FUEL INJECTION PUMP FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES

Abstract: 1. Fuel injection pump for internal-combustion engines, with a pump piston moving to and fro and simultaneously rotating, with a camplate (22) connected to the pump piston (2) fixedly in terms of rotation and lift and running on rollers of a roller ring (27), with an axially fixed drive shaft (14) and with a take-up member (18) which connects the drive shaft (14) fixedly in terms of rotation to the camplate and which engages into axial drive connections arranged offset relative to one another on the mutually confronting end faces of the drive shaft and camplate, characterized in that the take-up member is designed as a cross-coupling piece (18), with a groove (16)/web (17)/plug connection as a drive connection, in which a take-up web (17) or a groove (20) on the cross-coupling piece (18) engages into a groove (16) or a take-up web (21) of corresponding width on the end of the drive shaft (24) or camplate (22), and in that the cross-coupling piece (18) is fixed axially via a collar (19) which engages between the roller ring (27) and a toothed-rim ring (29) connected fixedly in terms of rotation to the drive shaft (14).

Description: Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei den bekannten Kraftstoffeinspritzpumpen dieser Art '(Boscheinspritzpumpe Typ VE..F..) dient als Mitnahmeglied zwischen Antriebswelle und Hubnockenscheibe eine Kreuzscheibe, in deren Ausnehmungen einerseits zwei Klauen der Hubnockenscheibe und andererseits um 900 verdreht zwei Klauen der Antriebswelle greifen. Ohne die Drehschlüssigkeit zu verlieren, kann die Hubnockenscheibe mit dem Pumpenkolben die erforderlichen Axialbewegungen ausführen, wobei die Kreuzscheibe je nach Auswirkung der Reibung mindestens teilweise mitgenommen wird (mitschwimmt). Eine derartige Kupplung muss möglichst spielfrei arbeiten, weil die Drehlage der Antriebswelle der Einspritzpumpe der Drehlage der Kurbelwelle des Motors zugeordnet ist, um die Spritzzeiten präzise den jeweiligen Lagen der Motorkolben oder der Drehlage der Motorkurbelwelle zuordnen zu können. Abweichungen in dieser vorbestimmten Zuordnung führen nicht nur zu Verbrennungsfehlern mit der Folge des erhöhten Kraftstoffverbrauchs und Schadstoffanteils im Abgas sondern auch zu starken Motorgeräuschen und mechanischen und dynamischen Belastungen der Brennkraftmaschine. Die beschriebene Kupplung der bekannten Einspritzpumpe hat den Nachteil, dass zur übertragung der Drehbewegung von der Antriebswelle auf die Kreuzscheibe und von dieser auf die Hubnockenscheibe in Drehrichtung an den Klauen der Antriebswelle, an den zugeordneten Seiten der Kreuzscheibe und an den Klauen der Hubnockenscheibe ebene Flächen einander gegenüberliegen, die einerseits weitgehend senkrecht zum Drehrichtungsvektor und andererseits weitgehend radial sowie in Hubrichtung verlaufen. Da sich die Flächen in Hubrichtung aufeinander laufend verschieben, hat dies zur Folge, dass die Drehübertragung über die die Flächen in Hubrichtung begrenzenden Kanten erfolgt, wobei, wenn auch in geringem Umfang, eine Verkantung der Flächen über die Kanten unvermeidbar ist. Diese nachteilige Wirkung der Kantenträgerschaft wirkt sich besonders nach einer gewissen Abnutzung der Kupplung aus, nach der die Verkantung und damit das Kupplungsspiel überproportional verstärkt ist. Bereits eine geringe Abnutzung der aufeinander reibenden Flächen führt zu einer verhältnismässig starken Verkantung und damit zu einem grossen Kupplungsspiel. Dieses Spiel bringt die genannten Nachteile einer schlechten Zuordnung von Drehhublage des Pumpenkolbens zu Drehlage der Motorkurbelwelle mit sich. Die beschriebenen Nachteile wirken sich besonders dann aus, wenn ein hohes Drehmoment von der Antriebswelle auf den Pumpenkolben zu übertragen ist, was stets dann der Fall ist, wenn sehr hohe Einspritzdrücke zu erzeugen sind. Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemässe Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegen über den Vorteil, dass auch bei hohen Drücken und grossem Drehmoment zwischen Antriebswelle und Pumpenkolben keine Änderung der Zuordnung erfolgt. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich der Mitnahmesteg oder die Nut über den ganzen Durchmesser des Kreuzkupplungsstücks, was zu einer erheblichen Verbesserung der Hebelwirkung und ausserdem zu einer Vergrösserung der bei der Übertragung des Drehmomentes sich berührenden Flächen führt. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist auch die Verbindung zwischen Kreuzkupplungsstück und Hubnockenscheibe als Nut/Steg-Steckverbindung ausgebildet, die eine axiale Relativverschiebung zulässt. Sinnvollerweise ist dann das Kreuzkupplungsstück so ausgebildet, dass auf einer Seite eine Nut und auf der anderen Seite ein Steg vorgesehen ist, wobei aufgrund der bei Kreuzscheiben üblichen 90 -Versetzung die Nut begrenzenden Stükke quer zu den Enden des Steges verlaufen, wodurch eine äusserst stabile, hochsichere Konstruktion erzielt wird. Vorteilhafterweise kann dabei die Nut auf der der Hubnokkenscheibe zugewandten Seite am Kreuzkupplungsstück angeordnet sein, in die dann ein an der Hubnockenscheibe vorhandener Steg greift, so dass eine zusätzliche Versteifung dieser Hubnockenscheibe infolge ihres durchgehenden Steges erreicht wird. Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist das Kreuzkupplungsstück über einen Bund axial gefesselt. Dieser Bund liegt etwa in der radialen Teilungsebene und kann dadurch leicht zwischen einem die Rollen tragenden Rollenring und einem den Endabschnitt der Antriebswelle umgebenden Ring, beispielsweise Zahnkranzring, axial fixiert werden. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind auf den Stirnseiten des Steges oder der die Nut einfassenden Stücke des Kreuzkupplungsstücks als Auflager dienende Erhebungen angeordnet. Diese Erhebungen stützen sich einerseits an einer zugeordneten Fläche der Hubnockenscheibe oder der Antriebswelle ab, so dass eine kraftschlüssige Verbindung von der am Pumpenkolben angreifenden Rückstellfeder aus über die Hubnockenscheibe, die genannten Erhebungen, das Kreuzkupplungsstück und wieder diese Erhehungen auf die Antriebswelle erfolgt. Besonders dadurch, dass das Kreuzkupplungsstück in axialer Richtung fesselbar ist, wird das bei den bekannten Pumpen nachteilige Klappern der Kreuzscheibe vermieden, die dort ungebunden je nach Reibung hin- und herschlagen kann. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar. Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 einen Teillängsschnitt durch eine erfindungsgemässe Kraftstoffeinspritzpumpe und Figur 2 bis 4 drei verschiedene Ansichten, nämlich von oben, von der Seite und von unten des erfindungsgemässen Kreuzkupplungsstücks. Beschreibung des Ausführungsbeispiels Bei der in Figur 1 dargestellten, erfindungsgemässen Kraftstoffeinspritzpumpe wird von einem Nockentrieb 1 ein Pumpenkolben 2, der in einem Verteilerkopf 3 geführt ist, in eine hin- und hergehende und gleichzeitig rotierende Bewegung versetzt. Hierbei wird während des nach unten gehenden Saughubs des Pumpenkolbens 2 aus einem Saugraum 4 über eine Saugleitung 5 und Verteileröffnungen 6 Kraftstoff in einen Pumpenarbeitsraum 7 gefördert, der dann während des Druckhubs über im Pumpenkolben verlaufende Bohrungen 8 eine Verteilernut 9 und über nicht näher dargestellte Druckkanäle 10 zur Brennkraftmaschine gefördert wird. Diese Förderung wird über einen Regelschieber 11 unterbrochen, sobald eine Radialbohrung 12 des Pumpenkolbens während des Druckhubs aus dem Regelschieber 11 taucht und der restliche Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 7 wieder zurück in den Saugraum 4 strömt. Die Lage des Regelschiebers 11, die durch einen nicht