DE10115167C1

DE10115167C1 - Radialkolben-Hochdruckpumpe, insbesondere für Einspritzsysteme von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE10115167C1
Application number: DE2001115167
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Scheibe; Hans-Joachim Koch
Original assignee: LOrange GmbH
Current assignee: LOrange GmbH
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2001-03-27
Publication date: 2002-12-12
Anticipated expiration: 2021-03-28

Abstract

Für eine als Radialkolben-Pumpe ausgebildete Kraftstoff-Hochdruckpumpe wird eine Ausbildung vorgeschlagen, bei der eine zumindest teilweise unabhängige Abstützung der mit einem nockenartigen Antriebsglied zusammenwirkenden Stützrolle eines Rollenstößels für die den Pumpenstengel beim Pumphub beaufschlagenden Stützkräfte und für die den Rollenstößel in Anlage zum Antriebsglied haltenden Federkräfte vorgesehen wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialkolben-Hochdruckpumpe, insbe sondere für Einspritzsysteme von Brennkraftmaschinen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Moderne Einspritzsysteme für Brennkraftmaschinen arbeiten teils mit sehr hohen Drücken, so beispielsweise Common-Rail- Einspritzsysteme mit Drücken bis etwa 2000 bar. Dies in Verbin dung mit immer höheren Anforderungen an das Dreh- und Leis tungsverhalten insbesondere bei in Kraftfahrzeugen eingesetz ten, selbstzündenden Brennkraftmaschinen, die zudem auch höchs ten Komfortansprüchen genügen sollen. Bei industriell, im Schifffahrtsbereich oder stationär eingesetzten Brennkraftma schinen tritt der Komfortgedanke gegenüber höchsten Anforderun gen an die Wirtschaftlichkeit zurück, wobei zusätzliche Er schwernisse durch die Verwendung auch minderwertigerer Diesel- Kraftstoffe, wie Schweröle bedingt sind.

Radialkolben-Pumpen der eingangs genannten Art sind aus der DE 11 07 084 B in der Bauform eines Pumpengehäuses mit radial dar in geführten Pumpenstempeln und antriebsseitiger Abstützung der Pumpenstempel gegen einen radial außen liegenden Nockentrieb bekannt, wobei der Nockentrieb durch einen das Pumpengehäuse umschließenden Nockenring gebildet ist.

Die Abstützung der Pumpenstempel gegen den als Nockentrieb die nenden Nockenring erfolgt über Rollenstößel, die jeweils einen Stößelkörper und eine über den Stößelkörper geführte und um fangsseitig gegen diesen abgestützte Stützrolle aufweisen, wo bei die Rollenstößel in Richtung auf den Nockenring federbelas tet sind.

Durch die Verwendung von Rollenstößeln lassen sich zwischen Pumpenstempel und Nockenring bei vergleichsweise geringen Reib verlusten die erforderlichen hohen Kräfte übertragen. Die dabei auftretenden Beanspruchungen liegen aber häufig im Grenzbereich der Belastbarkeit der Materialien von Nockenring, Stößelkörpern und zwischen diesen liegenden Stützrollen, sowie auch der zuge hörigen Lager- und Stützstellen.

Der Nockenring rotiert bei dieser Lösung gegenüber dem Pumpen gehäuse und den diesem zugeordneten und in diesem radial ge führten Pumpenstempeln. Hierdurch ergeben sich zwar grundsätz liche Vorteile hinsichtlich des Gesamtkonzepts, insbesondere auch hinsichtlich der Zu- und Abführung des Arbeitsmediums wie auch etwaiger, zusätzlich zum Einsatz kommender Schmiermedien, da diese über das stehende Pumpengehäuse zu- bzw. abgeführt werden können, die Abstützbedingungen der Stützrollen gegenüber dem Nockenring einerseits und den Rollenstößeln andererseits bringen aber Reibverhältnisse mit sich, aufgrund derer die Stützrollen fallweise am umlaufenden Nockenring nicht abrollen, sondern entlang rutschen, was zur Zerstörung des Triebwerks führt. In der Praxis konnten sich deshalb derartige Hochdruck pumpen insbesondere im Einsatz bei Einspritzsystemen für Brenn kraftmaschinen, die als Großmaschinen stationär oder im Schiff fahrtsbetrieb eingesetzt sind und mit Diesel oder Schweröl als Kraftstoff betrieben werden, mangels Funktionssicherheit und Zuverlässigkeit nicht durchsetzen.

Grundsätzlich günstiger liegen die Reibverhältnisse bei ander weitig bekannt gewordenen Lösungen, bei denen der Pumpengehäuse und Pumpenstempel umfassende Pumpenkopf gegenüber dem festste henden Nockenring rotiert, da durch die Drehung des Pumpenkop fes die Stützrollen zusätzlichen Fliehkräften ausgesetzt sind, die die Kontaktzone zwischen Stützrollen und Nockenring be lasten, gleichzeitig aber zur Entlastung der Kontaktzone bzw. Gleitfläche zwischen Stützrolle und Stößelkörper führen und ei ne Vergrößerung des diesbezüglichen Lagerspaltes bedingen, wo mit die Voraussetzungen für das Abrollen der Stützrollen gegen über dem Nockenring verbessert werden. Trotzdem bleiben auch solche Lösungen im Hinblick auf die Aufrechterhaltung einer Rollbewegung zwischen Stützrolle und Nockenring kritisch, über lagert von den grundsätzlichen Nachteilen, die ein drehender Pumpenkopf bezüglich der Zu- und Abführung von insbesondere un ter Hochdruck stehenden Arbeits- und/oder Schmiermedien mit sich bringt.

