DE102009056305A1

DE102009056305A1 - Rollenstößel

Info

Publication number: DE102009056305A1
Application number: DE102009056305A
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), dem bei seiner antriebsseitigen Stirn (3) eine einem Anlauf eines Nockens oder Exzenters dienende Rolle (4) immanent 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 bei der antriebsseitigen Stirn (3) des Gehäuses (2) zwei sich diametral gegenüberliegende Flachse (13) mit Lagerbereichen (16) wie Bohrungen appliziert sind, in denen die Rolle (4) über Randbereiche deren Außenmantels (25) radialspielbehaftet aufgenommen ist und wobei in einer zylindrischen Einformung (9) einer antriebsseitigen weiteren Stirnseite (10) des Brückenstücks (5) ein aus einem Wälzring abgetrenntes Schalenstück (11) wie eine Halb- oder Drittelschale sitzt, in welchem die Rolle (4) zur Hubübertragung gleitgelagert läuft.

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, dem bei seiner antriebsseitigen Stirn eine einem Anlauf eines Nockens oder Exzenters dienende Rolle immanent ist, wobei, in Gehäuserichtung gesehen, das Gehäuse unterhalb der Rolle von einem Brückenstück durchragt ist, welches Brückenstück 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 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
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rollenstößel der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die zitierten Nachteile beseitigt sind. Insbesondere soll ein Rollenstößel kreiert werden, welcher sich in Massenfertigung äußerst preiswert herstellen lässt.
Lösung der Aufgabe
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass bei der antriebsseitigen Stirn des Gehäuses zwei sich diametral gegenüberliegende Flachs mit Lagerbereichen für die Rolle appliziert sind, wobei die Rolle über Randbereiche deren Außenmantels radialspielbehaftet in den als Bohrungen/Langlöchern oder Taschen ausgebildeten Lagerbereichen aufgenommen ist, wobei in einer zylindrischen Einformung einer antriebsseitigen weiteren Stirnseite des Brückenstücks ein aus einem Wälzring abgetrenntes Schalenstück wie eine Halb- oder Drittelschale sitzt, in welchem die Rolle zur Hubübertragung gleitgelagert läuft.
Somit liegt ein Rollenstößel vor, bei dem die vorgenannten Nachteile beseitigt sind. Die Rolle soll erfindungsgemäß mit Radialspiel über ihre Randbereiche in den Lagerbereichen des Hemdes aufgenommen sein, d. h. mit anderen Worten, dass eine Krafteinleitung über die Rolle direkt über das in Hubrichtung darunter liegende Schalen- mit Brückenstück und nicht über das Gehäuse mit entsprechend kleiner und folglich stark belasteter Kontaktfläche erfolgt.
Als Lagerbereiche kommen insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, Bohrungen, Langlöcher oder von innen nach außen in die Flachs geformte Taschen infrage. Wichtig ist an dieser Stelle die ausreichende radiale Beweglichkeit der Rolle in den Lagerbereichen, so dass eine Krafteinleitung unter allen Umständen direkt in das Schalenstück erfolgt.
Es wird auf die aus dem Stand der Technik hervorgehende Nadellagerung für die Rolle verzichtet und zur Einleitung der Kräfte, wie genannt, bspw. ein aus einem als Massenartikel vorliegenden Wälzring abgetrenntes Schalenstück appliziert. Als Wälzring kann u. a. ein Nockengegenläuferring aus der Ventiltriebstechnik Verwendung finden, so wie er auch bei Schlepphebeln oder Rollenstößeln zu finden ist. Das Standardbauteil wird einem Trennprozess wie Cracken (möglich durch „Aufspreizen” radial von innen nach außen) unterzogen, so dass je Wälzring beispielsweise zwei oder drei Schalenstücke vorliegen. Ggf. kann das Schalenstück auch direkt als solches hergestellt werden.
Der vorschlagsgemäße Rollenstößel soll bspw. einem periodischen Huberzeuger wie einem Nocken oder Exzenter in einer Kraftstoffhochdruckpumpe folgen. Gleichermaßen kann der Rollenstößel auch als Nockenfolger in einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden (Tassen- o. Rollenstößel bei oben- oder untenliegender Nockenwelle).
Die neuartige schalenartige Lagerung führte zu einem guten Tragbild. Der Rollenstößel ist auch hervorragend für einen Einsatz in hochdrehenden Pumpen geeignet.
Eine besonders einfache Gestaltung des Brückenstücks liegt dann vor, wenn dieses, wie vorgeschlagen, komplett gewölbt ist. Es kann jedoch auch lediglich eine teilzylindrische Einformung zur Aufnahme des Schalenstücks aufweisen.
Bevorzugt ist das Gehäuse des Rollenstößels aus einem Leichtbauwerkstoff wie Stahlblech tiefziehtechnisch hergestellt. Während des Tiefziehvorgangs werden zweckmäßigerweise die sich gegenüberliegenden Flachs zur radialspielbehafteten Aufnahme der Rolle mit eingebracht.
Dem Fachmann ist klar, dass im Lagerbereich nicht mit sehr hoher Präzision gearbeitet werden muss, so dass hierdurch ein weiterer Beitrag in Richtung Absenkung der Fertigungskosten geleistet ist.
