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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einer Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe
nach der Gattung des Anspruchs 1.
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Eine
solche Pumpe in Form einer Kraftstoffhochdruckpumpe ist durch die
DE 10 2005 046 670 A1 bekannt.
Diese Pumpe weist eine Antriebswelle mit wenigstens einem Nocken
auf, durch den über eine Stößeleinrichtung
wenigstens ein Pumpenkolben in einer Hubbewegung angetrieben wird.
Die Stößeleinrichtung weist einen Rollenschuh
auf, in dem eine zylindrische Rolle drehbar gelagert ist, die auf
dem Nocken der Antriebswelle abrollt. Der Pumpenkolben ist mit der
Stößeleinrichtung in Richtung von deren Längsachse
gekoppelt. Die Stößeleinrichtung wird durch ein
Druckfederelement zum Nocken hin beaufschlagt, so dass die Rolle
auch beim vom Nocken weggerichteten Saughub des Pumpenkolbens in
Anlage am Nocken bleibt. Das Druckfederelement stützt sich
einerseits zumindest mittelbar über einen Federteller am
Rollenschuh und andererseits zumindest mittelbar an einem Gehäuseteil
der Pumpe ab. Für die Stößeleinrichtung
ist eine Verdrehsicherung vorgesehen, durch die eine Verdrehung
der Stößeleinrichtung um deren Längsachse
verhindert wird. Die Verdrehsicherung ist durch eine im Gehäuse
der Pumpe gelagerte Kugel gebildet, die in eine Nut im Außenmantel
der Stößeleinrichtung eingreift. Diese Verdrehsicherung
ist aufwendig in der Herstellung und Montage wodurch die Fertigung
der Pumpe teuer ist. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn
eine begrenzte Verdrehung der Stößeleinrichtung
um deren Längsachse möglich ist, da dadurch eine
exakte Ausrichtung der Drehachse der Rolle zur Drehachse der Antriebswelle
und damit des Nockens ermöglicht ist, was bei der bekannten
Verdrehsicherung nicht möglich ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Pumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 hat demgegenüber den Vorteil, dass auf einfache Weise
ohne zusätzliche Bauteile eine Verdrehsicherung der Stößeleinrichtung
um deren Längsachse erreicht ist, wobei gleichzeitig eine
Ausrichtung der Drehachse der Rolle zur Drehachse des Nockens durch
die begrenzte Verdrehbarkeit des Federtellers bezüglich
des Stützelements ermöglicht ist.
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In
den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Pumpe
angegeben. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch
2 ist auf einfache Weise die unverdrehbare Abstützung des
Druckfederelements bewirkt. Durch die Ausbildung gemäß den
Ansprüchen 4 bis 6 ist auf einfache Weise die Kopplung des
Federtellers mit dem Stützelement unter Ermöglichung
der Verdrehbarkeit um den begrenzten Winkelbereich ermöglicht.
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Zeichnung
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen 1 eine Pumpe
in einem Längsschnitt, 2 die Pumpe
ausschnittsweise vergrößert in einem Querschnitt
entlang Linie II-II in 1, 3 einen
Querschnitt entlang Linie III-III in 2 und 4 eine
modifizierte Ausführung der Pumpe im Querschnitt II-II.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In
den 1 bis 4 ist eine Pumpe dargestellt,
die insbesondere eine Kraftstoffhochdruckpumpe für eine
Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine ist. Die
Pumpe weist ein Gehäuse 10 auf, das mehrteilig
ausgebildet sein kann und in dem in einem Gehäuseteil 12 eine
rotierend angetriebene Antriebswelle 14 um eine Drehachse 15 drehbar
angeordnet ist. Die Antriebswelle 14 ist im Gehäuseteil 12 über
zwei in Richtung der Drehachse 15 der Antriebswelle 14 voneinander
beabstandete Lagerstellen gelagert. In einem zwischen den beiden Lagerstellen
liegenden Bereich weist die Antriebswelle 14 wenigstens
einen Nocken 16 auf, der ein Einfach- oder Mehrfachnocken
sein kann. Die Pumpe weist wenigstens ein oder mehrere Pumpenelemente
mit jeweils einem Pumpenkolben 20 auf, der durch den Nocken 16 der
Antriebswelle 14 über eine Stößeleinrichtung 18 in
einer Hubbewegung in zumindest annähernd radialer Richtung
zur Drehachse 15 der Antriebswelle 14 angetrieben
wird.
