DE3108210A1

DE3108210A1 - Mechanischer antrieb fuer eine mit einem verbrennungsmotor verbundene vorrichtung

Info

Publication number: DE3108210A1
Application number: DE19813108210
Authority: DE
Inventors: Dick Vilhelm 15159 Södertälje Claesson
Original assignee: Saab Scania AB
Current assignee: Saab AB
Priority date: 1980-03-06
Filing date: 1981-03-04
Publication date: 1982-01-07
Also published as: US4391258A; SE445480B; DE3108210C2; SE8001778L

Description

PATENTANWÄLTE '..* *..* -

WUESTHOFF-v. PECHMANN - BEHRENS- GOETZ

PXOPE55IONAL REPRESENTATIVES SEFOKB THB IUXOPBAN PATBNT OFFlCB MANDATAIRES AGRUES PRES l'oFPICE EUROPEEN DBS BRBVBTt

D*.-1VG. JMlANZ VUESTHOFF

ok. fhll. freda tuesthopf (1927-1956) dipl.-ing. cekhard puls (1952-i971) dipl.-chem.dk. b. fxeiherr von fechmann dx.-ing. dibtek behrens

DIPL.-ING.J DIPU-VIRTSCh₁-INCRUPERT GOETZ

1 -54 517 D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE Z

TKLBFON: (089) 66 20 51

T(LEGRAMM: PKOTBCTPATENT

txlbx: j 24°7°

04. März 1981

Anmelder: SAAB-SCANIA AKTIEBOLAG
S-15187 Södertälje / Schweden

Titel: Mechanischer Antrieb für eine mit einem Verbrennungsmotor verbundene Vorrichtung

130061/05·1

-'■ -;;- -: 310821Q

• · - DR.-rNG. ^RANZ TUESTHOFP

PATENTANWÄLTE - ■■ - - dr.-phiL.'preda tuesthopf (1927-1356)

WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOET2 _w,_wlie. gerhard puts

DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON FECHMANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEfORB THl EUROPEAN PATENT OFPICB DR.-ING. DIETER BEHRENS

MANDATAIRES AGREES PREt l'oPFICE BOROFEBN DES BREVETS DIPL.-ING.; DrPL.-TIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2

1 A/6-54 SI? telefon: (089)66 za$ 1

TBLEGRAUM: PROTECTPATENT TELEX: J44O7O

B β s 0 h reibung

Mechanischer Antrieb für eine mit einem Verbrennungsmotor verbundene Vorrichtung

Die Erfindung betrifft einen mechanischen Antrieb für eine mit einem Verbrennungsmotor verbundene Vorrichtung mit einer zwischen der Vorrichtung und einer im Motor drehbar gelagerten Welle angeordneten Schubstange, deren eines Ende zur Betätigung der Vorrichtung geeignet ist, während das andere Ende der Schubstange zum federnd nachgiebigen Eingriff mit einer gekrümmten Oberfläche der Welle und so gestaltet ist, daß es von der Welle bei deren Umdrehung in schwingende tjbersetzungsbewegung versetzt wird.

Es ist bekannt, derartige Vorrichtungen zum Antrieb von Kraftstoffpumpen für Verbrennungsmotoren zu verwenden. Oft ist dabei die Pumpe eine Membranpumpe, die vollkommen mechanisch über verschiedene Zwischenglieder in Form von Schubstangen, Kipphebeln und dgl. antreibbar ist. Die Zwischenglieder werden dabe^L von Federn veranlaßt, mit einem Nocken oder einer exzentrischen Oberfläche einer drehbaren Welle in Eingriff zu treten, um dadurch eine schwingende Bewegung zu erlangen, die an die Membran der pumpe übertragen wird.

Es ist auch bekannt, Membranpumpen mittels Anordnungen ähnlich einer Kurbel und Antriebsstange anzutreiben, wobei die Stange als Verbindungsstange ausgebildet und an einem kurbelwellenartigen Teil einer drehbaren V/elle befestigt ist. Da

130061/0581

5 -*■- 310821Q

"bei solchen Anordnungen die Stangenbewegung vollkommen gesteuert ist, braucht keine Feder zum Betätigen der stange vorgesehen zu werden.

