnitten 11a, d und dem Federelement 22. Das Federelement 22 befindet sich dabei an einer Stirnfläche 19b des am klauenählichen Abschnitt 11a und ist zwischen der Stirnfläche 19b und der obenliegenden Klaue 9a angeordnet. Zudem ist die Drehachse 12 der Klauenkupplung 5, der Antriebswelle 1 und des nicht gezeigten Klauenkupplungsstück des Antriebsstrangs zu sehen. In 4 is the dog clutch 5 with the components jaw coupling piece 7 , an overhead claw 9a , the cross slice 8th , the overhead two claw-like sections 11a , d and the spring element 22 , The spring element 22 is located on an end face 19b the claw-like section 11a and is between the face 19b and the overhead claw 9a arranged. In addition, the rotation axis 12 the dog clutch 5 , the drive shaft 1 and the claw coupler, not shown, of the powertrain.

Gemäß der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Klauenkupplung 5 kann das mindestens eine Federelement 22, 24, 26, 28 aus einem Federstahl und/oder aus einem elastischen Polymer bestehen. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass das mindestens eine Federelement 22, 24, 26, 28 aus einer Kombination dieser Materialien bestehen. Dadurch kann das jeweilige Federelement 22, 24, 26, 28 zum einen eine Federhärte aufweisen. Zum anderen kann das jeweilige Federelement 22, 24, 26, 28 zusätzlich federnde und/oder elastische Eigenschaften aufweisen und dadurch ein in der Klauenkupplung 5 vorhandenes Spiel ausgleichen, wobei sich insbesondere ohne den Einsatz des jeweiligen Federelements 22, 24, 26, 28 ein Spiel insbesondere zwischen den jeweiligen klauenählichen Abschnitten 11 der Kreuzscheibe 8 und den jeweiligen Klauen 9 ausbildet. Zudem ist gezeigt, dass die Klaue 9a mittels der Federkraft des Federelements 22 gegen die Stirnfläche 14b gedrückt wird, wodurch die Klauenkupplung 5 in Vorspannung gehalten wird. Wie beispielhaft in 4 dargestellt kann das jeweilige Federelement 22, 24, 26, 28 dabei konkav oder konvex oder kuppelförmig, insbesondere als eine Tellerfeder, ausgebildet sein.According to the embodiment of the dog clutch according to the invention 5 this can be at least one spring element 22 . 24 . 26 . 28 consist of a spring steel and / or of an elastic polymer. In addition, it is also possible that the at least one spring element 22 . 24 . 26 . 28 consist of a combination of these materials. As a result, the respective spring element 22 . 24 . 26 . 28 on the one hand have a spring hardness. On the other hand, the respective spring element 22 . 24 . 26 . 28 additionally have resilient and / or elastic properties and thereby one in the dog clutch 5 compensate for existing game, in particular without the use of the respective spring element 22 . 24 . 26 . 28 a game in particular between the respective claw-like sections 11 the cross wheel 8th and the respective claws 9 formed. It is also shown that the claw 9a by means of the spring force of the spring element 22 against the face 14b is pressed, causing the dog clutch 5 is held in pretension. As exemplified in 4 shown, the respective spring element 22 . 24 . 26 . 28 while concave or convex or dome-shaped, in particular as a plate spring, be formed.

