EP1111234A2 - Fuel pump - Google Patents
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- EP1111234A2 EP1111234A2 EP00127312A EP00127312A EP1111234A2 EP 1111234 A2 EP1111234 A2 EP 1111234A2 EP 00127312 A EP00127312 A EP 00127312A EP 00127312 A EP00127312 A EP 00127312A EP 1111234 A2 EP1111234 A2 EP 1111234A2
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04B49/123—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by varying the length of stroke of the working members by changing the eccentricity of one element relative to another element
- F04B49/125—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by varying the length of stroke of the working members by changing the eccentricity of one element relative to another element by changing the eccentricity of the actuation means, e.g. cams or cranks, relative to the driving means, e.g. driving shafts
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- Y10T74/2111—Plural, movable relative to each other [including ball[s]]
- Y10T74/2112—Concentric
Definitions
- the invention relates to a pump, in particular for the promotion of Fuel in an internal combustion engine of a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.
- Feed pumps which continuously supply fuel, in particular Convey diesel, from a tank into a storage facility. To him cylinders of the internal combustion engine are connected via solenoid valves. Most of the fuel comes from the store conveyed back to the tank via pressure relief valves, since only one Fraction of the continuously delivered fuel for the combustion process is needed in the cylinders. The constant repatriation of the fuel gives poor efficiency. Because of continuous funding and repatriation also arise strong heat development. That is why no plastic can be used as a material are used, but only the more expensive metal.
- Suction throttling is also known to promote the fuel.
- Check valves ensure that for the combustion process fuel is always available.
- the check valves or their springs have tolerances, so that different Amounts of fuel get into the cylinders. Due to the varying Filling levels occur high pulsations that lead to a cause loud noise. Also the mechanical load the engine cylinder and its pistons very high.
- To be proportionate Proportional solenoid valves are used to keep small amounts of fuel in circulation set to a middle position, so that also only part of the fuel is delivered. Due to tolerances
- the springs of the proportional solenoid valves are located in the piston chamber different amounts of fuel. Arise during the suction process gas bubbles in the piston chamber when the piston moves back quickly squeezed together.
- the invention has for its object the generic pump to be trained so that it has good efficiency and is reliable the amount of fuel required for the combustion process promotes.
- the drive element driven is by means of the eccentric drive the drive element driven.
- the drive element becomes translationally different adjusted in the plane transverse to the shaft.
- the stroke of a piston with the drive element can be set continuously from zero to a maximum value a corresponding amount of fuel in the combustion chamber Promote engine cylinders.
- the eccentric drive is coupled to the shaft , the eccentricity can be easily dependent can be set by the speed of the internal combustion engine.
- the Eccentric drive allows a compact design of the pump. she is especially suitable for common rail systems.
- the pump is preferably used for common rail systems, such as them in motor vehicles for conveying fuel, in particular Diesel, can be used. By changing the stroke of the pistons the amount of fuel injected is varied.
- the pump can of course also be used in other areas in the field of high pressure technology, water jet cutting technology, high-pressure hydroforming, clamping technology, of machine tools and the like.
- the pump has a housing 1 (Fig. 1) which is driven by a rotatable Wave 2 is penetrated. Near the bottom 3 of the housing 1 sits on the shaft 2 rotatably a rotor 4, the at least two diametrically mutually opposite, radially extending wings 5 having.
- the rotor 4 is surrounded by a stator 6, which is relative to the rotor 4 is rotatably mounted on the shaft 2.
- the stator 6 will penetrated by the shaft 2 and has two through a crosspiece separate chambers into each of which a rotor blade 5 protrudes.
- the rotor 4 with the stator 6 forms a swivel vane adjuster, which is known and is therefore not described in detail.
- the stator interior is divided into two chambers by the crosspiece, in each of which a rotor blade 5 protrudes.
- Each rotor blade 5 is divided the stator chamber 2 in two sections. In each chamber section the two chambers is known via the shaft 2 in Way introduced hydraulic medium. In this way, the relative rotation be made between rotor 4 and stator 6.
- the shaft 2 is included an inner eccentric 8, which is advantageously in one piece with the Shaft 1 is formed.
- the inner eccentric 8 is so in relation to the Shaft 2 arranged so that it is common at a point 9 (Fig. 3a) Have tangents.
- a bearing 10 sits on the inner eccentric 8 with the interposition of it (Fig. 1) an outer eccentric 11, advantageously the same axial length like the inner eccentric 8.
- the external eccentric 11 is in turn surrounded by a backdrop 13 with the interposition of a bearing 12 (Figs. 1 and 2).
- a bearing 12 FIG. 1 and 2.
- the backdrop 13 has essentially triangular outline.
- Piston 14 is the backdrop 13 on the circumference with flat surfaces 15 to 17 provided (Fig. 4) against which the pistons 14 rest.
- the illustrated embodiment is the backdrop 13 with three such Provide surfaces 15 to 17, against which a piston 14 abuts. 4, only one piston 14 is indicated for the sake of clarity.
- the flat surfaces 15 to 17 are by curved surfaces 18 connected to 20 together on a common circular arc or cylinder jacket.
- the link 13 is connected to the housing 1 via at least one coupling member 21 guided.
- the coupling member 21 has one Ring part 22, which sits on the shaft 2 outside the inner eccentric 8 and of which two arms 23, 24 diametrically opposite one another protrude radially. They engage in guides 25 and 26 fixed to the housing on.
- the arms 23, 24 of the coupling member 21 parallel to each other and extending in the radial direction Long sides 27, 28; 29, 30 with which they are on corresponding counter surfaces of the housing-side guides 25, 26 guided in the radial direction are.
