WO2003042529A1 - Verteilereinspritzpumpe mit vorgespanntem kraftübertragungselement - Google Patents

Verteilereinspritzpumpe mit vorgespanntem kraftübertragungselement Download PDF

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WO2003042529A1
WO2003042529A1 PCT/DE2002/003803 DE0203803W WO03042529A1 WO 2003042529 A1 WO2003042529 A1 WO 2003042529A1 DE 0203803 W DE0203803 W DE 0203803W WO 03042529 A1 WO03042529 A1 WO 03042529A1
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force transmission
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face
drive shaft
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Alfons Schoetz
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Robert Bosch Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M39/00—Arrangements of fuel-injection apparatus with respect to engines; Pump drives adapted to such arrangements
    • F02M39/02—Arrangements of fuel-injection apparatus to facilitate the driving of pumps; Arrangements of fuel-injection pumps; Pump drives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M41/00—Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor
    • F02M41/08—Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined
    • F02M41/10—Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined pump pistons acting as the distributor
    • F02M41/12—Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined pump pistons acting as the distributor the pistons rotating to act as the distributor
    • F02M41/121—Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined pump pistons acting as the distributor the pistons rotating to act as the distributor with piston arranged axially to driving shaft

Definitions

  • Injection pumps that bring the fuel to the high pressure required for injection are used on injection systems of self-igniting combustion engines.
  • Nerteiler injection pumps can be used as injection pumps, in which a pump cylinder and a pump piston are provided to supply several cylinders of an internal combustion engine. The fuel delivered is distributed via a distributor groove to a number of outlets of the distributor injection pump which corresponds to the number of cylinders of the internal combustion engines to be supplied.
  • Distributor injection pumps are generally used on 3-, 4-, 5- and 6-cylinder diesel engines in passenger cars, tractors and light and medium-sized utility vehicles.
  • a distributor injection pump is known from the publication "Kraftfahrtechnisches Taschenbuch” by BOSCH, 23rd, updated and expanded edition, ISBN 3-528-03876-4, Vieweg 1999 page 544.
  • a gear wheel is arranged on the drive shaft, which serves to drive a centrifugal governor.
  • claws are received, which engage in recesses of a force transmission element corresponding to the claw shape.
  • the force transmission element is mounted lying between the pair of claws on the end face of the drive shaft and the pair of claws of the lifting disk.
  • the force transmission element is enclosed in the pump housing of the distributor injection pump in the axial direction, but is arranged in the circumferential direction so as to be movable in the circumferential direction, it can, however, move in the axial direction on the claw-shaped projections. It is disadvantageous that in the event of an axial displacement of the force transmission element received flyingly between the drive shaft end face and the end face of the lifting disk, unevenly occurring torsional and bending stresses act on the force transmission element.
  • the force transmission element can be fixed in an axial position with respect to the drive shaft.
  • the bearing of the force transmission element which is defined in the axial direction, prevents the force transmission element from moving - for example when the lifting disc is accelerated - so that an uneven load as a result of partial coverage of the load-bearing recess flanks of the recesses of the force transmission element, in which the claw-shaped projections of the lifting disc and drive shaft engage, does not occur.
  • the force transmission element is preferably provided with a ball socket-shaped inner contour, into which a ball joint is embedded, which in turn is received in the end region of a pin.
  • the pin extends through the force transmission element and through a biasing element cooperating with it.
  • the biasing element - e.g. B. as a spiral spring - is enclosed by a cup-shaped sleeve, which is supported on another ball joint, which is arranged at the other end of the pin.
  • the cup-shaped sleeve which partially surrounds the prestressing element, is mounted on the end face of the drive shaft in the latter.
  • the force transmission element is always held in contact with a contact surface of the lifting disk.
  • the force transmission element is thus held in an axial position which enables play compensation; on the other hand, tilting of the force transmission element can be prevented with the selected mounting.
  • the prestressing element counteracts the tilting of the force transmission element when the drive shaft is turned on in such a way that the force transmission element is reset in the direction of its original axial position due to the prestressing element and the force transmission element is held in its original starting position, ie in contact with the contact surface of the lifting disk opposite the force transmission element.
  • the prestressing force with which the force transmission element is applied to the lifting disk can be adapted to the drive torque to be transmitted by the material selection and number of turns of a prestressing element designed as a spiral spring.
  • FIG. 1 shows the longitudinal section through a distributor injection pump with an overhung power transmission element
  • FIG. 2 shows the cross section through the distributor injection pump and an injection adjuster piston in the area of the force transmission element
  • FIG. 3 shows the storage of the power transmission element on the
  • FIG. 1 shows the longitudinal section through a distributor injection pump with overhung power transmission element.
  • a distributor injection pump 1 serving as a delivery unit for increasing the pressure of fuel comprises a drive shaft 3 accommodated on the drive side 2.
  • the drive shaft 3 is rotatably mounted in a bearing 4 in the housing of the delivery unit 1 and is enclosed by a sleeve-shaped element.
  • the drive shaft 3 On an end face 5 opposite the torque transmission point, the drive shaft 3 comprises claw-shaped projections 6.
  • the claw-shaped projections 6 are received on the end face 5 of the drive shaft 3 in such a way that they lie opposite one another by approximately 180 °.
  • the claw-shaped projections 6 on the end face 5 of the drive shaft 3 protrude into recesses 7.1, which protrude into a force transmission element 7, which is partially shown in section in FIG.
  • a roller ring 8 is received, which is fixed in the axial direction, but is adjustable in the circumferential direction within the housing of the conveyor unit 1.
