DE102008041935A1

DE102008041935A1 - Kolbenpumpe mit Flächenpressung zwischen einem Rollenschuh und einer darin gelagerten Laufrolle

Info

Publication number: DE102008041935A1
Application number: DE200810041935
Authority: DE
Inventors: Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2010-03-11
Also published as: WO2010028882A1

Abstract

Bei einer Kolbenpumpe (1) mit mindestens einem zumindest annähernd radial zu einer Antriebswelle (6) verschiebbar geführten Pumpenkolben (10), der sich über eine in einem Rollenschuh (13) drehbar gelagerte Laufrolle (14) auf der Antriebswelle (6) abstützt und durch einen Nocken (9) der Antriebswelle (6) in einer Hubbewegung angetrieben wird, wobei die Laufrolle (14) in einer zur Antriebswelle (6) hin offenen konkaven Lagermulde (23) des Rollenschuhs (13) drehbar gelagert ist, deren Krümmungsradius zumindest im Bereich des Muldenbodens (24) im nicht druckbeaufschlagten Zustand der Kolbenpumpe (1) größer als der Radius der Laufrolle (14) ist, weist erfindungsgemäß der Rollenschuh (13) im Bereich zwischen Laufrolle (14) und Pumpenkolben (10) eine sich parallel zur Laufrolle (14) erstreckende Aussparung (25) auf.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kolbenpumpe nach der Gattung des Anspruchs 1.
Eine solche Kolbenpumpe ist beispielsweise durch die DE 101 57 076 A1 bekannt geworden. Bei dieser bekannten Kolbenpumpe ist die konkave Lagermulde zylinderförmig mit einem Führungsdurchmesser, der etwas größer als der Durchmesser der Laufrolle ist, ausgebildet. Dadurch ist auch im druckbeaufschlagten Zustand der Kolbenpumpe lediglich eine Linienberührung zwischen Laufrolle und Rollenschuh vorhanden, wodurch unerwünscht hohe Pressungen am Nocken/Rollen/Rollenschuh-Verband auftreten.
Vorteile der Erfindung
Um die am Nocken/Rollen/Rollenschuh-Verband auftretenden hohen Pressungen zu reduzieren, wird erfindungsgemäß in der Hauptlastrichtung des maximalen Kolbenhubs eine Aussparung (auch Formbohrung) in dem Rollenschuh vorgesehen. Dadurch wird die Steifigkeit des Rollenschuhs im Bereich seines Muldenbodens derart reduziert, dass sich im druckbeaufschlagten Zustand durch die Pressung zwischen Rollenschuh und Laufrolle zumindest der Muldenboden verformt und es im druckbeaufschlagten Zustand zu einer Flächenberührung zwischen Rollenschuh und Laufrolle kommt. Aufgrund dieser Flächenberührung wird die zwischen Rollenschuh und Laufrolle herrschende Pressung reduziert, wodurch wiederum höhere Drücke ermöglicht werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gegenstands ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 die erfindungsgemäße Hochdruckpumpe in einem Längsschnitt; und
2 eine Schnittansicht einer in 1 gezeigten Laufrolle im nicht druckbeaufschlagten Zustand der Kolbenpumpe entsprechend II-II in 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1 ist eine Hochdruckpumpe 1 mit einer dieser vorgeschalteten Niederdruckpumpe 2 für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine beispielsweise eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Durch die Hochdruckpumpe 1 wird dabei Kraftstoff unter Hochdruck von bis zu 2000 bar gefördert, beispielsweise in einen Speicher 3, aus dem Kraftstoff zur Einspritzung an der Brennkraftmaschine entnommen wird. Durch die Niederdruckpumpe 2 wird Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 4 zur Saugseite der Hochdruckpumpe 1 gefördert.
Die Hochdruckpumpe 1 ist als Radialkolbenpumpe ausgebildet und weist ein Gehäuse 5 auf, in dem eine Antriebswelle 6 um eine Achse 7 drehbar gelagert ist. Im Hochdruckpumpengehäuse 5 ist wenigstens ein bzw. sind vorzugsweise mehrere Pumpenelemente 8 angeordnet, die durch die Antriebswelle 6 angetrieben werden. Die Antriebswelle 6 weist entsprechend der Anzahl der Pumpenelemente 8 Nocken 9 auf. Die Pumpenelemente 8 weisen jeweils einen Pumpenkolben 10 auf, der in einer zumindest annähernd radial zur Drehachse 7 der Antriebswelle 6 verlaufenden Zylinderbohrung 11 verschiebbar dicht geführt ist. Der Pumpenkolben 10 jedes Pumpenelements 8 stützt sich mit seinem Kolbenfuß 12 über eine in einem Rollenschuh 13 drehbar gelagerte Laufrolle 14 an der Antriebswelle 6 bzw. am Nocken 9 ab, wobei der Rollenschuh 13 in einem Taschenstößel 15 angeordnet ist. Der Kolbenfuß 12 und über diesen der Tassenstößel 15 und die Laufrolle 14 sind dabei durch eine Feder 16, die sich einerseits am Hochdruckpumpengehäuse 5 und andererseits über einen Federteller 17 am Kolbenfuß 12 und am Tassenstößel 15 abstützt, in Anlage am Nocken 9 gehalten.
