ITMI980595A1

ITMI980595A1 - FUEL SUPPLY PUMP

Info

Publication number: ITMI980595A1
Application number: IT98MI000595A
Authority: IT
Inventors: Stanislaw Bodzak; Hanspeter Mayer
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1998-03-24
Publication date: 1999-09-24
Also published as: FR2762047B1; FR2762047A1; DE19714648A1; JPH10288166A; DE19714648B4; IT1298830B1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Stato dell ' arte State of the art

L'invenzione prende le mosse da una pompa di alimentazione del carburante, di preferenza per uria pompa di iniezione del. carburante per motori endotermici, del genere di cui alla rivendicazione 1. In una tale pompa di alimentazione del carburante, nota da una domanda di brevetto d'invenzione germanico recante il numero di pratica 196 25 488, almeno un elemento della pompa viene portato a ruotare in una camera della pompa, laddove questo elemento della pompa, nel caso della nota pompa di alimentazione del carburante, è formato da una coppia, fatta ruotare, di ruote dentate che ingranano l'una con l'altra. In proposito, le ruote dentate di questa pompa di alimentazione del carburante, realizzata sotto forma di pompa di alimentazione ad ingranaggi, alimentano qui carburante da un vano di aspirazione, collegato con un serbatoio del carburante, lungo un canale di alimentazione formato tra la faccia frontale delle azionamento, cosicché nel caso di un bloccaggio della trasmissione della pompa di alimentazione, l'elemento di azionamento può continuare a ruotare, tramite il giunto a frizione, rispetto all'albero di azionamento bloccato. The invention is based on a fuel supply pump, preferably for an injection pump of the. fuel for internal combustion engines, of the kind referred to in claim 1. In such a fuel supply pump, known from a Germanic invention patent application with the file number 196 25 488, at least one element of the pump is made to rotate in a pump chamber, where this element of the pump, in the case of the known fuel feed pump, is formed by a pair, rotated, of toothed wheels which mesh with each other. In this regard, the gear wheels of this fuel feed pump, made in the form of a gear feed pump, here feed fuel from an intake compartment, connected with a fuel tank, along a feed channel formed between the front face of the drives, so that in the event of a blockage of the feed pump drive, the drive element can continue to rotate via the friction clutch relative to the locked drive shaft.

In proposito, questo noto dispositivo di sicurezza contro sovraccarichi, nella forma di un giunto a frizione, presenta tuttavia il difetto che l’indice di attrito può su questo modificarsi nell'arco di una lunga durata di funzionamento, ciò che rende difficile una esatta regolazione della coppia di reazione massima ammissibile. Oltre a ciò, il giunto a frizione supplementare provoca un maggior onere di fabbricazione . rispetto a convenzionali pompe di alimentazione del carburante. Vantaggi dell'invenzione In this regard, this well-known overload safety device, in the form of a friction clutch, however, has the defect that the friction index can change on this over a long operating life, which makes exact adjustment difficult. of the maximum allowable reaction torque. In addition to this, the additional friction clutch causes a greater manufacturing burden. compared to conventional fuel pumps. Advantages of the invention

