EP0859908B1

EP0859908B1 - Fuel injection pump for internal combustion engines

Info

Publication number: EP0859908B1
Application number: EP97923769A
Authority: EP
Inventors: Heinz Nothdurft; Wolfgang Fehlmann; Clemens Senghaas
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-07-29
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 2002-03-27
Anticipated expiration: 2017-04-30
Also published as: KR19990063792A; CN1077219C; HK1046575B; EP0859908A1; JPH11514719A; DE19630537A1; KR100534186B1; CN1198198A; WO1998004825A1; US6086348A; DE59706757D1; HK1046575A1

Description

State of the art

Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Eine solche Kraftstoffeinspritzpumpe ist durch die DE-A1-30 12 983 bekannt. Die dort auf dem Umfang der Antriebswelle vorgesehene Verzahnung hat dabei eine gegenüber der axialen Höhe des Innenringes wesentlich geringere Höhe. Solche auch durch die DE-A-28 49 012 bekannten Förderpumpen weisen ein Innenring und ein Außenring auf, die mit einander benachbarten Außenflächen exzentrisch zueinander liegen, so daß zwischen den Rädern ein Zwischenraum entsteht, der kontinuierlich größer wird und dann wieder verringert wird. Der Zwischenraum ist unterteilt durch Flügel, die in radialen Schlitzen des Innenrings gelagert sind und sich unter Einwirkung von Fliehkräften oder auch Rückstellkräften radial nach außen bewegen und zur Anlage an der Innenwand des Außenringes kommen und dabei den Zwischenraum in einzelne Zellräume unterteilt. Über diese Zellräume wird der Kraftstoff zunächst angesaugt und dann verdichtet bei zunehmender Verringerung der radialen Breite zwischen Außen- und Innenwand der genannten Räder einer Austrittsseite zugeführt. Die Pumpeninnenräder werden dabei entweder durch eine Verzahnung gemäß DE-A-30 12 983 oder durch eine Keil/Nut-Verbindung gemäß DE-A-28 49 012 mit der Antriebswelle verbunden. Die Keil/Nut-Verbindung kann auch als eine Verzahnung auf einem Teilumfang aufgefaßt werden. Während der Platzbedarf für die Kupplung zwischen Innenring und Antriebswelle bei der zuletzt genannten Ausgestaltung sehr groß ist, ist der Platzbedarf bei der erstgenannten Ausführung dagegen wegen der ringsherum erfolgenden Verzahnung bei gleicher Kraftübertragung wesentlich geringer. Aufgrund unterschiedlicher Spieltoleranzen, die im Bereich Förderpumpe wegen der erforderlichen Dichtheit besonders gering sind, dagegen im Bereich der Antriebswelle und ihrer Kuppelung mit dem Innenring jedoch größer sein kann, tritt bei der bekannten Lösung der Fall auf, daß wegen Winkelabweichungen zwischen der Ebene, in der Innenring der Förderpumpe geführt wird und der Radialebene der Antriebswelle, durch die die Achse der Antriebswelle senkrecht hindurchtritt, im Bereich der Verzahnung hohe Kantenpressungen auftreten. Dies hat den Nachteil eines hohen Verschleißes und erfordert eine höhere Antriebsleistung.The invention is based on a fuel injection pump the genus of claim 1. Such Fuel injection pump is through DE-A1-30 12 983 known. The one provided there on the circumference of the drive shaft Gearing has one compared to the axial Height of the inner ring much lower height. Such too known from DE-A-28 49 012 feed pumps Inner ring and an outer ring that are adjacent to each other Outer surfaces are eccentric to each other, so that a space is created between the wheels that continuously increases and then decreases again. The space is divided by wings that are in radial slots of the inner ring are stored and under the influence of centrifugal forces or restoring forces move radially outwards and rest against the inner wall of the outer ring and the space in individual cell spaces divided. About these cell spaces Fuel first sucked in and then compressed increasing decrease in radial width between outside and inner wall of said wheels of an exit side fed. The pump inner wheels are either by a toothing according to DE-A-30 12 983 or by a Key / groove connection according to DE-A-28 49 012 with the drive shaft connected. The key / groove connection can also be used as a Gearing can be understood on a partial scope. While the space required for the coupling between the inner ring and Drive shaft in the latter embodiment very much is large, the space required in the first-mentioned embodiment on the other hand because of the interlocking much lower with the same power transmission. by virtue of different play tolerances in the field of feed pump particularly low due to the required tightness are, however, in the area of the drive shaft and its Coupling with the inner ring, however, can be larger occurs in the known solution, the case that due to angular deviations between the level, in the inner ring of the feed pump is guided and the radial plane of the drive shaft, through which the axis of the drive shaft passes vertically, high edge pressures in the toothing area occur. This has the disadvantage of high wear and requires a higher drive power.