  • the roller ring 8 encloses the force transmission element 7 with its circumference and is provided with a plurality of rollers (see illustration according to FIG. 2) along its circumference. These rollers work together with a lifting disk 9, on the end face 10 of which individual elevations or depressions 11 are formed.
  • the lifting disk 9 is attached to the rollers of the roller ring 8 via a tension spring 13, which is supported on a spring plate 12 assigned to the lifting disk 9.
  • the tension spring 13 is supported on the one hand on the spring plate 12 and on the other hand on a regulating slide 14, which encloses a distributor piston 16.
  • Claw-shaped projections 57 are formed on the end face 10 of the lifting disk 9 (see sectional view according to FIG. 2), which likewise engage in recesses in the force transmission element 7.
  • the force transmission element 7 is overhung between the end face 5 of the drive shaft 3 and the end face 10 of the lifting disk 9 and transmits the torque introduced into the drive shaft 3 to the lifting disk 9, which in turn drives the distributor piston 16.
  • an adjusting bolt 17 is provided which is connected to the roller ring 8 via a bolt 18.
  • the lower end of the adjusting bolt 17 is received in a sliding block 19, which in turn protrudes into a spray adjuster piston 20 which runs perpendicular to the plane of the drawing according to FIG.
  • the injection adjuster piston 20 can be displaced perpendicularly to the plane of the drawing, impresses the roller ring 8 within the housing of the delivery unit 1 with a movement in the circumferential direction, such that the injection component for the cylinders of a self-igniting internal combustion engine can be moved in the early direction, so that the injection delay and the ignition delay can be compensated.
  • the force transmission element 7 which is penetrated by the claw-shaped projections 6 and the end face 5 of the drive shaft 3 and the claw-shaped projections 57 of the lifting disk 9 is, as seen in the axial direction, overhung and not fixed in its axial position.
  • the lifting disk 9 is accelerated, as a result of which the drive element 7 can shift in the axial direction.
  • the axial displacement of the overhung power transmission element 7 leads to an overlap displacement of the claw-shaped projections 6 and the lauw-shaped projections 57 with the respective extrusions on the circumference of the force transmission element 7, so that differently sized, torque-transmitting surfaces are set, which cause uneven force transmission with regard to torsional moment or Draw the bending moment of the force transmission element 7.
  • FIG. 2 shows the cross section through a delivery unit (distributor injection pump) and an injection adjuster piston in the area of the power transmission element.
  • the sectional view according to FIG. 2 shows that the roller ring 8 has an inner ring 23 and an outer ring 24.
  • Roller elements 21 run between the inner ring 23 and the outer ring 24, the rotary bearings of the axes of the rollers 21 being arranged both in the inner ring 23 and in the outer ring 24.
  • the force transmission element 7 - for example in the form of a cross disk - is enclosed by the inner ring 23 of the roller ring 8.
  • mutually opposite recesses 7.1 are arranged, which jumps from the claw-shaped before 6 are penetrated on the end face 5 of the drive shaft 3.
  • two further recesses 57.1 are formed on the circumference of the force transmission element 7, which are penetrated by the claw-shaped projections 57 on the end face 10 of the lifting disk 9.
  • the bolt 18 can be seen with which the adjusting bolt 17 is fastened to the roller ring 8.
  • the lower region of the adjusting bolt 17 protrudes into a sliding block 19, which is rotatably inserted into an injection adjuster piston 20.
  • the injection adjuster piston 20 comprises a first end face 26 and a second end face 27 and is acted upon by an adjusting spring 25 which is supported on the housing side.
  • the injection adjuster piston 20 is sealed in a housing, which is closed by a housing cover 29, via sealing rings 28. sealed.
  • a bore 31 is formed on the injection adjuster piston 20, as well as a recess 30 for the adjustment spring 25.
  • the displacement of the adjusting bolt 17 when the first end face 26 or the second end face 27 of the injection adjuster piston 20 is pressurized alternately causes the roller ring 8 to rotate within the housing of the fuel delivery unit 1.
  • the position of the four between the Inner ring 23 and the outer ring 24 of the roller ring 8 rotatably received rollers 21 adjusted in the circumferential direction in such a way that a displacement of the injection point in the individual combustion chambers of a self-igniting combustion machine is shifted by the lifting disk 9 rolling on the rollers 21 ne sets.
  • FIGS. 1 and the sectional view according to FIG. 2 shows the structure of a delivery unit 1 designed as a distributor injection pump in FIGS. 1 and the sectional view according to FIG. 2, the illustration according to FIG. 3 shows the receptacle for a force transmission element 7 proposed in the axially secured position on the end face of the drive shaft 3.
  • the solution proposed according to the invention allows on the one hand a play compensation between the drive shaft 3 and the power transmission element 7 and on the other hand a tilt compensation, i. H. a resetting of the force transmission element 7 after its tilting into its original position.
  • a bore 41 is provided on the end face 40 of the drive shaft 3, which merges into a bore outlet 42.
  • a sleeve-shaped support part 47 is embedded in the bore 41, which is pot-shaped in the illustration according to FIG. 3.
  • the bottom area 48 of the support part 47 forms a support surface for a prestressing element 46, which is supported on a second end face 45 of the force transmission element 7.
  • the first end face 44 of the force transmission element 7 bears against a contact surface 43 of the lifting disk 9, which extends between the claw-shaped projections 57 of the lifting disk 9.
  • the force transmission element 7 - designed, for example, as a cross disk - is provided on its inside with a contour 50, which preferably extends in the shape of a ball socket.