La pompa di alimentazione del carburante di cui all'invenzione, per un motore endotermico, presenta al contrario il vantaggio che il dispositivo di sicurezza contro sovraccarichi, atto a limitare la coppia di reazione sull'albero di azionamento, può essere previsto internamente, nella pompa di alimentazione, senza un maggior onere per la costruzione ed il montaggio. Ciò viene conseguito in maniera vantaggiosa grazie alla previsione di un punto a rottura prestabilita sull'albero di azionamento, in corrispondenza del quale l'albero di azionamento si rompe al superamento di una predeterminata coppia di reazione della pompa di alimentazione. In proposito è particolarmente vantaggioso configurare il punto a rottura prestabilita sotto forma di indebolimento dell'albero di azionamento, dato che l'albero di azionamento non deve in al-cun modo trasmettere forze flettenti e pertanto può in maniera semplice essere ridotta la rigidità alla rotazione rispettivamente la resistenza torsionale. La sezione efficace in corrispondenza del punto a rottura prestabilita può in proposito essere ridotta in maniera semplice tramite una rientranza sulla circonferenza dell'albero di azionamento. Questa rientranza può in proposito essere realizzata in maniera semplice sotto forma di scanalatura anulare che può per esempio essere realizzata tramite uno scarico. Inoltre, in alternativa, è possibile prevedere nell'albero di azionamento una cavità sotto forma di un foro che vantaggiosamente si estenderà fino nella regione della scanalatura anulare. Il punto a rottura prestabilita sull'albero di azionamento viene in proposito previsto preferibilmente in corrispondenza di un'estremità dell'albero di azionamento opposta all'elemento di azionamento esterno, laddove è particolarmente vantaggiosa la disposizione del punto a rottura prestabilita tra la zona dell'albero di azionamento, che con vincolo geometrico trasmette lo sforzo, nell'elemento della pompa che viene fatto ruotare, ed il codolo dell'albero di azionamento. The fuel feed pump according to the invention, for an internal combustion engine, on the other hand, has the advantage that the overload safety device, designed to limit the reaction torque on the drive shaft, can be provided internally, in the pump. power supply, without a greater burden for construction and assembly. This is advantageously achieved thanks to the provision of a predetermined breaking point on the drive shaft, at which the drive shaft breaks when a predetermined reaction torque of the feed pump is exceeded. In this regard, it is particularly advantageous to configure the predetermined breaking point in the form of weakening of the drive shaft, since the drive shaft does not have to transmit bending forces in any way and therefore the rotational stiffness can be easily reduced. respectively the torsional resistance. The effective cross section at the predetermined breaking point can thus be reduced in a simple manner by means of a recess on the circumference of the drive shaft. For this purpose, this recess can be made in a simple manner in the form of an annular groove, which can, for example, be formed by means of a relief. Furthermore, as an alternative, it is possible to provide in the drive shaft a cavity in the form of a hole which advantageously will extend up to the region of the annular groove. In this connection, the predetermined breaking point on the drive shaft is preferably provided at one end of the drive shaft opposite the external drive element, where the arrangement of the predetermined breaking point between the area of the drive shaft is particularly advantageous. drive shaft, which with geometrical constraint transmits the effort, to the element of the pump that is rotated, and the shank of the drive shaft.

In alternativa è anche possibile produrre il punto a rottura prestabilita tramite un'altra rientranza sulla circonferenza dell'albero di azionamento oppure tramite una particolare conf igurazione del materiale in questa zona. Per evitare che singoli pezzi rotti dell'albero di azionamento vadano a finire nel vano del motore è in modo vantaggioso previsto un sistema antismarrimento che, dopo una rottura dell'albero di azionamento, ne fissa i pezzi rotti nella loro posizione assiale. Questo sistema di sicurezza antismarrimento è in proposito configurato, nell'esempio di realizzazione, sotto forma di anello di bloccaggio che poggia contro una faccia frontale dell'elemento di accoppiamento, laddove l'elemento di accoppiamento è tenuto appoggiato con la sua seconda faccia frontale, contrapposta alla prima, contro un ribassamento dell'albero di azionamento. Gli accoppiamenti con vincolo rotatorio tra l'elemento di azionamento esterno e l'elemento di accoppiamento, l'elemento di accoppiamento e l'albero di azionamento, nonché l'albero di azionamento e l'elemento della pompa che viene fatto ruotare, di preferenza una prima ruota dentata, sono in proposito realizzati preferibilmente sotto forma di accoppiamenti con vincolo geometrico, però, in alternativa a ciò, possono anche essere realizzati sotto forma di accoppiamenti con vincolo dinamico oppure con vincolo dovuto a coesione di materiali. Alternatively, it is also possible to produce the predetermined breaking point by means of another recess on the circumference of the drive shaft or by means of a particular configuration of the material in this area. To prevent individual broken parts of the drive shaft from ending up in the engine compartment, an anti-loss system is advantageously provided which, after a breakage of the drive shaft, fixes the broken pieces in their axial position. This anti-loss safety system is accordingly configured, in the embodiment example, in the form of a locking ring which rests against a front face of the coupling element, where the coupling element is held supported with its second front face, opposed to the first, against a lowering of the drive shaft. The rotationally constrained couplings between the external drive member and the coupling member, the coupling member and the drive shaft, as well as the drive shaft and the pump member which is rotated, preferably a first toothed wheel, are in this regard preferably made in the form of couplings with geometric constraint, however, as an alternative to this, they can also be made in the form of couplings with dynamic constraints or with constraints due to cohesion of materials.