Durch den jeweiligen Pumpenkolben 10 wird ein Pumpenarbeitsraum 18 begrenzt, der durch ein in den Pumpenarbeitsraum 18 öffnendes Einlassventil 19 mit einer druckseitigen Kraftstoffzuführung 20 der Niederdruckpumpe 2 verbindbar ist, in die durch die Niederdruckpumpe 2 Kraftstoff gefördert wird. Der Pumpenarbeitsraum 18 ist außerdem durch ein zum Speicher 3 hin öffnendes Auslassventil 21 mit dem Speicher 3 verbindbar. Bei der Rotation der Antriebswelle 6 wird der Pumpenkolben 10 durch den Nocken 9 der Antriebswelle 6 über die auf diesem abrollende Laufrolle 14 sowie den Rollenschuh 13 und den Taschenstößel 15 in einer Hubbewegung angetrieben. Wenn der Pumpenkolben 10 sich radial nach innen bewegt, so führt dieser einen Saughub aus, wobei das Einlassventil 19 geöffnet ist, so dass Kraftstoff in den Pumpenarbeitsraum 18 einströmt, während das Auslassventil 21 geschlossen ist. Wenn der Pumpenkolben 10 sich radial nach außen bewegt, so führt dieser einen Förderhub aus, wobei das Einlassventil 19 geschlossen ist und der vom Pumpenkolben 10 verdichtete Kraftstoff durch das geöffnete Auslassventil 21 unter hohem Druck über die Hochdruckleitung 22 in den Speicher 3 gelangt.
Wie in 2 gezeigt, ist die Laufrolle 14 in einer zur Antriebwelle 6 hin offenen konkaven Lagermulde 23 des Rollenschuhs 13 eingelegt und darin drehbar gelagert. Im gezeigten nicht druckbeaufschlagten Zustand der Kolbenpumpe 1 ist der Krümmungsradius der konkaven Lagermulde 23 zumindest im Bereich des Muldenbodens 24 größer als der Radius der Laufrolle 13. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die konkave Lagermulde 23 zylinderförmig mit einem Führungsdurchmesser D, der größer als der Durchmesser d der Laufrolle 23 ist, ausgebildet. In einer nicht gezeigten alternativen Ausführung nimmt ausgehend vom Muldenboden 24 der Krümmungsradius der konkaven Lagermulde 23 zu beiden Seiten des Muldenbodens 24 hin kontinuierlich zu. In beiden Fällen kommt es lediglich zu einer Linienberührung zwischen Laufrolle 14 und Rollenschuh 13. Der Rollenschuh 13 weist im Bereich zwischen Laufrolle 14 und Kolben 10 eine sich parallel zur Laufrolle 14 erstreckende Aussparung 25 in Form einer Durchgangsbohrung auf, wodurch die Steifigkeit des Rollenschuhs 13 im Bereich seines Muldenbodens 24 derart reduziert ist, dass im druckbeaufschlagten Zustand eine Verformung des Rollenschuhs 13 zumindest im Bereich des Muldenbodens 24 möglich ist. Wie in 2 gezeigt, sind der Pumpenkolben 10, die Laufrolle 14 bzw. die Lagermulde 23 sowie die Aussparung 25 symmetrisch zur gleichen Symmetrieebene, d. h. zentrisch zueinander, ausgerichtet.
Im Betrieb, d. h. im druckbeaufschlagten Zustand der Kolbenpumpe 1, wird im Bereich des Maximalhubes des Pumpenkolbens 10 die maximale Kolbenkraft übertragen und damit zwischen Laufrolle 14 und Rollenschuh 14 maximale Pressung erzeugt. Durch die Aussparung 25 ist der Rollenschuh 23 im Bereich seines Muldenbodens 24 in der Steifigkeit derart reduziert, dass durch die Pressung zwischen Rollenschuh 13 und Laufrolle 14 der Rollenschuh 13 zumindest im Bereich seines Muldenbodens 24 verformt wird und es statt zu der Linienberührung im nicht druckbeaufschlagten Zustand nun im druckbeaufschlagten Zustand zu einer Flächenberührung zwischen Rollenschuh 13 und Laufrolle 14 kommt.
Damit die Aussparung 25 nicht überlastet wird, können z. B. durch Innenhonen oder Schleifen der Aussparung 25 Spannungen in den Rollenschuh 13 (und zwar insbesondere im Bereich der Aussparung 25) eingebracht sein, die im druckbeaufschlagten Zustand der Kolbenpumpe 1 den im Bereich des Muldenbodens 24 wirkenden Pressspannungen entgegenwirken.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10157076 A1 [0002]

