DE102011081862A1

DE102011081862A1 - Antriebswelle für eine Kraftstoffhochdruckpumpe, Kraftstoffhochdruckpumpe

Info

Publication number: DE102011081862A1
Application number: DE201110081862
Authority: DE
Inventors: Francesco Lucarelli; Thomas Koenig
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2013-02-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebswelle zur Betätigung eines Pumpenelementes einer Kraftstoffhochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem mit wenigstens einem um eine Längsachse (A) der Antriebswelle (1) drehbaren Nocken (2) oder Exzenter sowie wenigstens einer im Wesentlichen senkrecht in Bezug auf die Längsachse (A) verlaufenden Anlauffläche (3), welche geeignet ist, mit einem Gehäuseteil der Kraftstoffhochdruckpumpe oder einem hierin eingesetzten Lagerbauteil axiallagerbildend zusammenzuwirken. Erfindungsgemäß ist die Anlauffläche (3) an einer separaten Anlaufscheibe (4) ausgebildet, welche mit der Antriebswelle (1) kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit einer solchen Antriebswelle (1).

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Antriebswelle zur Betätigung eines Pumpenelementes einer Kraftstoffhochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit einer solchen Antriebswelle.
Stand der Technik
Kraftstoffhochdruckpumpen der vorstehend genannten Art sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Sie finden Einsatz in Kraftstoffeinspritzsystemen von Kraftfahrzeugen. Mittels einer Kraftstoffhochdruckpumpe ist Kraftstoff, vorzugsweise Dieselkraftstoff, in einen Hochdruckspeicher förderbar, um den unter hohem Druck stehenden Kraftstoff über an den Hochdruckspeicher angeschlossene Injektoren in den Brennraum einer Brennkraftmaschine einzuspritzen. Zur Förderung des Kraftstoffs weist die Hochdruckpumpe eine Antriebswelle mit einem Nocken- oder Exzentertrieb auf, mittels dessen ein Pumpenkolben wenigstens eines Pumpenelementes der Hochdruckpumpe zu einer Hubbewegung antreibbar ist. Im Betrieb der Hochdruckpumpe wirken auf die Antriebswelle sowohl Radial-, als auch Axialkräfte ein, die es über entsprechende Lageranordnungen aufzunehmen gilt.
Eine gattungsgemäße Antriebswelle weist daher wenigstens eine im Wesentlichen senkrecht in Bezug auf die Längsachse der Antriebswelle verlaufende Anlauffläche auf, welche geeignet ist, mit einem Gehäuseteil der Kraftstoffhochdruckpumpe oder einem hierin eingesetzten Lagerbauteil axiallagerbildend zusammenzuwirken.
Die Anlaufflächen bekannter Nockenwellen sind an Anlaufschultern ausgebildet, welche bei Fertigung aus dem Material der Nockenwelle herausgearbeitet werden. Dadurch steigen der Fertigungsaufwand und die Fertigungskosten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebswelle der vorstehend genannten Art anzugeben, welche demgegenüber kostengünstiger zu fertigen ist.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Antriebswelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben. Zur Lösung der Aufgabe wird ferner eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 4 vorgeschlagen.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist die Anlauffläche an einer separaten Anlaufscheibe ausgebildet, welche mit der Antriebswelle kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist. Dies hat den Vorteil, dass die vorzugsweise als Nockenwelle ausgebildete Antriebswelle und die Anlaufschiebe zunächst unabhängig voneinander gefertigt und danach verbunden werden können. In der Regel ist die Nockenwelle als Schmiedeteil ausgeführt. Die Bearbeitung des Schmiedeteils erfordert einen deutlich geringeren Aufwand, wenn die Ausbildung einer Anlaufschulter entfällt. Zudem muss am Nockenwellenrohling kein zusätzliches Material zur Ausbildung der Anlaufschulter vorgehalten werden, so dass ferner Material eingespart werden kann. Die separate Ausbildung von Nockenwelle und Anlaufscheibe ermöglicht zudem die Verwendung unterschiedlicher Materialen, so dass die Wahl des Materials auf die jeweilige Funktion optimal abgestimmt werden kann.
Zur Ausbildung einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung ist die Anlaufscheibe bevorzugt auf die Antriebswelle aufgepresst. Alternativ oder ergänzend kann die axiale Lage der Anlaufscheibe in Bezug auf die Längsachse A dadurch gesichert werden, dass Sicherungshülsen oder -ringe auf die Antriebswelle aufgeschoben werden.
