DE3526029A1 - FUEL INJECTION PUMP FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES - Google Patents
FUEL INJECTION PUMP FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINESInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art, einer sogenannten Reihenpumpe, treten aufgrund der geforderten hohen Einspritzdrücke sehr hohe Radialkräfte auf, die von den Radiallagern so aufgemommen werden müssen, daß trotzdem eine lange Lebensdauer erzielbar ist, die mindestens der des zugehörigen Dieselmotors entspricht, wobei bekonntlich die Lebensdauer von Dieselmotoren sehr lang ist. Diese Forderung führt zu verhältnismäßig großen Lagern. Infolge der Tendenz, den Antriebsraum eines Kraftfahrzeuges bei gleicher Leistung immer kleiner zu machen, ist der Konstrukteur darauf angewiesen, auch die Einspritzpumpe so klein wie möglich zu machen. Die Breite einer Einspritzpumpe wird aber im wesentlichen durch den Durchmesser der Radiallager bestimmt.The invention is based on a fuel injection pump for internal combustion engines according to the type of the main claim. With a fuel injection pump of this type, a so-called in-line pump, occur due to the required high injection pressures very high radial forces that the radial bearings have to absorb so that a long service life can still be achieved, which corresponds at least to that of the associated diesel engine, noting the lifespan of diesel engines is very long. This requirement leads to proportionality large camps. As a result of the tendency to the drive room of a motor vehicle with the same performance always to make it smaller, the designer relies on also to make the injection pump as small as possible. The width of an injection pump is essentially determined by the diameter of the radial bearing.
Außer den genannten Radialkräften greifen an der Nockenwelle auch erhnbliche Axialkräfte an, die beim Antrieb der Pumpe durch die Schrägverzahnung der Antriebszahnräder erzeugt werden, aber auch von Reglern, wenn diese auf der Nockenwelle gelagert sind und deren Drehzahlgeber beispielsweise in Form von Fliehkraftverstellern die der Nockenwelle eingegebene Drehzahl und daraus herrührende Zentrifugalkraft in eine Hubbewegung und damit Verstellkraft in Achsrichtung der Nockenwelle wandeln.In addition to the radial forces mentioned, they engage the camshaft also considerable axial forces on the drive the pump through the helical toothing of the drive gears generated, but also by controllers, if these are mounted on the camshaft and their speed sensor for example in the form of centrifugal adjusters the input speed of the camshaft and the resulting speed Centrifugal force in one stroke and thus Convert adjusting force in the axial direction of the camshaft.
Ein weiteres zu beachtendes Problem, das vor allem bei vielzylindrigen Einspritzpumpen vorhanden ist, besteht in den unterschiedlichen Ausdehungskoeffizienten von Pumpengehäuse und Nockenwelle, so daß in Axialrichtung nur ein Axiallager als Festlager zulässig ist, im übrigen aber die Radiallager als Loslager ausgebildet sein müssen. So ist es erforderlich, daß je nachdem, ob die Schrägverzahnung der Antriebszahnräder unterschiedlich ist, das Axiallager bei der einen Ausführung in der einen Richtung, bei der anderen Ausführung in der anderen Richtung wirken muß.Another problem to be considered, especially with multi-cylinder injection pumps is available in the different expansion coefficients of Pump housing and camshaft, so that in the axial direction only one axial bearing is permitted as a fixed bearing, otherwise but the radial bearings must be designed as floating bearings. So it is necessary that depending on whether the Helical gears of the drive gears differ is the thrust bearing in one version in the one Direction, in the other execution in the other Direction must work.
Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe der eingangs genannten Art (AT-PS 1 94 192) dienen als Radiallager Schrägkugellager, die durch Lagerdeckel in axialer Richtung im Pumpengehäuse eingespannt sind. Um den unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Nockenwelle und Pumpengehäuse zu kompensieren, ist zwischen dem einen Lagerring eines Schrägkugellagers und einer Schulter der Nockenwelle bzw. des Lagerdeckels ein federndes Glied angeordnet. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß in Axialrichtung eine stetige Kraft das Rollenlager und damit dessen Lebensdauer belastet. Diese Kraft muß verhältnispäßig groß sein, da sie in diesem speziellen Fall auch die dynamischen, vom Regler her an der Nockenwelle angreifenden Axialkräfte ohne nachzugeben aufnehmen muß. Würde sie nämlich nachgeben, würden Reglerfehler entstehen. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß derartige Schrägkugellager aufgrund der Mehrzweckfunktion einen verhältnismäßig großen Durchmesser aufweisen mit den obengenannten Raumproblemen für den Konstrukteur. Außtrdem sänd derartige Schrägkugellager teuer.In a known fuel injection pump of the beginning mentioned type (AT-PS 1 94 192) serve as a radial bearing Angular contact ball bearings, which are supported by bearing caps in axial Direction are clamped in the pump housing. To the different coefficients of expansion of camshaft and to compensate the pump housing is between the one bearing ring of an angular contact ball bearing and one Shoulder of the camshaft or the bearing cover a resilient Limb arranged. This arrangement has the disadvantage that in the axial direction a constant force the roller bearing and thus burdened its lifespan. That power must be relatively large because it is in this particular Case also the dynamic, from the controller to the Axial forces acting on the camshaft without giving in must record. If it gave in, there would be controller errors arise. Another disadvantage is that such angular contact ball bearings due to the multi-purpose function have a relatively large diameter with the above space problems for the designer. Such angular contact ball bearings would also sand expensive.