In 5 ist eine zweite Ausführungsform der Klauenkupplung 5 gezeigt, bei der das wenigstens eine Federelement ein ringförmiges Federelement 32 ist und wobei das ringförmige Federelement 32 als ein um die Drehachse 12 umlaufender Ring ausgebildet ist. Dabei ist das ringförmige Federelement 32 radial zur Drehachse 12 an seinem Außendurchmesser von einem äußeren Begrenzungsring 23 umgeben und an seinem Innendurchmesser drehfest mit den klauenähnlichen Abschnitten 11a, b, c, d verbunden. Dabei ist gezeigt, dass die Kreuzscheibe 8 ein zentrales Kreuzscheibensegment 34 mit einem Innenring 25 ausbildet, während zwei der klauenähnlichen Abschnitte 11b, d als separate Teile der Kreuzscheibe 8 ausgebildet sind und nicht mit dem zentralen Kreuzscheibensegment 34 verbunden sind. Die zwei klauenählichen Abschnitte 11a und 11c sind jedoch, beispielsweise mittels eines Stegs, mit dem zentralen Kreuzscheibensegment 34, insbesondere dem Innenring 25 verbunden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Klauenkupplung 5 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann ein vorhandenes Spiel zwischen den jeweiligen Klauen 9 und den klauenähnlichen Abschnitten 11 derart ausgeglichen werden, dass die beiden Stirnflächen 11a und 13a und/oder die beiden Stirnflächen 13b und 17b der Ausnehmungen 10a einen geringeren Abstand zueinander haben, als die beiden Stirnflächen 14a und 19a und/oder die beiden Stirnflächen 14b und 19b der Ausnehmungen 10b. Dies kann durch ein entsprechendes Versetzen und/oder Platzieren der klauenählichen Abschnitte 11b, d auf das ringförmige Federelement 32 erreicht werden, insbesondere bei der Montage. Die beiden Klauen 9b des nicht dargestellten Klauenkupplungsstücks des Antriebsstrangs, die in die jeweilige Ausnehmung 10a eingeführt werden, und die beiden Klauen 9a des Klauenkupplungsstücks 7 weisen dabei die gleichen Abmessungen auf. Sobald die Klauen 9b, die insbesondere in Umfangsrichtung tangential zum ringförmigen Federelement 32 größer sind als der Abstand zwischen den beiden Stirnflächen 11a und 13a und/oder die beiden Stirnflächen 13b und 17b der Ausnehmungen 10a, so wird mindestens einer der klauenähnlichen Abschnitte 11b, d verschoben und das ringförmige Federelement 32 bewirkt eine Vorspannung. Diese Vorspannung bewirkt, dass die Stirnflächen 13a und 17a und/oder die Stirnflächen 13b und 17b gegen die jeweilige Klaue 9b drücken, somit vorgespannt sind und ein technisches Spiel der Klauenkupplung 5 ausgeglichen werden kann. Sobald nun ein Gegenmoment aus der Hochdruckpumpe 2 auftritt, bei dem das Gegendrehmoment kurzeitig zu einem Beschleunigungsmoment wird, kommt es nicht mehr zum durchfahren eines technischen Spiels. Dadurch kann ein aufeinanderprallen der jeweiligen Stirnflächen 13, 14, 17, 19 der Kreuzscheibe 8 auf die jeweiligen Klaue 9a, b des verhindert werdenIn 5 is a second embodiment of the dog clutch 5 shown in which the at least one spring element is an annular spring element 32 is and wherein the annular spring element 32 as one around the axis of rotation 12 circumferential ring is formed. In this case, the annular spring element 32 radial to the axis of rotation 12 at its outer diameter of an outer boundary ring 23 surrounded and rotatably at its inner diameter with the claw-like sections 11a , b, c, d connected. It is shown that the cross disk 8th a central pulley segment 34 with an inner ring 25 trains while two of the claw-like sections 11b , d as separate parts of the cross disk 8th are formed and not with the central Kreuzscheibensegment 34 are connected. The two claw-like sections 11a and 11c However, are, for example by means of a web, with the central Kreuzscheibensegment 34 , in particular the inner ring 25 connected. Due to the inventive design of the dog clutch 5 According to the second embodiment, an existing clearance between the respective claws 9 and the claw-like sections 11 be balanced so that the two end faces 11a and 13a and / or the two end faces 13b and 17b the recesses 10a have a smaller distance from each other than the two end faces 14a and 19a and / or the two end faces 14b and 19b the recesses 10b , This can be done by appropriately displacing and / or placing the claw-like sections 11b , D on the annular spring element 32 be achieved, especially during assembly. The two claws 9b the claw coupling piece, not shown, of the drive train, which in the respective recess 10a be introduced, and the two claws 9a of the jaw coupling piece 7 have the same dimensions. Once the claws 9b in particular in the circumferential direction tangential to the annular spring element 32 are larger than the distance between the two end faces 11a and 13a and / or the two end faces 13b and 17b the recesses 10a , so at least one of the claw-like sections 11b , d shifted and the annular spring element 32 causes a bias. This bias causes the end faces 13a and 17a and / or the faces 13b and 17b against the respective claw 9b Press, thus biased and a technical game of claw clutch 5 can be compensated. As soon as a counter torque from the high pressure pump 2 occurs, in which the counter torque is in the short term to an acceleration torque, it is no longer to go through a technical game. This can cause a collision of the respective end faces 13 . 14 . 17 . 19 the cross wheel 8th on the respective claw 9a , b of be prevented