Advantages of the invention

Durch die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 wird erreicht, daß Kantenpressungen im wesentlichen vermieden werden und große tragende Flächen an den einzelnen Zähnen der Verzahnungen gewährleistet sind. Der Verschleiß und die Neigung zum Fressen zwischen Innenring und Verzahnung der Antriebswelle und/oder zwischen Innenring und den angrenzenden Pumpengehäuseteilen wird verringert. Da das Innenring nunmehr keinen Kippbewegungen von der Antriebsseite her ausgesetzt ist, folgt auch die sehr enge Führung des Innenringes im wesentlichen frei von Kippkräften, die hier Schäden verursachen können. Durch die geringe Reibung ergibt sich ein geringerer Verschleiß und die Möglichkeit höhere Drehmomente bei entsprechender Pumpenleistung zu übertragen. Die Breite der Verzahnung kann gegenüber der bekannten Lösung erhöht werden, da aufgrund der Zahngestaltung auch bei breiteren Zähnen keine Kippmomente mehr auf das Innenring der Förderpumpe übertragen werden.By the fuel injection pump according to the invention with the Features of the characterizing part of patent claim 1 achieved that edge pressures essentially avoided and large load-bearing surfaces on the individual teeth the gears are guaranteed. The wear and the Tendency to seize between inner ring and toothing of the Drive shaft and / or between the inner ring and the adjacent pump housing parts is reduced. Since that Inner ring now no tilting movements from the drive side exposed, the very close management follows of the inner ring essentially free of tilting forces can cause damage here. Due to the low friction there is less wear and the possibility higher torques with corresponding pump output transfer. The width of the toothing can be compared to that known solution can be increased because of the tooth design No more tilting moments even with wider teeth be transferred to the inner ring of the feed pump.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Schnitt durch eine Kraftstoffeinspritzpumpe der Verteilerbauart im Bereich der Förderpumpe, Figur 2 einen Schnitt durch die Verteilerpumpe gemäß Figur 2 entlang der Linie II-II und Figur 3 einen vergrößert herausgezeichneten Antriebszahn der Verzahnung auf der Antriebswelle gemäß der Erfindung.An embodiment is shown in the drawing and is explained in more detail in the description below. It 1 shows a section through a fuel injection pump the distributor type in the area of the feed pump, figure 2 shows a section through the distributor pump according to FIG. 2 the line II-II and Figure 3 an enlarged drawn out Drive tooth of the toothing on the drive shaft according to the invention.