Bei einer anderen bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art (US-PS 33 85 221) ist ein nur einseitig wirkendes, als Wälzlager ausgebildetes Axiallager vorhanden, das mit als Gleitlager ausgebildeten Radiallagern zusammenwirkt, welche ein axiales Spiel problemlos ermöglichen. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die radialen Gleitlager nicht die erforderliche Lebensdauer erreichen können und daß außerdem das Axiallager nur in einer der beiden Axialrichtungen wirkt.In another known fuel injection pump this Art (US-PS 33 85 221) is a one-way, axial bearing designed as a roller bearing, which interacts with radial bearings designed as plain bearings, which enable axial play without problems. This arrangement has the disadvantage that the radial plain bearings do not have the required service life can achieve and that also the thrust bearing only in one of the two axial directions acts.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß als Radiallager als Loslager dienende, min Zylinderrollen arbeitende Wälzlager dienen, die im Vergleich zu Schrägkugellagern bei gleicher Radialkraftübertragung einen wesentlich kleineren Druchmesser aufweisen, und daß die erfindungsgemäße Anordnung unabhängig von der Einsatzart, also Rechtslauf oder Linkslauf, mit oder ohne Axialkräft auf die Nockenwelle übertragendem Regler verwendbar ist. Dem Konstrukteur ist es somit möglich, die Breite der Einspritzpumpe zu minimieren, und der Hersteller kann einen Einheitstyp für die verschiedenen Einsatzzwecke anbieten, was den Herstellungspreis, die Ersatzteillieferung usw. erheblich verbilligt. Nicht zuletzt wird die Anordnung der beiden Lager für Radiallager und Axiallager den technischen Anforderungen besser gerecht, als dies bei den betannten Vorrichtungen der Fall ist.The fuel injection pump according to the invention with the has characteristic features of the main claim the advantage that as a radial bearing as a floating bearing serving, min cylindrical rollers rolling bearings serve the same in comparison to angular contact ball bearings Radial power transmission a much smaller one Have diameter, and that the arrangement according to the invention regardless of the type of application, i.e. clockwise rotation or counterclockwise rotation, with or without axial force on the camshaft transmitting controller can be used. The designer it is thus possible to adjust the width of the injection pump to minimize, and the manufacturer can choose a unit type offer what for different purposes the manufacturing price, the delivery of spare parts, etc. significantly cheaper. Last but not least, the arrangement of the two Bearings for radial bearings and thrust bearings meet the technical requirements more fair than this with the designated Devices is the case.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung greift der Lagerring einerseit in eine Ringnut der Nockenwelle und ist andererseits ortsfest mit dem Pumpengehäuse verbunden. Die eigentliche Gleitfunktion findet zwischen Lagerring und den axialen Stirnseiten der Ringnut statt. Hierdurch wird vorteilhafterweise nicht nur Bauraum gespart, sondern eine besonders kostengünstige Lösung erzielt. Durch den sich dazu ergebende geringen mittleren Durchmesser des Axiallagers wirken sich auf fertigungsbedingte Fluchtungsfehler oder Schiefstellungen der Nockenwelle im Betrieb weniger schädlich aus. Besonders um letzteres Problem zu entschärfen, können nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die axialen Stirnseiten der Ringnut ballig ausgebildet sein. According to an advantageous embodiment of the invention the bearing ring engages on one side in an annular groove Camshaft and on the other hand is stationary with the pump housing connected. The actual sliding function takes place between the bearing ring and the axial end faces the ring groove instead. This is advantageous not only saved installation space, but also a particularly cost-effective one Solution achieved. Through the resulting small average diameter of the thrust bearing affect manufacturing-related misalignments or misalignment of the camshaft less during operation harmful. Especially about the latter problem too can defuse, according to a further embodiment the invention, the axial end faces of the annular groove crowned be trained.