Con la configurazione di cui all'invenzione di un dispositivo di sicurezza contro sovraccarichi, all'atto del bloccaggio della pompa di alimentazione, sotto forma di punto a rottura prestabilita sull'albero di azionamento è perciò possibile che l'albero di azionamento possa liberamente continuare a girare quando la trasmissione della pompa è bloccata, cosicché può in modo sicuro essere evitato un danneggiamento dell'elemento di azionamento senza un incremento dell'onere legato alla fabbricazione. With the configuration according to the invention of a safety device against overloads, upon locking the feed pump, in the form of a predetermined breaking point on the drive shaft, it is therefore possible that the drive shaft can continue freely to turn when the pump drive is blocked, so that damage to the drive element can be safely avoided without increasing the manufacturing burden.

Altri vantaggi e vantaggiose configurazioni dell'oggetto dell'invenzione sono desumibili dalla descrizione, dal disegno e dalle rivendicazioni. Other advantages and advantageous configurations of the object of the invention can be deduced from the description, the drawing and the claims.

Disegno Drawing

Nel disegno sono rappresentati due preferiti esempi di realizzazione della pompa di alimentazione del carburante di cui all'invenzione, che nella descrizione che segue vengono illustrati più in dettaglio. La figura 1 mostra un primo esempio di realizzazione, in una sezione longitudinale attraverso la pompa di alimentazione del carburante, in cui il punto a rottura prestabilita sull'albero di azionamento è formato da una scanalatura anulare, la figura 2 mostra una rappresentazione in scala più grande dell'albero di azionamento di cui alla figura 1, e la figura 3 mostra un secondo esempio di realizzazione, in una rappresentazione semplificata dell'albero di azionamento, in cui il punto a rottura prestabilita è formato dalla combinazione di una scanalatura anulare e di un foro cieco, assiale, nell'albero di azionamento. The drawing shows two preferred embodiments of the fuel feed pump according to the invention, which are illustrated in more detail in the following description. Figure 1 shows a first example of embodiment, in a longitudinal section through the fuel pump, in which the predetermined breaking point on the drive shaft is formed by an annular groove, Figure 2 shows a scaled representation more large drive shaft of Figure 1, and Figure 3 shows a second embodiment example, in a simplified representation of the drive shaft, in which the break point is formed by the combination of an annular groove and a an axial blind hole in the drive shaft.

Descrizione degli esempi di realizzazione Description of the examples of realization

