DE102009056304A1

DE102009056304A1 - Rollenstößel

Info

Publication number: DE102009056304A1
Application number: DE200910056304
Authority: DE
Inventors: Stefan Dorn; Norbert Geyer; Karsten Kucht
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2011-06-01

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Rollenstößel (1) für eine Kraftstoffhochdruckpumpe, mit einem Gehäuse (2), dessen antriebsseitige Stirn (3) von einer einem Anlauf eines Nockens dienenden Rolle (4) überragt ist, wobei, in Gehäuserichtung gesehen, das Gehäuse (2) unterhalb der Rolle (4) von einem Brückenstück (5) durchragt ist, welches an seiner einer abtriebsseitigen Stirn (6) des Gehäuses (2) zugewandten einen Stirnseite (7) eine Anlage (8) für ein Stößelfolgeteil hat, wobei in einer zumindest abschnittsweise komplementären Einformung (9) einer antriebsseitigen weiteren Stirnseite (10) des Brückenstücks (5) ein aus einem Ring abgetrenntes Schalenstück (11) wie eine Halb- oder Drittelschale sitzt, in welchem die Rolle (4) gleitgelagert verläuft, wobei die Rolle (4) aus der antriebsseitigen Stirn (3) heraus durch ein separates Haltemittel (12) gesichert ist, welches eine Mantelfläche (13) der Rolle (4) im Abschnitt deren oberen Halbzylinders abschnittsweise übergreift und zumindest mittelbar von der antriebsseitigen Stirn (3) des Gehäuses (2) ausgeht.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Rollenstößel, insbesondere für eine Kraftstoffhochdruckpumpe oder für einen Ventiltrieb jeweils einer qualitäts- oder quantitätsgeregelten Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse, dessen antriebsseitige Stirn von einer einem Anlauf eines Nockens oder Exzenters dienenden Rolle überragt ist, wobei, in Gehäuserichtung gesehen, das Gehäuse unterhalb der Rolle von einem Brückenstück durchragt ist, welches an seiner einer abtriebsseitigen Stirn des Gehäuses zugewandten einen Stirnseite eine Anlage für ein Stößelfolgeteil hat.
Hintergrund der Erfindung
Ein gattungsgemäßer Rollenstößel geht aus der DE 32 47 026 A1 hervor. Eine Rolle sitzt in einer zylindrischen Tasche einer Antriebsseite eines Gehäuses. Letztgenanntes überragt mit seiner antriebsseitigen Stirn eine halbe Höhe der Rolle zu deren Halterung, welche Rolle in einem einteilig mit dem Gehäuse verbundenen Brückenstück aufgenommen ist. Eine axiale Sicherung der Rolle ist durch separate Stifte vorgesehen.
Nachteilig ist es bei dem vorgenannten Rollenstößel, dass dieser sich nur aufwändig in Massenfertigung herstellen lässt. So läuft die antriebsseitige Stirn des Gehäuses nicht vollständig um und es muss äußerst eng, bspw. im Haltebereich für die Rolle, toleriert werden. Auch wirken sich Winkelabweichungen der Umgebungskonstruktion nachteilig aus, so dass mit verschleißerhöhenden „Kantenträgern” zu rechnen ist oder in diesem Abschnitt ebenfalls sehr eng toleriert werden muss. Zudem wird festgestellt, dass der Rollenstößel unnötig massiv vorliegt.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Rollenstößel der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die zitierten Nachteile beseitigt sind. Insbesondere soll ein Rollenstößel kreiert werden, der leicht baut, eine einfache Verliersicherung für seine Rolle aufweist und der kostengünstig in Massenfertigung darstellbar ist.
Lösung der Aufgabe
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in einer zumindest abschnittsweise komplementären Einformung einer antriebsseitigen weiteren Stirnseite des Brückenstücks ein aus einem Ring abgetrenntes Schalenstück wie eine Halb- oder Drittelschale sitzt, in welchem die Rolle gleitgelagert verläuft, wobei die Rolle aus der antriebsseitigen Stirn heraus durch ein separates Haltemittel gesichert ist, welches eine Mantelfläche der Rolle im Abschnitt deren oberen Halbzylinders abschnittsweise übergreift und zumindest mittelbar von der antriebsseitigen Stirn des Gehäuses ausgeht.