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Ringnut durch einen auf der Nockenwelle axial befestigten Ring und eine dem Ring stirnseitig gegenüberliegende Schulter an der Nockenwelle gebildet sowie durch einen zwischen Ring und Schulter vorhandenen Abstandshalter. Hierdurch kann eine sehr exakte Passung für das Lager erzielt werden, wobei vorzugsweise der Ring als Mutter ausgebildet ist, der auf die Nockenwelle geschraubt wird, und wobei an diesem Ring bzw. der Mutter eine hülsenartige Abdrehung vorgesehen ist, die als Abstandshalter dient. Natürlich sind auch andere Arten der Befestigung denkbar, beispielsweise daß der Ring über Längsnuten geführt, aufgesteckt und durch Sicherheitsringe axial gesichert wird und daß als Abstandshalter eine Hülse dient.According to a further embodiment of the invention Ring groove by an axially fixed on the camshaft Ring and a face opposite the ring Shoulder formed on the camshaft and by one spacers between ring and shoulder. This enables a very exact fit for the bearing are formed, preferably the ring as a nut screwed onto the camshaft, and a sleeve-like on this ring or the nut Calibration is provided as a spacer serves. Of course, there are other types of attachment conceivable, for example that the ring is guided over longitudinal grooves, attached and secured axially by safety rings and that a sleeve serves as a spacer.
Nach einer wesentlichen Ausgestaltung der Erfindung dient als Festlager ein Gleitlager. Bezüglich eines derartigen Gleitlagers bestehen konstruktiv mehr Freiheitsgrade, als sie bei den in Großserie hergestellten Wälzlagern bestehen. Außerdem reichen für die zu übertragenden Kräfte unter Berücksichtigung der gewünschten Lebensdauer derartige Gleitlager aus. Erfindungsgemäß kann dieses Gleitlager aus zwei Halbscheiben bestehen, deren Teilungsebene durch die Nockenwellenachse verläuft und die von zwei entgegengesetzten Seiten in die Ringnut der Nockenwelle gesteckt werden. Es kann aber auch nach einer anderen erfinderischen Lösung an einem Lagerdeckel des einen Radiallagers angeordnet sein, indem beiderseits der Stirnseiten des Lagerdeckels im Bereich der axialen Führung der Nockenwellenringnut je eine Lagerscheibe (Anlaufscheibe) vorhanden ist. Die beiden durch den Lagerdeckel getrennten Lagerscheiben können dann durch den Lagerdeckel durchdringende Bolzen drehschlüssig verbunden sein. Der Vorteil dieser zweitgenannten Lösung besteht in der Möglichkeit, höhere Axialbelastungen aufzunehmen und eine montagefreundlichere Lösung zu haben.According to an essential embodiment of the invention a plain bearing as a fixed bearing. Regarding such Plain bearings are structurally more degrees of freedom, than with the mass-produced rolling bearings consist. Also enough for those to be transferred Forces considering the desired service life such plain bearings. According to the invention this plain bearing can consist of two half disks, whose division plane runs through the camshaft axis and from two opposite sides into the Ring groove of the camshaft. But it can also for another inventive solution on one Bearing cover of a radial bearing can be arranged, by on both sides of the end faces of the bearing cap in Area of the axial guidance of the camshaft ring groove There is one bearing washer (thrust washer) each. The two bearing washers separated by the bearing cover can then penetrate through the bearing cover Bolt be rotationally connected. The advantage this second solution is the possibility absorb higher axial loads and a more easy to assemble To have a solution.
Die Gleitlagerscheiben können erfindungsgemäß mit einem "selbstschmierenden" Kunststoff beschichtet sein, wie beispielsweise Teflon. In jedem Fall kann aber erfindungsgemäß die Nockenwelle zur Schmierung des Axiallagers eine den Ölraum der Einspritzpumpe mit dem Axiallager verbindene Bohrung aufweisen.According to the invention, the plain bearing disks can be equipped with a "self-lubricating" plastic coated, such as for example Teflon. In any case, however, according to the invention the camshaft for lubricating the thrust bearing one the oil space of the injection pump with the thrust bearing have connecting hole.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous configurations of the Invention are the following description, the Drawing and the claims can be removed.
Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine Kraftstoffeinspritzpumpe teilweise in der Außenansicht, teilweise im Längsschnitt, Fig. 2 den Ausschnitt II aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab mit Ergänzungen als erstes Ausführungsbeispiel; Fig. 3 den Ausschnitt III aus Fig. 2 in vergrößertem Maßstab und Fig. 4 ein Fig. 2 entsprechender Ausschnitt des zweiten Ausführungsbeispiels. Two embodiments of the object of the invention are shown in the drawing and described in more detail below. 1 shows a fuel injection pump in part in the external view, partly in longitudinal section, Figure 2 shows the detail II of Figure 1 on an enlarged scale with supplements as the first embodiment...; Fig. 3 shows the detail III from Fig. 2 in an enlarged scale and Fig. 4 is a Fig. 2 corresponding detail of the second embodiment.
In den Fig. 1-3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt, anhand einer Fünf-Zylinder-Reiheneinspritzpumpe.In FIGS. 1-3, a first embodiment is illustrated with reference to a five-cylinder in-line injection pump.
Eine Nockenwelle 1 mit Antriebsnocken 2 ist über zwei Radiallager 3 und 4 in einem Pumpengehäuse 5 gelagert. Durch die Nocken 2 werden beim Rotieren der Nockenwelle 1 Pumpenkolben 6 entgegen der Kraft von Rückstellfedern 7 angetrieben. Außerdem wird durch die Nockenwelle 1 eine nicht näher dargestellte Förderpumpe 8 angetrieben, durch die Kraftstoff von einem nicht dargestellten Kraftstoffbehälter in einen Saugraum der ebenfalls nicht dargestellten Pumpenarbeitsräume gefördert wird. Die Nockenwelle selbst wird meist über eine am Wellenstummel 9 vorzusehende, nicht dargestellte Scheibe vom ebenfalls nicht dargestellten Motor mit zu dessen Drehzahl synchroner Drehzahl angetrieben.A camshaft 1 with drive cams 2 is mounted in a pump housing 5 via two radial bearings 3 and 4 . By rotating the camshaft 1, pump pistons 6 are driven by the cams 2 against the force of return springs 7 . In addition, the camshaft 1 drives a feed pump 8 , not shown, through which fuel is pumped from a fuel tank, not shown, into a suction chamber of the pump workrooms, also not shown. The camshaft itself is usually driven by a motor, also not shown, via a disk (not shown) to be provided on the stub shaft 9 and not synchronized with its speed.
Die Radiallager 3 und 4 sind als Zylinderrollenwälzlager ausgebildet, die in Lagerdeckeln 11 und 12 angeordnet sind und als Loslager ausgebildet ein axiales Spiel der Nockenwelle 1 zulassen.The radial bearings 3 and 4 are designed as cylindrical roller bearings, which are arranged in bearing caps 11 and 12 and, as a floating bearing, permit axial play of the camshaft 1 .
In die Nockenwelle 1 ist auf der Antriebsseite 13, die meist vom Drehzahlmesser der Einspritzpumpe umgeben ist, eine Ringnut 14 vorgesehen. In diese Ringnut 14 ist eine Gleitlagerscheibe, die aus zwei Halbscheiben 15 und 16 besteht, von oben und von unten hineingeschoben und danach durch Schrauben 17 am Gehäuse 5 festgespannt (Fig. 2), wobei gleichzeitig der Lagerdeckel 11 axial festgespannt wird. Um die Schraube 17 ist eine Hülse 18 angeordnet, die sich am Gehäuse 5 abstützt und verhindert, daß die Halbscheiben 15, 16 verspannt werden. Die stirnseitigen Begrenzungsflächen 19 der Ringnut 14 gleiten auf den äußeren, ihnen zugewandten Stirnseiten 21 der Gleitlagerhalbscheiben 15 und 16, so daß eine axiale Führung der Nockenwelle 1 gegeben ist.An annular groove 14 is provided in the camshaft 1 on the drive side 13 , which is usually surrounded by the tachometer of the injection pump. In this annular groove 14 is a plain bearing disc, which consists of two half discs 15 and 16 , pushed from above and below and then clamped by screws 17 on the housing 5 ( Fig. 2), the bearing cap 11 being clamped axially at the same time. Around the screw 17 , a sleeve 18 is arranged, which is supported on the housing 5 and prevents the half disks 15, 16 from being braced. The end faces 19 of the annular groove 14 slide on the outer end faces 21 of the slide bearing half disks 15 and 16 facing them, so that the camshaft 1 is axially guided.