Bekannte Anordnungen für mit Verbrennungsmotoren verbundene Antriebsvorrichtungen, z.B. Kraftstoffpumpen,haben jedoch eine Reihe von Nachteilen. Die zuerst genannte Art der Bewegungsübersetzung, bei der eine unter Federspannung stehende Schubstange mit einem Exzenter in Eingriff steht, erfordert eine Zentrierung der Stange in radialer Stangenrichtung. Das erfordert mehr oder weniger komplizierte Führungen, wodurch zum Antrieb dieser Vorrichtungen verhältnismäßig teure und voluminöse Anordnungen nötig werden. Diese Nachteile werden noch verstärkt, wenn die Vorrichtung in großem Abstand von der Antriebswelle angeordnet und infolgedessen eine verhältnismäßig lange Stange nötig ist.

Bei der anderen Art der Bewegungsübereetzung wird eine Stange ähnlich einer Verbindungsstange verwendet, was ziemliche Schwierigkeiten hinsichtlich der Befestigung der drehbaren Welle hervorruft.

Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine Anordnung zu schaffen, die den Antrieb einer mit einem Verbrennungsmotor verbundenen Vorrichtung wesentlich erleichtert.

Die Erfindung zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß das mit der Welle in Eingriff stehend^ Ende der Schubstange mit zwei Verlängerungen versehen ist, die die gekrümmte Oberfläche der Welle mindestens teilweise umgeben, und daß die Verlängerungen die stellung der Schubstange in einer Ebene quer zur Welle führen, wenn die Welle in Umdrehung versetzt wird *

Gemäß der Erfindung wird die Schubstange gegenüber der treibenden Welle selbsttätig zentriert, was dazu führt, daß keine

130081/0581

:":: . . 1A/G-54 517

weitere Führung nötig ist, nicht einmal dann, wenn die Vorrichtung aus Sicherheits- oder Konstruktionsgründen in ziemlich großem Abstand von der Welle angeordnet werden muß. Die Herstellungskosten für die erfindungsgemäße Anordnung sind verhältnismäßig niedrig, da die Schubstange vorzugsweise aus einer ausgestanzten Metallplatte gefertigt wird und die Antriebswelle nur minimale Oberflächenbearbeitung erfordert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung erläutert, die einen Antrieb in einem Längsschnitt zeigt.

An einem Zylinderkopf 1 für einen herkömmlichen Verbrennungsmotor ist mittels Schraubbolzen 2 eine Stütze 3 für eine Nockenwelle befestigt. In dieser.Stütze 3 ist eine Nockenwelle 4 drehbar gelagert und mittels einer Vielzahl von Lagerdeckelschalen 5, die mit Schraubbolzen 6 an der Stütze 3 befestigt sind, in ihrer Lage gehalten. Die Nockenwelle 4 soll die Motorventile in herkömmlicher Weise steuern und betätigen und wird von der Motorkurbelwelle über einen hier nicht gezeigten herkömmlichen Kettentrieb angetrieben. Die Nockenwelle 4 ist durch eine Ventilabdeckung 7 geschützt, die unter Zwischenschaltung einer Dichtung 8 am Zylinderkopf 1 festgeschraubt ist.

In der Nähe des einen Endes ist in der Nockenwelle 4 eine sich in iTmfangsrichtung erstreckende Nut 9 ausgebildet, deren Tiefe um eine innere zylindrische Fläche 10 der Nockenwelle 4 unterschiedlich ist, wobei die zylindrische Fläche zur Mittellinie der Welle exzentrisch angeordnet ist. in die Nut 9 greift eine Schubstange 20 ein, die die Betriebsbewegungen an eine Kraftstoffpumpe 4 überträgt.

Zu diesem Zweck ist der Zylinderkopf 1 an einer mit der Lage der Nut 9 an der Nockenwelle 4 fluchtenden stelle mit einem Durchlaß 11 zwischen einer Oberseite 12 und einer Seiten-

130061/0581

fläche 13 des Zylinderkopfes 1 versehen. Die Kraftstoffpumpe 14 ist an der Seitenfläche 13 mit dem Durchlaß 11 ausgerichtet angebracht. Die Kraftstoffpumpe 14 1st mit mehreren Schraubbolzen 15 an einer Zwischenkonsöle 16 angebracht, die ihrerseits mittels einer hier nicht gezeigten Schraubbolzenverbindung an der Seitenfläche 13 befestigt ist.

Als Kraftstoffpumpe 14 dient eine Membranpumpe mit einer Membran 17» die mittels axialer Schwingungsbewegungen Kraftstoff aus einem Einlaßrohr 18 in ein Auslaßrohr 19 der Kraftstoffpumpe 14 pumpt, von wo es zum Motor weitergefördert wird. Die Membranpumpe hat im übrigen herkömmlichen Aufbau, dessen nähere Kenntnis für das Verständnis der Erfindung nicht nötig ist, so daß sie nicht weiter beschrieben wird.