- the guides 25, 26 are arranged or the arms 23, 24 so long that in each displacement position of the coupling member 21st the arms 23, 24 are guided on the guides 25, 26. So that Coupling member 21 in the longitudinal direction of the arms 23, 24 relative to the shaft 2 can be moved, the ring portion 22 of the coupling member 21st provided with a corresponding slot 31. Its width corresponds the diameter of the shaft 2.
- the arms 23, 24 can also be fork-shaped be designed so that they guide the housing 25, 26 reach around.
- the coupling member 21 is provided with guides 32, 33 (Fig. 2) also diametrically opposite each other and an angular distance 90 ° to the guides 25, 26.
- the guides 32, 33 serve to guide counter-guide parts 34, 35 on the backdrop 13 are provided.
- the guides 25, 26 and 32, 33 can in a common radial plane of the shaft 2, but also in axially spaced radial planes of the shaft 2 can be arranged. Because of the leadership of the backdrop 13 in the coupling member 21, which in turn is guided on the housing 1, it is ensured that the coupling member 13th does not perform a rotary movement when the shaft 2 rotates, but instead is translated translationally to shaft 2. This is based on 2a to 2c will be explained in more detail.
- the coupling member 21 is located on one side of the two eccentrics 8, 11. On the opposite side is the eccentric 8, 11 a further coupling member 36 is provided with which the outer eccentric 11 is coupled to the stator 6.
- the coupling member 36 sits on the Shaft 2 and has two guides diametrically opposite each other 37, 38, with which counter-guide parts 39, 40 of the outer eccentric 11 are guided radially.
- the coupling member 36 is also with two further, diametrically opposite guides 41, 42 provided which are at an angular distance of 90 ° from each Have guides 37, 38 and by means of which counter-guide parts 43, 44 of the stator 6 are guided radially.
- the coupling member 36 can in same as the coupling member 21 with respect to a radial plane the shaft 2 are shifted. About this shifting movement To enable the coupling member 36 with a (not shown) Provide elongated hole, the width of which corresponds to the diameter of the Corresponds to wave 2.
- the eccentricity of the backdrop 13 is infinitely variable can be set.
- the backdrop 13 transmits their displacement movement the set eccentricity on the pistons 14.
- Each piston 14 is by a compression spring (not shown) towards his facility on the backdrop 13. The spring force is only so high that the piston 14 clean on the planes Pages 15 to 17 of the piston 14 abut.
- the stator 6 is relative to the Rotor 4 has been rotated so that the rotor blade 5 is now a middle one Position within the stator chamber 45 occupies.
- the coupling member 36 of the outer eccentric 11 relative to the inner eccentric 8 rotated and thus a certain eccentricity of the eccentric set.
- the coupling member 36 With the relative rotation of the rotor 4 opposite the stator 6 is the coupling member 36 via the counter-guide parts 43, 44 of the rotor 4 and the guides 41, 42 of the coupling member 36 taken to the appropriate extent.
- the coupling member 36 is in this rotation in the X direction been postponed.
- FIG. 3c shows by way of example, the stator 6 and to rotate the rotor 4 relative to one another in such a way that the rotor blade 5 on the opposite end wall 48 of the stator chamber 45 for Facility is coming.
- the outer eccentric is thereby via the coupling member 36 11 so adjusted relative to the inner eccentric 8 that this eccentric drive has its greatest eccentricity.
- the coupling member 36 is in the X direction been moved the furthest.
- the coupling link 36 via the positive connection 41, 42; 43, 44 with the Stator 6 has been rotated.
- the swivel wing adjuster 7 the eccentricity of the eccentric drive 8, 11 is continuously adjusted are, so that the stroke of the piston 14 is adjusted accordingly sensitively and be adapted to the desired requirements can.
- the link 13 is over the Coupling member 21 on the guides 25, 26 fixed to the housing by means of the Arms 23, 24 supported.
- 2a to 2d show different Positions of the backdrop 13 and the coupling member 21 when the shaft 2 is rotated about its axis 47.
- 11 are the backdrop 13 and that with it connected coupling member 21 moves in the X-Y plane.
- the housing-fixed Guides 25, 26 prevent the coupling member 21 from its Axis is rotated. It is only how a comparison of the Fig.
- 2a to 2d shows, translationally shifted in the X-Y plane, wherein the guide over the arms 23, 24 and the fixed guides 25, 26 and via the guides 32, 33 of the coupling member 21 and the associated counter-guide parts 34, 35 of the backdrop 13.
- the guides 25, 26 fixed to the housing absorb the friction moments, that of the pistons 14 on the backdrop 13 at its translational Exercise.
- the shaft 2 is clockwise turned.
- the backdrop 13 which is arranged on the outer eccentric 11 is translationally shifted to the left in the X-Y plane
- the Setting 13 with its counter-guide parts 34, 35 through the guides 32, 33 of the coupling member 21 is guided.
- the coupling member 21 in turn is by means of its arms 23, 24 through the housing Guides 25, 26 guided.
- the shaft 2 is rotated by a further 90 ° been.
- the coupling member 21 is compared to the position according to Fig. 2b has been moved down.
- Fig. 2d finally shows a position that results when the shaft 2 has been rotated another 90 ° clockwise. Now is the backdrop 13 moved farthest to the right. The coupling link 21 is upwards in comparison to the position according to FIG. 2c been postponed.
- the movement sequence described with reference to FIGS. 2a to 2d shows that the coupling member 21 and the link 13 are not rotated, but translationally shifted in the X-Y plane.
- the stroke of the piston 14 can be infinitely varied between zero and a maximum value.
- an actuator serves the swivel wing adjuster 7, with which the relative position of the two eccentrics 8, 11 can be adjusted to each other can.