Description of the embodiment

Kraftstoffeinspritzpumpen der Verteilerpumpenbauart haben regelmäßig eine in das Gehäuse der Kraftstoffeinspritzpumpe integrierte Förderpumpe. Dabei können sie als sog. Hubkolbenverteilerpumpe ausgeführt werden, wie sie durch den eingangs genannten Stand der Technik DE-A1-30 12 983 bekannt sind, mit einem von einer Nockenscheibe angetriebenen, hin- und hergehenden und zugleich rotierenden Pumpenkolben, der dabei als Verteiler dient und es kann die Verteilereinspritzpumpe als Radialkolbenpumpe ausgeführt werden mit einem Nockenring, an dessen nach innen weisenden Nockenfläche radial liegende Pumpenkolben bewegt werden, die ebenfalls einen Verteiler versorgen, der bei der Drehung der Antriebswelle nacheinander verschiedene Kraftstoffpumpenauslässe, die zu Einspritzventilen führen, ansteuert. Durch die Förderpumpe wird Kraftstoff angesaugt und in einen Kraftstoffeinspritzpumpeninnenraum gefördert, aus dem Kraftstoff zur Erzeugung hoher Einspritzdrücke durch eine Hochdruckpumpe entnommen wird. Der Schnitt in Figur 1 zeigt einen Schnitt durch eine solche Verteilereinspritzpumpe im Bereich der Förderpumpe. Dabei ist im Gehäuse 1 der Kraftstoffeinspritzpumpe ein kreiszylindrischer Raum mit einer kreiszylindrischen Innenwandung 3 vorgesehen, in den ein Außenring 5 der Kraftstofförderpumpe eingesetzt ist, der mit seiner Außenwand zur Anlage an der Innenwand 3 kommt. Der Außenring ist durch Schrauben 6 ortsfest mit dem Gehäuse 1 verschraubt. Radial innenliegend weist der Außenring eine Innenfläche 8 auf, die im ausgeführten Beispiel eine von der kreiszylindrischen Form abweichende Fläche aufweist, die mit einer kreiszylindrischen Mantelfläche 9 eines Innenringes 10 einen im Querschnitt etwa sichelförmigen Zwischenraum 11 begrenzt. Der Innenring weist eine mit einer Verzahnung 12 versehene innere Mantelfläche 14 auf, und ist dort mit einer entsprechenden Verzahnung auf dem Umfang einer Antriebswelle 15 mit dieser in Drehrichtung formschlüssig gekoppelt. Von der Mantelfläche 9 des Innenringes gehen Radialnuten 17 aus, die in regelmäßigen Winkelabständen verteilt angeordnet sind und in die als Verdrängungselemente scheibenförmige Flügel 18 mit Rechteckquerschnitt geführt sind. Diese werden durch eine sich innerhalb der Nuten 17 abstützenden Druckfedern 19 mit ihrer Stirnseite 20 in Anlage an der Innenfläche 8 des Außenringes gehalten, gegebenenfalls durch den Ausgangsdruck der Förderpumpe hydraulisch unterstützt. Die Flügel unterteilen den sichelförmigen Raum 11 in Teilvolumina, derart, daß bei einer Relativverdrehung des Innenringes zum Außenring die Flügel 18 diese Volumina bewegen, die sich infolge der Konfiguration des sichelförmigen Raumes verringern unter Bildung eines erhöhten Förderdrucks. Am einen Ende des sichelförmigen Raumes führt ein Austrittskanal 22 ab, in den der komprimierte Kraftstoff gefordert wird. Ihm gegenüberliegend ist am anderen Ende des sichelförmigen Raumes 11 ein nierenförmiger Eintritt 24 vorgesehen, über den bei der Drehung des Innenringes Kraftstoff angesaugt wird. Ergänzend zeigt Figur 2 die Unterbringung von Außenring 5 und Innenring 10 in der zylindrischen Ausnehmung 3 und den diese beiden Ringe in dieser Ausnehmung einschließenden Deckel 25, der zusammen mit dem Außenring 5 am Gehäuse verschraubt ist. Der Figur 2 entnimmt man ferner die Koppelung zwischen Antriebswelle 15 und Innenring 10. Man erkennt, daß die Antriebswelle an ihren Außenumfang einen Zahnkranz 25 mit einer geraden Stirnverzahnung aufweist, wobei die axiale Höhe des Zahnkranzes wesentlich geringer ist als die axiale Höhe von Innenring 10 und Außenring 5. Dieser Zahnkranz ist der antriebswellenseitige Teil der Verzahnung 12 von Figur 1. Man erkennt, daß durch den Deckel 25 der Innenring 10 sehr eng zwischen Deckel 25 und Gehäuse 1, als die Förderpumpe einschließende Gehäuseteile geführt ist. Diese Teile schließen auch den sichelförmigen Raum 11 axial ab. Die in den Nuten geführten Flügel 18 sind passend zwischen diesen beiden