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Die
Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem
einer Brennkraftmaschine, mit einem Pumpengehäuse und mit mindestens einem
Pumpenelement, das einen Kolben umfasst, der durch eine Nocke angetrieben
ist, die mit einer Laufrolle zusammenwirkt, die mittels eines Rollenschuhs
drehbar geführt
ist, der durch die Vorspannkraft einer Rückholfeder gegen die Laufrolle
vorgespannt ist.
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Ein
unerwünschtes
Verdrehen der Laufrolle um die Längsachse
des Kolbens kann durch Reibschluss verhindert werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Kraftstoffhochdruckpumpe gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 zu schaffen, die kostengünstig herstellbar ist und bei
der ein unerwünschtes
Verdrehen der Laufrolle um die Längsachse
des Kolbens sicher verhindert wird.
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Die
Aufgabe ist bei einer Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem
einer Brennkraftmaschine, mit einem Pumpengehäuse und mit mindestens einem
Pumpenelement, das einen Kolben umfasst, der durch eine Nocke angetrieben
ist, die mit einer Laufrolle zusammenwirkt, die mittels eines Rollenschuhs
drehbar geführt
ist, der durch die Vorspannkraft einer Rückholfeder gegen die Laufrolle
vorgespannt ist, dadurch gelöst,
dass der Rollenschuh formschlüssig
so mit der Rückholfeder
verbunden ist, dass ein unerwünschtes
Verdrehen der Laufrolle relativ zu dem Nocken um die Längsachse
des Kolbens verhindert wird. Durch den Formschluss zwischen der
Rückholfeder
und dem Rollenschuh wird ein grobes Verdrehen des Rollenschuhs und
der darin geführten
Laufrolle sicher verhindert. Dabei kann der Rollenschuh direkt oder
indirekt, das heißt über ein
zusätzliches
Formschlusselement, formschlüssig
mit der Rückholfeder
verbunden sein. Bei der formschlüssigen
Verbindung handelt es sich um eine Verbindung, bei der Kräfte und
Bewegungen senkrecht zur Berührungsebene
durch die Form der an der Verbindung beteiligten Teile übertragen
beziehungsweise blockiert werden.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die
formschlüssige
Verbindung ein Formschlusselement umfasst, das in eine Ausnehmung eingreift,
die in dem Rollenschuh vorgesehen ist. Das Formschlusselement kann
als separates Teil ausgeführt
sein. Das Formschlusselement kann aber auch einstückig mit
der Rückholfeder
oder dem Rollenschuh verbunden sein.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass sich
das Formschlusselement in axialer Richtung durch einen radialen
Zwischenraum hindurch erstreckt, der zwischen dem Kolben und einem
Stößel vorgesehen
ist, innerhalb dessen der Rollenschuh angeordnet ist. Der Rollenschuh
stützt sich
in axialer Richtung zum Kolben hin an einem Steg ab, der radial
innen an dem Stößel vorgesehen ist.
Die Begriffe axial und radial beziehen sich im Rahmen der vorliegenden
Erfindung auf die Längsachse
des Kolbens. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zur Längsachse
des Kolbens. Radial bedeutet quer zur Längsachse des Kolbens.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass das
Formschlusselement von einem Ende der Rückholfeder gebildet ist. Das
Ende der Rückholfeder
ist vorzugsweise von der letzten Federwindung abgewinkelt.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass sich
das Formschlusselement ausgehend von einer Federwindung der Rückholfeder
in axialer Richtung erstreckt. Das Formschlusselement hat vorzugsweise
einen kreisförmigen
Querschnitt.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass das
Formschlusselement einen Zapfen umfasst, der in eine Ausnehmung
eingreift, die in der Rückholfeder
vorgesehen ist. Der Zapfen hat vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen
dem Formschlusselement und der Ausnehmung ein Spiel derart vorgesehen
ist, dass eine Verformung der Rückholfeder
im Betrieb der Kraftstoffhochdruckpumpe nicht auf den Rollenschuh übertragen
wird. Die Ausnehmung hat vorzugsweise die Gestalt eines Kreissegments,
dessen Radius vorzugsweise etwas größer als der Radius des Zapfenquerschnitts
ist.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass sich
der Zapfen in axialer Richtung von der Ausnehmung der Rückholfeder
in die Ausnehmung des Rollenschuhs hinein erstreckt. Die Gestalt
der Ausnehmungen ist vorzugsweise an die Gestalt der Zapfenenden
angepasst. Dabei ist das vorab beschriebene Spiel zu berücksichtigen.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die
Rückholfeder
an ihrem dem Rollenschuh abgewandten Ende drehfest mit einem Zylinderkopf
verbunden ist. Durch die drehfeste Verbindung wird sichergestellt,
dass sich die Rückholfeder
nicht relativ zu dem Zylinderkopf verdrehen kann. Zu diesem Zweck
kann ein Ende von der letzten Federwindung der Rückholfeder abgewinkelt und
in einer Ausnehmung des Zylinderkopfs eingesteckt sein. Alternativ
kann sich ein Zapfen von einer Ausnehmung in der Rückholfeder
in einer Ausnehmung im Zylinderkopf erstrecken. Dabei ist ein gewisses
Spiel vorzusehen, um sicherzustellen, dass eine Verformung der Rückholfeder
im Betrieb der Kraftstoffhochdruckpumpe kompensiert werden kann.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass sich
das Formschlusselement in axialer Richtung durch einen Federteller
hindurch erstreckt, der an einem Kolbenfuß des Kolbens abgestützt ist.