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Der
Pumpenkolben 20 ist in einer Zylinderbohrung 22 eines
Gehäuseteils 24 der Pumpe dicht geführt.
Mit seinem der Antriebswelle 14 abgewandten Ende begrenzt
der Pumpenkolben 20 in der Zylinderbohrung 22 einen
Pumpenarbeitsraum 26. Der Pumpenarbeitsraum 26 weist über
ein in diesen hinein öffnendes Einlassrückschlagventil 30 eine
Verbindung mit einem von einer Förderpumpe 32 herführenden
Zulauf 34 auf, über den der Pumpenarbeitsraum 26 beim
radial nach innen zur Drehachse 15 der Antriebswelle 14 gerichteten
Saughub des Pumpenkolbens 20 mit Kraftstoff befüllt
wird. Der Pumpenarbeitsraum 26 weist außerdem über
ein aus diesem heraus öffnendes Auslassrückschlagventil 36 eine
Verbindung mit einem Ablauf 38 auf, der beispielsweise
zu einem Kraftstoffhochdruckspeicher 40 führt
und über den beim radial nach außen von der Drehachse 15 der
Antriebswelle 14 weg gerichteten Förderhub des
Pumpenkolbens 20 Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 26 verdrängt
wird.
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Das
Gehäuseteil 24 weist einen flanschartigen Bereich 42 auf,
der am Gehäuseteil 12 aufliegt, und einen vom
Bereich 42 abstehenden zylindrischen Ansatz 44 auf,
der in eine zumindest annähernd radial zur Drehachse 15 der
Antriebswelle 14 verlaufende Öffnung 46,
die beispielsweise als Bohrung ausgebildet ist, im Gehäuseteil 12 hineinragt. Die
Zylinderbohrung 22 verläuft ausgehend von der Stirnseite
des Ansatzes 44 durch den Ansatz 44 bis in den
Bereich 42, wo der Pumpenarbeitsraum 26 angeordnet
ist. Im Bereich 42 sind auch das Einlassventil 30 und
das Auslassventil 36 angeordnet. Am Übergang vom
Bereich 42 zum Ansatz 44 ist ein im Durchmesser
gegenüber dem Ansatz 44 größerer Zentrierbund 43 vorgesehen,
der mit geringem Spiel in die Bohrung 46 eintritt und eine
Zentrierung des Gehäuseteils 24 bezüglich
des Gehäuseteils 12 sicherstellt.
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Die
Stößeleinrichtung 18 ist als Rollenstößel ausgebildet
und umfasst einen in der Bohrung 46 des Gehäuseteils 24 über
seinen Außenmantel geführten hülsenförmigen
Stößelkörper 50, ein im Stößelkörper 50 eingesetztes
Stützelement 52 in Form eines Rollenschuhs 52 und
eine in einer Aufnahme 53 im Rollenschuh 52 drehbar
gelagerte Rolle 54. Die Rolle 54 rollt auf dem
Nocken 16 ab und ist in der Aufnahme 53 um eine
Drehachse 55 drehbar gelagert. Der Pumpenkolben 20 weist
einen im Durchmesser gegenüber dem in der Zylinderbohrung 22 geführten Kolbenschaft
vergrößerten Kolbenfuß 56 auf, über den
der Pumpenkolben 20 mit dem Rollenstößel 18 in
Richtung seiner Längsachse gekoppelt ist.
