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Title:
FUEL INJECTION PUMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/023740
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a fuel injection pump that comprises a housing (10), a drive shaft (12) that is rotatably mounted in the housing (10) and a pulse generator wheel (14) that is mounted on the drive shaft (12) in a rotationally fixed manner. The pump is further provided with a load wheel (38) that can be rotated by an injection adjuster relative to the housing (10) and about the center axis (M) of the drive shaft (12) by a defined angular range, and with an angle of rotation sensor (20) that comprises a sensor element (30). In order to simplify the structure of the angle of rotation sensor, the sensor element (30) is mounted on the housing (10) in a fixed manner.

Inventors:
ESPENSCHIED WOLFGANG (DE)
SCHNELL MATTHIAS (DE)
VELDTEN BURKHARD (DE)
Application Number:
PCT/DE2000/003402
Publication Date:
April 05, 2001
Filing Date:
September 29, 2000
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
ESPENSCHIED WOLFGANG (DE)
SCHNELL MATTHIAS (DE)
VELDTEN BURKHARD (DE)
International Classes:
F02M41/12; F02M59/44; (IPC1-7): F02M41/12; F02M59/44
Foreign References:
EP0675279A11995-10-04
DE4344865A11995-07-06
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1995, no. 10 30 November 1995 (1995-11-30)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 02 29 February 1996 (1996-02-29)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 018, no. 112 (M - 1565) 23 February 1994 (1994-02-23)
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Claims:
Patentansprüche
1. Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem Gehäuse (10), einer An triebswelle (12), die in dem Gehäuse (10) drehbar gelagert ist, einem Impulsgeberrad (14), das drehfest auf der An triebswelle (12) angebracht ist, einem Trägerrad (38), das von einem Spritzversteller relativ zum Gehäuse (10) und um die Mittelachse (M) der Antriebswelle (12) um einen bestimm ten Winkelbereich verdreht werden kann, und einem Drehwinkel sensor (20), der ein Sensorelement (30) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement (30) fest am Gehäuse angebracht ist.
2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Drehzahlsensor einen Magneten (22) enthält, der fest am Gehäuse (10) angebracht ist, und daß am Trägerrad (38) fest mindestens ein Aufnahmestück (40, 42) angebracht ist, das dem am Gehäuse (10) angebrachten Magneten (22) zuge wandt ist und sich über den bestimmten Winkelbereich er streckt.
3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Aufnahmestück (40, 42) eine gekrümmte Au ßenfläche (44) hat, deren Krümmungsmittelpunkt auf der Mitte lachse (M) der Antriebswelle (12) liegt.
4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Aufnahmestücke (40, 42) vor gesehen sind sowie zwei Polschuhe (32, 34), von denen jeder auf einer Seite des Impulsgeberrades (14) angeordnet und mit einem der Aufnahmestücke (40, 42) verbunden ist, und daß der Magnet (22) mit zwei Flußleitstücken (26, 28) in Verbindung steht, die fest am Gehäuse (10) angebracht sind und durch ei nen Luftspalt von dem Aufnahmestück (40, 42) getrennt sind.
5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das Sensorelement (30) an einem der Flußleit stücke (26) angebracht ist und daß das Flußleitstück (26), das mit dem Sensorelement versehen ist, mit einer größeren Lange ausgeführt ist als das andere Flußleitstück (28).
Description:
Kraftstoffeinspritzpumpe Stand der Technik Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit ei- nem Gehäuse, einer Antriebswelle, die in dem Gehäuse gelagert ist, einem Impulsgeberrad, das drehfest auf der Antriebswelle angebracht ist, einem Trägerrad, das von einem Spritzverstel- ler relativ zum Gehäuse und um die Mittelachse der Antriebs- welle um einen bestimmten Winkelbereich verdreht werden kann, und einem Drehwinkelsensor, der ein Sensorelement enthält.

Eine solche Kraftstoffeinspritzpumpe ist aus der DE 43 44 865 A1 bekannt. Es handelt sich bei dieser Kraftstoffeinspritz- pumpe um eine sogenannte Verteilereinspritzpumpe, bei der ein einziger Pumpenkolben dazu verwendet wird, die korrekte Kraftstoffmenge in den entsprechenden Zylinder eines Verbren- nungsmotors einzuspritzen. Der Pumpenkolben macht während ei- ner Umdrehung der Antriebswelle so viele Hübe wie Zylinder des Motors zu versorgen sind ; die Antriebswelle der Kraft- stoffeinspritzpumpe dreht sich dabei mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle des Motors.