Der Federteller stützt
sich in axialer Richtung zum Rollenschuh hin an einem beziehungsweise
dem Steg ab, der radial innen an dem Stößel vorgesehen ist.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung
verschiedene Ausführungsbeispiele
im Einzelnen beschrieben sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Es
zeigen:
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1 einen
Ausschnitt einer Kraftstoffhochdruckpumpe gemäß einem Ausführungsbeispiel
im Längsschnitt
durch ein Pumpenelement;
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2 einen
Ausschnitt aus 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
im Querschnitt und
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3 den
Ausschnitt aus 2 im Längsschnitt.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
ein Ausschnitt einer Kraftstoffhochdruckpumpe 1 mit einem
Pumpengehäuse 2 im Längsschnitt
durch ein Pumpenelement 3 dargestellt. Die Kraftstoffhochdruckpumpe 1 ist
Teil eines Kraftstoffeinspritzsystems eines Kraftfahrzeugs und dient dazu,
Kraftstoff, der vorzugsweise mit Hilfe einer Vorförderpumpe
aus einem Kraftstofftank zu der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 gefördert wird,
mit Hochdruck zu beaufschlagen. Der mit Hochdruck beaufschlagte
Kraftstoff wird dann einem zentralen Kraftstoffhochdruckspeicher
zugeführt,
der auch als Common Rail bezeichnet wird. An den zentralen Kraftstoffhochdruckspeicher
sind Kraftstoffeinspritzventile, die auch als Injektoren bezeichnet
werden, angeschlossen, über
die der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff in Brennräume einer
Brennkraftmaschine eingespritzt wird.
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Jedes
Pumpenelement 3 umfasst eine Elementbohrung 4,
in die ein Elementkörper 6 ragt,
der von einem Zylinderkopf 7 ausgeht. In dem Elementkörper 6 ist
ein Hochdruckkolben 8 hin und her bewegbar geführt. Der
Hochdruckkolben 8 hat im Wesentlichen die Gestalt eines
geraden Kreiszylinders mit einer Längsachse 9. Ein Ende
des Hochdruckkolbens 8 begrenzt eine Druckkammer 10 in
dem Zylinderkopf 7. Die Druckkammer 10 steht über ein
Saugventil mit der Vorförderpumpe
in Verbindung. Des Weiteren steht die Druckkammer 10 über ein
Druckventil mit dem zentralen Kraftstoffhochdruckspeicher in Verbindung.
Wenn sich der Kolben 8 aus der Druckkammer 10 heraus
bewegt, dann wird Kraftstoff in die Druckkammer 10 angesaugt.
Wenn sich der Kolben 8 in die Druckkammer 10 hinein
bewegt, dann wird der darin befindliche Kraftstoff mit Hochdruck beaufschlagt.
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An
seinem dem Druckraum 10 abgewandten Ende weist der Kolben 8 einen
Kolbenfuß 12 auf,
der im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisscheibe aufweist und
einstückig
mit dem Kolben 8 verbunden ist. Die dem Kolben 8 abgewandte
Stirnseite des Kolbenfußes 12 liegt
an einem Rollenschuh 14 an, in welchem eine Laufrolle 15 um
eine Drehachse drehbar geführt
ist, die quer zur Längsachse 9 des
Kolbens 8 verläuft.