- a relative rotation is carried out in the manner described made between the stator 6 and the rotor 4. Since the Rotor 4 rotatably connected to shaft 2 and the outer eccentric 11 is coupled to the stator 6 via the coupling member 36 by rotating the shaft 2 of the inner eccentric 8 relative to the outer eccentric 11 twisted. In this way, the can be sensitive and infinitely variable Eccentricity of the eccentric drive 8, 11 can be set.
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Abstract
Solche Pumpen fördern kontinuierlich Kraftstoff aus einem Tank in einen Speicher. Nur ein Teil des Kraftstoffes wird für den Verbrennungsvorgang benötigt, während der andere Teil ständig rückgeführt wird. Dadurch ist der Wirkungsgrad der Pumpe gering. Zudem entsteht eine starke Wärmeentwicklung. Um einen guten Wirkungsgrad zu erzielen, ist mit der Pumpenwelle (2) die Exzentrizität eines Exenterantriebes (8, 11) einstellbar. Mit ihm wird ein Antriebselement (13) angetrieben, das entsprechend der eingestellten Exzentrizität translatorisch in einer quer zur Welle (2) liegenden Ebene verstellbar ist. Je nach Exzentrizität wird der Hub von Kolben (14) eingestellt, um eine angepaßte Kraftstoffmenge in den Verbrennungsraum zu fördern. Die Pumpe wird bevorzugt für Common-Rail-Systeme eingesetzt, wie sie in Kraftfahrzeugen zum Fördern von Kraftstoff insbesondere von Diesel verwendet werden. <IMAGE>Such pumps continuously deliver fuel from a tank to a store. Only part of the fuel is needed for the combustion process, while the other part is constantly recycled. As a result, the efficiency of the pump is low. In addition, there is a strong development of heat. In order to achieve good efficiency, the eccentricity of an eccentric drive (8, 11) can be adjusted with the pump shaft (2). It is used to drive a drive element (13), which is translationally adjustable in a plane transverse to the shaft (2) according to the eccentricity set. Depending on the eccentricity, the stroke of the piston (14) is set in order to deliver an adapted amount of fuel into the combustion chamber. The pump is preferably used for common rail systems, such as those used in motor vehicles to deliver fuel, especially diesel. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere zur Förderung von Kraftstoff in einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a pump, in particular for the promotion of Fuel in an internal combustion engine of a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.
Es sind Förderpumpen bekannt, die kontinuierlich Kraftstoff, insbesondere Diesel, aus einem Tank in einen Speicher fördern. An ihn sind über Magnetventile Zylinder des Verbrennungsmotors angeschlossen. Der größte Teil des Kraftstoffes wird aus dem Speicher über Druckbegrenzungsventile zurück zum Tank gefördert, da nur ein Bruchteil des kontinuierlich geförderten Kraftstoffes für den Verbrennungsvorgang in den Zylindern benötigt wird. Die ständige Rückführung des Kraftstoffes ergibt einen schlechten Wirkungsgrad. Aufgrund der kontinuierlichen Förderung und Rückführung entsteht zudem eine starke Wärmeentwicklung. Darum kann als Werkstoff kein Kunststoff eingesetzt werden, sondern nur das teurere Metall.Feed pumps are known which continuously supply fuel, in particular Convey diesel, from a tank into a storage facility. To him cylinders of the internal combustion engine are connected via solenoid valves. Most of the fuel comes from the store conveyed back to the tank via pressure relief valves, since only one Fraction of the continuously delivered fuel for the combustion process is needed in the cylinders. The constant repatriation of the fuel gives poor efficiency. Because of continuous funding and repatriation also arise strong heat development. That is why no plastic can be used as a material are used, but only the more expensive metal.
Zur Förderung des Kraftstoffes ist auch eine Saugdrosselung bekannt. Rückschlagventile stellen sicher, daß für den Verbrennungsvorgang immer Kraftstoff zur Verfügung steht. Die Rückschlagventile bzw. ihre Federn haben allerdings Toleranzen, so daß unterschiedliche Mengen an Kraftstoff in die Zylinder gelangen. Aufgrund des variierenden Füllungsgrades treten hohe Pulsationen auf, die zu einer starken Geräuschentwicklung führen. Auch ist die mechanische Belastung der Motorzylinder und ihrer Kolben sehr hoch. Um eine verhältnismäßig kleine Kraftstoffmenge im Umlauf zu halten, werden Proportionalmagnetventile auf eine Mittelstellung eingestellt, so daß auch nur ein Teil des Kraftstoffes gefördert wird. Infolge von Toleranzen der Federn der Proportionalmagnetventile befinden sich im Kolbenraum unterschiedliche Kraftstoffmengen. Beim Saugvorgang entstehen im Kolbenraum Gasblasen, die beim Zurückfahren des Kolbens rasch zusammengedrückt werden. Da sich der Kraftstoff nicht komprimieren läßt, wird der Kolben dadurch stark abgebremst, wodurch es zu hohen mechanischen Beanspruchungen kommt. Über die Proportionalmagnetventile kann pro Zeiteinheit jeweils eine gleiche Kraftstoffmenge gefördert werden. Da jedoch die für den Verbrennungsvorgang benötigte Kraftstoffmenge von der Drehzahl des Motors abhängt, müssen die Proportionalmagnetventile aufwendig in Abhängigkeit von der Motordrehzahl nachgeregelt werden.Suction throttling is also known to promote the fuel. Check valves ensure that for the combustion process fuel is always available. The check valves or their springs have tolerances, so that different Amounts of fuel get into the cylinders. Due to the varying Filling levels occur high pulsations that lead to a cause loud noise. Also the mechanical load the engine cylinder and its pistons very high. To be proportionate Proportional solenoid valves are used to keep small amounts of fuel in circulation set to a middle position, so that also only part of the fuel is delivered. Due to tolerances The springs of the proportional solenoid valves are located in the piston chamber different amounts of fuel. Arise during the suction process gas bubbles in the piston chamber when the piston moves back quickly squeezed together. Because the fuel doesn't compress leaves, the piston is braked strongly, whereby there are high mechanical loads. About the proportional solenoid valves can be the same per unit of time Fuel quantity are promoted. However, as for the combustion process required amount of fuel from the engine speed depends, the proportional solenoid valves have to Are readjusted depending on the engine speed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Pumpe so auszubilden, daß sie einen guten Wirkungsgrad hat und zuverlässig die zum Verbrennungsvorgang notwendige Kraftstoffmenge fördert.The invention has for its object the generic pump to be trained so that it has good efficiency and is reliable the amount of fuel required for the combustion process promotes.
Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Pumpe erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved according to the invention in the generic pump solved with the characterizing features of claim 1.
Bei der erfindungsgemäßen Pumpe wird mittels des Exzenterantriebes das Antriebselement angetrieben. Je nach Exzentrizität des Exzenterantriebes wird das Antriebselement unterschiedlich weit translatorisch in der quer zur Welle liegenden Ebene verstellt. Dadurch kann mit dem Antriebselement beispielsweise der Hub eines Kolbens stufenlos von Null bis zu einem Maximalwert eingestellt werden, um eine entsprechende Kraftstoffmenge in den Verbrennungsraum eines Motorzylinders zu fördern. Da der Exzenterantrieb mit der Welle gekoppelt ist, kann die Exzentrizität in einfacher Weise in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors eingestellt werden. Der Exzenterantrieb erlaubt eine kompakte Bauform der Pumpe. Sie ist insbesondere für Common-Rail-Systeme geeignet.In the pump according to the invention is by means of the eccentric drive the drive element driven. Depending on the eccentricity of the eccentric drive the drive element becomes translationally different adjusted in the plane transverse to the shaft. Thereby can, for example, the stroke of a piston with the drive element can be set continuously from zero to a maximum value a corresponding amount of fuel in the combustion chamber Promote engine cylinders. Because the eccentric drive is coupled to the shaft , the eccentricity can be easily dependent can be set by the speed of the internal combustion engine. The Eccentric drive allows a compact design of the pump. she is especially suitable for common rail systems.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.Further features of the invention result from the further claims, the description and the drawings.
Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen
- Fig. 1
- in Seitenansicht und in vereinfachter Darstellung eine erfindungsgemäße Pumpe,
- Fig. 2a bis Fig. 2d
- in vereinfachter und schematischer Darstellung verschiedene Stellungen einer Kulisse der erfindungsgemäßen Pumpe zum Betätigen von Kolben,
- Fig. 3a bis Fig. 3c
- in vereinfachter und schematischer Darstellung verschiedene Stellungen eines Koppelgliedes der erfindungsgemäßen Pumpe,
- Fig. 4
- eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Pumpe.
- Fig. 1
- a side view and a simplified representation of a pump according to the invention,
- 2a to 2d
- in a simplified and schematic representation different positions of a backdrop of the pump according to the invention for actuating pistons,
- 3a to 3c
- in a simplified and schematic representation different positions of a coupling element of the pump according to the invention,
- Fig. 4
- a plan view of the pump according to the invention.
Die Pumpe wird bevorzugt für Common-Rail-Systeme eingesetzt, wie sie in Kraftfahrzeugen zum Fördern von Kraftstoff, insbesondere von Diesel, verwendet werden. Durch Veränderung des Hubes der Kolben wird die Einspritzmenge an Kraftstoff variiert.The pump is preferably used for common rail systems, such as them in motor vehicles for conveying fuel, in particular Diesel, can be used. By changing the stroke of the pistons the amount of fuel injected is varied.
Die Pumpe kann selbstverständlich auch in anderen Bereichen eingesetzt werden, so auf dem Gebiet der Hochdrucktechnik, der Wasserstrahlschneidtechnik, der Hydrohochdruckumformung, der Spanntechnik, der Werkzeugmaschinen und dergleichen.The pump can of course also be used in other areas in the field of high pressure technology, water jet cutting technology, high-pressure hydroforming, clamping technology, of machine tools and the like.
Die Pumpe hat ein Gehäuse 1 (Fig. 1), das von einer drehbar angetriebenen
Welle 2 durchsetzt wird. Nahe dem Boden 3 des Gehäuses
1 sitzt auf der Welle 2 drehfest ein Rotor 4, der wenigstens zwei diametral
einander gegenüberliegende, radial sich erstreckende Flügel 5
aufweist. Der Rotor 4 wird von einem Stator 6 umgeben, der relativ
zum Rotor 4 drehbar auf der Welle 2 gelagert ist. Der Stator 6 wird
von der Welle 2 durchsetzt und weist zwei durch einen Quersteg
voneinander getrennte Kammern auf, in die jeweils ein Rotorflügel 5
ragt. Der Rotor 4 mit dem Stator 6 bildet einen Schwenkflügelversteller,
der bekannt ist und darum auch nicht näher beschrieben wird.