  • the ball socket contour 50 on the inside of the force transmission element 7 forms the contact surface of a first joint 51, which is preferably designed as a ball joint.
  • the joint body of the first ball joint 51 is preferably designed as a ball body pushed onto a pin 49, which is fixed on the pin 49 by means of a locking ring 52 in the axial direction.
  • a second joint 54 is formed on the end of the pin 49 opposite the securing ring 52 of the first ball joint 51.
  • the second ball joint 54 can be designed as a thickening on the pin 49 itself; in an alternative embodiment, the ball body of the second ball joint 54 can also be pushed onto the end of the pin 49.
  • the pin 49 extends from the second ball joint 54 through an opening 55 in the bottom region 48 of the support part 47, which is preferably designed as a pot-shaped sleeve.
  • the second ball joint 54 formed on the pin 49, comprises a first seat 58 on the cam plate side and a second seat 59 on the drive shaft side.
  • the support part 47 supporting the prestressing element 46 is accommodated in a sleeve seat 56 in the bore 41 on the end face 40 of the drive shaft 3.
  • One end of the prestressing element 46 is supported by the support part 47, preferably designed as a spiral spring, while the other end of the prestressing element 46 is supported on the second end face 45 of the force transmission element 7 and thus always abuts against the contact surface 43 between the claw-shaped projections 57 of the lifting disc 9 holds. If, when force is introduced into the force transmission element 7, it experiences a tilt which is possible due to the articulated mounting of the force transmission element 7 in the first spherical element of the pin 49, this tilting movement is counteracted by the biasing force generated by the biasing element 46. The force transmission element 7 tilted at the first ball joint 51 is always returned to its original position, ie by the biasing element 46. H. placed in contact with the contact surface 43 of the lifting disk 9.
  • the prestressing element 46 supported by the pot-shaped configured support part 47, results in a bending compensation.
  • Settling phenomena of the support member 47 at its seat 56 in the bore 41 of the drive shaft 3 are automatically compensated by the biasing element 46, i. H. there can be no play between the force transmission element 7 and its mounting on the end face 40 of the drive shaft 3.
  • the solution proposed according to the invention ensures that the force transmission element 7 is held in a precisely defined axial position with respect to the end face 40 of the drive shaft 3. Maintaining a precisely defined axial position of the force transmission element 7 ensures that it is always uniform Covering of the claw-shaped projections 57 on the end face 10 of the lifting disk 9 with the corresponding recesses 57.1 on the circumference of the force transmission element 7 is ensured. The same applies to the uniform coverage of the recesses 7.1 on the circumference of the force transmission element 7 with the claw-shaped projections 6 engaging in them on the end face 5 or 40 of the drive shaft 3.
  • a uniform overlap of the claw-shaped projections 6 and 57 with the flanks of the recesses 7.1 and 57.1 on the circumference of the force transmission element 7 ensures uniform stressing of the force transmission element 7 in the circumferential direction upon introduction of the torque into the end face 10 running relative to the roller ring 8 on its rollers 21 of the lifting disk 9.
  • Relative displacements of the force transmission element 7 with respect to the end face 40 of the drive shaft 3 or with respect to the end face 9 are excluded by the solution according to the invention, so that the probability of fatigue fractures occurring from the force transmission element can be significantly reduced.

Landscapes

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  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Förderaggregat eines zur Versorgung der Kraftstoffeinspritzanlage einer selbstzündenden Verbrennungslkraftmaschine. Das Förderaggregat (1) umfasst eine Antriebswelle (3), an deren Stirnseite (5, 40) klauenförmige Vorsprünge (6) vorgesehen sind, die in Ausnehmungen (7.1) eines Kraftübertragungselementes (7) eingreifen und eine verdrehbare Hubscheibe (9), an deren Stirnseite (10) klauenförmige Vorsprünge (57) ausgebildet sind, die in zu diesen korrespondierenden Ausnehmungen (57.1) am Kraftübertragungselement (7) eintauchen. Das Kraftübertragungselement (7) ist an der Stirnseite (40) der Antriebswelle 3, durch ein Vorspannelement (46) beaufschlagt, gelenkig gelagert

Description

Verteilereinspritzpumpe mit vorgespanntem Kraftübertragungselement
Technisches Gebiet
An Einspritzanlagen selbstzündender Verbrennungsl raftmaschinen werden Einspritzpumpen eingesetzt, die den Kraftstoff auf den zur Einspritzung erforderlichen hohen Druck bringen. Als Einspritzpumpen können Nerteilereinspritzpumpen zum Einsatz gelangen, bei denen zur Versorgung mehrer Zylinder einer Verbrennungsl raftmaschine ein Pumpenzylinder und ein Pumpenkolben vorhanden sind. Der geförderte Kraftstoff wird über eine Verteilernut auf eine der Zylinderzahl der zu versorgenden Verbrennungskraftmaschinen entsprechende Anzahl von Auslässen der Verteilereinspritzpumpe verteilt. Verteilereinspritzpumpen werden in der Regel an 3- , 4-, 5- und 6-Zylinder-Dieselmotoren in Personenkraftwagen, Schleppern sowie leichten und mittleren Νutzfahrzeugen eingesetzt.
Stand der Technik
Aus der Veröffentlichung "Kraftfahrtechnisches Taschenbuch" von BOSCH, 23., aktualisierte und erweiterte Auflage, ISBN 3-528-03876-4, Vieweg 1999 Seite 544, ist eine Verteilereinspritzpumpe bekannt. An dieser im Längsschnitt ' dargestellten Verteilereinspritzpumpe erfolgt der Antrieb über eine im Pumpengehäuse der Verteilereinspritzpumpe gelagerte Antriebswelle. Auf der Antriebswelle ist ein Zahnrad angeordnet, welches zum Antrieb eines Fliehkraftreglers dient. Am einer Hubscheibe gegenüberliegenden Ende der Antriebswelle sind einander gegenüberliegende Klauen aufgenommen, die in zur Klauenform korrespondierende Ausnehmungen eines Kraftübertragungselementes eingreifen. In der Drehlage um 90° versetzt zu diesen sind an der Hubscheibe ebenfalls zwei einander gegenüberliegende klauenformige Vorsprünge ausgebildet, die ebenfalls in zur Form der Vorsprünge der Hubscheibe entsprechend ausgebildeten Ausnehmungen des Kraftübertragungselementes eingreifen und auf diese Weise das Antriebsmoment auf die Hubscheibe der Verteilereinspritzpumpe übertragen. Im unteren Bereich der Verteilereinspritzpumpe ist eine Verstelleinheit zur Verschiebung des Einspritzzeitpunktes angeordnet. Mit Hilfe dieser Verstelleinheit kann der Förderbeginn der Verteilereinspritzpumpe gegenüber der Drehlage der Kurbelwelle der selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine vorverlegt werden, d. h. in Richtung auf einen frühen Einspritzbeginn verschoben werden. Mit Hilfe der Verstelleinheit kann der Einspritzverzug sowie der Zündverzug des Kraftstoffes kompensiert werden. Bei der aus dem Stande der Technik bekannten Verteilereinspritzpumpe ist das Kraftübertragungselement zwischen dem Klauenpaar an der Stirnseite der Antriebswelle und dem Klauenpaar der Hubscheibe liegend gelagert. Zwar ist das Kraftübertragungselement durch einen im Pumpengehäuse der Verteilereinspritzpumpe in axiale Richtung fest, jedoch in Umfangsrichtung beweglich angeordneten Rollenring in Umfangsrichtung umschlossen, jedoch vermag es sich in axialer Richtung auf den klauenförmigen Vorsprüngen zu bewegen. Dabei ist von Nachteil, dass bei einer Axialverschiebung des fliegend zwischen Antriebswellenstirnseite und Hubscheibenstirnseite aufgenommenen Kraftubertragungselementes ungleichmäßig auftretende Torsions- und Biegebeanspruchungen auf das Kraftübertragungselement einwirken. Bei verschobener Überdeckung zwischen den klauenförmigen Vorsprüngen von Antriebswelle bzw. Hubscheibe und den Ausnehmungen des Kraftubertragungselementes, in welche diese klauenförmigen Vorsprünge eingreifen, wird das Drehmoment von kleineren Flächenabschnitten übertragen, was eine höhere mechanische Beanspruchung des Kraftubertragungselementes insbesondere im Flankenbereich der Ausnehmungen nach sich zieht. Ein vorzeitig auftretender Ermüdungsbruch aufgrund ungleichförmiger mechanischer Beanspruchung des das Antriebsmoment übertragenden Kraftubertragungselementes kann einen vorzeitigen Ausfall der Verteilereinspritzpumpe zur Folge haben.
Darstellung der Erfindung
Mit der erfindungsgemäßen Lösung lässt sich das Kraftübertragungselement in Bezug auf die Antriebswelle in einer Axialposition fixieren. Die in axialer Richtung definierte Lagerung des Kraftübertragungselementes verhindert eine Bewegung desselben - etwa bei einer Beschleunigung der Hubscheibe - sodass eine ungleichmäßige Beanspruchung in Folge Teilüberdeckung der tragenden Ausnehmungsflanken der Ausnehmungen des Kraftubertragungselementes, in welche die klauenförmigen Vorsprünge von Hubscheibe und Antriebswelle eingreifen, unterbleibt.
Das Kraftubertragungselement wird bevorzugt mit einer kugelpfannenförmigen Innenkontur versehen, in welche ein Kugelgelenk eingelassen ist, das seinerseits im Endbereich eines Zapfens aufgenommen ist. Der Zapfen erstreckt sich durch das Kraftübertragungselement und durch ein mit diesem zusammenwirkendes Vorspannelement. Das Vorspannelement - z. B. als Spiralfeder beschaffen - ist von einer topfförmigen Hülse umschlossen, die sich an einem weiteren Kugelgelenk abstützt, welches am anderen Ende des Zapfens angeordnet ist. Die topfförmige, das Vorspannelement teilweise umschließende Hülse ist an der Stirnseite der Antriebswelle in dieser gelagert. Durch das Vorspannelement, welches sich am Boden der topfförmigen Hülse sowie an der der Stirnseite der Antriebswelle gegenüberliegenden Stirnseite des Kraftübertragungselementes abstützt, wird das Kraftubertragungselement stets in Anlage an einer Anlagefläche der Hubscheibe gehalten. Das Kraftübertragungselement ist somit in einer einen Spielausgleich ermöglichenden Axialposition gehalten; andererseits kann mit der gewählten Lagerung einem Verkippen des Kraftübertragungselementes vorgebeugt werden. Das Vorspannelement wirkt dem Verkippen des Kraftubertragungselementes beim Andrehen der Antriebswelle derart entgegen, dass das Kraftübertragungselement aufgrund des Vorspannelementes in Richtung auf seine ursprüngliche Axialposition zurückgesetzt wird und das Kraftubertragungselement in seine ursprüngliche Ausgangsposition, d. h. in Anlage an die Anlagefläche der dem Kraftübertragungselement gegenüberliegenden Hubscheibe gehalten wird.