Die Laufrolle 15 wirkt mit einem Nocken 16 einer
Antriebswelle 18 zusammen, durch welche der Kolben 8 angetrieben
wird.
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In
der Elementbohrung 4 ist ein Stößel 20 in Richtung
der Längsachse 9 des
Kolbens 8 hin und her bewegbar aufgenommen. Der Stößel 20 hat
im Wesentlichen die Gestalt eines hohlen Kreiszylinders und weist
radial innen einen Steg 22 auf, mit dem sich der Stößel 20 an
dem Rollenschuh 14 abstützt. Auf
der dem Rollenschuh 14 abgewandten Oberseite des Steges 22 liegt
ein Federteller 24 auf, der ein zentrales Durchgangsloch
aufweist, durch das sich der Kolben 8 hindurch erstreckt.
Der Kolbenfuß 12 des
Kolbens 8 ist in axialer Richtung zwischen dem Federteller 24 und
dem Rollenschuh 14 angeordnet.
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Eine
Rückholfeder 26 für den Kolben 8 ist zwischen
dem Federteller 24 und dem Zylinderkopf 7 eingespannt.
Durch die Vorspannkraft der Rückholfeder 26 wird
der Kolbenfuß 12 in
Anlage an den Rollenschuh 14 beziehungsweise der Rollenschuh 14 in Anlage
an der Laufrolle 15 beziehungsweise die Laufrolle 15 in
Anlage an dem Nocken 16 der Antriebswelle 18 gehalten.
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Die
Rückholfeder 26 ist
vorzugsweise als Schraubendruckfeder mit mehreren Federwindungen ausgeführt. Mit
Hilfe eines Formschlusselements 28 ist die Rückholfeder 26 drehfest
mit dem Zylinderkopf 7 verbunden. Zu diesem Zweck ist das
Formschlusselement 28 in eine Ausnehmung 30 eingesteckt,
die in dem Zylinderkopf 7 vorgesehen ist. Das Formschlusselement 28 wird
vorzugsweise von einem abgewinkelten Ende der Endwindung 31 der
Rückholfeder 26 gebildet.
Analog ist von der dem Rollenschuh 14 zugewandten Endwindung 32 der
Rückholfeder 26 ein
Ende in Form eines Formschlusselements 34 abgewinkelt,
das in eine Ausnehmung 36 eingesteckt ist, die in dem Rollenschuh 14 vorgesehen
ist. Vorzugsweise ist zwischen dem Formschlusselementen 28; 34 und
den zugehörigen
Ausnehmungen 30; 36 ein gewisses Spiel vorhanden,
damit sich eine im Betrieb der Rückholfeder 26 auftretende
Verformung nicht auf den Rollenschuh 14 überträgt.
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In
den 2 und 3 ist angedeutet, dass die Endwindung 31 der
Rückholfeder 26 auch
mit Hilfe eines zapfenartigen Formschlusselements 40 formschlüssig mit
dem Zylinderkopf 7 beziehungsweise dem Rollenschuh 14 verbunden
sein kann. Das Formschlusselement 40 ist als separater
Zapfen ausgeführt,
der mit einem Ende in die Ausnehmung 30 in dem Zylinderkopf 7 oder
in die Ausnehmung 36 in dem Rollenschuh 14 eingesteckt
ist. Vorzugsweise ist zwischen dem Formschlusselement 40 und
der zugehörigen
Ausnehmung 30; 36 ein gewisses Spiel vorgesehen.
Das andere Ende des Zapfens ragt in eine Ausnehmung 42,
die in der Endwindung 31 der Rückholfeder 26 vorgesehen
ist. Die Ausnehmung 42 hat einen kreissegmentförmigen Querschnitt,
dessen Radius etwas größer als
der Radius des Zapfens 40 ist. Im Vergleich dazu haben
die Ausnehmungen 30; 36 jeweils die Gestalt von
Sacklöchern
mit einem kreisförmigen
Querschnitt.
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Durch
die Wahl der Radien kann zwischen dem Zapfen 40 und der
Ausnehmung 42 ein gewünschtes
Spiel 44 vorgesehen werden.