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Die
Anlage des Pumpenkolbens 20 über den Rollenstößel 18 am
Nocken 16 der Antriebswelle 14 beim Saughub des
Pumpenkolbens 20 wird durch ein Druckfederelement 58 sichergestellt.
Das Druckfederelement 58 ist als Schraubendruckfeder ausgebildet,
umgibt den Ansatz 44 des Gehäuseteils 24 und ist
innerhalb des Stößelkörpers 50 angeordnet.
Das Druckfederelement 58 stützt sich einerseits
am Übergang zwischen dem flanschartigen Bereich 42 und dem
Ansatz 44 am Gehäuseteil 24 ab. Die Abstützung
des Druckfederelements 58 kann direkt am Gehäuseteil 24 oder
beispielsweise über eine Stützscheibe erfolgen.
Andererseits stützt sich das Druckfederelement 58 über
einen Federteller 60 am Rollenstößel 18 ab.
Der Federteller 60 weist eine zentrale Öffnung 62,
beispielsweise in Form einer Bohrung auf, deren Durchmesser etwas
größer ist als der Durchmesser des durch die Öffnung 62 hindurchtretenden
Schafts des Pumpenkolbens 20, jedoch kleiner als der im
Durchmesser vergrößerte Kolbenfuß 56 des
Pumpenkolbens 20. Über den auf der dem Rollenschuh 52 abgewandten
Seite des Kolbenfußes 56 angeordneten Federteller 60 wird
der Kolbenfuß 56 des Pumpenkolbens 20 durch
das Druckfederelement 58 in Richtung der Längsachse 19 der
Stößeleinrichtung 18 in Anlage am Rollenschuh 52 gehalten.
Der Pumpenkolben 20 ist somit in Richtung der Längsachse 19 des
Rollenstößels 18 mit diesem gekoppelt.
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Das
Druckfederelement 58 ist sowohl zumindest mittelbar am
Gehäuseteil 24 als auch am Federteller 60 um
die Längsachse 19 des Rollenstößels 18 verdrehfest
abgestützt, also um die Längsachse 19 unverdrehbar.
Die unverdrehbare Abstützung des Druckfederelements 58 am
Gehäuseteil 24 kann durch eine Oberflächenausbildung
des Gehäuseteils 24 und/oder der am Gehäuseteil 24 zur
Anlage kommenden Stirnseite des Druckfederelements 58 mit hohem
Reibbeiwert bewirkt werden. Die unverdrehbare Abstützung
des Druckfederelements 58 am Federteller 60 kann
durch eine Oberflächenausbildung des Federtellers 60 und/oder
der am Federteller 60 zur Anlage kommenden Stirnseite des
Druckfederelements 58 mit hohem Reibbeiwert bewirkt werden. Bei
den in Richtung der Längsachse 19 wirkenden Kräften
am Druckfederelement 58 ergeben sich durch den hohen Reibbeiwert
in Umfangsrichtung wirkende Reibkräfte, durch die eine
Verdrehung des Druckfederelements 58 um die Längsachse 19 verhindert
wird. Der Reibbeiwert der Oberflächen sollte dabei vorzugsweise
größer oder gleich etwa 0,2 μ betragen.
Dieser hohe Reibbeiwert kann beispielsweise durch eine Aufrauhung
oder Beschichtung der Oberflächen erreicht werden. An der
Abstützung zwischen dem Federteller 60 und dem
Kolbenfuß 56 und zwischen dem Kolbenfuß 56 und
dem Rollenschuh 52 ist ein geringerer Reibbeiwert vorhanden
als an der Abstützung des Druckfederelements 58 am
Federteller 60, so dass eine Verdrehung des Rollenstößels 18 bezüglich
des Federtellers 60 hierdurch nicht behindert wird.