Durch den Quersteg ist der Statorinnenraum in zwei Kammern unterteilt,
in die jeweils ein Rotorflügel 5 ragt. Jeder Rotorflügel 5 unterteilt
die Statorkammer 2 in zwei Abschnitte. In jeweils einen Kammerabschnitt
der beiden Kammern wird über die Welle 2 in bekannter
Weise Hydraulikmedium eingeführt. Auf diese Weise kann die Relativverdrehung
zwischen Rotor 4 und Stator 6 vorgenommen werden.The pump has a housing 1 (Fig. 1) which is driven by a
Im Bereich neben dem Schwenkflügelversteller 7 ist die Welle 2 mit
einem Innenexzenter 8 versehen, der vorteilhaft einstückig mit der
Welle 1 ausgebildet ist. Der Innenexzenter 8 ist so in bezug auf die
Welle 2 angeordnet, daß sie an einer Stelle 9 (Fig. 3a) eine gemeinsame
Tangente haben.In the area next to the swivel wing adjuster 7, the
Auf dem Innenexzenter 8 sitzt unter Zwischenlage eines Lagers 10
(Fig. 1) ein Außenexzenter 11, der vorteilhaft gleiche axiale Länge
wie der Innenexzenter 8 hat. Der Außenexzenter 11 ist seinerseits
unter Zwischenlage eines Lagers 12 von einer Kulisse 13 umgeben
(Fig. 1 und 2). Sie ist in Fig. 2 der Einfachheit halber als kreisförmiger
Ring dargestellt. Wie Fig. 4 zeigt, hat die Kulisse 13 im wesentlichen
dreieckförmigen Umriß. Entsprechend der Zahl der zu betätigenden
Kolben 14 ist die Kulisse 13 am Umfang mit ebenen Flächen
15 bis 17 versehen (Fig. 4), an denen die Kolben 14 anliegen. Im
dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kulisse 13 mit drei solchen
Flächen 15 bis 17 versehen, an denen jeweils ein Kolben 14 anliegt.
In Fig. 4 ist der Übersichtlichkeit wegen nur ein Kolben 14 angedeutet.
Die ebenen Flächen 15 bis 17 sind durch gekrümmte Flächen 18
bis 20 miteinander verbunden, die auf einem gemeinsamen Kreisbogen
bzw. Zylindermantel liegen.A
Die Kulisse 13 ist über wenigstens ein Koppelglied 21 am Gehäuse 1
geführt. Wie Fig. 4 beispielhaft zeigt, hat das Koppelglied 21 einen
Ringteil 22, der auf der Welle 2 außerhalb des Innenexzenters 8 sitzt
und von dem zwei Arme 23, 24 diametral einander gegenüberliegend
radial abstehen. Sie greifen in gehäusefeste Führungen 25 und 26
ein. Wie Fig. 4 zeigt, haben die Arme 23, 24 des Koppelgliedes 21
parallel zueinander liegende und in Radialrichtung sich erstreckende
Längsseiten 27, 28; 29, 30, mit denen sie an entsprechenden Gegenflächen
der gehäuseseitigen Führungen 25, 26 in Radialrichtung geführt
sind. Die Führungen 25, 26 sind so angeordnet bzw. die Arme
23, 24 so lang, daß in jeder Verschiebestellung des Koppelgliedes 21
die Arme 23, 24 an den Führungen 25, 26 geführt sind. Damit das
Koppelglied 21 in Längsrichtung der Arme 23, 24 relativ zur Welle 2
verschoben werden kann, ist der Ringteil 22 des Koppelgliedes 21
mit einem entsprechenden Langloch 31 versehen. Seine Breite entspricht
dem Durchmesser der Welle 2.The
Wie sich aus Fig. 2a ergibt, können die Arme 23, 24 auch gabelförmig
ausgebildet sein, so daß sie die gehäuseseitigen Führungen 25,
26 umgreifen.As can be seen from Fig. 2a, the
Das Koppelglied 21 ist mit Führungen 32, 33 (Fig. 2) versehen, die
ebenfalls diametral einander gegenüberliegen und einen Winkelabstand
von 90° zu den Führungen 25, 26 haben. Die Führungen 32, 33
dienen zur Führung von Gegenführungsteilen 34, 35, die an der Kulisse
13 vorgesehen sind. Die Führungen 25, 26 und 32, 33 können in
einer gemeinsamen Radialebene der Welle 2 liegen, aber auch in
axial beabstandeten Radialebenen der Welle 2 angeordnet sein. Aufgrund
der Führung der Kulisse 13 im Koppelglied 21, das seinerseits
am Gehäuse 1 geführt ist, wird gewährleistet, daß das Koppelglied 13
bei der Rotation der Welle 2 keine Drehbewegung ausführt, sondern
translatorisch quer zur Welle 2 verschoben wird. Dies wird anhand
der Fig. 2a bis 2c noch näher erläutert werden.The
Das Koppelglied 21 befindet sich auf der einen Seite der beiden Exzenter
8, 11. Auf der gegenüberliegenden Seite der Exzenter 8, 11 ist
ein weiteres Koppelglied 36 vorgesehen, mit dem der Außenexzenter
11 mit dem Stator 6 gekuppelt wird. Das Koppelglied 36 sitzt auf der
Welle 2 und hat diametral einander gegenüberliegend zwei Führungen
37, 38, mit denen Gegenführungsteile 39, 40 des Außenexzenters
11 radial geführt werden. Das Koppelglied 36 ist außerdem mit
zwei weiteren, diametral einander gegenüberliegenden Führungen
41, 42 versehen, die einen Winkelabstand von jeweils 90° von den
Führungen 37, 38 haben und mittels denen Gegenführungsteile 43,
44 des Stators 6 radial geführt werden. Das Koppelglied 36 kann in
gleicher Weise wie das Koppelglied 21 in einer Radialebene bezüglich
der Welle 2 verschoben werden. Um diese Verschiebebewegung
zu ermöglichen, ist auch das Koppelglied 36 mit einem (nicht dargestellten)
Langloch versehen, dessen Breite dem Durchmesser der
Welle 2 entspricht.The
Durch Relativverstellung der beiden Exzenter 8 und 11 mittels des
Schwenkflügelverstellers 7 kann die Exzentrizität der Kulisse 13 stufenlos
eingestellt werden. Je größer die Exzentrizität ist, einen desto
größeren Hub führen die Kolben 14 aus. Die Kulisse 13 überträgt bei
ihrer Verschiebebewegung die eingestellte Exzentrizität auf die Kolben
14. Jeder Kolben 14 ist durch eine (nicht dargestellte) Druckfeder
in Richtung auf seine Anlage an der Kulisse 13 belastet. Die Federkraft
ist nur so hoch, daß die Kolben 14 sauber an den ebenen
Seiten 15 bis 17 des Kolbens 14 anliegen.By relative adjustment of the two
Um die beiden Exzenter 8 und 11 relativ zueinander zu verstellen,
wird Hydraulikmedium so in den Schwenkflügelversteller 7 eingebracht,
daß die Relativdrehlage zwischen Rotor 4 und Stator 6 im erforderlichen
Maße geändert wird. In den Fig. 3a bis 3c ist einer der
Rotorflügel 5 schematisch dargestellt, der in die Kammer 45 des Stators
6 eingreift. In der Stellung gemäß Fig. 3a liegt der Rotorflügel 5
an einer Endwand 46 der Statorkammer 45 an. In diesem Falle ist der
Außenexzenter 11 so in bezug auf den Innenexzenter 8 gedreht, daß
das Koppelglied 36 eine zentrische Lage in bezug auf die Achse 47
der Welle 2 einnimmt. Wird die Welle 2 drehbar angetrieben, wird
darum das Koppelglied 36 nicht hin- und herbewegt.In order to adjust the two
In der Stellung gemäß Fig. 3b ist der Stator 6 relativ gegenüber dem
Rotor 4 verdreht worden, so daß der Rotorflügel 5 nunmehr eine mittlere
Lage innerhalb der Statorkammer 45 einnimmt. Durch diese Relativverdrehung
zwischen dem Rotor 4 und dem Stator 6 wird auch
über das Koppelglied 36 der Außenexzenter 11 gegenüber dem Innenexzenter
8 verdreht und damit eine bestimmte Exzentrizität der Exzenter
eingestellt. Bei der Relativverdrehung des Rotors 4 gegenüber
dem Stator 6 wird das Koppelglied 36 über die Gegenführungsteile
43, 44 des Rotors 4 und der Führungen 41, 42 des Koppelgliedes 36
in entsprechendem Maße mitgenommen. Wie ein Vergleich der Fig.
3a und 3b zeigt, ist das Koppelglied 36 bei dieser Verdrehung in X-Richtung
verschoben worden. Wird in dieser Zwischenstellung die
Welle 2 um ihre Achse 47 gedreht, führt das Koppelglied 36 in der X-Y-Ebene
eine hin- und hergehende Bewegung in Abhängigkeit von
der Exzenterbewegung der beiden Exzenter 8, 11 aus. Da auf dem
Außenexzenter 11 die Kulisse 13 sitzt, wird sie entsprechend der Exzentrizität
ebenfalls in der X-Y-Ebene hin- und herbewegt, wobei über
ihre ebenen Flächen 15 bis 17 die Kolben 14 betätigt werden. Sie
führen entsprechend der eingestellten Exzentrizität einen gewissen
Hub aus. Da im dargestellten Ausführungsbeispiel der Rotor 4 relativ
zum Stator 6 um 90° gedreht worden ist und die Statorkammer 45
sich über einen Winkelbereich von 180° erstreckt, wird in der Stellung
gemäß Fig. 3b der halbe Hub der Kolben 14 erzeugt.3b, the
Es ist, wie Fig. 3c beispielhaft zeigt, auch möglich, den Stator 6 und
den Rotor 4 so relativ zueinander zu verdrehen, daß der Rotorflügel 5
an der gegenüberliegenden Endwand 48 der Statorkammer 45 zur
Anlage kommt. Über das Koppelglied 36 wird hierbei der Außenexzenter
11 so relativ zum Innenexzenter 8 verstellt, daß dieser Exzenterantrieb
seine größte Exzentrizität hat. Das Koppelglied 36 ist in X-Richtung
am weitesten verschoben worden. Außerdem ist das Koppelglied
36 über die Formschlußverbindung 41, 42; 43, 44 mit dem
Stator 6 gedreht worden. Wird in der Stellung gemäß Fig. 3c die Welle
2 um ihre Achse 47 gedreht, wird die Kulisse 13 in der X-Y-Ebene
aufgrund der großen Exzentrizität um ein entsprechend großes Maß
verschoben, wodurch die an den ebenen Flächen 15 bis 17 der Kulisse
13 anliegenden Kolben 14 ihren Maximalhub ausführen.It is also possible, as FIG. 3c shows by way of example, the
Auf die beschriebene Weise kann mit dem Schwenkflügelversteller 7
die Exzentrizität des Exzenterantriebes 8, 11 stufenlos eingestellt
werden, so daß der Hub der Kolben 14 entsprechend feinfühlig eingestellt
und an die gewünschten Anforderungen angepaßt werden
kann.In the manner described, the swivel wing adjuster 7
the eccentricity of the
Da die Kulisse 13 im Betrieb in der X-Y-Ebene hin- und herbewegt
wird, tritt zwischen den ebenen Flächen 15 bis 17 der Kulisse 13 und
den entsprechenden Anlageflächen der Kolben 14 ein Reibungsmoment
auf, das von den Exzentern 8, 11 auf die Kulisse 13 ausgeübt
wird. Die Kolben 14 werden bei ihrer Hubbewegung lediglich in Hubrichtung
bewegt, während die Flächen 15 bis 17 der Kulisse 13 Verschiebebewegungen
relativ zu den Kolben 14 bei der translatorischen
Hin- und Herbewegung der Kulisse 13 in der X-Y-Ebene ausführen.Since the
Um dieses Reibungsmoment aufzufangen, ist die Kulisse 13 über das
Koppelglied 21 an den gehäusefesten Führungen 25, 26 mittels der
Arme 23, 24 abgestützt. Die Fig. 2a bis 2d zeigen unterschiedliche
Stellungen der Kulisse 13 und des Koppelgliedes 21, wenn die Welle
2 um ihre Achse 47 gedreht wird. Je nach eingestellter Exzentrizität
des Exzenterantriebes 8, 11 werden die Kulisse 13 und das mit ihr
verbundene Koppelglied 21 in der X-Y-Ebene bewegt. Die gehäusefesten
Führungen 25, 26 verhindern, daß das Koppelglied 21 um seine
Achse gedreht wird. Es wird lediglich, wie ein Vergleich der Fig.