Es sind desweiteren auch bereits Kraftstoff-Hochdruckpumpen in der Bauform als Radialkolben-Pumpen aus der WO 99/02852 A1 be kannt, bei denen der Nockentrieb zentral liegt und in der Aus bildungsform einer Nockenwelle über die Nocken und Rollenstößel mit zugeordneten Stützrollen die Kolben beaufschlagt. Die Stützrollen sind über Rollenbolzen gelagert, die im Stößelkör per der Rollenstößel geführt sind. Bei einer derartigen Lösung ist insbesondere die Lagerstelle zwischen Rollenbolzen und Stützrolle des Rollenstößels belastungskritisch, und es sind deshalb bei der bekannten Lösung besondere Vorkehrungen zur in tensiven Schmierung dieses Lagebereiches vorgesehen. Des unge achtet bietet diese Lagerstelle eine besondere Gefahrenquelle, da ein Versagen der Lager mit einem Fressen und Festsetzen der Stützrolle auf dem Rollenbolzen zum Gleiten gegenüber dem No cken führt, und damit zur Zerstörung des Triebwerks, zumal der Grundaufbau mit zentraler Nockenwelle auch besonders kritisch hinsichtlich der Raumverhältnisse im Übergang zwischen Nocken welle und Pumpenstempeln ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radialkolben- Hochdruckpumpe der eingangs genannten Art dahingehend weiterzu bilden, dass diese ungeachtet der hohen Belastungen des Nocken triebes betriebssicher arbeitet und somit die Nutzung der prak tischen und baulichen Vorteile einer Radialkolben-Hochdruck pumpe mit den Pumpenkopf umschließendem Nockenring ermöglicht.

Erreicht wird dies mit einer Radialkolben-Hochdruckpumpe gemäß dem Anspruch 1, bei der sich durch die Nutzung zweier funktio nal getrennter Lagerungen und die damit mögliche Aufteilung der zu übertragenden Kräfte die spezifischen Lagerbelastungen redu zieren und somit günstige Voraussetzungen für die dauerhafte, rollende Abstützung der Stützrollen gegen den Nockentrieb schaffen lassen. In Abhängigkeit von der jeweiligen konstrukti ven Ausgestaltung lässt sich der Lastanteil der Gesamtlast, die zwischen Stützrolle und Nockenring übertragen wird, in der Ver teilung auf die jeweiligen Lagerstellen festlegen, wobei es im Hinblick auf einen einfachen konstruktiven Aufbau insbesondere zweckmäßig ist, aufgeteilt jeweils einer der Lagerstellen die Abstützung des Pumpenstempels gegen den Rollenstößel und der anderen Lagerstelle die Abstützung der den Rollenstößel gegen den Nockenring belastenden Federmittel zuzuordnen. Entsprechend der üblicherweise gegebenen Größe der zu übertragenden Kraftan teile im Verhältnis zueinander erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Abstützung des Pumpenstempels gegen den Rollenstößel die tragfähigere Lagerung zugeordnet ist.

Die im Rahmen der Erfindung vorgesehene, jeweils zumindest teilweise erfolgende Abstützung der auf die Pumpenstempel wir kenden und der durch die Federmittel ausgeübten Kräfte jeweils unabhängig voneinander gegen die Stützrollen kann jeweils um fangsseitig erfolgen, wobei eine gleitgelagerte oder eine wälz gelagerte Abstützung möglich ist, so dass insbesondere in Ver bindung mit unterschiedlichen Radien für die Lagerabstützungen und/oder die Abstützbereiche der Stützrollen die in den jewei ligen Lagerungen entstehenden Reibmomente beeinflusst werden können, und zwar im Hinblick auf ein Abrollen der Stützrollen gegenüber der Nockenbahn des Nockenringes. Die Lagerabstützun gen können dabei bevorzugt über die Länge der Stützrollen ver teilt angeordnet sein, wobei eine Ausgestaltung zweckmäßig ist, in der eine Lagerabstützung dem längsmittleren Bereich der Stützrollen und weitere Lagerabstützungen den axialen Endberei chen der Stützrollen zugeordnet sind. Insbesondere die Endbe reiche bieten auch die Möglichkeit, die Durchmesser zu variie ren, sowohl ins Kleine wie auch ins Große, wobei eine entspre chende Abstützung gegen die Nockenbahn gegebenenfalls auch eine über deren Querschnitt gestufte Ausbildung derselben im Rahmen der Erfindung nötig macht.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, den jeweiligen Pumpenstempel oder die Federmittel zumindest teilweise gegen einen die Stützrolle lagernden Rollenbolzen abzustützen, womit sich weitere Variationsmöglichkeiten ergeben.

Damit bietet eine erfindungsgemäße Ausbildung für Radialkolben- Hochdruckpumpen eine besonders günstige Möglichkeit, die Be triebssicherheit weiter zu erhöhen und damit den vorteilhaften Grundaufbau dieses Pumpentypes mit um den Pumpenkopf rotieren den Nockenring auch in kritischen Einsatzfällen zu nutzen.