Somit liegt ein Rollenstößel vor, bei dem die vorgenannten Nachteile beseitigt sind. Das erfindungsgemäße Bauteil entspricht bei sehr guter Steifigkeit Leichtbauerfordernissen, lässt sich einfach und preiswert fertigen und gestattet durch das separate und besonders kostengünstig darstellbare Schalenstück eine einfache Möglichkeit eines Ausgleichs von Winkelfehlern bei gleichzeitig hervorragender Kraftaufnahme im Rollenstößel. Es erfolgt eine Krafteinleitung über die Rolle direkt über das in Hubrichtung darunter liegende Schalen- mit Brückenstück. Die schalenartige Lagerung der Rolle führt zu einem guten Tragbild.
Der vorgeschlagene Ring kann ein Wälzring sein, der als billiger Massenartikel vorliegt. Als Wälzring ist u. a. an einen Nockengegenläuferring aus der Ventiltriebstechnik gedacht, so wie er auch bei Schlepphebeln oder Rollenstößeln zu finden ist. Das Standardbauteil wird einem Trennprozess wie Cracken unterzogen, so dass je Wälzring beispielsweise zwei oder drei Schalenstücke vorliegen. Ggf. kann das Schalenstück auch direkt als solches hergestellt werden. Als Trennverfahren für den Ring ist auch Schleifen/Fräsen/Sägen etc. möglich.
Der erfindungsgemäße Rollenstößel soll bspw. einem periodischen Huberzeuger wie einem Nocken oder Exzenter in einer hochdrehenden Kraftstoffhochdruckpumpe folgen. Gleichermaßen kann der Rollenstößel auch als Nockenfolger in einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine (PKW, LKW) eingesetzt werden (Tassen- o. Rollenstößel bei oben- oder untenliegender Nockenwelle).
Das bevorzugt als dünnwandige Blech- oder Kunststoffscheibe vorliegende Haltemittel für die Rolle, welche Rolle als Zylinder oder Rohr/Ring vorliegen kann, lässt sich einfach auf der antriebsseitigen Stirn des Gehäuses befestigen und stellt eine kostengünstige Variante einer Verliersicherung für die Rolle im Rollenstößel dar.
In Fortbildung der Erfindung ist es vorgeschlagen, von einem Rand der Scheibe einen Ringkragen in Stößelrichtung abragen zu lassen, der beispielsweise durch einfaches Umbördeln/Biegen geschaffen ist. Über diesen Ringkragen ist die Scheibe am Außenmantel des Gehäuses bspw. aufgeschnappt/aufgepresst. Ggf. kann die Scheibe auch am Innenmantel des Gehäuses befestigt werden.
Der Ringkragen soll ein Fenster besitzen, das bspw. gestanzt ist, von dessen zwei parallel zur Rollenachse verlaufenden Rändern dachartig Laschen abstehen, unter denen die Rolle gehalten ist. Diese Laschen können alternativ auch direkt vom Rand des Gehäuses ausgehen, so auch einteilig, so dass ggf. auf die Scheibe als solche verzichtet werden kann.
Gemäß einer weiteren Konkretisierung der Erfindung soll ein Innenmantel des Gehäuses im Anlaufbereich von Stirnflächen der Rolle letztlich nicht oder nur geringfügig an die Stirnflächenkontur angepasst sein. Diese Maßnahme ist besonders kostengünstig. Alternativ hierzu können jedoch auch taschenähnliche Einformungen etc. zur Aufnahme der Stirnflächen der Rolle vorgesehen sein.
Es ist zweckmäßig, jedoch nicht zwingend, wenn der antriebsseitige Rand des Gehäuses nicht oder nur geringfügig über eine halbe Rollenhöhe steht. Die Einsparung von Bauhöhe führt bei geschickter konstruktiver Auslegung ggf. zu einer Reduzierung der Masse des Rollenstößels. Dies hilft Reibarbeit zu sparen.
Eine einfache Möglichkeit eines Winkelausgleichs ist Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs. Demnach können ein Außenmantel des Schalenstücks oder dessen Einformung profiliert wie bspw. endprofiliert oder einfach gesagt ballig sein. Ggf. können auch beide der vorgenannten Kontaktpartner derartig gestaltet vorliegen.
Es ist vorgesehen, das Gehäuse des Rollenstößels aus einem Leichtbauwerkstoff wie Stahlblech tiefziehtechnisch herzustellen. Alternativ ist es vorgeschlagen, das Gehäuse fließzupressen oder spanend herzustellen.
Das Brückenstück kann als einteiliger Quersteg mit einer optionalen, bspw. noppenartigen Anlage an dessen Unterseite für ein Stößelfolgeteil ausgebildet sein. Eine derartige Gestaltung kommt u. a. bei dessen fließpresstechnischer Herstellung infrage. Es ist jedoch auch ein separates Brückenstück vorgesehen. Dieses kann u. a. als dünnwandiges Blechteil vorliegen, das entsprechend mit dem Gehäuse verbunden ist.