Wie in Fig. 2 angedeutet, ist an das Gehäuse 5 der Kraftstoffeinspritzpumpe ein Gehäuse 22 des dazugehörigen Drehzahlreglers geflanscht, von welchem einige Teile, die vom Wellenstutzen 23 der Nockenwelle 1 angetrieben werden, angedeutet sind.As indicated in FIG. 2, a housing 22 of the associated speed controller is flanged to the housing 5 of the fuel injection pump, of which some parts, which are driven by the shaft connector 23 of the camshaft 1 , are indicated.
In Fig. 3 ist die Ringnut 14 der Nockenwelle 1 in stark vergrößertem Maßstab und nur teilweise dargestellt. Wie dieser Darstellung entnehmbar, sind die axialen Stirnflächen 19 nach außen hin ballig ausgebildet mit einem Krümmungsradius R.In Fig. 3, the annular groove 14 of the camshaft 1 is shown on a greatly enlarged scale and only partially. As can be seen from this illustration, the axial end faces 19 are convex towards the outside with a radius of curvature R.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel erfolgt die Lagerung der Nockenwelle 101 in radialer Richtung ebenfalls über Zylinderrollenlager 3, die in einem Lagerdeckel 111 angeordnet sind, welcher im Pumpengehäuse 105 durch hier nicht näher dargestellte Mittel befestigt ist. Als Axiallager dienen bei diesem Ausführungsbeispiel zwei Lagerscheiben 25 und 26, die jeweils auf einer der Stirnseiten des Lagerdeckels 111 vorgesehen sind. Diese beiden Lagerscheiben 25 und 26 sind durch den Lagerdeckel 111 durchdringende Bolzen 27 drehschlüssig einmal gegen den Lagerdeckel 111 und zum andern zueinonder gesichert. Die Ringnut 14 wird einerseits durch die axiale Stirnfläche 119 der Nockenwelle 101 begrenzt und andererseits durch eine Mutter 28, die auf einem Gewinde 29 der Nockenwelle 101 läuft und einen hülsenförmigen, die Lagerscheiben 25 und 26 in ihrer Achsbohrung durchdringenden Abstandshalter 30 aufweist. In aufgeschraubtem Zustand der Mutter 28 stößt dieser Abstandshalter 30 gegen die Stirnfläche 119 und bewirkt eine exakte Breite der Ringnut 114, um ein Klemmen des Gleitlagers 25, 26 zu unterbinden. Um ein Sich- selbst-Lösen dieser Mutter 28 zu vermeiden, kann, wie in der Zeichnung dargestellt, an der Mutter radial nach außen hin eine Hülse 31 vorgesehen werden, die zur Sicherung in eine nicht dargestellte, das Gewinde 29 durchquerende Längsnut an einer Stelle eindrückbar ist. Um dieses Sich-selbst-Lösen zu vermeiden, kann aber auch die Richtung des Gewindes 29 so gewählt werden, daß sich die Mutter 28 beim Betrieb der Einspritzpumpe selbsttätig anzieht.In the second exemplary embodiment shown in FIG. 4, the camshaft 101 is also supported in the radial direction via cylindrical roller bearings 3 , which are arranged in a bearing cover 111 , which is fastened in the pump housing 105 by means not shown here. In this exemplary embodiment, two bearing disks 25 and 26 , which are each provided on one of the end faces of the bearing cover 111 , serve as the axial bearing. These two bearing disks 25 and 26 are secured by bolts 27 penetrating through the bearing cap 111 , one against the other, against the bearing cap 111 and the other. The annular groove 14 is delimited on the one hand by the axial end face 119 of the camshaft 101 and on the other hand by a nut 28 which runs on a thread 29 of the camshaft 101 and has a sleeve-shaped spacer 30 which penetrates the bearing disks 25 and 26 in their axial bore. When the nut 28 is screwed on, this spacer 30 abuts against the end face 119 and causes an exact width of the annular groove 114 in order to prevent the sliding bearing 25, 26 from jamming. In order to prevent this nut 28 from loosening itself, a sleeve 31 can be provided on the nut radially outward, as shown in the drawing, which at one point for securing into a longitudinal groove (not shown) crossing the thread 29 is impressible. In order to avoid this self-loosening, the direction of the thread 29 can also be selected so that the nut 28 automatically tightens when the injection pump is in operation.
Um eine ausreichende Schmierung des Axiallagers 25, 26 zu erhalten, ist in der Nockenwelle 1 eine Schrägbohrung 32 vorgesehen, die den Nockenwellenraum 33 mit diesem Gleitlager 25, 26 verbindet.In order to obtain sufficient lubrication of the axial bearing 25, 26 , an oblique bore 32 is provided in the camshaft 1 , which connects the camshaft space 33 to this slide bearing 25, 26 .
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |