DE3526029A1

DE3526029A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3526029A1
Application number: DE19853526029
Authority: DE
Inventors: Josef Guentert; Walter Haefele
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1985-07-20
Filing date: 1985-07-20
Publication date: 1987-01-29
Also published as: GB8617476D0; JPS6226372A; GB2177759A

Description

Stand der Technik

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.

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.

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.

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.

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.

Vorteile der Erfindung

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.

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.

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.

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.

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.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

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.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In den Fig. 1-3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt, anhand einer Fünf-Zylinder-Reiheneinspritzpumpe.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit mehreren in Reihe angeordneten Pumpenkolben und mit einer mindestens zweifach radial und einfach axial gelagerten, dem Antrieb der Pumpenkolben dienenden Nockenwelle, dadurch gekennzeichnet, daß ein Axiallager (14, 15, 16, 25, 26, 114) als in beiden axialen Richtungen wirkendes Festlager ausgebildet ist und die Radiallager (3, 4) Loslager sind.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lagerring (15, 16, 25, 26) des Axiallagers einerseits in eine Ringnut (14, 114) der Nockenwelle (1, 101) greift und andererseits ortsfest mit dem Pumpengehäuse (5, 105) verbunden ist.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Stirnseiten (19) der Ringnut (14) ballig (R) sind.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (114) durch einen auf der Nockenwelle (101) axial befestigten Ring (28) und eine dem Ring stirnseitig gegenüberliegende Schulter (119) an der Nockenwelle (101) gebildet wird sowie einen zwischen dem Ring (28) und der Schulter (119) vorhandenen Abstandshalter (30).

5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Ring eine auf einem Gewinde (29) der Nockenwelle (101) laufende Mutter (28) dient.

6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Abstandshalter eine mit dem Ring (28) verbundene Hülse (30) dient.

7. Kraftstoffspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als axiales Festlager (14, 15, 16, 25, 26, 114) ein Gleitlager dient.

8. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitlager aus zwei Halbscheiben (15, 16) besteht, deren Teilungsebene durch die Nockenwellenachse verläuft.

9. Kraftstoffspritzpumpe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitlager an einem Lagerdeckel (111) des einen Radiallagers (3) angeordnet ist, indem beiderseits der Stirnseiten des Lagerdeckels (111) im Bereich der axialen Führung der Nockenwellenringnut (114) je eine Lagerscheibe (25, 26) (Anlaufscheibe) vorhanden ist.

10. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lagerscheiben (25, 26) mittels den Lagerdeckel (111) durchdringende Bolzen (27) drehschlüssig gesichert sind.

11. Kraftstoffspritzpumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerscheiben mit einem "selbstschmierenden" Kunststoff, insbesondere Teflon beschichtet sind.

12. Kraftstoffspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle (101) zur Schmierung des Axiallagers (25, 26) eine den Ölraum (33) der Pumpe mit dem Axiallager (25, 26) verbindende Bohrung (32) aufweist.