Weiterhin bevorzugt ist die Anlaufscheibe zumindest im Bereich der Anlauffläche aus einem Metall, einer Metalllegierung oder einem Lagermaterial, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Polyetherketon(PEEK), gefertigt oder mit einer Beschichtung aus einem entsprechenden Material versehen. Denn bei Verwendung eines entsprechenden Materials zur Fertigung oder Beschichtung der Anlauffläche, kann – bei Einsatz der Antriebswelle in einer Kraftstoffhochdruckpumpe – der Verschleiß im Bereich des Axiallagers, das die Anlauffläche mit einem Gehäuseteil oder einem hierin eingesetzten Lagerbauteil der Hochdruckpumpe bildet, deutlich verringert werden.
Die zur Lösung der Aufgabe ferner vorgeschlagene Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem umfasst eine erfindungsgemäße Antriebswelle zur Betätigung wenigstens eines Pumpenelementes. Die Antriebswelle ist dabei in wenigstens einem Gehäuseteil der Kraftstoffhochdruckpumpe drehbar gelagert und die Anlauffläche der Anlaufscheibe wirkt mit dem Gehäuseteil der Kraftstoffhochdruckpumpe oder einem hierin eingesetzten Lagerbauteil axiallagerbildend zusammen. Durch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Antriebswelle können die Fertigungskosten der Hochdruckpumpe gesenkt werden. Zugleich kann die Lebensdauer der Hochdruckpumpe gesteigert werden, da der Verschleiß im Bereich des Axiallagers reduziert wird.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
1 eine Seitenansicht einer bekannten Antriebswelle in Form einer Nockenwelle,
2 eine perspektivische Ansicht der Antriebswelle der 1,
3 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Antriebswelle ohne Anlaufscheiben,
4 eine Seitenansicht der Antriebswelle der 3 mit aufgepressten Anlaufscheiben und
5 zwei Ansichten einer Anlaufscheibe der Antriebswelle der 3.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Die in der 1 dargestellte bekannte Antriebswelle 1 ist als Nockenwelle ausgebildet und weist zwei hinsichtlich ihrer Winkellage versetzte Nocken 2 auf (siehe auch 2). Die Nocken 2 sind einstückig mit der Antriebswelle 1 ausgebildet und drehen demnach gemeinsam mit der Antriebswelle 1 um dessen Längsachse A. Der die Nocken 2 aufweisende Abschnitt der Antriebswelle 1 wird beidseitig von jeweils einer Anlaufschulter 5 eingefasst, welche außenseitig senkrecht zur Längsachse A verlaufende Anlaufflächen 3 ausbilden. Mit den Anlaufflächen 3 ist die Antriebswelle 1 derart in ein Gehäuseteil einer Kraftstoffhochdruckpumpe einsetzbar, dass die Anlaufflächen 3 und das Gehäuseteil oder ein hierin eingesetztes Lagerbauteil ein Axiallager ausbilden.
Zur Vereinfachung der Fertigung einer solchen Antriebswelle 1 wird die erfindungsgemäße Antriebswelle 1 vorgeschlagen. Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebswelle 1 ist in den 3 bis 5 dargestellt.
3 zeigt eine Seitenansicht der Antriebswelle 1, welche wiederum zwei hinsichtlich ihrer Winkellage versetzte Nocken 2 aufweist. Auf die Ausbildung von Anlaufschultern 4 wurde verzichtet. Insofern weist die Nockenwelle der 3 eine gegenüber der Nockenwelle der 1 vereinfachte Kontur auf. Um zugleich Anlaufflächen 3 auszubilden, werden separat gefertigte Anlaufscheiben 4 mit der Antriebswelle 1 verbunden, insbesondere auf die Antriebswelle 1 aufgepresst. Zwei Seitenansichten einer Anlaufscheibe 4 sind der 5 zu entnehmen. Diese zeigt eine flache ringförmige Anlaufscheibe 4 mit einer zentralen Ausnehmung 6, welche der Aufnahme der Antriebswelle 1 dient. Um eine kraftschlüssige Verbindung mit der Antriebswelle 1 herzustellen ist der Innendurchmesser der Ausnehmung 6 geringfügig kleiner als der Außendurchmesser der Antriebswelle 1 im Bereich der Aufnahme der Anlaufscheibe 4 gewählt. Alternativ oder ergänzend kann die Antriebswelle 1 auch eine Umfangsnut 7 zur Aufnahme einer Anlaufscheibe 4 aufweisen. In diesem Fall weist zumindest der an die Umfangsnut 7 angrenzende Bereich der Antriebswelle 1 einen Außendurchmesser auf der größer als der Innendurchmesser der Ausnehmung 6 der Anlaufscheibe 4 gewählt ist. Auf diese Weise kann zudem eine formschlüssige Verbindung der Anlaufscheibe 4 mit der Antriebswelle 1 bewirkt werden, welche ein Abrutschen der Anlaufscheibe 4 von der Antriebswelle 1 verhindert. Anstelle einer Umfangsnut 7 kann zur axialen Lagefixierung der Anlaufscheibe 4 auf der Antriebswelle 1 auch eine separate Sicherungshülse auf die Antriebswelle 1 aufgeschoben bzw. aufgepresst werden. Auf diese Weise bleibt eine einfache Kontur der Antriebswelle 1 erhalten. Zugleich wird ein Formschluss bewirkt.
Abwandlungen einer erfindungsgemäßen Antriebswelle 1 können sich von der in den 3 bis 5 dargestellten Ausführungsform insbesondere dadurch unterscheiden, dass Nocken 2 oder Exzenter in unterschiedlicher Zahl und/oder unterschiedlicher Form vorhanden sind. Ferner kann auch nur eine Anlaufscheibe 4 vorgesehen sein.