Il primo esempio di realizzazione, rappresentato nella figura 1, della pompa di alimentazione del carburante di cui all'invenzione è inserito in una tubazione di alimentazione, non meglio rappresentata, che da un serbatoio del carburante porta ad un motore endotermico, di preferenza alla pompa di iniezione del carburante di questo. In proposito, il primo esempio di realizzazione, rappresentato nella figura 1 in una sezione longitudinale, presenta un corpo 1 della pompa, nel quale è prevista una camera 3 della pompa, nella quale è disposta una coppia, che viene fatta ruotare, di ruote dentate ingrananti l'una con l'altra. Una prima ruota dentata 5, posta in alto nell'esempio di realizzazione, viene in proposito fatta ruotare per mezzo di un elemento di azionamento esterno 7 non meglio rappresentato e trasmette questo movimento rotatorio, attraverso una dentatura frontale, ad una seconda ruota dentata 9 che ingrana con la prima ruota dentata 5. Le ruote dentate 5, 9 suddividono in proposito la camera 3 della pompa, per effetto del loro ingranamento 11, in due settori parziali non meglio rappresentati, dei quali un primo settore parziale forma un vano di aspirazione ed un secondo settore parziale forma un vano di mandata. Il vano di aspirazione è in proposito collegato con il vano di mandata attraverso di volta in volta un canale di alimentazione, non meglio rappresentato, creato tra le scanalature dei denti sulle facce frontali della prima e della seconda ruota dentata 5, 9, in corrispondenza delle pareti superiore ed inferiore perimetrali della camera 3 della pompa. Oltre a ciò, il vano di aspirazione ed il vano di mandata presentano di volta in volta un'apertura di connessione nella parete del corpo 1 della pompa, attraverso la quale il vano di aspirazione è collegato con una tubazione di aspirazione, parimenti non rappresentata, facente capo al serbatoio del carburante, ed il vano di mandata è collegato con una tubazione di alimentazione, non mostrata, facente capo al vano di aspirazione della pompa di iniezione del carburante. La camera 3 della pompa è in proposito chiusa ad opera di un coperchio 13 della pompa. Le ruote dentate 5, 9 sono di volta in volta supportate su un perno del corpo che si protende nell'interno del corpo 1 della pompa, perni che sono in particolare realizzati in modo da formare un pezzo unico con il corpo 1 della pompa. In proposito, un primo perno 15 del corpo, posto in alto, forma un primo perno di supporto che accoglie la prima ruota dentata 5, ed un secondo perno 17 del corpo, posto in basso, forma un perno di supporto che accoglie la seconda ruota dentata 9. Il primo perno 15 del corpo presenta un foro passante 19 assiale, nel quale è guidato un albero di azionamento 21 che, sulla sua estremità opposta rispetto al coperchio 13 del corpo, è unito con vincolo rotatorio, attraverso un elemento di accoppiamento 23, con l'elemento di azionamento esterno 7. In corrispondenza della propria estremità rivolta verso il coperchio 13 del corpo, l'albero di azionamento 21 si protende fuori dal foro passante 19 del primo perno 15 del -corpo e presenta una testa profilata 25, la quale si protende in una corrispondente rientranza profilata nella prima ruota dentata 5, laddove attraverso questo accoppiamento con vincolo geometrico il movimento rotatorio dell'albero di azionamento 25 viene trasmesso alla prima ruota dentata 5. Sulla propria estremità, opposta rispetto al coperchio 13 del corpo, l'albero di azionamento 21 presenta un perno 29 avente diametro più piccolo, con il quale esso si protende in una corrispondente apertura di alloggiamento dell'elemento di accoppiamento 23 a forma di disco. In proposito, l'accoppiamento con vincolo rotatorio tra il perno 29 dell'albero di azionamento 21 nell'apertura di alloggiamento 31 dell'elemento di accoppiamento 23 può essere realizzato tanto per vincolo geometrico come anche per vincolo dinamico. L'elemento di accoppiamento 23 a forma di disco poggia, con la sua faccia frontale 33 anulare, rivolta verso il corpo 1 della pompa, contro un ribassamento 35, creato in corrispondenza del raccordo con il perno 25, dell'albero di azionamento 21. Sulla sua estremità, opposta rispetto a questa prima faccia frontale 33, l'elemento di accoppiamento 23 presenta una faccia anulare 37 del ribassamento, contro la quale poggia un