Die Vorspannkraft, mit welcher das Kraftubertragungselement an die Hubscheibe angestellt wird, kann durch die Materialauswahl und Windungsanzahl eines als Spiralfeder beschaffenen Vorspannelementes an das zu übertragende Antriebsmoment angepasst werden.
Zeichnung
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend detaillierter beschrieben.
Es zeigt:
Figur 1 den Längsschnitt durch eine Verteilereinspritzpumpe mit fliegend gelagertem Kraftubertragungselement,
Figur 2 den Querschnitt durch die Verteilereinspritzpumpe und einen Einspritz- verstellerkolben im Bereich des Kraftobertragungselementes und
Figur 3 die erfindungsgemäße Lagerung des Kraftübertragungselementes an der
Stirnseite der Antriebswelle mit Spielausgleich.
Ausführungsvarianten
Figur 1 zeigt den Längsschnitt durch eine Verteilereinspritzpumpe mit fliegend gelagertem Kraftübertragungselement. Eine als Förderaggregat zur Druckerhöhung von Kraftstoff dienende Verteilereinspritzpumpe 1 umfasst eine an der Antriebsseite 2 aufgenommene Antriebswelle 3. Die Antriebswelle 3 ist im Gehäuse des Förderaggregates 1 in einem Lager 4 drehbar gelagert und von einem hülsenförmigen Element umschlossen. An einer der Drehmomentemleitungs- stelle gegenüberliegenden Stirnseite 5 umfasst die Antriebswelle 3 klauenformige Vorsprünge 6. Die klauenförmigen Vorsprünge 6 sind an der Stirnseite 5 der Antriebswelle 3 derart aufgenommen, dass sie einander um etwa 180° gegenüberliegen. Die klauenförmigen Vorsprünge 6 an der Stirnseite 5 der Antriebswelle 3 ragen in Ausnehmungen 7.1, die an einem in Figur 1 teilweise im Schnitt dargestellten Kraftübertragungselement 7 hineinragen.
Im Gehäuse des Förderaggregates 1 ist ein Rollenring 8 aufgenommen, der in axialer Richtung festgelegt ist, jedoch innerhalb des Gehäuses des Förderaggregates 1 in Umfangsrichtung verstellbar ist. Der Rollenring 8 umschließt das Kraftubertragungselement 7 mit seinem Umfang und ist mit mehreren Rollen (vergleiche Darstellung gemäß Figur 2) entlang seines Umfangs versehen. Diese Rollen arbeiten mit einer Hubscheibe 9 zusammen, an deren Stirnseite 10 einzelne Erhebungen bzw. Vertiefungen 11 ausgebildet sind. Die Hubscheibe 9 ist über eine Spannfeder 13, die sich an einem der Hubscheibe 9 zugeordnetem Federteller 12 stützt, an die Rollen des Rollenringes 8 angestellt. Die Spannfeder 13 stützt sich einerseits am Federteller 12 und andererseits an einem Regelschieber 14 ab, der einen Verteilerkolben 16 umschließt.
An der Stirnseite 10 der Hubscheibe 9 sind klauenformige Vorsprünge 57 ausgebildet (vergleiche Schnittdarstellung gemäß Figur 2) die ebenfalls in Ausnehmungen des Kraftubertragungselementes 7 eingreifen. Das Kraft bertragungselement 7 ist fliegend zwischen der Stirnseite 5 der Antriebswelle 3 und der Stirnseite 10 der Hubscheibe 9 gelagert und überträgt das in die Antriebswelle 3 eingeleitete Drehmoment an die Hubscheibe 9, welche ihrerseits den Verteilerkolben 16 antreibt.
Unterhalb des im Gehäuse des Förderaggregates 1 eingelassenen Rollenringes 8 ist ein Stellbolzen 17 vorgesehen, der mit dem Rollenring 8 über einen Bolzen 18 verbunden ist. Das untere Ende des Stellbolzens 17 ist in einem Gleitstein 19 aufgenommen, der seinerseits in einen senkrecht zur Zeichenebene der Darstellung gemäß Figur 1 verlaufenden Spritzverstellerkolben 20 hineinragt. Der Spritzverstellerkolben 20 ist senkrecht zur Zeichenebene verschiebbar, prägt dem Rollenring 8 innerhalb des Gehäuses des Förderaggregates 1 eine Bewegung in Umfangsrichtung auf, derart, dass der Einspritzbegirm für die Zylinder einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine in Richtung früh verschoben werden kann, so dass der Einspritzverzug und der Zündungsverzug kompensiert werden können. Das von den klauenförmigen Vorsprüngen 6 und der Stirnseite 5 der Antriebswelle 3 sowie den klauenförmigen Vorsprüngen 57 der Hubscheibe 9 durchsetzte Kraftübertragungsele- rnent 7 ist, in axialer Richtung gesehen, fliegend gelagert und in seiner Axialposition nicht festgelegt. Bei Antriebseinleitung in die Antriebswelle 3 kommt es zu einer Beschleunigung der Hubscheibe 9, wodurch eine Verschiebung des Antriebselementes 7 in axialer I ichtung auftreten kann. Die Axialverschiebung des fliegend gelagerten Kraftübertragungselementes 7 führt zu einer Überdeckungsverschiebung der klauenförmigen Vorsprünge 6 bzw. der ldauenförmigen Vorsprünge 57 mit den jeweiligen Ausnelimungen am Umfang des Kraftübertragungselementes 7, so dass sich unterschiedlich große, das Drehmoment übertragende Flächen einstellen, welche eine ungleichmäßige Krafteinleitung hinsichtlich Torsionsmoment bzw. Biegmoment des Kraftübertragungselementes 7 nach sich ziehen. Diese ungleichmäßig eingeleiteten mechanischen Kräfte können zu Ermüdungsbrüchen am, beispielsweise als Kreuzscheibe ausgebildeten, Kraftübertragungselement 7 führen.