Claims

Antriebswelle zur Betätigung eines Pumpenelementes einer Kraftstoffhochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem mit wenigstens einem um eine Längsachse (A) der Antriebswelle (1) drehbaren Nocken (2) oder Exzenter sowie wenigstens einer im Wesentlichen senkrecht in Bezug auf die Längsachse (A) verlaufenden Anlauffläche (3), welche geeignet ist, mit einem Gehäuseteil der Kraftstoffhochdruckpumpe oder einem hierin eingesetzten Lagerbauteil axiallagerbildend zusammenzuwirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlauffläche (3) an einer separaten Anlaufscheibe (4) ausgebildet ist, welche mit der Antriebswelle (1) kraftund/oder formschlüssig verbunden ist.
Antriebswelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung die Anlaufscheibe (4) auf die Antriebswelle (1) aufgepresst ist.
Antriebswelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheibe (4) zumindest im Bereich der Anlauffläche (3) aus einem Metall, einer Metalllegierung oder einem Lagermaterial, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Polyetherketon (PEEK), gefertigt oder mit einer Beschichtung aus einem entsprechenden Material versehen ist.
Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Antriebswelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Betätigung wenigstens eines Pumpenelementes, wobei die Antriebswelle in wenigstens einem Gehäuseteil der Kraftstoffhochdruckpumpe drehbar gelagert ist und die Anlauffläche der Anlaufscheibe mit dem Gehäuseteil der Kraftstoffhochdruckpumpe oder einem hierin eingesetzten Lagerbauteil axiallagerbildend zusammenwirkt.