In 6 ist eine dritte Ausführungsform der Klauenkupplung 5 mit einem Federelement 36 gezeigt. Das wenigstens eine Federelement ist dabei ein radial zur Drehachse 12 verlaufendes Federelement 36, wobei das mindestens eine Federelement 36 zwischen einem ersten Teilstück 18 und einem zweiten Teilstück 20 eines jeweiligen klauenähnlichen Abschnitts 11b, d angeordnet ist, wobei insbesondere zwei der klauenähnlichen Abschnitte 11b, d als separate Teile der Kreuzscheibe 8 ausgebildet sind und nicht mit dem zentralen Kreuzscheibensegment 34 verbunden sind und wobei die Kreuzscheibe 8 umlaufend um die Drehachse 12 von dem äußeren Begrenzungsring 23 umgeben ist. Die Vermeidung des technischen Spiels in der Klauenkupplung 5 erfolgt dabei nach dem schon in 5 erläuterten Prinzip, bei dem durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Klauenkupplung 5 ein vorhandenes Spiel zwischen den jeweiligen Klauen 9 und den klauenähnlichen Abschnitten 11 derart ausgelichen wird, dass die beiden Stirnflächen 11a und 13a und/oder die beiden Stirnflächen 13b und 17b der Ausnehmungen 10a einen geringeren Abstand zueinander haben, als die beiden Stirnflächen 14a und 19a und/oder die beiden Stirnflächen 14b und 19b der Ausnehmungen 10b. Dies kann durch ein entsprechendes Versetzen und/oder Platzieren der klauenählichen Abschnitte 11b, d auf das ringförmige Federelement 32 erreicht werden, insbesondere bei der Montage. Dabei ist jeweils nur das jeweilige zweite Teilstück 20a, b fest mit dem äußeren Begrenzungsring 23 verbunden ist. Das jeweilige erste Element 18a, b ist über das Federelement 36 mit dem jeweiligen zweiten Teilstück 20a, b verbunden, wobei das jeweilige erste Element 18a, b im Bezug zur Innenfläche des äußeren Begrenzungsrings 23 beweglich ist. Sobald die Klauen 9b, die insbesondere in Umfangsrichtung tangential zum äußeren Begrenzungsring 23 größer sind als der Abstand zwischen den beiden Stirnflächen 11a und 13a und/oder die beiden Stirnflächen 13b und 17b der Ausnehmungen 10a, so wird das jeweilige erste Element 18a, b in Richtung des jeweiligen zweiten Teilstück 20a, b verschoben, wobei das Federelement 36, das insbesondere aus einem elastischen Material besteht, zusammengedrückt wird. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann auch nur das Federelement 36 fest mit dem äußeren Begrenzungsring 23 verbunden sein. Dabei sind nun alle Klauen 9a, b in Umfangsrichtung tangential zum äußeren Begrenzungsring 23 geringfügig größer als der Abstand zwischen den jeweiligen beiden Stirnflächen 11a, b und 13a, b der Ausnehmungen 10a und/oder dem jeweiligen Stirnflächen 14a, b und 19a, b der Ausnehmungen 10b, so wird das jeweilige Teilstück 18a, b und/oder 20a, b in Richtung des mindestens einen Federelements 36 verschoben, wobei das mindestens eine Federelement 36, das insbesondere aus einem elastischen Material besteht, zusammengedrückt wird. Alle Klauen 9a , b in allen Ausnehmungen 10a, b stehen somit unter Vorspannung und ein technisches Spiel in der Klauenkupplung 5 kann somit vermieden werden.In 6 is a third embodiment of the dog clutch 5 with a spring element 36 shown. The at least one spring element is a radial to the axis of rotation 12 extending spring element 36 , wherein the at least one spring element 36 between a first section 18 and a second section 20 a respective claw-like section 11b , d, in particular two of the claw-like sections 11b , d as separate parts of the cross disk 8th are formed and not with the central Kreuzscheibensegment 34 are connected and where the cross disk 8th circulating around the axis of rotation 12 from the outer boundary ring 23 is surrounded. The avoidance of the technical game in the dog clutch 5 takes place after the already in 5 explained principle, in which by the inventive design of the dog clutch 5 an existing game between the respective claws 9 and the claw-like sections 11 is so blurred that the two end faces 11a and 13a and / or the two end surfaces 13b and 17b the recesses 10a have a smaller distance from each other than the two end faces 14a and 19a and / or the two end faces 14b and 19b the recesses 10b , This can be done by appropriately displacing and / or placing the claw-like sections 11b . d on the annular spring element 32 be achieved, especially during assembly. In each case, only the respective second section 20a . b firmly with the outer boundary ring 23 connected is. The respective first element 18a . b is about the spring element 36 with the respective second section 20a . b connected, wherein the respective first element 18a . b in relation to the inner surface of the outer boundary ring 23 is mobile. Once the claws 9b , in particular in the circumferential direction tangential to the outer boundary ring 23 are larger than the distance between the two end faces 11a and 13a and / or the two end faces 13b and 17b the recesses 10a so becomes the respective first element 18a . b in the direction of the respective second section 20a . b shifted, with the spring element 36 , which consists in particular of an elastic material, is compressed. In a further exemplary embodiment, only the spring element can 36 firmly with the outer boundary ring 23 be connected. Here are all claws 9a , b in the circumferential direction tangential to the outer boundary ring 23 slightly larger than the distance between the two faces 11a . b and 13a, b the recesses 10a and / or the respective end surfaces 14a . b and 19a, b the recesses 10b , so is the particular section 18a . b and or 20a, b in the direction of the at least one spring element 36 shifted, wherein the at least one spring element 36 , which consists in particular of an elastic material, is compressed. All claws 9a , b in all recesses 10a , b are thus under bias and a technical game in the dog clutch 5 can thus be avoided.