anello di bloccaggio 39 inserito nel corpo 1. Questo anello di bloccaggio 39 costituisce in proposito un dispositivo di sicurezza antismarrimento che, attraverso l'elemento di accoppiamento 23, fissa l'albero di azionamento 21 nella sua posizione assiale e così, nel caso di una rottura, evita che pezzi dell'albero di azionamento scivolino fuori dal corpo 1 della pompa. The first example of embodiment, shown in Figure 1, of the fuel feed pump according to the invention is inserted in a feed pipe, not better represented, which leads from a fuel tank to an internal combustion engine, preferably to the pump fuel injection of this. In this regard, the first example of embodiment, shown in a longitudinal section in Figure 1, has a pump body 1, in which a pump chamber 3 is provided, in which a pair of gear wheels is arranged which is rotated. meshing with each other. A first toothed wheel 5, placed at the top in the embodiment example, is made to rotate by means of an external drive element 7 not better represented and transmits this rotary movement, through a front toothing, to a second toothed wheel 9 which meshes with the first toothed wheel 5. The toothed wheels 5, 9 divide the pump chamber 3, due to their meshing 11, into two partial sectors not better represented, of which a first partial sector forms a suction compartment and a second partial sector forms a delivery compartment. In this regard, the suction compartment is connected to the delivery compartment through a supply channel, not better represented, created between the grooves of the teeth on the front faces of the first and second toothed wheels 5, 9, in correspondence with the upper and lower perimeter walls of the pump chamber 3. In addition, the suction chamber and the delivery chamber each have a connection opening in the wall of the pump body 1, through which the suction chamber is connected to a suction pipe, also not shown, leading to the fuel tank, and the delivery compartment is connected to a supply pipe, not shown, leading to the intake compartment of the fuel injection pump. The pump chamber 3 is thus closed by means of a pump cover 13. The toothed wheels 5, 9 are each time supported on a pin of the body which extends into the interior of the pump body 1, pins which are in particular made so as to form a single piece with the pump body 1. In this regard, a first pin 15 of the body, located at the top, forms a first support pin which receives the first toothed wheel 5, and a second pin 17 of the body, located at the bottom, forms a support pin which receives the second wheel toothed 9. The first pin 15 of the body has an axial through hole 19, in which a drive shaft 21 is guided which, on its opposite end with respect to the cover 13 of the body, is joined with a rotary constraint, through a coupling element 23 , with the external actuation element 7. At its end facing the cover 13 of the body, the actuation shaft 21 extends out of the through hole 19 of the first pin 15 of the body and has a profiled head 25, which extends into a corresponding profiled recess in the first toothed wheel 5, where through this positively constrained coupling the rotational movement of the drive shaft 25 is transmitted to the first wheel toothed tooth 5. On its end, opposite to the cover 13 of the body, the drive shaft 21 has a pin 29 having a smaller diameter, with which it protrudes into a corresponding housing opening of the coupling element 23 a disc shape. In this regard, the coupling with rotational constraint between the pin 29 of the drive shaft 21 in the housing opening 31 of the coupling element 23 can be achieved both by geometric constraint and also by dynamic constraint. The disc-shaped coupling element 23 rests, with its annular front face 33, facing the pump body 1, against a lowering 35, created in correspondence with the connection with the pin 25, of the drive shaft 21. On its end, opposite to this first front face 33, the coupling element 23 has an annular face 37 of the lowering, against which rests a locking ring 39 inserted in the body 1. This locking ring 39 constitutes in this regard a anti-loss safety device which, through the coupling element 23, fixes the drive shaft 21 in its axial position and thus, in the event of a breakage, prevents pieces of the drive shaft from sliding out of the pump body 1.