Gemäß einer weiteren Fortbildung der Erfindung ist das Schalenstück über eine einfache Ausdrehsicherung in der Einformung gehalten. So schlägt es mit seinen Endstirnen an Unterseiten des Haltemittels an.
Perforierungen wie Löcher im Brückenstück verhindern eine Ausbildung eines Luftpolsters bei der oszillierenden Axialbewegung des Rollenstößels und gestatten einen Flüssigkeitsdurchtritt (Öl, Kraftstoff). Zum anderen verringern diese Perforierungen die Masse des Rollenstößels. Ggf. kann auch das Gehäuse des Stößels zur Gewichtsminimierung gelocht sein.
Der Fachmann wird im Kontaktbereich der Rolle oder am Außenmantel des Gehäuses bzw. der Unterseite des Brückenstücks (Anlage zum Stößelfolgeteil) geeignete Verschleißschutzschichten auftragen, um die Lebensdauer des Rollenstößels zu erhöhen. Zudem ist am Außenmantel des Gehäuses eine nicht näher beschriebene Verdrehsicherung vorgesehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch einen Rollenstößel;
2 eine um 90° gedrehte Schnittansicht zu 1;
3 eine Draufsicht auf den Rollenstößel und
4 eine räumliche Ansicht des Rollenstößels.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Offenbart ist ein Rollenstößel 1, wie er als Gegenläufer für einen Nocken oder Exzenter in einer Kraftstoffhochdruckpumpe (beispielsweise zur Förderung von Dieselkraftstoff) Verwendung findet. Der Rollenstößel 1 hat ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse 2, über dessen Außenmantel 19 eine Führung in einer Aufnahme der Kraftstoffhochdruckpumpe oder einer Umgebungskonstruktion stattfindet.
Im Bereich einer antriebsseitigen Stirn 3 ist das Gehäuse 2 von einer Rolle 4 quer durchragt, die mit ihren Stirnflächen 24 an Kontaktbereichen 22 eines Innenmantels 23 des Gehäuses 2 liegt. Die Kontaktbereiche 22 müssen nicht gesondert bearbeitet sein.
Eine allumlaufende antriebsseitige Stirn 3 des Gehäuses 2 endet etwa im Bereich einer halben Höhe der Rolle 4. Auf der Stirn 3 verläuft ein als Blechscheibe ausgebildetes Haltemittel 12. Dieses ist über einen in etwa orthogonal von ihrem Rand 17 abstehenden Ringkragen 18 am Außenmantel 19 des Gehäuses 2 gehalten. Der Außenmantel 19 weißt hierfür einen Ringabsatz 28 auf.
Das Haltemittel 12 hat ein Fenster 15. Durch dieses ragt die Rolle 4. Von Rändern 16 des Fensters 15, welche Ränder 16 parallel zur Axiallinie der Rolle 4 liegen, stehen respektive Laschen 14 dachartig nach oben ab. Die Laschen 14 übergreifen abschnittsweise eine Mantelfläche 13 der Rolle 4 zu deren Halterung.
Die Rolle 4 ist in einem Schalenstück 11 gleitgelagert, das aus einem als Standardelement vorliegenden Wälzring abgetrennt ist. Als Trennvorgang ist Cracken vorgeschlagen, so dass je Wälzring zwei oder drei Schalenstücke 11 generiert werden können. Das Schalenstück 11 wiederum liegt in einer komplementären, hier zylindrischen Einformung 9 einer Stirnseite 10 eines einteilig mit dem Gehäuse 2 verbundenen Brückenstücks 5. Eine Hubübertragung erfolgt über die Rolle 4 in das im Brückenstück 5 liegende Schalenstück 11 zum Pumpenkolben, wobei an einer unteren Stirnseite 7, auf der Seite einer abtriebsseitigen Stirn 6 des Gehäuses 2, das Brückenstück 5 eine Anlage 8 hat, an welcher im Einbaufall ein Schaft des vorgenannten Pumpenkolbens unmittelbar anliegt.
Wie am besten aus 1 entnehmbar, ist ein Außenmantel 20 des Schalenstücks 11 endseitig leicht ballig abgeflacht (profiliert), so dass zum Winkelfehlerausgleich, wie vorhergehend beschrieben, eine geringfügige Beweglichkeit des Schalenstücks 11 gegenüber der Einformung 9 gegeben ist.
Das Schalenstück 11 ist in der Einformung 9 des Brückenstücks 5 durch Anlage von dessen Endstirnen 25 an einer Unterseite 26 des Haltemittels 12 ausdrehgesichert.
Zudem geht aus 2 hervor, dass das Brückenstück 5 mit sich axial erstreckenden Perforierungen 27 versehen ist. Diese ermöglichen einen Durchtritt von flüssigen Medien wie Öl oder Kraftstoff und verhindern ein „Aufpumpen” des Rollenstößels 1.
Bezugszeichenliste