Das mindestens eine Federelement 36 kann beispielsweise aus einem Polymer bestehen und/oder es kann sich um ein Federelement mit einer Federkonstanten handeln. Dadurch bewirkt das mindestens eine Federelement 36 eine Vorspannung. Diese Vorspannung bewirkt, dass die Stirnflächen 13a und 17a und/oder die Stirnflächen 13b und 17b gegen die jeweilige Klaue 9b drücken, somit vorgespannt sind und ein technisches Spiel der Klauenkupplung 5 ausgeglichen werden kann. Sobald nun ein Gegenmoment aus der Hochdruckpumpe 2 auftritt, bei dem das Gegendrehmoment kurzeitig zu einem Beschleunigungsmoment wird, kommt es nicht mehr zum durchfahren eines technischen Spiels. Dadurch kann ein aufeinanderprallen der jeweiligen Stirnflächen 13, 14, 17, 19 der Kreuzscheibe 8 auf die jeweiligen Klaue 9a, b des verhindert werden.The at least one spring element 36 may for example consist of a polymer and / or it may be a spring element with a spring constant. As a result, this causes at least one spring element 36 a bias. This bias causes the end faces 13a and 17a and / or the faces 13b and 17b against the respective claw 9b Press, thus biased and a technical game of claw clutch 5 can be compensated. As soon as a counter torque from the high pressure pump 2 occurs, in which the counter torque is in the short term to an acceleration torque, it is no longer to go through a technical game. This can cause a collision of the respective end faces 13 . 14 . 17 . 19 the cross wheel 8th on the respective claw 9a , b of be prevented.