Da der Kraftstoff in die entsprechenden Zylinder, bezogen auf den Drehwinkel der Kurbelwelle, nicht immer zu demselben Zeitpunkt eingespritzt werden muß, ist der Spritzversteller vorgesehen, mittels dem der Einspritzzeitpunkt an die herr- schenden Betriebsbedingungen des Motors angepaßt werden kann.

Bei einer Verteilereinspritzpumpe geschieht dies dadurch, daß ein den Pumpenkolben betätigender Nockenring, der von der An-

triebswelle angetrieben wird, relativ zu dieser um etwa 10° verstellt wird.

Der Drehwinkelsensor dient dazu, einem Pumpensteuergerät, das den Einspritzvorgang überwacht, Informationen zum einen über die Drehzahl der Antriebswelle und zum anderen über den Dreh- winkel zwischen Antriebswelle und Nockenring bereitzustellen.

Da der Nockenring relativ zum Gehäuse der Kraftstoffein- spritzpumpe vom Spritzversteller verstellt werden kann, muß auch der Drehwinkelsensor synchron mit dem Nockenring ver- stellt werden. Bei der aus der oben genannten Offenlegungs- schrift bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe ist zu diesem Zweck der Drehwinkelsensor auf dem Trägerrad angebracht ; das Trägerrad ist wiederum mit einem Rollenring verbunden, der vom Spritzversteller verstellt wird und auf diese Weise den Einspritzzeitpunkt festlegt. Der Drehwinkelsensor, der das Impulsgeberrad radial abtastet, ist über eine flexible Lei- terfolie mit einem geeigneten Anschluß am Gehäuse verbunden.

Die Leiterfolie ermöglicht es dem Drehwinkelsensor, sich zu- sammen mit dem Tragerrad um den Winkelbereich von insgesamt 20° zu verstellen.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den Merkma- len des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 basiert auf dem Grundgedanken, nur diejenigen Teile des Drehwinkel- sensors verschwenkbar im Gehäuse anzubringen, bei denen dies unbedingt erforderlich ist. Letztendlich ist dies nur der Teil des Magnetkreises, der dem Impulsgeberrad unmittelbar gegenüberliegt. Insbesondere das Sensorelement, das mit einer elektrischen Zuleitung versehen ist, kann dagegen fest am Ge- häuse angebracht werden, so daß sich zum einen eine einfache- re Montage und zum anderen ein vereinfachter Anschluß ergibt.

Es ist nunmehr keine flexible Leiterfolie erforderlich, deren

Isolation im Inneren des mit Kraftstoff gefüllten Gehäuses der Kraftstoffeinspritzpumpe gewährleistet werden muß.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Drehzahlsensor einen Magneten enthält, der fest am Gehäu- se angebracht ist, und daß am Trägerrad fest mindestens ein Aufnahmestück angebracht ist, das dem am Gehäuse angebrachten Magneten zugewandt ist und sich über den bestimmten Winkelbe- reich erstreckt. Auch der Magnet kann nunmehr besonders ein- fach fest am Gehäuse angebracht werden. Das Aufnahmestück er- streckt sich geometrisch über einen solchen Bereich, daß der Magnetfluß zwischen dem Magneten und dem Impulsgeberrad in jeder Stellung des Trägerrades gewährleistet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Aufnahmestück eine gekrümmte Außenfläche hat, deren Krüm- mungsmittelpunkt auf der Mittelachse der Antriebswelle liegt.

Dies gewährleistet, daß der Luftspalt zwischen dem Aufnah- mestück und dem entsprechenden Gegenstück des Drehwinkelsen- sors unabhängig von einer Verstellung des Aufnahmestücks im- mer dieselbe Breite hat.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei Aufnah- mestücke vorgesehen sowie zwei Polschuhe, von denen jeder auf einer Seite des Impulsgeberrades angeordnet und mit einem der Aufnahmestücke versehen ist, wobei der Magnet mit zwei Fluß- leitstücken in Verbindung steht, die fest am Gehäuse ange- bracht sind und durch einen Luftspalt von dem Aufnahmestück getrennt sind. Bei dieser Ausgestaltung wird das Impulsgeber- rad nicht mehr radial abgetastet, wie dies bei der bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe vorgesehen ist, sondern in axialer Richtung mittels der beiden Polschuhe, die einander gegen- überliegend auf der einen und der anderen Seite des Impulsge- berrades angeordnet sind. Somit ergibt sich ein geschlossener Magnetkreis, der zu größeren Variationen der von dem Sensore-