Ein besonders wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Grund konzeptes der zumindest teilweise voneinander unabhängigen Ab stützung der zwischen Pumpenstempel und Rollenstößel sowie zwi schen Federmitteln und Rollenstößel wirkenden Kräfte besteht darin, die Lagerbelastungen, und damit bei gleitgelagerten Lö sungen auch die Lagerspiele über dem Umlauf der Pumpe in Abhän gigkeit davon zu variieren, ob, für den jeweiligen Pumpenzylin der und den diesem zugeordneten Pumpenstempel, im Saugtakt oder im Kompressionstakt gearbeitet wird. Mit der Veränderung der Lagerspiele ergeben sich auch entsprechende Möglichkeiten auf die Schmierfilmbildung Einfluss zu nehmen.

Insbesondere Lösungen, bei denen die Pumpenstempel über Ab stützelemente jeweils umfangsseitig auf der Stützrolle abge stützt werden, erweisen sich als zweckmäßig, um mit einfachen Mitteln in dieser Lagerstelle im Saughub den Schmierspalt zu erweitern und dadurch die Schmierfilmbildung zu verbessern. Wird bei entsprechendem Freigang in Hubrichtung im Übertra gungsweg vom Pumpenstempel zur Stützrolle die zugehörige Lager stelle zwischen Stützrolle und Stößelkörper gebildet, so kann - aufgrund von Reib- und Massekräften - die federbelastete Stütz rolle dem nockenartigen Antriebsglied im Bereich des Saughubes schneller folgen als der Stößelkörper und der diesen im Pumphub beaufschlagende Pumpenstempel.

Entsprechend der Relativverschiebung der Stützrolle gegenüber dem Stößelkörper tritt eine Entlastung in der Lagerstelle zwi schen Stützrolle und Stößelkörper ein. Als Folge hiervon wird die Reibung in dieser Lagerstelle zumindest in Teilen des Saug hubes durch eine Vergrößerung des Lagerspaltes reduziert, wobei die Vergrößerung des Lagerspaltes dem Abhebeweg zwischen Stütz rolle und Stößelkörper entspricht, der anschlagbegrenzt als Ab hebespalt vorgegeben ist. Neben der durch die Vergrößerung des Lagerspaltes erreichten, verbesserten Ölversorgung im Bereich der Lagerfläche kann zur Verbesserung der Schmierung weiter beitragen, dass die Lagerstelle an eine Hochdruckschmierung an geschlossen wird, über die in gleicher Weise gegebenenfalls vorgesehene Schmiertaschen in der Abstützfläche zwischen Stütz rolle und Stößelkörper und/oder in dem seitlichen Abstützbe reich des Stößelkörpers gegenüber der Gehäuseführung versorgt werden, wobei letztere bevorzugt in den Bereich gelegt werden, in dem die durch das Abrollen der Stützrolle gegenüber dem no ckenartigen Antriebsglied bedingten Seitenkräfte abgefangen werden.

Eine solche Hochdruckschmierung lässt sich ohne wesentlichen Zusatzaufwand beispielsweise dadurch realisieren, dass der Pum penstempel zumindest während des Pumphubes mit einem im Durch messer erweiterten Querschnittsbereich in einen entsprechend erweiternden Bereich der Stempelführung eintaucht, in dem sich während des Saughubes Schmiermittel, insbesondere Schmieröl an sammelt oder dem anderweitig Schmiermittel, insbesondere Schmieröl zugeführt wird, das während des Pumphubes verdrängt wird. Die stufenförmige Erweiterung der Stempelführung ist be vorzugt deren frei auslaufendem Endbereich zugeordnet, so dass ein einfacher Zufluss von Schmiermittel, insbesondere Schmieröl möglich wird, das über entsprechende Bohrungen, insbesondere auch Bohrungen im Stempel, von dem im Pumphub als Verdichtungs raum wirkenden Bereich ausgehend der Lagerstelle zugeführt wer den kann. Damit ist auch eine Lösung geboten, bei der die um fangsseitige, halblagerschalenartig ausgebildete Lagerung und Abstützung in der Stützrolle bei minimalem Aufwand zwangsge schmiert werden kann, und dies ergänzend zum Schmiermittel-, insbesondere Öltransport über den Umfang der Stützrolle aus dem dem Antriebsglied zugewandten Stützrollenbereich.

Wird mit einem die Stützrolle lagernden Rollenbolzen gearbei tet, über den die Stützrolle in Bewegungsrichtung des Pum penstempels gegenüber dem Stößelkörper verschiebbar geführt wird, und dies in Verbindung mit der Beaufschlagung des Rollen bolzens durch die den Rollenstößel gegen das Antriebsglied be lastenden Federmittel, über die die Stützrolle fortlaufend, das heißt auch während des Saughubes in Anlage zur Nockenbahn gehalten wird, bietet die Erfindung die Möglichkeit, unter Aus nutzung von Masse- und Reibkräften die Spaltbildung zwischen Pumpenstempel und Rollenstößel nicht nur zur Entlastung, son dern zumindest in einer Übergangsphase auch zu einer gezielten Vergrößerung des Lagerspaltes zwischen Stützrolle und Halbla gerschale zu nutzen.