Das Brückenstück, in welchem das Schalenstück aufgenommen wird, ist zweckmäßigerweise als separates Bauteil dargestellt, kann jedoch auch einteilig mit dem Gehäuse verbunden sein. Im Falle einer Ausbildung als separates Bauteil besteht das Brückenstück beispielsweise aus dünnwandigem Stahlblech. Hierdurch ist ein weiterer Beitrag in Richtung Leichtbau und Absenkung der Fertigungskosten geleistet.
In Konkretisierung der Erfindung ist es vorgeschlagen, vom Brückenstück fingerartige Vorsprünge ausgehen zu lassen, die orthogonal zur Rolle aufeinander zu weisen, welche das Schalenstück fixieren und dachartig um Teilmantelbereiche der „freien” Seite der Rolle ragen, so dass gleichzeitig das Schalen- mit dem Brückenstück in Richtung zur abtriebsseitigen Stirn des Gehäuses gehalten ist.
Gemäß einer zweckmäßigen Konkretisierung der Erfindung sitzt in einer Öffnung des Gehäuses eine separate Verdrehsicherung wie ein Pin. Diese kann jedoch auch einteilig vom Gehäuse abstehen oder als „Verlängerung” des Brückenstücks vorliegen.
Alternativ zu der vorgenannten Blechausbildung des Gehäuses kann Letztgenanntes auch durch Fließpressen oder Zerspanen hergestellt werden. Auch ist an auf die Rolle, das Schalenstück oder den Außenmantel des Gehäuses aufgebrachte Verschleißschutzschichten gedacht.
Zudem ist es erfindungsgemäß vorgeschlagen, an einer Stirnseite des Brückenstücks, welche einer abtriebsseitigen Stirn des Gehäuses zugewandt ist, eine noppenartig hervorstehende Anlage für das Stößelfolgeteil zu generieren. Diese Anlage kann beispielsweise als abschnittsweise Materialdurchdrückung/Anprägung, die von einer weiteren Stirnseite des Brückenstücks ausgeht, dargestellt sein.
Die Rolle kann als Ring oder Zylinder vorliegen. Zudem ist es vorgesehen, auf die Flachs zu verzichten und die Lagerbereiche unmittelbar im Gehäuse zu applizieren.
Zur Fixierung der Rolle in Axialrichtung soll diese anspruchsgemäß an ihren Stirnflächen nietartig aufgeweitet oder im Randbereich mit einer Punkt-, Umfangs- oder Segmentverstemmung versehen sein. Alternativ hierzu ist auch eine Sprengringsicherung, eine Halteklammerfixierung oder eine Halterung über vom Außenmantel des Gehäuses ausgehende und über die Stirnflächen der Rolle wenigstens abschnittsweise ragende Streben o. dgl. vorgesehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Es zeigen:
1 den Rollenstößel im Zusammenbau und
2 in einer Explosivdarstellung den Rollenstößel mit Schalen- und Brückenstück.
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 21 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 beidendig in als Bohrungen ausgebildeten Lagerbereichen 16 von Flachs 13 radialspielbehaftet sitzt. Die Flachs 13 sind als Materialeindrückungen ausgebildet. Eine axiale Fixierung der Rolle 4 ist durch nietartige „Aufspreizungen” deren Stirnflächen 14 dargestellt (nicht in der Zeichnung erkennbar).
Die Rolle 4 ist in einem Schalenstück 11 gleitgelagert, das aus einem als Standardelement vorliegenden Wälzring abgetrennt ist. Als Trennvorgang kommt beispielsweise Cracken infrage, so dass je Wälzring zwei oder drei Schalenstücke 11 generiert werden können. Das Schalenstück 11 wiederum liegt in einer komplementären Einformung 9 einer Stirnseite 10 eines separaten, dünnwandigen Brückenstücks 5, welches aus Stahlblech besteht. Eine Hubübertragung erfolgt über die Rolle 4 in das im Brückenstück 5 liegende Schalenstück 11 zum Pumpenkolben, wobei an einer unteren Stirnseite 7 das Brückenstück 5 eine knopfartig hervorstehende Anlage 8 hat, die als ansatzweise von der Stirnseite 10 ausgehende Materialdurchdrückung vorliegt. An dieser Anlage 8 liegt im Einbaufall ein Schaft des vorgenannten Pumpenkolbens unmittelbar an.
Von Endstirnen 15 des Brückenstücks 5 stehen nasenartige Vorsprünge 17 dachartig nach innen ab, unter denen das Schalenstück 11 mit seinen Trennstirnen 18 gehalten ist. Die Vorsprünge 17 sind klammerartig um „freie” Teilmantelbereiche der Rolle 4 geführt, so dass das Brücken- mit dem Schalenstück 5, 11 quasi „frei” im Rollenstößel 1 hängt (Transportfall).
Eine Verdrehsicherung 22 für das Gehäuse 2 ist über einen dessen Außenmantel 21 überragenden Pin 23 dargestellt, welcher in einer Öffnung 24 sitzt. Der Pin 23 hat einen pilzartigen Querschnitt.
Der Rollenstößel 1, dessen Gehäuse 2 und Brückenstück 5 aus dünnwandigem Stahlblech bestehen und bei dem gleichzeitig eine unaufwändige Gleitlagerung seiner Rolle 4 in einem aus einem Wälzring abgetrennten Schalenstück 11 realisiert ist, besitzt einen einfachen Aufbau und lässt sich preisgünstig in Massenfertigung herstellen. Der Rollenstößel 1 eignet sich hervorragend für einen Einsatz in einer Diesel- oder Ottokraftstoffpumpe nach neuestem Stand.
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: Innenmantel Gehäuse
13: Flach
14: Stirnfläche Rolle
15: Endstirn Brückenstück
16: Lagerbereich
17: Vorsprung
18: Trennstirn
19: nicht vergeben
20: nicht vergeben
21: Außenmantel Gehäuse
22: Verdrehsicherung
23: Pin
24: Öffnung
25: Außenmantel Rolle