lement gemessenen Flußdichte führt als ein Magnetkreis mit einer offenen Rückführung, wie er bei der bekannten Kraft- stoffeinspritzpumpe verwendet wird. Wenn alternativ zu dieser Ausführungsform eine radiale Abtastung des Impulsgeberrades gewünscht wird, kann ein geschlossener Magnetkreis dadurch erhalten werden, daß zwei Polschuhe vorgesehen sind, die in einem Winkelabstand voneinander und gegenüber der radial au- ßenliegenden Flache des Impulsgeberrades angeordnet sind. In jedem Fall ist ein geschlossener Magnetkreis vorteilhaft, da aufgrund des Luftspaltes zwischen dem verschwenkbaren Aufnah- mestück und dem fest am Gehäuse angebrachten Magneten bei dem erfindungsgemäßen Drehwinkelsensor ein zusätzlicher Luftspalt vorhanden ist ; dieser zusätzliche Luftspalt verringert grund- sätzlich die vom Impulsgeberrad hervorgerufene und von dem Sensorelement meßbare Variation des Magnetflusses. Die nun- mehr vorgesehen Magnetflußrückführung führt wieder zu einem Anstieg der Variation des Magnetflusses, so daß sich ein zu- friedenstellendes Meßergebnis erhalten läßt.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Sensorelement an einem der Flußleitstücke angebracht ist und daß das Flußleitstück, das mit dem Sensorelement versehen ist, mit einer größeren Länge ausgeführt ist als das andere Flußleitstück. Auf diese Weise ergibt sich ein besonders gro- ßer Abstand zwischen dem Sensorelement und dem Magneten, so daß die von dem Sensorelement gemessene Variation des Magnet- flusses nicht von dem vom Magneten erzeugten Magnetfluß be- einträchtigt wird. Würde nämlich das Sensorelement in unmit- telbarer Nähe des Magneten angeordnet werden, entsprache die Induktion im Sensorelement in jedem Fall der Induktion des Magneten, so daß keine Messung möglich wäre.

Zeichnungen Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf eine be- vorzugte Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen : -Figur 1 in einem Längsschnitt einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzpumpe ; und -Figur 2 in einem Querschnitt einen Ausschnitt aus der er- findungsgemäßen Kraftstoffeinspritzpumpe.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels In den Figuren ist ein für das Verständnis der Erfindung re- levanter Teil einer Kraftstoffeinspritzpumpe gezeigt. Es han- delt sich hierbei um eine Kraftstoffeinspritzpumpe der Ver- teilerbauart. Die für die eigentliche Kraftstoffeinspritzung relevanten Bauteile wie Nockenring, Spritzversteller oder Pumpenkolben sind für das Verständnis der Erfindung nicht wichtig und werden daher nicht beschrieben.

Die Kraftstoffeinspritzpumpe weist ein Gehäuse 10 auf, in welchem drehbar eine Antriebswelle 12 gelagert ist. Die An- triebswelle 12 wird mit der halben Drehzahl des Motors ange- trieben, der mit dem Kraftstoff versorgt wird, und treibt ih- rerseits einen Nockenring oder eine Nockenscheibe an, mittels dem bzw. der die translatorische Bewegung eines Pumpenkolbens erzielt wird.

Auf der Antriebswelle 12 ist drehfest ein Impulsgeberrad 14 angebracht, beispielsweise durch Aufschrumpfen. Das Impulsge- berrad 14 ist mit einer Vielzahl von im allgemeinen gleichmä- ßig angeordneten Zähnen 16 versehen, wobei in regelmäßigen Abständen Zahnlücken 18 vorgesehen sind. Die Anzahl der Zahn-

lücken entspricht der Anzahl der mit Kraftstoff zu versorgen- den Zylinder des Motors.