2a bis 2d zeigt, translatorisch in der X-Y-Ebene verschoben, wobei
die Führung über die Arme 23, 24 und die gehäusefesten Führungen
25, 26 sowie über die Führungen 32, 33 des Koppelgliedes 21 und
der zugeordneten Gegenführungsteile 34, 35 der Kulisse 13 erfolgt.
Die gehäusefesten Führungen 25, 26 fangen die Reibmomente ab,
die von den Kolben 14 auf die Kulisse 13 bei deren translatorischer
Bewegung ausgeübt werden.In order to absorb this frictional moment, the
Ausgehend von der Stellung gemäß Fig. 2a wird die Welle 2 im Uhrzeigersinn
gedreht. Entsprechend der eingestellten Exzentrizität wird
dadurch die Kulisse 13, die auf dem Außenexzenter 11 angeordnet
ist, translatorisch in der X-Y-Ebene nach links verschoben, wobei die
Kulisse 13 mit ihren Gegenführungsteilen 34, 35 durch die Führungen
32, 33 des Koppelgliedes 21 geführt wird. Das Koppelglied 21 seinerseits
wird mittels seiner Arme 23, 24 durch die gehäuseseitigen
Führungen 25, 26 geführt.Starting from the position shown in Fig. 2a, the
Bei der Stellung gemäß Fig. 2c ist die Welle 2 um weitere 90° gedreht
worden. Das Koppelglied 21 ist im Vergleich zur Stellung gemäß
Fig. 2b nach unten verschoben worden. 2c, the
Fig. 2d schließlich zeigt eine Stellung, die sich ergibt, wenn die Welle
2 um weitere 90° im Uhrzeigersinn gedreht worden ist. Nunmehr ist
die Kulisse 13 am weitesten nach rechts verschoben. Das Koppelglied
21 ist im Vergleich zur Stellung nach Fig. 2c wieder nach oben
verschoben worden.Fig. 2d finally shows a position that results when the
Der anhand der Fig. 2a bis 2d beschriebene Bewegungsablauf zeigt,
daß das Koppelglied 21 und die Kulisse 13 nicht gedreht werden,
sondern in der X-Y-Ebene translatorisch verschoben werden.The movement sequence described with reference to FIGS. 2a to 2d shows
that the
Mit dem Exzenterantrieb 8, 11 läßt sich der Hub der Kolben 14 stufenlos
zwischen Null und einem Maximalwert einstellen. Als Betätigungselement
dient der Schwenkflügelversteller 7, mit dem die Relativlage
der beiden Exzenter 8, 11 zueinander eingestellt werden
kann. Hierzu wird in der beschriebenen Weise eine Relativverdrehung
zwischen dem Stator 6 und dem Rotor 4 vorgenommen. Da der
Rotor 4 drehfest mit der Welle 2 verbunden und der Außenexzenter
11 über das Koppelglied 36 mit dem Stator 6 gekoppelt ist, wird
durch Drehen der Welle 2 der Innenexzenter 8 relativ zum Außenexzenter
11 verdreht. Auf diese Weise kann feinfühlig und stufenlos die
Exzentrizität des Exzenterantriebes 8, 11 eingestellt werden. Entsprechend
dieser Exzentrizität wird die auf dem Außenexzenter 11
befindliche Kulisse 13 in einer Radialebene (X-Y-Ebene) der Welle 11
translatorisch bewegt, wenn die Welle 2 drehbar angetrieben wird.
Entsprechend der Exzentrizität wird der Hub der an der Kulisse 13
anliegenden Kolben 14 eingestellt. Die Pumpe hat einen sehr kompakten
Aufbau und besteht aus einfachen Bauteilen, so daß die
Pumpe über eine lange Einsatzdauer einwandfrei arbeitet.With the
Claims (17)
dadurch gekennzeichnet, daß mit der Welle (2) die Exzentrizität eines Exzenterantriebes (8, 11) einstellbar ist, mit dem wenigstens ein Antriebselement (13) antreibbar ist, das entsprechend der eingestellten Exzentrizität translatorisch in einer quer zur Welle (2) liegenden Ebene verstellbar ist.Pump, in particular for delivering fuel in an internal combustion engine of a motor vehicle, with a housing in which a shaft is rotatably mounted,
characterized in that the eccentricity of an eccentric drive (8, 11) can be adjusted with the shaft (2), with which at least one drive element (13) can be driven, which is translationally adjustable in a plane transverse to the shaft (2) according to the set eccentricity is.
dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterantrieb einen vorzugsweise einstückig mit der Welle (2) ausgebildeten Innenexzenter (8) und einen auf ihm gelagerten Außenexzenter (11) aufweist.Pump according to claim 1,
characterized in that the eccentric drive has an inner eccentric (8) which is preferably formed in one piece with the shaft (2) and an outer eccentric (11) mounted thereon.
dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (13) auf dem Außenexzenter (11) gelagert ist und/oder den Außenexzenter (11) umgibt.Pump according to claim 1 or 2,
characterized in that the drive element (13) is mounted on the outer eccentric (11) and / or surrounds the outer eccentric (11).
dadurch gekennzeichnet, daß der Außenexzenter (11) den Innenexzenter (8) umgibt. Pump according to one of claims 1 to 3,
characterized in that the outer eccentric (11) surrounds the inner eccentric (8).
dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (13) wenigstens eine Anlagefläche (15 bis 17) für wenigstens einen Kolben (14) aufweist.Pump according to one of claims 1 to 4,
characterized in that the drive element (13) has at least one contact surface (15 to 17) for at least one piston (14).
dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (13) am Gehäuse (1) gegen Drehen abgestützt, vorzugsweise über wenigstens ein Koppelglied (21) mit dem Gehäuse (1) verbunden ist.Pump according to one of claims 1 to 5,
characterized in that the drive element (13) is supported on the housing (1) against rotation, is preferably connected to the housing (1) via at least one coupling member (21).
dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelglied (21) von der Welle (2) durchsetzt und/oder translatorisch in einer quer zur Welle (2) liegenden Ebene verschiebbar ist.Pump according to claim 6,
characterized in that the coupling member (21) is penetrated by the shaft (2) and / or is translationally displaceable in a plane transverse to the shaft (2).
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) wenigstens eine Führung (25, 26) für wenigstens ein Gegenführungsteil (23, 24) des Koppelgliedes (21) aufweist, das vorteilhaft radial in bezug auf die Welle (2) am Gehäuse (1) geführt ist.Pump according to claim 6 or 7,
characterized in that the housing (1) has at least one guide (25, 26) for at least one counter-guide part (23, 24) of the coupling member (21) which is advantageously guided radially with respect to the shaft (2) on the housing (1) is.
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zwei diametral einander gegenüberliegende Führungen (25, 26) für entsprechende Gegenführungsteile (23, 24) des Koppelgliedes (21) aufweist.Pump according to claim 8,
characterized in that the housing (1) has two diametrically opposite guides (25, 26) for corresponding counter-guide parts (23, 24) of the coupling member (21).
dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelglied (21) wenigstens eine Führung (32, 33) für wenigstens ein Gegenführungsteil (34, 35) des Antriebselementes (13) aufweist, und daß vorteilhaft das Antriebselement (13) radial in bezug auf die Welle (2) am Koppelglied (21) geführt ist.Pump according to one of claims 6 to 9,
characterized in that the coupling member (21) has at least one guide (32, 33) for at least one counter-guide part (34, 35) of the drive element (13), and in that the drive element (13) advantageously radially with respect to the shaft (2) is guided on the coupling member (21).
dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelglied (21) zwei diametral einander gegenüberliegende, vorzugsweise senkrecht zur Führung (25, 26) des Gehäuses (1) liegende Führungen (32, 33) für entsprechende Gegenführungsteile (34, 35) des Antriebselementes (13) aufweist.Pump according to claim 10,
characterized in that the coupling member (21) has two diametrically opposed, preferably perpendicular to the guide (25, 26) of the housing (1) guides (32, 33) for corresponding counter-guide parts (34, 35) of the drive element (13).
dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterantrieb (8, 11) mit einer Einstelleinrichtung (7) gekoppelt ist, die vorteilhaft wenigstens ein drehfest mit der Welle (2) verbundenes, vorzugsweise hydraulisch verstellbares Einstellelement (4) aufweist.Pump according to one of claims 1 to 11,
characterized in that the eccentric drive (8, 11) is coupled to an adjusting device (7) which advantageously has at least one, preferably hydraulically adjustable, adjusting element (4) connected to the shaft (2) in a rotationally fixed manner.
dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellelement (4) ein relativ gegenüber einem Stator (6) verdrehbarer Rotor ist.Pump according to claim 12,
characterized in that the adjusting element (4) is a rotor which can be rotated relative to a stator (6).
dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterantrieb (8, 11) über ein weiteres, vorteilhaft in bezug zur Welle (2) radial verstellbares Koppelglied (36) mit der Einstelleinrichtung (7) gekoppelt ist.Pump according to claim 12 or 13,
characterized in that the eccentric drive (8, 11) is coupled to the adjusting device (7) via a further coupling member (36) which is advantageously radially adjustable with respect to the shaft (2).
dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Koppelglied (36) wenigstens zwei im Winkelabstand, vorzugsweise rechtwinklig zueinander liegende Führungen (37, 38; 41, 42) für Gegenführungsteile (39, 40; 43, 44) des Außenexzenters (11) und des Stators (6) aufweist. Pump according to claim 14,
characterized in that the further coupling member (36) has at least two guides (37, 38; 41, 42) for counter-guide parts (39, 40; 43, 44) of the outer eccentric (11) and the stator (6 ) having.
dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (37, 38; 41, 42) des weiteren Koppelgliedes (36) jeweils paarweise diametral einander gegenüberliegend vorgesehen sind.Pump according to claim 15,
characterized in that the guides (37, 38; 41, 42) of the further coupling member (36) are each provided in pairs diametrically opposite one another.
dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Koppelglied (36) von der Welle (2) durchsetzt ist.Pump according to one of claims 14 to 16,
characterized in that the further coupling member (36) is penetrated by the shaft (2).
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