Dadurch lässt sich, insbesondere in Verbindung mit der ange sprochenen Zwangsschmierung, für den Pumphub eine Ausgangssitu ation darstellen, bei der ein vergleichsweise großer, mit Schmieröl gefüllter Schmierspalt gegeben ist, der eine gute Gleitlagerung ergibt, die während des Pumphubs durch die wirk same Hochdruckschmierung aufrecht erhalten wird, zumal aufgrund des relätiv großen Durchmessers und der relativ großen Stütz fläche in der Halblagerschale auch günstige Voraussetzungen zum Aufbau eines hydrodynamischen Schmierfilms gegeben sind.

Konstruktiv lässt sich eine derartige Lösung vergleichsweise einfach, und auch mit einfachen Bauteilen verwirklichen, wenn die axiale Führung des Rollenbolzens gegenüber dem Stößelkörper über Druckkörper, insbesondere säulenartige, bevorzugt zylind rische Druckstangen erfolgt, die zum Rollenbolzen axial festge legt sind, derart, dass im Saughub die auf die Druckstangen als Abstützelemente wirkenden Federmittel über den Rollenbolzen auf die Stützrolle wirken, bevor der Stößelkörper über den Pum penstempel beaufschlagt wird und sich auf der Stützrolle ab stützt. Hierzu ist es zweckmäßig, die Druckstangen im Übergang zu den Federmitteln mit einem Federteller zu verbinden, wobei dieser Federteller auch das Bewegungsspiel des Pumpenstempels gegenüber dem Rollenstößel bzw. dem Stößelkörper begrenzen kann.

Im Saughub ist dies dadurch möglich, dass über die Federmittel die Stützrolle fortlaufend in Anlage zum Antriebsglied gehalten wird, während masse- und reibkraftverzögert der Stößelkörper und der Pumpenstempel zunächst etwas zurückbleiben, maximal um das durch den Abhebe- oder Arbeitsspalt vorgegebene Maß, mit der bereits angesprochenen Folge der vergrößerten Schmierspalt bildung zwischen Stützrolle und dem Stößelkörper zugeordneter halblagerschalenartiger Lagerfläche. Einfluss kann auf die Grö ße und Dauer dieser Arbeitsspaltbildung zusätzlich dadurch ge nommen werden, dass der Pumpenstempel in Andrückrichtung gegen das Antriebsglied zusätzlich über eine Rückstellfeder belastet ist, wobei die Größe dieser Federlast aber deutlich kleiner ist als die der Federmittel, und wobei diese Rückstellfeder bevor zugt gegen einen Bund des Pumpenstempels abgestützt ist, der durch ein verbreitertes Fußteil des Pumpenstempels gebildet ist, das gleichzeitig die Anlage gegenüber dem Stößelkörper bzw. einem im Übergang zum Stößelkörper liegenden Druckstück bildet.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung mit weiteren Merkmalen und Details anhand der Zeichnungen an einem Ausfüh rungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematisierten Schnitt durch eine Radialkolben- Hochdruckpumpe gemäß der Erfindung,

Fig. 2 in stark schematisierter Darstellung einen Schnitt ge mäß II-II durch eine Radialkolben-Hochdruckpumpe gemäß Fig. 1,

Fig. 3 in stark vergrößerter und ebenfalls schematisierter Darstellung einen Teilausschnitt einer Radialkolben- Pumpe gemäß Fig. 1 in einer Schnittdarstellung gemäß III-III,

Fig. 4 einen Teilbereich der Darstellung gemäß Fig. 3 in wei ter vergrößerter Darstellung,

Fig. 5 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung in einer wei teren Ausgestaltung, und

Fig. 6 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung mit weiteren Details.

Fig. 1 zeigt im Schnitt eine Pumpeneinheit 101 mit einer Radi alkolben-Hochdruckpumpe 102, wobei mit 103 der Gehäusemantel bezeichnet ist, der schematisiert die hochdruckseitigen und niederdruckseitigen Außenanschlüsse 104 bzw. 105 für die Pumpe zeigt und mit dem der Pumpenkopf 106 fest verbunden ist, der das Pumpengehäuse 107 mit den zur Achse 108 der Pumpeneinheit 101 radial verlaufenden Pumpenzylindern 109 umfasst, wobei der Pumpenkopf 106 mit dem umschließenden Nockenring 110 konzen trisch zur Achse 108 liegt. Der Nockentrieb 111 mit dem Nocken ring 110 umfasst gegen den Pumpenkopf 106 vorspringende Nocken 112 (siehe Fig. 2), die mit gegen die Nockenbahn 114 des No ckenringes 110 federnd angedrückten Stützrollen 113 zusammen wirken, die Bestandteile von Rollenstößeln 115 sind. Die Rol lenstößel 115 umfassen desweiteren Stößelkörper 116, welche Halblagerschalen 117 bilden, die die Stützrollen 113 umfangs seitig übergreifen. Ferner sind die Stützrollen 113, wie insbe sondere die Fig. 3 und 5 zeigen, auf Rollenbolzen 118 gelagert, die ihrerseits jeweils zum entsprechend dem Verlauf der Pumpen zylinder 109 gegenüber dem Pumpengehäuse 107 radial ver schieblichen Rollenstößel 115 gegenüber dem jeweiligen Stößel körper 116 radial verschieblich geführt sind. Die Führung der Rollenbolzen 118 erfolgt über Abstützelemente in Form von Druckstangen 119, die radial verschieblich im Stößelkörper 116 gelagert sind und die ihrerseits über durch Federn 120 als Fe dermittel in Richtung auf die Nockenbahn 114 belastet sind. Die Federn 120 sind einerseits gegenüber dem Pumpengehäuse 107 ab gestützt und andererseits auf Federtellern 121, die zu den Druckstangen 119 bezogen auf deren Längserstreckung ebenso wie der Rollenbolzen 118 unverschieblich festgelegt sind. Die Ab stützung der Federteller 121 gegenüber der jeweiligen Druckstange 119 erfolgt in Druckrichtung an einer Schulter der Druckstange 119, in Gegenrichtung kann die Sicherung beispiels weise durch einen Sprengring erfolgen. Die Rollenbolzen 118 sind in entsprechenden Querbohrungen der Druckstangen 119 auf genommen und ebenfalls in ihrer Achsrichtung über entsprechende Sicherungen festgelegt. Die Aufnahme der Federn 120 im Pumpen gehäuse 107 erfolgt in Radialbohrungen 122.