Die erwähnte Schubstange 20 ist an ihrem einen Ende mit der Membran 17 der Kraftstoffpumpe 14 verbunden und an ihrem anderen Ende zum Eingriff mit der zylindrischen Fläche 10 in der Nut 9 der Nockenwelle 4 geeignet. Die Schubstange 20 besteht aus zwei Teilen 21, 22, von denen der Teil 21 an der Membran 17 der pumpe befestigt ist, während der andere Teil 22 an der Fläche 10 der Nockenwelle 4 anliegt. Der Teil 21 der Schubstange 20 ist eine runde Stange, die an ihrem äußeren Ende eine umfangsnut für einen Federunterlegring 24 aufweist. An diesem Federunterlegring ruht ein Ende einer Druckfeder 25, deren anderes Ende sich an einem als Flansch eines Pumpengehäuses 26 ausgebildeten Teil abstützt. Das bedeutet, daß die Druckfeder 25 die Schubstange 20 mit der Fläche 10 der Nockenwelle 4 in Eingriff drängt.

Der andere Teil 22 der Schubstange 20 ist eine ausgestanzte Metallplatte, und das mit der Nockenwelle 4 in Eingriff stehende Ende ist mit einer gekrümmten Eingriffsfläche ausgebildet, deren Radius im wesentlichen komplementär zum Radius der zylindrischen Fläche 10 der Nockenwelle 4 ist. Die gekrümmte Fläche erstreckt sich zwischen zwei Verlängerungen 28, die dem äußeren Ende der Schubstange 20 eine gabelförmige

130061/0511

Gestalt geben, welche den Ein- und Ausbau der Schubstange 20 gegenüber der Nockenwelle 4 erleichtert.

Die beiden Teile 21 und 22 der Schubstange 20 sind durch eine Verbindungsmanschette 29 aus einem mindestens teilweise elastischen Material, z.B. einem glasfaserverstärkten Kunststoff, verbunden. Der mit der Nockenwelle 4 in Eingriff stehende Teil 20 ist an seinem inneren Ende mit zwei Anschlägen 30 und zwei Ausnehmungen 31 zum Eingriff mit der Verbindungsmanschette 29 ausgebildet. Hierzu ist die Verbindungsmanschette 29 mit einem ringförmigen Kragen ausgebildet, der in die Ausnehmung 31 paßt, wodurch die Verbindungsmanschette 29 gegenüber dem Teil 22 der Schubstange gesichert wird. Der mit der Membran 17 der Pumpe verbundene Teil 21 der Schubstange 20 paßt in das andere Ende der Verbindungsmanschette 29, wobei ein gewisses radiales Spiel gegeben sein kann, so daß die beiden Teile 21, 22 der Schubstange innerhalb gewisser Grenzen einen Winkel miteinander bilden können.

Eine in der obigen Weise ausgebildete Anordnung zum Antrieb der Kraftstoffpumpe 14 führt dazu, daß beim Drehen der Nockenwelle 4 die Schubstange 20 in Längsrichtung Schwingungsbewegungen erhält, durch die die Membran 17 veranlaßt wird, Pumpbewegungen auszuführen. Gleichzeitig damit übt die Schubstange 20 auch Bewegungen in Querrichtung zur Schubstange aus. Diese Querbewegungen werden vom Spiel zwischen der Verbindungsmanschette 29 und dem Teil 21 der Schubstange aufgenommen, so daß dieser von jeglichen, in Querrichtung wirkenden Kräften unbeeinflußt bleibt.

Da die Schubstange 20 mit einer gekrümmten Eingriffsfläche gegenüber der Nockenwelle 4 ausgebildet ist, kann sie sich gegenüber der zylindrischen Fläche 10 an der Nockenwelle 4 selbst zentrieren. Dies und auch die gabelförmige Gestalt hat zur Folge, daß keine gesonderte Führung der Schubstange 20 nötig ist. - Die Nut in der Nockenwelle 4 ist vorzugsweise in einer Breite ausgebildet, die nur etwas größer ist als die

130061/0581

Dicke des in der Nut 9 angeordneten Teils 22 der Schubstange. Das führt dazu, daß die Schubstange 20 in Längsrichtung der Nockenwelle 4 Ftihrung erhält und keine gesonderte Führung in axialer Richtung nötig ist.

Da die Nockenwelle 4 und ihre Lagerungen mittels eines bekannten Druckschmiersystems geschmiert sind, so daß die ganze Nockenwelle 4 direkt oder indirekt mit Schmieröl überzogen ist, erhält auch die Oberfläche zwischen der Schubstange 20 und der Nockenwelle 4 zufriedenstellende Schmierung.