Gehäuseteilen angeordnet, so daß die Teilräume des sichelförmigen Raumes 11 gegeneinander möglichst dicht abgeschlossen werden unter Beachtung des für die Bewegung erforderlichen Spiels.Have fuel injection pumps of the distributor pump type regularly one in the housing of the fuel injection pump integrated feed pump. They can be used as a so-called piston pump are carried out as they are carried out by the known prior art DE-A1-30 12 983 are, with a driven by a cam disc and outgoing and at the same time rotating pump piston, the serves as a distributor and it can be the distributor injection pump are designed as radial piston pumps with a cam ring, on the inwardly facing cam surface radially lying pump pistons are moved, the also supply a distributor, which when rotating the Drive shaft successively different fuel pump outlets, which lead to injectors. By the feed pump is sucked in and into a fuel Fuel injection pump interior promoted from the Fuel for generating high injection pressures by High pressure pump is removed. The section in Figure 1 shows a section through such a distributor injection pump Area of the feed pump. The fuel injection pump is in the housing 1 a circular cylindrical room with a provided circular cylindrical inner wall 3, in the one Outer ring 5 of the fuel pump is used, the with its outer wall comes to rest on the inner wall 3. The The outer ring is fixed to the housing 1 by screws 6 screwed. The outer ring has a radial inside Inner surface 8, which in the example shown one of the circular cylindrical shape has different surface with a circular cylindrical outer surface 9 of an inner ring 10 an approximately crescent-shaped intermediate space 11 limited. The inner ring has one with a toothing 12 provided inner lateral surface 14, and is there with a corresponding toothing on the circumference of a drive shaft 15 positively coupled with this in the direction of rotation. Of the circumferential surface 9 of the inner ring extends from radial grooves 17, which are distributed at regular angular intervals and in the disc-shaped wings as displacement elements 18 are guided with a rectangular cross section. These are through a compression springs 19 which are supported within the grooves 17 with its end face 20 in contact with the inner surface 8 of the Outer ring held, possibly by the outlet pressure the feed pump is hydraulically supported. Divide the wings the crescent-shaped space 11 in partial volumes, such that with a relative rotation of the inner ring to the outer ring the wings 18 move these volumes, which result as a result reduce the configuration of the crescent-shaped space below Formation of an increased delivery pressure. At one end of the crescent-shaped space leads to an outlet channel 22 into the the compressed fuel is requested. Opposite him is at the other end of the crescent-shaped space 11 kidney-shaped entry 24 is provided, via which at the Rotation of the inner ring fuel is sucked in. additional Figure 2 shows the placement of the outer ring 5 and Inner ring 10 in the cylindrical recess 3 and this cover 25 enclosing two rings in this recess, which is screwed together with the outer ring 5 on the housing. FIG. 2 also shows the coupling between Drive shaft 15 and inner ring 10. It can be seen that the Drive shaft with a ring gear 25 on its outer circumference has a straight spur toothing, the axial The height of the ring gear is significantly less than the axial Height of inner ring 10 and outer ring 5. This ring gear is the part of the toothing 12 on the drive shaft side of FIG 1. It can be seen that the inner ring 10 through the cover 25 very closely between cover 25 and housing 1, as the feed pump enclosing housing parts is guided. These parts also close off the crescent-shaped space 11 axially. In the the grooved wings 18 fit between them two housing parts arranged so that the subspaces of crescent-shaped space 11 as close together as possible be completed taking into account that for the movement required game.