1: Rollenstößel
2: Gehäuse
3: antriebsseitige Stirn Gehäuse
4: Rolle
5: Brückenstück
6: abtriebsseitige Stirn Gehäuse
7: eine Stirnseite Brückenstück
8: Anlage
9: Einformung
10: weitere Stirnseite Brückenstück
11: Schalenstück
12: Haltemittel/Scheibe
13: Mantelfläche Rolle
14: Lasche
15: Fenster
16: Rand Fenster
17: Rand Scheibe
18: Ringkragen
19: Außenmantel Gehäuse
20: Außenmantel Schalenstück
21: Endbereich
22: Kontaktbereich
23: Innenmantel Gehäuse
24: Stirnfläche Rolle
25: Endstirn Schalenstück
26: Unterseite
27: Perforierung
28: Ringabsatz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3247026 A1 [0002]

Claims

Rollenstößel (1), insbesondere für eine Kraftstoffhochdruckpumpe oder für einen Ventiltrieb jeweils einer qualitäts- oder quantitätsgeregelten Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (2), dessen antriebsseitige Stirn (3) von einer einem Anlauf eines Nockens oder Exzenters dienenden Rolle (4) überragt ist, wobei, in Gehäuserichtung gesehen, das Gehäuse (2) unterhalb der Rolle (4) von einem Brückenstück (5) durchragt ist, welches an seiner einer abtriebsseitigen Stirn (6) des Gehäuses (2) zugewandten einen Stirnseite (7) eine Anlage (8) für ein Stößelfolgeteil hat, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zumindest abschnittsweise komplementären Einformung (9) einer antriebsseitigen weiteren Stirnseite (10) des Brückenstücks (5) ein aus einem Ring abgetrenntes Schalenstück (11) wie eine Halb- oder Drittelschale sitzt, in welchem die Rolle (4) gleitgelagert verläuft, wobei die Rolle (4) aus der antriebsseitigen Stirn (3) heraus durch ein separates Haltemittel (12) gesichert ist, welches eine Mantelfläche (13) der Rolle (4) im Abschnitt deren oberen Halbzylinders abschnittsweise übergreift und zumindest mittelbar von der antriebsseitigen Stirn (3) des Gehäuses (2) ausgeht.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel (12) wenigstens zwei streifenartige, sich gegenüberliegende Laschen (14) hat, die in Draufsicht auf eine Axiallinie der Rolle (4) gerichtet sind und Letztgenannte dachartig übergreifen.
Rollenstößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel (12) als im Bereich der antriebsseitigen Stirn (3) des Gehäuses (2) befestigte sowie diesen Abschnitt bodenartig überbrückende Scheibe wie eine Blechscheibe mit einem von der Rolle (4) durchragten Fenster (15) dargestellt ist, wobei von parallel zur Rollenlängsrichtung verlaufenden Rändern (16) des Fensters (15) die Laschen (14) abstehen.
Rollenstößel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass von einem äußeren Rand (17) der Scheibe (12) entweder ein Ringkragen (18) absteht oder dass kronenartige Ansätze in Stößelrichtung wegragen, der/die am Außenmantel (19) des Gehäuses (2) durch eine Befestigungsart wie Schnappen oder Pressen sitzt/sitzen.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entweder a) ein Außenmantel (20) des Schalenstücks (11) ballig oder endprofiliert ist, oder dass b) die Einformung (9) ballig oder wenigstens in deren axialen Endbereichen (21) abgewölbt ist oder dass c) der Außenmantel (20) des Schalenstücks (11) ballig oder endprofiliert und zugleich die Einformung (9) ballig oder wenigstens in deren axialen Endbereichen (21) abgewölbt ist.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Ring zur Darstellung des Schalenstücks (11) ein fertig feinbearbeitetes Standardbauteil wie ein Wälzring verwendet ist.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenstück (5) einteilig mit dem Gehäuse (2) verbunden ist.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) fließgepresst oder tiefziehtechnisch aus Blech wie aus Stahlblech hergestellt ist.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktbereich (22) am Innenmantel (23) des Gehäuses (2) für Stirnflächen (24) der Rolle (4) zumindest weitestgehend dem restlichen Umlaufprofil des Innenmantels (23) des Gehäuses (2) entspricht.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (4) bis maximal zu ihrer halben Höhe in der antriebsseitige Stirn (3) des Gehäuses (2) eingetaucht sitzt.
Rollenstößel nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalenstück (11) über Anlage dessen Endstirnen (25) an einer Unterseite (26) des Haltemittels (12) eine Ausdrehsicherung erfährt.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalenstück (11) aus dem Ring durch ein Trennverfahren a) wie Cracken oder b) wie Schleifen/Fräsen/Sägen gewonnen ist.