Die Nut 9 in der Nockenwelle 4» die nur eine geringe axiale Länge einnimmt, kann auch an anderen Stellen entlang der Längserstreckung der Nockenwelle 4 ausgebildet sein, so daß die Kraftstoffpumpe 14 hinsichtlich der Konstruktion und Sicherheit an vorteilhaften Stellen angeordnet werden kann.

Wie schon erwähnt, ist die Schubstange 20 leicht ein- und auszubauen. Hierbei wird die Schubstange 20 zur Kraftstoffpumpe 14 gedrängt _t wobei sie folglich aus ihrer Lage in der Nut 9 bewegt wird. TJm das zu erleichtern, ist in der Schubstange 20 vorzugsweise ein länglicher Schlitz 32 ausgebildet, in den ein Schraubenzieher oder ein ähnliches Werkzeug einsetzbar ist, um das Erfassen der Schubstange 20 zu erleichtern.

Die Erfindung ist nicht auf den Antrieb einer Kraftstoffpumpe beschränkt sondern eignet sich grundsätzlich zum Antrieb ^eder beliebigen Vorrichtung, die durch schwingende Übersetzungsbewegung antreibbar ist, wobei eine beliebige Achse zum Antrieb dient.

130061/0581

.40-

Leerseite

Claims

- " * . 1 ". ' . - nX.-WJG. PRANZ VUESTHOFF

PATENTANWÄLTE I I""'" ----.*- «

«. - ■>* -■ djt.thiC.Vreda vuesthoff (1927-1956)

WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOETZ dipping, gekhard puls

DIPL.-CHBM. PK. E. FKEIHERK VON PECHMANN PKOFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE IUKOFSAN PATENT OFFICX DR.-INO. DIETER 1EHREN5

MANDATAIXES AGREAS PKES l'opFICB EUKOPiEN DBS BKBVSTS DIPL.-INO.; OIPL.-VIKTSCH.-ING. KUPEKT GOBTZ

D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2

1 A/G-54 5I7 TBLBFON:(o85))6fiiOJI

TBLBOKAM Μ: IXOTBCTPATENT

TBLBx: 524070

Ansprüche

1j Mechanischer Antrieb für eine mit einem Verbrennungsmotor verbundene Vorrichtung (H) mit einer Schubstange (20), die zwischen der Vorrichtung (14) und einer im Motor drehbar gelagerten Welle (4) angeordnet ist und deren eines Ende zum Betätigen der Vorrichtung (14) und deren anderes Ende zum federnd nachgiebigen Eingriff mit einer gekrümmten Fläche (10) der Welle (4) und zum Erhalt einer schwingenden Übersetzungsbewegung durch die Welle "bei deren Umdrehung geeignet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Welle (4) in Eingriff stehende Ende der Schubstange (20) mit zwei Verlängerungen (28) versehen ist, die die gekrümmte Fläche (10) der Welle (4) mindestens teilweise umgeben, und daß die Verlängerungen (28) die Lage der Schubstange (20) in einer Ebene quer zur Welle (4) beim Drehen der Welle steuern.
2. Antrieb nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerungen (28) radial an beiden Seiten der gekrümmten Fläche (10) der Welle (4) ausgerichtet sind und daß sie mindestens teilweise mit gekrümmten Oberflächen versehen sind, die mit der gekrümmten Fläche (10) der Welle (4) in Eingriff stehen.
3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Fläche der Welle (4) eine exzentrisch angeordnete zylindri-

130081/0581

'\ 1A/G-54 517

sehe Fläche (10) ist.
4. Antrieb nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Fläche (10) in einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nut (9) in der Welle (4) angeordnet ist.
5. Antrieb nach Anspruch 4,

dadurch ge kennzei ohne t, daß die Schubstange (20) zwei Teile (21, 22) aufweist, die miteinander durch eine Verbindungsmanschette (29) verbunden sind.
6. Antrieb nach Anspruch 5,

dadurch gekennze i chne t, daß die Verbindungsmanschette (29) mit Spiel mit einem Teil (21) der Schubstange verbunden ist, wobei die Teile (21, 22) der Schubstange eine gegenseitige Winkelstellung einnehmen können.
7. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorrichtung eine als Membranpumpe ausgebildete Kraftstoffpumpe (14) dient·
8. Antrieb nach Anspruch 7,

dadurch gekennzei chne t, daß die Antriebswelle die Hockenwelle (4) des Verbrennungsmotors ist.

130Q61/0581