Figur 2 zeigt den Querschnitt durch ein Förderaggregat (Verteilereinspritzpumpe) und einen Einspritzverstellerkolben im Bereich des Kraftübertragungselementes.
Aus der Schnittdarstellung gemäß Figur 2 geht hervor, dass der Rollenring 8 einen Innenring 23 sowie einen Außenring 24 aufweist. Zwischen Innenring 23 und Außenring 24 verlaufen Rollenelemente 21, wobei die Drehlager der Achsen der Rollen 21 sowohl im Innenring 23 als auch im Außenring 24 angeordnet sind. Das Kraftübertragungselement 7 - beispielsweise als Kreuzscheibe ausgebildet - ist vom Innenring 23 des Rollenringes 8 umschlossen. Am Umfang des Kraftübertragungselementes 7 sind einander gegenüberliegende Ausnehmungen 7.1 angeordnet, die von den klauenförmigen Vor sprängen 6 an der Stirnseite 5 der Antriebswelle 3 durchsetzt werden. Um 90° versetzt zu den Ausnehmungen 7.1 sind am Umfang des Kraftübertragungselementes 7 zwei weitere Ausnehmungen 57.1 ausgebildet, die von den klauenförmigen Vorsprüngen 57 an der Stirnseite 10 der Hubscheibe 9 durchsetzt werden.
Im unteren Bereich des Rollenringes 8 ist der Bolzen 18 zu erkennen, mit dem der Stellbolzen 17 am Rollenring 8 befestigt ist.
Der untere Bereich des Stellbolzens 17 ragt in einen Gleitstein 19 ein, der verdrehbar in einen Spritzverstellerkolben 20 eingelassen ist. Der Spritzverstellerkolben 20 umfasst eine erste Stirnseite 26 sowie eine zweite Stirnseite 27 und ist durch eine sich gehäuseseitig abstützende Verstellerfeder 25 beaufschlagt. Der Spritzverstellerkolben 20 wird in einem Gehäuse, welches durch einen Gehäusedeckel 29 verschlossen ist, über Dichtringe 28 ab- gedichtet. Am Spritzverstellerkolben 20 ist darüber hinaus eine Bohrung 31 ausgebildet, sowie eine Ausnehmung 30 für die Verstellfeder 25. Durch die wechselseitige Druckbeaufschlagung der ersten Stirnseite 26 bzw. der zweiten Stirnseite 27 des Spritzverstellerkol- bens 20 lässt sich dieser innerhalb seines Gehäuses verscliieben und bewegt dadurch das untere Ende des Stellbolzens 17. Die Verschiebung des Stellbolzens 17 bei wechselseitiger Druckbeaufschlagung der ersten Stirnseite 26 bzw. der zweiten Stirnseite 27 des Spritzver- stellerkolbens 20 bewirkt eine Verdrehung des Rollenringes 8 innerhalb des Gehäuses des Kraftstoffförderaggregates 1. Dadurch wird die Position der vier zwischen dem Innenring 23 und dem Außenring 24 des Rollenringes 8 drehbar aufgenommenen Rollen 21 in Umfangsrichtung derart verstellt, dass sich durch die auf den Rollen 21 abrollende Hubscheibe 9 eine Verschiebung des Einspritzzeitpunktes in den einzelnen Brennräumen einer selbstzündenden Verbrennungslαaftmaschine einstellt.
Während in den Figuren 1 bzw. der Schnittdarstellung gemäß Figur 2 der Aufbau eines als Verteilereinspritzpumpe ausgebildeten Förderaggregates 1 wiedergegeben ist, lässt sich der Darstellung gemäß Figur 3 die erfindungsgemäß vorgeschlagene Aufnahme eines Kraftubertragungselementes 7 in axial gesicherter Position an der Stirnseite der Antriebswelle 3 entnehmen. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung erlaubt einerseits einen Spielausgleich zwischen Antriebswelle 3 und Kraftübertragungselement 7 und andererseits einen Kippausgleich, d. h. ein Rückstellen des Kraftubertragungselementes 7 nach dessen Verkippung in seine ursprüngliche Lage.
An der Stirnseite 40 der Antriebswelle 3 ist eine Bohrung 41 vorgesehen, die in einen Bohrungsauslauf 42 übergeht. In die Bohrung 41 ist ein hülsenförmig konfiguriertes Stützteil 47 eingelassen, welches in der Darstellung gemäß Figur 3 topfförmig ausgebildet ist. Der Bodenbereich 48 des Stützteiles 47 bildet eine Stützfläche für ein Vorspannelement 46, welches sich an einer zweiten Stirnseite 45 des Kraftübertragungselementes 7 abstützt. Die erste Stirnseite 44 des Kraftübertragungselementes 7 liegt an einer Anlagefläche 43 der Hubscheibe 9 an, welche sich zwischen den klauenförmigen Vorsprüngen 57 der Hubscheibe 9 erstreckt.