Entsprechend der Erstreckung der Stützrollen 113 in Richtung der Drehachse 108 des Nockenringes 110 und der längsmittigen Lage des jeweiligen Pumpenzylinders 109 zur Stützrolle 113 ist der jeweilige Rollenstößel 115 über seinen Stößelkörper 116 in einem gegen die Nockenbahn 114 radial nach außen offenen Füh rungsschlitz 123 des Pumpengehäuses 107 geführt, der sich wie die Stützrolle 113 jeweils in Achsrichtung erstreckt und der bevorzugt symmetrisch zu einer die Achse 108 enthaltenden Radi alebene liegt, in der auch die Achse des jeweilige Pumpenzylin ders 109 und die Achse des Rollenstößels 115 und des Rollenbol zens 118 liegen. Beiderseits des Pumpenzylinders 109, und zwar bevorzugt zu dessen Achse symmetrisch, liegen die den Rollen bolzen 118 abstützenden Druckstangen 119 und die jeweils zuge ordneten Federabstützungen mit den Federn 120 und den Federtel lern 121. Der Pumpenzylinder 109 nimmt in seiner Zylinderboh rung 124 den Pumpenstempel 125 auf, der den radial innen lie genden Druckraum 126 volumenveränderlich abgrenzt, wobei der Druckraum 126 über nicht vollständig dargestellte zentrale An schlussleitungen, von denen eine mit 127 angedeutet ist, mit den Außenanschlüssen 104 bzw. 105 verbunden ist.

Fig. 1 zeigt über die vorstehende Schilderung hinaus die Ab stützung des Nockenringes 110 gegenüber den zum Gehäusemantel 103 feststehenden Pumpenkopf 106 über das Lager 128 innerhalb des Nockenringes 110 und über das Lager 129 im Bereich der An triebswelle 130 außerhalb des Nockenringes 110, wobei der An triebsanschluss 131 der Welle 130 außerhalb des Gehäusemantels 103 liegt.

Fig. 4 als Ausschnittsvergrößerung der Fig. 3 und 5 veranschau licht, dass die Druckstangen 119 gegenüber dem Stößelkörper 116 radial verschieblich sind, derart, dass über eine Stützrolle 113 bei deren Anlage an der Nockenbahn 114 jeweils unabhängig voneinander die über den Pumpenstempel 125 und die über die Fe dern 120 ausgeübten Kräfte gegen die Stützrolle 113 abgestützt werden können. Die vom Pumpenstempel 125 ausgeübten Kräfte wer den unter Vermittlung des ein weiterer Abstützelement bildenden Stößelkörpers 116 über die Halblagerschale 117, die durch den Stößelkörper 116 selbst oder eine Einlage desselben gebildet werden kann, auf den Umfang der Stützrolle 113 übertragen, wäh rend die Federn 120 unter Vermittlung der Druckstangen 119 über den Rollenbolzen 118 und dessen Lagerung in der Stützrolle 113 gegen die Stützrolle 113 abgestützt werden. Damit ergibt sich eine Aufteilung der zwischen Nockenbahn 114 und Stützrolle 113 wirksam werdenden Kräfte auf zwei Lagerungen, mit einer ent sprechenden Entlastung der jeweiligen Lagerung im Vergleich zu Lösungen, bei denen die Stützrolle 113 lediglich umfangsseitig oder lediglich zentral abgestützt wird und über die umfangssei tige oder die zentrale Abstützung die über die Federn und den Pumpenstempel eingeleiteten Kräfte zusammengefasst abgestützt werden.

Um die angesprochene Funktion zu realisieren ist die Stützlänge der Druckstangen 119 zwischen der Achse des Rollenbolzens 118 und der gegenüberliegenden Anlageschulter 132 für den Federtel ler 121 so bemessen, dass bei Abstützung des Stößelkörpers 116 über die Halblagerschale 117 auf dem Umfang der Stützrolle 113 und deren Anlage auf der Nockenbahn 114 in Richtung der Achse der Druckstangen 119 Spiel des Stößelkörpers 116 gegenüber den Druckstangen 119 sowie auch gegenüber den Federtellern 121 be steht, wodurch bezogen auf die geschilderte Situation in Fig. 4, zwischen dem Stößelkörper 116 und dem Federteller 121 ein Abhebespalt 133 gegeben ist.