Durch das eingesetzte mindestens eine Federelement 22, 24, 26, 28, 32, 36 der erfindungsgemäßen Antriebswelle 1 kann demnach ein technisches Spiel in der Klauenkupplung 5 ausgeglichen werden und die Belastung der Klauenkupplung 5 kann gesenkt werden. Zugleich verringert sich der Bauraumbedarf der Klauenkupplung 5 in axialer Richtung.By the inserted at least one spring element 22 . 24 . 26 . 28 . 32 . 36 the drive shaft according to the invention 1 can therefore be a technical game in the dog clutch 5 be balanced and the burden of the dog clutch 5 can be lowered. At the same time reduces the space requirement of the dog clutch 5 in the axial direction.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2943464 [0005]

Claims

A drive shaft (1) for a high-pressure pump (2) in a fuel injection system, comprising a pin-shaped end portion (4) projecting from a housing (3) of the high-pressure pump (2) for receiving a dog clutch (5), wherein the dog clutch (5) transmits via a hub portion (6) rotatably with the end portion (4) of the drive shaft (1) connected jaw coupling piece (7) and a cross-disc (8) for non-rotatable connection with another jaw coupling piece (7) comprises a further shaft, and wherein the rotationally fixed connection via radially outer claws (9) of the jaw coupling pieces (7) is engageable, which are engageable with corresponding recesses (10) of the cross-disc (8), wherein the recesses (10) of the cross-disc (8) of claw-like sections (11) are limited , characterized in that the cross-disc (8) has at least one spring element (22, 24, 26, 28, 32, 36).

Drive shaft (1) after Claim 1 , characterized in that the at least one spring element (22, 24, 26, 28, 32, 36) in each case against a drive direction (21) of the drive shaft (1) is effective.

Drive shaft (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that at least two of the claw-like portions (11) each have at least one spring element (22, 24, 26, 28).

Drive shaft (1) after Claim 1 to 3 , characterized in that at least one claw-like portion (11) on at least one of the recess (10) facing end face (17, 19) each have a spring element (22, 24, 26, 28).

Drive shaft (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one spring element (22, 24, 26, 28) in each case in the opposite direction to the drive direction (21) of the drive shaft (1) on the respective claw-like portion (11) is mounted.

Drive shaft (1) after Claim 1 characterized in that said at least one spring element is an annular spring element (32), said annular spring element (32) being formed as a ring encircling an axis of rotation (12), said annular spring element (32) being of outer diameter at its outer diameter Limiting ring (23) is surrounded and at its inner diameter rotatably connected to the claw-like sections (11a, b, c, d), in particular two of the claw-like portions (11b, d) are formed as separate parts of the cross-disc (8) and not are connected to a central Kreuzscheibensegment (34).

Drive shaft (1) after Claim 1 , characterized in that the at least one spring element is a radially to the axis of rotation (12) extending spring element (36), wherein the at least one spring element (36) between two portions (18, 20) of a respective claw-like portion (11b, d) is arranged in particular, two of the claw-like portions (11b, d) are formed as separate parts of the cross-disc (8) and are not connected to a central Kreuzscheibensegment (34) and wherein the cross-disc (8) circumferentially about the axis of rotation (12) from an outer Surrounding ring (23) is surrounded.

Drive shaft (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one spring element (22, 24, 26, 28, 32, 36) in the assembled state of the cross-disc (8) on the jaw coupling piece (7) is under prestress, in particular when the jaws (9) of the dog clutch pieces (7) are engaged with the corresponding recesses (10) of the cross disc (8).

Drive shaft (1) according to one of the preceding claims, characterized in that by the at least one spring element (22, 24, 26, 28, 32, 36), the non-rotatable connection of the at least one claw-like portion (11) with the at least one radially outside attaching Claw (9) is biased such that a technically conditioned game is at least almost canceled, especially in the region of at least one end face (13, 14, 17, 19).

Drive shaft (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one spring element (22, 24, 26, 28, 32, 36) consist of a spring steel and / or of an elastic polymer or of a compound of these materials.

High-pressure pump (2) for a fuel injection system with a housing (3) in which a drive shaft (1) according to one of the preceding claims is partially received and rotatably supported.