Das Kraftübertragungselement 7 - beispielsweise als Kreuzscheibe ausgestaltet - ist an seiner Innenseite mit einer Kontur 50 versehen, die bevorzugt kugelpfannenförmig verläuft. Die Kugelpfannenkontur 50 an der Innenseite des Kraft bertragungselementes 7 bildet die Anlagefläche eines ersten Gelenks 51, welches bevorzugt als Kugelgelenk ausgestaltet ist. Der Gelenkkörper des ersten Kugelgelenks 51 ist bevorzugt als auf einen Zapfen 49 aufgeschobener Kugelkörper beschaffen, der auf dem Zapfen 49 mittels eines Sicherungsringes 52 in axiale Richtung festgelegt ist. An dem dem Sicherungsring 52 des ersten Kugelgelenkes 51 gegenüberliegenden Ende des Zapfens 49 ist ein zweites Gelenk 54 ausgebildet. Das zweite Kugelgelenk 54 kann als Verdickung am Zapfen 49 selbst ausgebildet sein; in alternativer Ausführungsform kann auch der Kugelkörper des zweiten Kugelgelenkes 54 auf das Ende des Zapfens 49 aufgeschoben sein. Der Zapfen 49 erstreckt sich vom zweiten Kugelgelenk 54 durch eine Öffnung 55 im Bodenbereich 48 des Stützteiles 47, welches bevorzugt als topffönnige Hülse beschaffen ist.
Das zweite Kugelgelenk 54, ausgebildet am Zapfen 49, umfasst einen ersten hubscheiben- seitigen Sitz 58 sowie einen zweiten antriebswellenseitigen Sitz 59. Das das Vorspannelement 46 abstützende Stützteil 47 ist in der Bohrung 41 an der Stirnseite 40 der Antriebswelle 3 in einem Hülsensitz 56 aufgenommen.
Durch das Stützteil 47 ist ein Ende des Vorspannelementes 46 - vorzugsweise als eine Spiralfeder ausgestaltet - gestützt, während sich das andere Ende des Vorspannelementes 46 an der zweiten Stirnseite 45 des Kraftübertragungselementes 7 abstützt und dieses somit stets in Anlage an der Anlagefläche 43 zwischen den klauenförmigen Vorsprüngen 57 der Hubscheibe 9 hält. Sollte bei Krafteinleitung in das Kraftübertragungselement 7 dieses eine Verkippung erfahren, welche durch die gelenkige Lagerung des Kraftubertragungselementes 7 im ersten Kugelelement des Zapfens 49 möglich ist, wird dieser Verkippbewegung durch die durch das Vorspannelement 46 erzeugte Vorspannkraft entgegengewirkt. Das am ersten Kugelgelenk 51 verkippte Kraftübertragungselement 7 wird durch das Vorspan- nelement 46 stets wieder in seine ursprüngliche Lage, d. h. in Anlage an die Anlagefläche 43 der Hubscheibe 9 gestellt. Daneben hat das Vorspannelement 46, abgestützt durch das topfförmig konfigurierte Stützteil 47, einen Biegeausgleich zur Folge. Setzerscheinungen des Stützteiles 47 an dessen Sitz 56 in der Bohrung 41 der Antriebswelle 3 werden durch das Vorspannelement 46 automatisch ausgeglichen, d. h. es vermag sich kein Spiel zwischen dem Kraftübertragungselement 7 und dessen Lagerung an der Stirnseite 40 der Antriebswelle 3 einzustellen.
Durch die Aufnahme des das Kraftübertragungselement 7 aufnehmenden Zapfens 49 innerhalb eines zweiten Kugelgelenkes 54 in der Antriebswelle 3 sind Auslenkungen des Zapfens 49 in der Bohrung 41 in der Stirnseite 40 der Antriebswelle 3 möglich, ohne dass die Baukomponenten Schaden nehmen.
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ist gewährleistet, dass das Kraftübertragungselement 7 in Bezug auf die Stirnseite 40 der Antriebswelle 3 in einer genau definierten axialen Position gehalten wird. Durch Einhaltung einer genau definierten Axialposition des Kraftübertragungselementes 7 ist gewährleistet, dass stets eine gleichmäßige Überdeckung der klauenförmigen Vorsprünge 57 an der Stirnseite 10 der Hubscheibe 9 mit den zu diesen korrespondierenden Ausnehmungen 57.1 am Umfang des Kraftübertragungselementes 7 gewährleistet ist. Gleiches gilt für die gleichmäßige Überdeckung der Ausnehmungen 7.1 am Umfang des Kraftübertragungselementes 7 mit den in diese eingreifenden klauenförmigen Vorsprünge 6 an der Stirnseite 5 bzw. 40 der Antriebswelle 3.
Eine gleichmäßige Überdeckung der klauenförmigen Vorsprünge 6 bzw. 57 mit den Flanken der Ausnehmungen 7.1 bzw. 57.1 am Umfang des Kraftübertragungselementes 7 gewährleistet eine gleichmäßige Beanspruchung des Kraftübertragungselementes 7 in Umfangsrichtung bei Einleitung des Drehmomentes in die relativ zum Rollenring 8 an dessen Rollen 21 ablaufende Stirnseite 10 der Hubscheibe 9. Relativverschiebungen des Kraftubertragungselementes 7 in Bezug auf die Stirnseite 40 der Antriebswelle 3 bzw. in Bezug auf die Stirnseite 9 werden durch die erfindungsgemäße Lösung ausgeschlossen, so dass die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Ermüdungsbrüchen vom Kraftübertragungselement signifikant reduziert werden kann.