Mit einer derartigen Lösung ist nicht nur eine unabhängige Ab stützung der über den Pumpenstempel 125 und über die Federn 120 in Richtung auf die Nockenbahn 114 ausgeübten Kräfte auf die Stützrolle 113 möglich. Vielmehr wird dadurch auch die Möglich keit geschaffen, im Saughub, also bei Bewegung des Pumpenstem pels 125 nach der vom Druckraum 126 abgewandten Seite, eine Vergrößerung des Schmierspaltes zwischen der Halblagerschale 117 und dem Umfang der jeweiligen Stützrolle 113 zu erreichen. Dies beruht darauf, dass der Pumpenstempel 125 und der Stößel körper 116 sowohl massebehaftet sind als auch mit Reibung in ihren jeweiligen Führungen laufen. Die Folge ist, dass im Saug hub, in dem die Federn 120 die Stützrolle 113 an der Nockenbahn 114 halten, Pumpenstempel 125 und Stößelkörper 116 in Richtung auf die Nockenbahn 114 geschleppt werden müssen. Entsprechend dem Abhebespalt 133 zwischen Federtellern 121 und Stößelkörper 116 in dessen Übergriffsbereich zu den Federtellern 121 bleiben der Stößelkörper 116 und der Pumpenstempel 125 damit tenden ziell in der Bewegung des Rollenstößels 115 gegen die Nocken bahn 114 zurück, so dass sich eine Schmierspaltvergrößerung entsprechend dem Abhebespalt 133 ergibt. Die entsprechenden Ef fekte können weiter, was in den Ausführungsbeispielen nicht dargestellt ist, noch dadurch beeinflusst werden, dass die Fe derteller 121 zum Stößelkörper 116 federnd bzw. elastisch fe dernd abgestützt sind und/oder dass der Pumpenstempel 125 und/oder der Stößelkörper 116 ihrerseits federnd in Richtung auf die Nockenbahn 114 gegenüber dem Pumpengehäuse 107 abge stützt sind. Hierzu kann es auch zweckmäßig sein, den Pum penstempel 125 seinerseits in Druckrichtung entsprechend spiel behaftet im Stößelkörper 116 zu führen, wobei in weiterer Aus gestaltung auch eine Lösung möglich ist, bei der sich der Pum penstempel 125 bei entsprechender federnder Belastung in Rich tung auf die Nockenbahn 114 lediglich im Pumpenhub gegen den Stößelkörper 116 abstützt.

Fig. 3 und 5 veranschaulichen desweiteren Lösungen zur Druck schmierung in der Lagerfläche der Halblagerschale 117, wobei hierzu in Fig. 3 ein vom Druckraum 126 ausgehender, entspre chend drosselnd bemessener Stichkanal 134 durch den Pumpenstem pel 125 und den Stößelkörper 116 zur Halblagerschale 117 ge führt ist. In der Lagerfläche der Lagerschale 117 können zudem, wie angedeutet, Taschen 135 oder dergleichen vorgesehen sein, auf die der Stichkanal 134 ausmündet und die somit Schmierta schen oder dergleichen bilden, wobei in der Pumpphase eine ent sprechende Schmierkeilbildung bzw. die Aufrechterhaltung des Schmierfilmes durch eine derartige Maßnahme begünstigt wird.

Die Ausgestaltung gemäß Fig. 5 zeigt eine entsprechende Grund konfiguration. Es ist hier aber dem Stichkanal 134 ein eigen ständiger Pumpraum 136 zugeordnet, der dadurch gebildet ist, dass der Pumpenstempel 137 nach seiner vom Druckraum 126 abge legenen Seite im Durchmesser gestuft aufgeweitet ist. Der ent sprechenden Durchmesserstufe des Pumpenstempels 137 entspricht ein im Durchmesser erweiterter Bereich der Zylinderbohrung 124, derart, dass im Pumphub der Pumpenstempel 137 beim Einfahren in den Pumpraum 136, also beim Einfahren in den im Durchmesser er weiterten Bereich der Zylinderbohrung 124 in diesem befindli ches Medium über den Stichkanal 134 in den Lagerspalt der Halb lagerschale 117 abdrängt. Die Verbindung zwischen dem Stichka nal 134 und dem Pumpraum 136 wird im Ausführungsbeispiel symbo lisch durch einen Querkanal 138 veranschaulicht, der vom im Durchmesser zurückgenommenen Bereich des Pumpenstempels 137 na he dessen Übergangsstufe auf den im Durchmesser erweiterten Be reich ausgeht und den Stichkanal 134 anschneidet. Dem Pumpraum 136 wird entsprechendes Schmiermedium in hier nicht dargestell ter Weise zugeführt, wobei bei Kraftstoffen mit Schmierfunktion auch diese als Schmiermittel Verwendung finden können und wobei die Zuführung auf den Pumpraum 136 selbstansaugend erfolgen kann.