dargestellten Regler verstellbar ist, bestimmt somit die Einspritzmenge. Der Antrieb der Einspritzpumpe erfolgt über eine Antriebswelle 14, die ebenfalls in dem Gehäuse 15, in dem auch der Verteilerkopf 3 und der Nockentrieb 1 angeordnet sind, gelagert ist. Die Antriebswelle 14 weist in ihrem oberen Endabschnitt eine Nut 16 auf, in die ein Mitnahmesteg 17 eines Kreuzkupplungsstücks 18 greift. Die Breite der Nut 16 entspricht der Breite des Mitnahmesteges 17, so dass bei dieser Steckverbindung möglichst wenig Spiel in radialer Richtung der Antriebswelle 14 besteht. Auf der in bezug eines Bundes 19 des Kreuzkupplungsstücks 18 abgewandten Seite des Mitnahmestegs 17 ist eine Nut 20 vorgesehen, in die ein Mitnahmesteg 21 einer Hubnockenscheibe 22 greift. Auch hier entsprechen sich die Breiten der Nut 20 und des Mitnahmestegs 21. Der Pumpenkolben 2 ist über einen Stift 23 drehschlüssig mit der Hübnockenscheibe 22 verbunden und wird durch nicht dargestellte, sich am Verteilerkopf abstützende Federn über einen Federteller 24 und ein Axiallager 25 kraftschlüssig auf die Hubnockenscheibe 22 gepresst, die dadurch mit ihrer Laufbahn 26 formschlüssig auf den nicht dargestellten Rollen eines Rollenringes 27 gehalten wird, der über eine nicht näher erläuterte Spritzverstellvorrichtung 28 um seine Achse über einen bestimmten Winkel verdrehbar ist. Um den Endabschnitt der Antriebswelle 14 ist ein ebenfalls drehschlüssig mit der Antriebswelle 14 verbundener Zahnkranzring 29 angeordnet, dessen Zahnkranz 30 einen nicht näher dargestellten Drehzahlregler der Einspritzpumpe antreibt. Dieser Zahnkranzring 29 umfasst radial die Nut 16 und den Mitnahmesteg 17. Zwischen dem Zahnkranzring 29 und dem Rollenring 27 ist zur axialen Fixierung des Kreuzkupplungsstücks 18 dessen Bund 19 geführt. Der erfindungsgemässe Nockentrieb 1 arbeitet wie folgt: Wenn die Antriebswelle 14 mit motorsynchroner Drehzahl angetrieben wird, wird durch die Nut 16 der Mitnahmesteg 17 und damit das Kreuzkupplungsstück 18 gedreht. Durch die Nut 20 des Kreuzkupplungsstücks und den Mitnahmesteg 21 der Hubnockenscheibe 22 wird letztere ebenfalls gedreht, wobei die Nockenfläche 26 auf den Rollen des Rollenringes 27 abläuft und dabei eine hin- und hergehende Bewegung in Achsrichtung vollzieht. Aufgrund der Steckverbindung zwischen Nut 20 und Mitnahmesteg 21 sowie aufgrund der Führung des Kreuzkupplungsstücks 18 durch den Bund 19 zwischen Rollenring 27 und Zahnkranzring 29 bewegt sich der Mitnahmesteg 21 entsprechend der hin- und hergehenden Hubbewegung des Pumpenkolbens 2 in der Nut 20, während das Kreuzkupplungsstück 18 axial fixiert bleibt. Um eine gezielte Auflagerung zwischen dem Steg 17 und dem Grund 31 der Nut 16 zu erhalten, ist auf der unteren Stirnseite des Mitnahmesteges 17 eine Erhebung 32 vorgesehen, die entsprechend bearbeitet ist. An den Stücken 33 des Kreuzkupplungsstück 18, die die Nut begrenzen, sind an den oberen Stirnseiten 34 ebenfalls Erhebungen 35 vorgesehen, die mit einer Auflagefläche 36 der Hubnockenscheibe 22 zusammenwirken. In den Figuren 2, 3 und 4 ist in der gleichen Reihenfolge das Kreuzkupplungsstück 18 von unten, von der Seite und von oben dargestellt. Wie deutlich erkennbar ist, steht der Mitnahmesteg 17 im rechten Winkel zur Nut 20 und damit zu den Stücken 33, die die Nut 20 begrenzen. Hierdurch gibt es im Verbindungsbereich, der nach aussen durch den Bund 19 fortgesetzt ist, eine optimale Materialansammlung bei Vermeidung von bruchgefährdeten Dünnstellen. In den Figuren .2 und 4 sind die Abmessungen der Erhebungen 32 und 34 im Verhältnis zum Steg 17 bzw. den Stücken 33 zu erkennen. Die Nut 20 weist zudem im mittleren Bereich eine kreisförmigeAufweitung auf, die bohrtechnisch einfach herstellbar ist und zur Entlüftung oder Radialführung dienen kann, letzteres wenn am Mitnahmesteg 21 der Hubnockenscheibe 22 eine entsprechende Aufwölbung vorgesehen ist.