Bezugszeichenliste
1 Förderaggregat (Verteilereinspritzpumpe)
2 Antriebsseite
3 Antriebwelle
4 Lager
5 Stirnseite Antriebswelle
6 Idauenförmige Vorsprünge
7 Kraftübertragungselement
7.1 Ausnehmung
8 verdrehbarer Rollenring
9 Hubscheibe
10 Stirnseite Hubscheibe
11 Erhebung / Vertiefung
12 Federteller
13 Spannfeder
14 Regelschieber
15 Magnetbaugruppe
16 Verteilerkolben
17 Stellbolzen
18 Bolzen
19 Gleitstein
20 Spritzverstellerkolben
21 Rollen
22 Rollenachsenlager
23 Innenring
24 Außenring
25 Verstellfeder
26 erste Stirnseite
27 zweite Stirnseite
28 Dichtring
29 Gehäusedeckel
30 Ausnehmung
31 Bohrung
40 Stirnseite Antriebswelle 41 Bohrung
42 Bohrungsauslauf
43 Anlagefläche Hubscheibe
44 erste Stirnseite Kraftübertragungselement
45 zweite Stirnseite Kraftübertragungselement
46 Vorspam element
47 topfförmige Hülse
48 Boden
49 Zapfen
50 Kugelpfanne des Kraftübertragungselementes
51 erstes Kugelgelenk
52 Sicherungsring
53 Anlagefläche
54 zweites Kugelgelenk
55 Öffnung Boden
56 Hülsensitz
57 klauenformige Vorsprünge Hubscheibe 9 57.1 Ausnehmungen
58 hubscheibenseitiger Sitz zweites Kugelgelenk
59 antriebswellenseitiger Sitz zweites Kugelgelenk

Claims

Patentansprüche
1. Förderaggregat zur Versorgung der Kraftstoffeinspritzanlage einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine mit einer Antriebswelle (3), an deren Stirnseite (5, 40) klauenformige Vor Sprünge (6) vorgesehen sind, die in Ausnehmungen (7.1) eines Kraftübertragungselementes (7) eintauchen und einer verdrehbaren Hubscheibe (9), an deren Stirnseite (10) klauenformige Vorsprünge (57) ausgebildet sind, die in zu diesen korrespondierenden Ausnehmungen (57.1) des Kraftubertragungselementes (7) eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (7) an der Stirnseite (40) der Antriebswelle (3), durch ein Vorspannelement (46) beaufschlagt, gelenkig gelagert ist.
2. Förderaggregat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (7) an einem Zapfen (49) gelenkig aufgenommen ist, der ein erstes Gelenk (51) und ein zweites Gelenk (54) aufweist.
3. Förderaggregat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (7) an seiner Innenseite mit einer eine Anlagefläche (53) bildenden Konturierung (50) versehen ist.
4. Förderaggregat gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturierung (50) des Kraftübertragungselementes (7) kugelpfannenförmig ausgebildet ist.
5. Förderaggregat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (46) sich an einer der Stirnseiten (44, 45) des Kraftubertragungselementes (7) und an einem in die Stirnseite (40) der Antriebswelle (3) eingelassenen Stützteil (47) abstützt.
6. Förderaggregat gemäß Anspruch 5, dadurch gekeimzeichnet, dass das Stützteil (47) in eine Bohrung (41) an der Stirnseite (40) der Antriebswelle (3) eingelassen ist.
7. Förderaggregat gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (49) mit dem zweiten Gelenk (54) in eine Bohrung (41) der Stirnseite (40) der Antriebswelle (3) eingelassen ist, wobei das zweite Gelenk (54) einen ersten Sitz (58) und einen der Antriebswelle (3) zuweisenden zweiten Sitz (59) umfasst.
8. Förderaggregat gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der vom Vorspannelement (46) umschlossene Zapfen (49) mit dem zweiten Gelenk (54) am Boden (48) des Stützteils (47) abstützt, welches das Vorspannelement (46) an einer der Stirnflächen (44, 45) des Kraftübertragungselementes (7) anstellt.
9. Förderaggregat gemäß Anspruch 2, dadurch gekemizeichnet, dass das erste Gelenk (51) an der Anlagefläche (50) des Kraftubertragungselementes (7) und an einem im Endbereich des Zapfens (49) aufgenommenen Sicherungsringes (52) anliegt, so dass das Kraftübertragungselement (7) relativ zum Zapfen (49) verkippbar ist.
10. Förderaggregat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (7) scheibenförmig ausgebildet ist und am Umfang Ausnehmungen (7.1, 57.1) zur Aufnahme klauenförmiger Vorsprünge (6, 57) der Antriebswelle (3) bzw. der Hubscheibe (9) umfasst.
11. Förderaggregat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftubertragungselement (7) durch das Vorspannelement (46) in Anlage an eine Anlagefläche (43) an der Stirnseite (10) der Hubscheibe (9) gehalten ist.
12. Förderaggregat gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gelenk (51) auf den Zapfen (49) als Gelenkkörper aufgeschoben und mit einem Sicherungsring (52) gesichert ist.
13. Förderaggregat gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gelenk (54) im Zapfen (49) ausgebildet ist.
14. Förderaggregat gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gelenk (54) auf den Zapfen (49) aufgeschoben und an diesem in axialer Richtung gesichert ist.
15. Förderaggregat gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (49) des Stützteils (47) in dessen Bodenbereich (48) durch eine Öffnung (55) durchstößt, die eine Auslenkung des Zapfens (49) um das zweite Gelenk (54) zulässt.
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