Fig. 6 veranschaulicht ergänzend zur Ausgestaltung gemäß Fig. 5 in einer der Fig. 2 entsprechenden Darstellung eine zusätzliche Schmierung in dem seitlichen Wandbereich des Stößelkörpers 116, in dem die Seitenkräfte abgestützt werden, die aus dem Abrollen der Stützrollen 113 auf den Nockenring 110 als Antriebsglied resultieren. In der bezogen auf die Drehrichtung 139 des No ckenringes 110 vorne liegenden Flanke 140 des Führungsschlitzes 123 für den Stößelkörper 116 im Pumpengehäuse 107 ist hierfür zumindest eine Schmierstelle 141 - als Schmiermittelaustritts fläche - für einen Schmierkanal 142 vorgesehen, der zweckmäßi ger Weise, wie dargestellt, an die Druckversorgung über den Pumpraum 136 angeschlossen ist, die vorstehend in Fig. 5 erläu tert ist.

Nicht dargestellt ist, dass auch die Federkräfte, analog zu den Stützkräften, umfangsseitig gegen die Stützrolle abgestützt sein können, beispielsweise durch Zuordnung halbschalenförmiger Gleitlager zu den Druckstangen. Weiter sind auch Wälzlagerungen möglich. Die jeweiligen Lagerungen können unterschiedlichen Durchmesserzonen der Stützrollen zugeordnet sein. In Verbindung damit kann es zweckmäßig sein die Nockenbahn im Querschnitt ge stuft auszuführen, und dadurch unterschiedlichen Durchmesserbe reichen der Stützrollen, bzw. der diesen zugeordneten Lager Rechnung zu tragen und zur Nockenbahn Trag- oder Freigangzonen zu schaffen.

Claims

1. Radialkolben-Hochdruckpumpe, insbesondere Kraftstoffpumpe für Einspritzsysteme von Brennkraftmaschinen, mit im Pumpengehäuse (107) radial geführten Pumpenstempeln (125) und diese beauf schlagenden, in Richtung der jeweiligen Stempelachse verschiebbar geführten und in Gegenrichtung zum Pumphub gegen einen Nockentrieb (111) durch Federmittel (Federn 120) belasteten Rollenstößeln (115), die jeweils einen Stößelkörper (116) und eine über den Stößelkörper (116) geführte und gegenüber diesem drehbar abgestützte Stützrolle (113) aufweisen, wobei Pumpen gehäuse (107) und Nockentrieb (111) bezogen auf einen gemeinsamen zentralen Achsbereich relativ zueinander drehbar sind und der Nockentrieb (111) über einen das Pumpengehäuse (107) umschließen den Nockenring (110) gebildet ist, an dem die Stützrollen (113) ablaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Stützrolle (113) eines Rollenstößels (115) über gesonderte Abstützelemente (Stößelkörper 116, Druckstangen 119) vom Pumpenstempel (125) und von den Federmitteln (Federn 120) zumindest teilweise unabhängig voneinander beaufschlagt ist.

2. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenstempel (125) über die Abstützelemente (Stößel körper 116, Druckstangen 119) jeweils zumindest teilweise umfangsseitig gegen die Stützrollen (113) abgestützt sind.

3. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federmittel über die Abstützelemente jeweils zumindest teilweise umfangsseitig gegen die Stützrollen (113) abgestützt sind.

4. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenstempel (125) und/oder die Federmittel über die Abstützelemente (Stößelkörper 116) jeweils gleitgelagert gegen die Stützrollen (113) abgestützt sind.

5. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenstempel und/oder Federmittel über die Abstütz elemente jeweils wälzgelagert gegen die Stützrollen (113) abge stützt sind.

6. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Radien der Lagerabstützungen für die Abstützelemente der Pumpenstempel und der Federmittel gleich groß sind.

7. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Radien der Lagerabstützungen für die Abstützelemente der Pumpenstempel und der Federmittel unterschiedlich groß sind.

8. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerabstützungen gleich großen Durchmesserbereichen der Stützrollen (113) zugeordnet sind.

9. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerabstützungen unterschiedlich großen Durchmesser bereichen der Stützrollen (113) zugeordnet sind.

10. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Lagerabstützung dem längsmittleren Bereich der Stützrollen (113) zugeordnet ist.

11. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zueinander korrespondierende Lagerabstützungen den axialen Endbereichen der Stützrollen (113) zugeordnet sind.

12. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Endbereiche der Stützrollen (113) durch radial zum längsmittleren Durchmesserbereich der Stützrollen (113) abge setzte Stützzapfen gebildet sind.

13. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Pumpenstempeln zugeordneten Abstützelemente je weils zumindest teilweise gegen einen die Stützrolle (113) la gernden Rollenbolzen (118) abgestützt sind.

14. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Federmitteln zugeordneten Abstützelemente jeweils zumindest teilweise gegen einen die Stützrolle (113) lagernden Rollenbolzen (118) abgestützt sind.

15. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrollen (113) zum jeweiligen Rollenbolzen (118) wälzgelagert sind.

16. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrollen (113) zum jeweiligen Rollenbolzen (118) gleitgelagert sind.

17. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Rollenstößel (115) über die zugeordneten Abstütz elemente jeweils in Anlage zum Nockenring (110) haltenden Fe dermittel durch umfangsseitige Beaufschlagung auf der Stützrol le (113) abgestützt sind.

18. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die den Pumpenstempeln (125) zugeordneten Abstützelemente jeweils über den Rollenbolzen (118) auf die Stützrolle (113) abgestützt sind.

19. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Pumpenstempeln (125) zugeordneten Abstützelemente (Stößelkörper 116) jeweils durch umfangsseitige Beaufschlagung auf der Stützrolle (113) abgestützt sind.

20. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die den Rollenstößel (115) in Anlage zum Nockenring (110) haltenden Federmittel über den Rollenbolzen (118) auf die Stützrolle (113) abgestützt sind.

21. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrolle (113) umfangsseitig gegen den Stößelkörper (116) des Rollenstößels (115) abstützbar ist.

22. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrolle (113) gegen eine dem Stößelkörper (116) zu geordnete Lagerfläche (Halblagerschale 117) abstützbar ist.

23. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerfläche halbschalenförmig ausgebildet ist.

24. Radialkolben-Hochdruckpumpe, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrolle (113) im Bereich des Saughubes in Hubrich tung gegenüber dem Stößelkörper (116) verlagerbar ist, derart, dass sich im Bereich der Lagerfläche (Halblagerschale 117) des Stößelkörpers (116) für die Stützrolle (113) ein Abhebespalt, insbesondere ein erweiterter Schmierspalt ergibt.

25. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerung der Stützrolle (113) gegenüber dem Stößel körper (116) anschlagbegrenzt ist.

26. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Anschläge dem Stößelkörper (116) zugeordnet ist.

27. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Stößelkörper (116) zugeordnete Anschlag durch die Stütz- und Lagerfläche (Halblagerschale 117) des Stößelkörpers (116) gebildet ist.

28. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Anschläge dem Rollenbolzen (118) zugeordnet ist.

29. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Rollenbolzen (118) in Verbindung stehende An schlag einem Federteller (121) zugeordnet ist, auf den die den Rollenbolzen (118) beaufschlagenden Federmittel abgestützt sind.

30. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Federteller (121) und der Stößelkörper (116) um die Größe eines Abhebespaltes (133) gegeneinander verlagerbar sind, um den der Schmierspalt zwischen Stützrolle (113) und Stößel körper (116) im Saughub erweiterbar ist.

31. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenstempel (125) im Pumphub über den Stößelkörper (116) beaufschlagt ist.

32. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenstempel (125) im Saughub in eine zum Stößelkör per (116) beabstandete Lage überführbar ist.

33. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenstempel (125) gegenüber dem Stößelkörper (116) in Hubrichtung anschlagbegrenzt beweglich ist.

34. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Anschlagbegrenzungen dem Federteller (121) zuge ordnet ist.

35. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Anschlagbegrenzungen dem Stößelkörper (116) zuge ordnet ist.

36. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 29 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Federteller (121) starr ausgebildet ist.

37. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Federteller (121) als Tellerfeder gestaltet ist.

38. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrolle (113) im Verschiebebereich des Rollenstö ßels (115) koaxial gegenüber dem Stößelkörper (116) ver schieblich ist.

39. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass dem die Stützrolle (113) tragenden Rollenbolzen (118) im Stößelkörper (116) eine in dessen Verschieberichtung sich erstreckende Führung zugeordnet ist.

40. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenbolzen (118) über Druckkörper, insbesondere in Form von Druckstangen (119) ausgebildete Druckkörper im Stößel körper (116) geführt ist und dass die Druckkörper (Druckstangen 119) federnd in Gegenrichtung zum Pumphub belastet sind.

41. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die als Druckkörper dienenden Druckstangen (119) den oder die Federteller (121) tragen.

42. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenstempel (125) in Gegenrichtung zum Pumphub fe derbelastet ist.

43. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die den Pumpenstempel (125) in Gegenrichtung zum Pumphub belastenden Federmittel gegen einen Bund des Pumpenstempels (125) abgestützt sind.

44. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund des Pumpenstempels (125) die Auflage für einen Anschlagring bildet, der in radialer Überdeckung zum dem Stö ßelkörper (116) zugeordneten Anschlag liegt.

45. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der als Führung für den Pumpenstempel (137) dienende Pum penzylinder (109) nach der dem Druckraum (126) gegenüberliegen den Seite im Durchmesser gegenüber dem Führungsdurchmesser der Zylinderbohrung (124) erweitert ist und dass dem im Durchmesser erweiterten Bereich der Zylinderbohrung (124) ein im Durchmes ser erweiterter Bereich des Pumpenstempels (137) entspricht, derart, das sich ein Pumpraum (136) ergibt, dessen Volumen beim Pumphub des Pumpenstempels (137) verringert wird.

46. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesserstufe des Pumpenstempels (137) um die Hub höhe des Pumpenstempels (137) tiefer liegt als die Durchmesser stufe in der Zylinderbohrung (124).

47. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Stützrolle zugeordnete Lagerung über stirnseitig zur Stützrolle liegende, zur Stützrolle drehfeste Stützrollen zapfen erfolgt.

48. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrollenzapfen in den Druckkörpern, insbesondere Druckstangen gelagert sind.

49. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrollenzapfen in den Druckkörpern, insbesondere Druckstangen wälzgelagert sind.

50. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (107) stehend angeordnet ist und der No ckenring (110) zum Pumpengehäuse (107) drehbar ist.

51. Radialkolben-Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenring (110) stehend angeordnet ist und das Pum pengehäuse (107) zum Nockenring (110) drehbar ist.