Claims: Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen Ansprüche 1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem hin- und hergehenden und gleichzeitig rotierenden Pumpenkolben, mit einer mit dem Pum penkolben dreh- und hubschlüssig verbundenen, auf Rollen ablaufenden Hubnockenscheibe, mit einer axial fixierten Antriebswelle und mit einem über axiale, an den einander zugewandten Stirnseiten von Antriebswelle und Hubnockenscheibe angeordne ten, die Hubbewegung der Hubnockenscheibe zulas senden und gegeneinander versetzt angreifenden Antriebsverbindungen die Antriebswelle drehschlüs sig mit der Hubnockenscheibe verbindenden Mit nahmeglied, dadurch gekennzeichnet, dass das Mit nahmeglied zur Antriebswelle (14) hin als Kreuz kupplungsstück (18) in Art einseitiger Oldham Kupplung ausgebildet ist, mit einer Nut/Steg Steckverbindung als Antriebsverbindung, bei der ein Mitnahmesteg (21) oder eine Nut am Kreuzkupp lungsstück (18) in eine Nut (20) oder einen Mit nahmesteg entsprechender Breite am Ende der Antriebs welle (14) greift. 2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Mitnahmesteg (17) oder die Nut (20) über den ganzen Durchmesser des Kreuz kupplungsstücks (18) erstreckt. 3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, dass auch die Antriebsverbin dung zwischen Kreuzkupplungsstück (18) und Hubnok kenscheibe (22) als Nut/Steg-Steckverbindung (20,21) ausgebildet ist, die eine axiale Relativverschiebung zulässt. 4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kreuz kupplungsstück (18) über einen Bund (19) axial ge fesselt ist. 5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Hubnok kenscheibenseite am Kreuzkupplungsstück (18) eine Nut (20) angeordnet ist, in die ein an der Hubnok kenscheibe (22) vorhandener Mitnahmesteg (21) greift. 6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stirnseiten der die Nut (20) begrenzenden Stücke (33) als Auflager zur Hubnocken scheibe (22) hin dienende Erhebungen (34) angeordnet sind. 7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Antriebswellenseite am Kreuzkupplungsstück (18) ein Mitnahmesteg (17) angeordnet ist,und dass an diesem Mitnahmesteg eine als axiales Auflager dienende Er hebung (32) vorgesehen ist. 8. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass um den Endabschnitt der Antriebswelle (14) ein Zahnkranz ring (29) angeordnet ist, der eine seitliche Ver schiebung des Mitnahmesteges (17) und damit des Kreuz kupplungsstücks (18) verhindert. 9. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Antriebsrollen der Hubnockenscheibe tragenden RoIIenring, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Rollenring (27) mindestens den der Hubnocken scheibe (22) zugewandten Teil (21, 33)der Antriebs verbindung umgibt und dass eine radiale Spielpassung zwischen Rollenring (27) und Kreuzkupplungsstück (18) eine seitliche Verschiebung des Kreuzkupplungsstücks verhindert.

Inventors: BOHRINGER, WILFRIED, ING. (GRAD.), EHEIM, FRANZ, FEHLMANN, WOLFGANG, PAPE, WERNER, DIPL.-ING., Böhringer, Wilfried, Ing. (grad.)
Applicants: ROBERT BOSCH GMBH
Application year: 1986
Main classification: F02M41
IPC codes: F02M41, F02M39