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Die
unverdrehbare Abstützung des Druckfederelements 58 kann
auch auf andere Weise bewirkt werden, beispielsweise durch eine
Klebeverbindung des Druckfederelements 58 zumindest mittelbar
mit dem Gehäuseteil 24 und/oder dem Federteller 60. Außerdem
kann auch eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise
mittels Schweißen oder Löten, oder eine formschlüssige
Verbindung des Druckfederelements 58 zumindest mittelbar
mit dem Gehäuseteil 24 und/oder dem Federteller 60 zur
unverdrehbaren Abstützung des Druckfederelements 58 vorgesehen
sein.
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Der
Federteller 60 stützt sich wie vorstehend angegeben über
den Kolbenfuß 56 des Pumpenkolbens 20 am
Rollenschuh 52 in Richtung der Längsachse 19 ab.
Der Federteller 60 ist mit dem Rollenschuh 52 in
Drehrichtung um die Längsachse 19 derart gekoppelt,
dass der Federteller 60 bezüglich des Rollenschuhs 52 um
einen bestimmten begrenzten Winkelbereich verdrehbar ist, über
diesen begrenzten Winkelbereich hinaus jedoch nicht weiter verdrehbar,
also unverdrehbar mit dem Rollenschuh 52 gekoppelt ist.
Der Winkelbereich, um den der Federteller 60 bezüglich
dem Rollenschuh 52 verdrehbar ist beträgt vorzugsweise
zwischen etwa 1° und 3°. Die Kopplung des Federtellers 60 mit
dem Rollenschuh 52 kann beispielsweise dadurch erreicht
werden, dass vom Federteller 60 zum Rollenschuh 52 hin
in Richtung der Längsachse 19 eine Mitnahme beispielsweise
in Form wenigstens eines Vorsprungs 64 hervorsteht, der
in eine Ausnehmung 66 im Rollenschuh 52 eingreift,
wobei zumindest in Drehrichtung um die Längsachse 19 zwischen
dem Vorsprung 64 und der Ausnehmung 66 ein Spiel
vorhanden ist. Durch die Größe dieses Spiels in
Drehrichtung um die Längsachse 19 wird der Winkelbereich
bestimmt, um den der Federteller 60 bezüglich
des Rollenschuhs 52 verdrehbar ist. Die Ausnehmung 66 im Rollenschuh 52 kann
als Öffnung oder Bohrung ausgeführt sein. Durch
den in die Ausnehmung 66 eingreifenden Vorsprung 64 ist
der Federteller 60 formschlüssig mit dem Rollenschuh 52 gekoppelt.
Vorzugsweise sind mehrere Vorsprünge 64 am Federteller 60 über
dessen Umfang verteilt und entsprechend mehrere Ausnehmungen 66 im
Rollenschuh 52 vorgesehen. Wie in 4 dargestellt
kann die Anordnung der Vorsprünge 64a und Ausnehmungen 66a auch
umgekehrt sein, so dass die Vorsprünge 64a am
Rollenschuh 52 angeordnet sind und die Ausnehmungen 66a im
Federteller 60 angeordnet sind.
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Der
Rollenschuh 52 und über diesen der gesamte Rollenstößel 18 ist
durch die vorstehend erläuterte unverdrehbare Abstützung
der Druckfedereinrichtung 58 im wesentlichen gegen Verdrehung
um die Längsachse 19 gesichert. Durch die Verdrehbarkeit
zwischen dem Rollenschuh 52 und dem Federteller 60 um
den begrenzten Winkelbereich um die Längsachse 19 ist
jedoch eine Ausrichtung der Drehachse 55 der Rolle 54 zum
Nocken 16 und der Drehachse 15 der Antriebswelle 14 ermöglicht,
so dass die beiden Drehachsen 55 und 15 parallel
zueinander verlaufen. Außerdem ist durch die begrenzte
Verdrehbarkeit zwischen dem Rollenschuh 52 und dem Federteller 60 sichergestellt,
dass bei der Kompression und Dekompression des Druckfederelements 58 auftretende
Torsionskräfte nicht zu einer Verdrehung des Rollenstößels 18 führen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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