Claims

Kolbenpumpe (1), insbesondere Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einem zumindest annähernd radial zu einer Antriebswelle (6) verschiebbar geführten Pumpenkolben (10), der sich über eine in einem Rollenschuh (13) drehbar gelagerte Laufrolle (14) auf der Antriebswelle (6) abstützt und durch einen Nocken (9) der Antriebswelle (6) in einer Hubbewegung angetrieben wird, wobei die Laufrolle (14) in einer zur Antriebwelle (6) hin offenen konkaven Lagermulde (23) des Rollenschuhs (13) drehbar gelagert ist, deren Krümmungsradius zumindest im Bereich des Muldenbodens (24) im nicht druckbeaufschlagten Zustand der Kolbenpumpe (1) größer als der Radius der Laufrolle (14) ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenschuh (13) im Bereich zwischen Laufrolle (14) und Pumpenkolben (10) eine sich parallel zur Laufrolle (14) erstreckende Aussparung (25) aufweist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im nicht druckbeaufschlagten Zustand der Kolbenpumpe (1) die konkave Lagermulde (23) zylinderförmig mit einem Führungsdurchmesser (D), der größer als der Durchmesser (d) der Laufrolle (14) ist, ausgebildet ist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im nicht druckbeaufschlagten Zustand der Kolbenpumpe (1) ausgehend vom Muldenboden (24) der Krümmungsradius der konkaven Lagermulde (23) zu beiden Seiten des Muldenbodens (24) hin, insbesondere kontinuierlich, zunimmt.
Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (25) im Rollenschuh (13) als Durchgangsbohrung ausgebildet ist.
Kolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Rollenschuh (13) Spannungen eingebracht sind, die den im druckbeaufschlagten Zustand der Kolbenpumpe (1) im Bereich des Muldenbodens (24) wirkenden Pressspannungen des Rollenschuhs (13) entgegenwirken.
Kolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungen im Bereich der Aussparung (25) in den Rollenschuh (13) eingebracht sind.