In der Figur 3 ist nun die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Zähne der Verzahnung dargestellt. Im Längsschnitt innerhalb einer Radialebene durch die Achse der Antriebswelle verläuft die oberste Stirnseite 27 der Zähne der Verzahnung 25 entlang eines Kreisbogens mit dem Radius R, dessen Mittelpunkt in dieser Radialebene liegt. Entsprechend verläuft auch der Zahngrund 28 der jeweiligen Zähne 29. The configuration according to the invention is now shown in FIG of the teeth of the toothing shown. In longitudinal section within a radial plane through the axis of the drive shaft runs the top end 27 of the teeth of the Tooth 25 along an arc of a radius R, whose center lies in this radial plane. Corresponding the tooth base 28 of the respective teeth 29 also runs.

Aufgrund dieser Ausgestaltung ist eine Abweichung von der im Prinzip vorgesehenen genau senkrechten Lage der Achse der Antriebswelle 15 zur durch die axialen Begrenzungsflächen des Deckels 5 bzw. der Ausnehmung 3 festgelegten Radialebene, die sich in der Schnittebene I-I verkörpert, möglich. Die kreisbogenförmig in Längsrichtung der Achse verlaufende Kontur der Zähne 29 gewährleistet, daß bei einem Winkelversatz immer noch flächige Anlagen zur entsprechenden Verzahnung 12 am Innenring 10 auftreten, ohne daß es hier zu verschleißfördernden Kantenpressungen kommt. Durch Vermeidung dieser Kantenpressungen können insgesamt bei gleicher Konfiguration höhere Drehmomente übertragen werden, die sonst zu schnellen Verschleiß oder Zerstörung des Bauteils führen würden. Dabei kann nach der obenstehenden Überlegungen sehr schmal gehaltene Zahnkranz 25 verbreitert werden und aufgrund größerer Zahnflächen ebenfalls ein höheres Drehmoment auf die Förderpumpe übertragen werden, die somit wiederum eine erhöhte Förderleistung abgeben kann. Es werden bei der Montage und der Herstellung weniger hohe Anforderungen an die Fertigungs- und Montiergenauigkeit gestellt, was die Herstellung der Kraftstoffeinspritzpumpe verbilligt.Because of this configuration, a deviation from that in Principle provided exactly vertical position of the axis of the Drive shaft 15 through the axial boundary surfaces the radial plane of the cover 5 or the recess 3, which is embodied in the section plane I-I, possible. The circular arc in the longitudinal direction of the axis Contour of the teeth 29 ensures that at an angular offset still flat systems for the corresponding gearing 12 occur on the inner ring 10 without it here wear-promoting edge pressures comes. By avoiding it these edge pressures can total higher torques are transmitted in the same configuration, which would otherwise lead to rapid wear or destruction of the Would lead component. It can be done according to the above Considerations very narrow gear ring 25 widened and also due to larger tooth surfaces higher torque is transferred to the feed pump, which in turn can deliver an increased delivery rate. It will be less high during assembly and manufacture Requirements for manufacturing and assembly accuracy posed what the manufacture of the fuel injection pump cheaper.

Claims

Fuel injection pump for an internal combustion engine with a drive shaft (15), by means of which at least one pump plunger of the fuel injection pump is driven via actuating cams and by means of which a fuel feed pump arranged within a housing of the fuel injection pump is driven, the said fuel feed pump comprising an inner ring (10), which is guided on the drive shaft (15) by an inner circumferential surface (14) and is coupled to the shaft there by means of a toothing (12), and an outer ring (5), between which and the inner ring (10) are arranged displacement elements (18), which are coupled to one of these rings and by means of which fuel is pumped from an inlet side (24) to an outlet side (22), the fuel volume to be delivered being enclosed between the inner ring (10), the displacement elements (18), the outer ring (5) and two housing parts (3, 25) that guide these parts in a leaktight manner, characterized in that the toothing is cylindrical toothing with teeth on the circumference of the drive shaft (15) and teeth (29) on the inner circumferential surface (14) of the inner ring (10), of which at least the teeth on one of the parts, namely the drive shaft (15) or the inner ring (10), preferably the teeth (29) on the circumferential surface (14) of the inner ring (10) form straight toothing (12), the teeth (29) each lying in the radial planes of the axis of the drive shaft (15), the said radial planes extending in the longitudinal direction of this axis, extending in an arc in these respective planes, with an envelope circle delimiting the front face (27) of the teeth (29), the centre of which lies in these respective radial planes.
Fuel injection pump according to Claim 1, characterized in that both the front side (27) and the tooth root (28) of the teeth (29) extend in an arc.
Fuel injection pump according to Claim 1, characterized in that the displacement elements are vanes (18), which are guided in radial grooves (17) in the inner ring (10) and come to rest against the inner surface (8) of the outer ring (5) and against the adjoining ones of the housing parts (3, 25), and the outer circumferential surface (9) of the inner ring (10) delimits an approximately crescent-shaped space (11) with the inner surface (8) of the outer ring (5).