Per realizzare un punto a rottura prestabilita sull’albero di azionamento 21 è ora, come anche rappresentato in scala più grande nella figura 2, praticata nella superficie perimetrale dell'albero di azionamento 21 una scanalatura anulare 41 che è prevista direttamente in corrispondenza del raccordo in sezione trasversale tra la testa profilata 25 e la parte a codolo dell'albero di azionamento 21. To achieve a predetermined breaking point on the drive shaft 21, as also shown on a larger scale in Figure 2, an annular groove 41 is now made in the peripheral surface of the drive shaft 21 which is provided directly in correspondence with the fitting in cross section between the profiled head 25 and the tang part of the drive shaft 21.

Questa scanalatura anulare 41 è in proposito realizzata tanto profonda, per cui l'albero di azionamento 21, al verificarsi di una coppia di richiamo corrispondentemente grande in conseguenza di un bloccaggio delle ruote dentate 5 e 9, si romperà in questo punto. In proposito, è possibile in maniera semplice impostare, attraverso la profondità della scanalatura anulare 41, svariate coppie di reazione massime ammissibili sull'albero di azionamento 21. This annular groove 41 is accordingly made so deep that the drive shaft 21 will break at this point if a correspondingly large return torque occurs as a result of locking of the toothed wheels 5 and 9. In this regard, it is possible in a simple way to set, via the depth of the annular groove 41, several maximum permissible reaction torques on the drive shaft 21.

La figura 3 mostra un secondo esempio di realizzazione della pompa di alimentazione del carburante, nel quale solamente la conformazione del punto a rottura prestabilita sull'albero di azionamento 21 è realizzata in modo diverso, cosicché la rappresentazione e la descrizione del secondo esempio di realizzazione è limitata alla rappresentazione dell'albero di azionamento 21. In proposito, un supplementare foro cieco 43 è ora praticato nel lato frontale 45 lato-ruota dentata dell'albero di azionamento 21, foro che si estende fino nella regione della scanalatura anulare 41 e riduce ancora una volta considerevolmente la sezione trasversale attiva dell'albero di azionamento, cosicché per la rottura dell'albero in corrispondenza del punto di rottura prestabilita sono impostabili anche già modeste coppie di reazione massime ammissibili. Figure 3 shows a second embodiment of the fuel feed pump, in which only the conformation of the predetermined breaking point on the drive shaft 21 is made differently, so that the representation and description of the second embodiment is limited to the representation of the drive shaft 21. In this regard, an additional blind hole 43 is now drilled in the front side 45 sprocket side of the drive shaft 21, the hole which extends to the region of the annular groove 41 and further reduces once the active cross section of the drive shaft is considerably so that even modest maximum permissible reaction torques can be set for shaft failure at the predetermined breaking point.

Claims

Claims 1.- Fuel supply pump for endothermic engines, comprising at least one element (5) of the pump which is made to rotate in a chamber (3) of the pump, by effect of its rotary movement it transports fuel from a suction compartment, along a supply channel, in a delivery compartment and is coupled with a rotary constraint to a drive shaft (21) which, through a coupling element (23), can be operated by an external drive element (7), characterized by the fact that a predetermined breaking point is provided on the drive shaft (21) at which the drive shaft (21) breaks when a predetermined maximum reaction torque is exceeded. 2. Fuel supply pump according to Claim 1, characterized in that the predetermined breaking point consists of a reduction in the effective cross-section of the drive shaft (21). 3.- Fuel supply pump according to claim 2, characterized in that the reduction of the cross section is created by means of a recess on the circumference of the drive shaft (21). 4.- Fuel feed pump according to Claim 3, characterized in that the recess on the circumference of the drive shaft (21) is made in the form of an annular groove (41). 5. A fuel supply pump according to Claim 2, characterized in that the reduction of the cross section is created by means of a cavity, preferably an axial hole (43) in the drive shaft (21). 6.- Fuel feed pump according to claims 3 and 5, characterized in that the axial hole (43) in the drive shaft (21) is arranged in the region of the recess on the circumferential surface of the drive shaft (21) . 7 .- Fuel supply pump according to Claim 1, characterized in that an anti-loss system is provided on the drive shaft (21) which, after a breakage of the drive shaft (21), fixes in the their axial position of the broken pieces. 8.- Fuel supply pump according to claim 7, characterized in that the anti-loss system is made in the form of a locking ring (39), which rests against an annular face (37) of a lowering of the element coupling element (23), where the coupling element (23), with its front face (33) facing the body, is kept resting against a lowering (35) of the drive shaft (21). 9.- Fuel supply pump according to Claim 1, characterized in that the element (5) of the rotated pump is made in the form of a first toothed wheel of a gear pump, which meshes with a second toothed wheel ( 9), rotatably supported, where a feed channel is formed between the front faces of the toothed wheels (5, 9) and a perimeter wall of the pump chamber (3). 10.- Fuel feed pump according to Claim 1, characterized in that the drive shaft (21) is positively coupled with the element (5) of the rotated pump.