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), dem bei seiner antriebsseitigen Stirn (3) eine einem Anlauf eines Nockens oder Exzenters dienende Rolle (4) immanent ist, wobei, in Gehäuserichtung gesehen, das Gehäuse (2) unterhalb der Rolle (4) von einem Brückenstück (5) durchragt ist, welches Brückenstück (5) an seiner einer abtriebsseitigen Stirn (6) des Gehäuses (2) zugewandten einen Stirnseite (7) eine Anlage (8) für ein Stößelfolgeteil hat, dadurch gekennzeichnet, dass bei der antriebsseitigen Stirn (3) des Gehäuses (2) zwei sich diametral gegenüberliegende Flachs (13) mit Lagerbereichen (16) für die Rolle (4) appliziert sind, welche Rolle (4) über Randbereiche deren Außenmantels (25) radialspielbehaftet in den a) als Bohrungen, b) als Langlöchern oder c) als Taschen ausgebildeten Lagerbereichen (16) aufgenommen ist, wobei in einer zylindrischen Einformung (9) einer antriebsseitigen weiteren Stirnseite (10) des Brückenstücks (5) ein aus einem Wälzring abgetrenntes Schalenstück (11) wie eine Halb- oder Drittelschale sitzt, in welchem die Rolle (4) zur Hubübertragung gleitgelagert läuft.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenstück (5) im Ganzen gesehen eine schalenförmig gewölbte Geometrie hat, wobei von dessen Endstirnen (15) nasenartige Vorsprünge (17) dachartig nach innen abstehen, unter denen das Schalenstück (11) mit seinen Trennstirnen (18) gehalten ist.
Rollenstößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (17) derartig weit um Teilmantelbereiche der Rolle (4) ragen [Umfassung > 180°C], dass die Baueinheit Brücken- mit Schalenstück (5, 11) in Richtung zur abtriebsseitigen Stirn (6) des Gehäuses (2) gehalten ist.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Wälzring zur Darstellung des Schalenstücks (11) ein fertig feinbearbeitetes Standardbauteil verwendet ist.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (8) für das Stößelfolgeteil im Brückenstück (5) als eine von dessen weiterer Stirnseite (10) ausgehende Anprägung oder abschnittsweise Materialdurchdrückung dargestellt ist.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außenmantel (21) des Gehäuses (2) von einer Verdrehsicherung (22) wie einem in einer Öffnung (24) des Gehäuses (2) sitzenden Pin (23), zylindrischer, teilzylindrischer oder pilzförmiger Geometrie, überragt ist.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) aus einem Leichtbauwerkstoff wie Stahlblech besteht.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Schalenstück (11) aus dem Wälzring durch ein Trennverfahren a) wie Cracken oder b) wie Schleifen/Fräsen/Sägen gewonnen ist.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (4) entweder vollzylindrisch oder als Ring vorliegt.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Fixierung der Rolle (4), im Fall der zwei Bohrungen/Langlöcher zur Darstellung der Lagerbereiche (16), entweder a) durch eine radiale Aufweitung [Niet] deren Stirnflächen (14), b) eine Verstemmung im Randbereich deren Stirnflächen (14), c) durch ein vom Außenmantel (21) des Gehäuses (2) überragendes Bügelstück oder d) durch in Ringnuten deren Außenmantels (25) sitzende Sprengringe geschaffen ist.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachs (13) als vom Außenmantel (21) des Gehäuses (2) ausgehende Materialeindrückungen dargestellt sind.