Das Impulsgeberrad 14 wird mittels eines Drehwinkelsensors 20 abgetastet. Der Drehwinkelsensor 20 weist einen Magneten 22 auf, der ein Permanentmagnet ist und fest am Gehäuse 10 ange- bracht ist. Zu diesem Zweck ist ein Halter 24 vorgesehen, der mit dem Gehäuse 10 verschraubt ist. An den Magneten 22 sind zwei FluBleitstücke 26, 28 angesetzt. Die beiden Flußleit- stücke 26, 28 enden etwa bündig mit dem Halter 24 auf dessen der Antriebswelle 12 zugewandten Seite, wobei an der Stirn- fläche des Flußleitstückes 26 ein Sensorelement 30 angebracht ist. Das Sensorelement 30 dient dazu, Änderungen des Magnet- flusses zu erfassen. Die beiden Flußstücke 26, 28 sind derart asymmetrisch gestaltet, daß der Magnet 22 bezüglich einer von dem Impulsgeberrad 16 definierten Mittelebene zwischen den beiden Flußleitstücken vom Sensorelement 30 weggerückt ist.

Somit wird ein vergleichsweise großer Abstand zwischen dem Sensorelement 30 und dem Magneten 22 erzielt, wodurch sich eine geringe Beeinflussung der vom Sensorelement gemessenen Variation des Magnetflusses durch den vom Magneten erzeugten Magnetfluß ergibt.

Der Drehwinkelsensor 20 weist außerdem zwei Polschuhe 32, 34 auf, die auf der einen und der anderen Seite der Zähne 16 des Impulsgeberrades 14 angeordnet sind. Die beiden Polschuhe 32, 34 bestehen aus einem weichmagnetischen Material und sind an einem Trägerteil 36 aus nichtmagnetischem Material ange- bracht. Das Trägerteil 36 ist fest mit einem Trägerrad 38 verbunden, das drehbar auf der Antriebswelle 12 angebracht ist. Das Trägerrad ist mittelbar oder unmittelbar mit einem Spritzversteller der Kraftstoffeinspritzpumpe verbunden, so daß es relativ zum Gehäuse um einen vorbestimmten Winkelbe- reich von im allgemeinen 10° aus einer Ausgangslage heraus

verschwenkt werden kann. Die Antriebswelle 12 dient dabei le- diglich als Führung für das Trägerrad 38.

Jeder der beiden Polschuhe 32, 34 ist mit einem Aufnahmestück 40,42 versehen, das jeweils eine gekrümmte Außenfläche 44 aufweist. Die gekrümmte Außenfläche 44 jedes Aufnahmestücks 40,42 liegt den beiden Flußleitstücken 26, 28 mit einem ge- ringen Luftspalt gegenüber. Jedes Aufnahmestück 40, 42 ist in Umfangsrichtung gemessen mit einer Länge ausgeführt, die dem Winkelbereich entspricht, über den das Trägerrad 38 verstellt werden kann, im gezeigten Beispiel also über etwa 20°. Wei- terhin ist die Außenfläche 44 der Aufnahmestücke mit einer solchen Krümmung ausgeführt, daß der Krümmungsmittelpunkt der Fläche auf der Mittelachse M der Antriebswelle 12 liegt. Die- se Gestaltung gewährleistet, daß unabhängig von der jeweili- gen Stellung des Trägerrades 38 relativ zum Magneten 22 die beiden Polschuhe 32, 34 mittels der beiden Aufnahmestücke 40, 42 mit dem Magneten 22 gekoppelt sind. Unabhängig von der Stellung des Trägerrades bildet sich somit ein geschlossener Magnetkreis aus, der ausgehend vom Magneten 22 durch das Flußleitstück 28, den Luftspalt zwischen dem Flußleitstück 28 und dem Aufnahmestück 42, das Aufnahmestück 42, den Polschuh 34, den Luftspalt zwischen dem Polschuh 34 und dem Impulsge- berrad 14, die Zähne 16 des Impulsgeberrades, den Luftspalt zwischen dem Impulsgeberrad 14 und dem Polschuh 32, den Pol- schuh 32, das Aufnahmestück 40, den Luftspalt zwischen dem Aufnahmestück 40 und dem Sensorelement 30, das Sensorelement 30 und schließlich das Flußleitstück 26 zurück zum Magneten 22 führt. Die Magnetflußstärke in diesem geschlossenen Ma- gnetkreis ändert sich bei einer Drehung der Antriebswelle und damit des Impulsgeberrades 14 periodisch aufgrund des Durch- gangs der Zähne und der Zahnlücken durch die Fläche zwischen den beiden Polschuhen 32, 34. Diese Variation des Magnetflus- ses kann vom Sensorelement 30 erfaßt werden.




 
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