DE102009056306A1

DE102009056306A1 - Rollenstößel

Info

Publication number: DE102009056306A1
Application number: DE102009056306A
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
Also published as: US20120234277A1; KR20120106740A; EP2507484A1; WO2011064044A1; CN102686835A; US8607754B2; IN2012DN02997A; EP2507484B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rollenstößel (1) für eine Kraftstoffhochdruckpumpe, mit einem Gehäuse ( einem Anlauf eines Nockens dienende gleitgelagerte Rolle (4) immanent ist, wobei, in Gehäuserichtung gesehen, das Gehäuse (2) unterhalb der Rolle (4) ein Brückenstück (5) aufweist, welches an seiner einer abtriebsseitigen Stirn (6) des Gehäuses (2) zugewandten einen Stirnseite (7) eine Anlage (8) für ein Stößelfolgeteil hat 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) unmittelbar gleitgelagert verläuft.

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 gleitgelagerte Rolle immanent ist, wobei, in Gehäuserichtung gesehen, das Gehäuse unterhalb der Rolle ein Brückenstück aufweist, 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 in einer Einformung einer antriebsseitigen weiteren Stirnseite des Brückenstücks ein aus einem Ring wie einem Wälzring abgetrenntes Schalenstück wie eine Halb- oder Drittelschale sitzt, in welchem die Rolle unmittelbar gleitgelagert verläuft.
Somit liegt ein Rollenstößel vor, bei dem die vorgenannten Nachteile beseitigt sind. Es wird zur Einleitung der Kräfte ein aus einem als Massenartikel vorliegenden Wälzring abgetrenntes Schalenstück appliziert. Als Wälzring kann bspw. ein Nockengegenläuferring aus der Ventiltriebstechnik Verwendung finden, so wie er u. a. 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. Die Einformung für das Schalenstück kann bspw. ein zylindrisches oder gotisches Profil beschreiben.
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 schalenartige Lagerung ohne seitliche Umfassung der Rolle in Bohrungen des Gehäuses führte zu einem guten Tragbild. Der Rollenstößel ist hervorragend für einen Einsatz in den heutzutage hochdrehenden Pumpen geeignet.
Bevorzugt ist das Gehäuse des Rollenstößels aus einem Leichtbauwerkstoff wie Stahlblech tiefziehtechnisch hergestellt. Während des Tiefziehvorgangs werden zweckmäßigerweise die sich gegenüberliegenden Flachs für einen seitlichen Anlauf von Stirnflächen der Rolle mit eingebracht. Zur Gewichtsersparnis können diese Flachs, aber auch andere Mantelbereiche des Gehäuses, mit respektiven Aussparungen versehen sein.
Wie vorgeschlagen, gehen vom Abschnitt der Flachs einteilige Verliersicherungsbereiche wie Überstände für die geringfügig axialbewegliche Rolle aus. Dem Fachmann ist klar, dass an dieser Stelle nicht mit sehr hoher Präzision gearbeitet werden muss, so dass hierdurch ein weiterer Beitrag in Richtung Absenkung der Fertigungskosten geleistet ist.
Als Überstände zur Halterung der Rolle kommen nach einer Konkretisierung der Erfindung bspw. noppenartige Anformungen infrage, die von Innenseiten der Flachs geringfügig über stirnseitige Endbereiche der Rolle stehen.
Alternativ hierzu ist es vorgeschlagen, einen jeweiligen Überstand durch einen Dachbereich einer schalenartigen Einformung im entsprechenden Flach auszubilden.
Nach einer weiteren Variante können die Verliersicherungsbereiche auch als vom Innenmantel des Gehäuses ausgehende und sich diametral gegenüberliegende, fingerartige Ansätze vorliegen, deren Unterseiten abschnittsweise über die Rolle greifen. Klar ist, dass ein Scheitelpunkt der Rolle über Oberseiten der Ansätze hinausragt.
Auch kann die Rolle im Stirnflächenbereich durch kerbenähnliche Einformungen, die vom Außenmantel des Gehäuses ausgehen und radial nach innen verlaufen, gehalten werden. Genauer gesagt, wird die Rolle von durch die Einformungen gebildeten, innenliegenden Dachsegmenten fixiert.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann auf die vorgenannten Flachs am Gehäuse verzichtet werden. Die Rolle läuft hierbei mit ihren Stirnflächen gegen die zylindrisch gewölbten Gegenflächen des Innenmantels des Gehäuses an.
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.
Gemäß einer zweckmäßigen Konkretisierung der Erfindung kann ein nasenartiger Ansatz des Brückenstücks durch eine entsprechende Öffnung im Gehäuse ragen. Somit ist eine einfache Verdrehsicherung für den Rollenstößel dargestellt. Es kann auf einen separaten Verdrehsicherungskörper im Hemd des Rollenstößels verzichtet werden.
Alternativ zu der vorgenannten Blechausbildung des Gehäuses kann Letztgenanntes auch durch Fließpressen oder Zerspanen hergestellt werden.
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.
Als Trennverfahren für den Wälzring ist u. a. an das vorgenannte Cracken oder an Schleifen/Fräsen/Sägen etc. gedacht.
Die Rolle kann als Ring oder Zylinder vorliegen. Vorzugsweise soll hier auf Standardbauteile zurückgegriffen werden.
Schließlich ist eine Endprofilierung der Rolle oder des Schalenstücks am Außenmantel vorgeschlagen. Diese Maßnahme gestattet einen einfachen Ausgleich von Fluchtungsfehlern. Ggf. kann auch die Einformung im Brückenstück eine derartige Gestaltung erhalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Es zeigen:
1 in einer Explosivdarstellung einen Rollenstößel mit Schalenstück;
2 den Rollenstößel wie vorgenannt im Zusammenbau;
3, 5 und 7 das Gehäuse des Rollenstößels mit verschiedenen Varianten einer Halterung/Verliersicherung für die Rolle und
4, 6 und 8 den Rollenstößel im Zusammenbau, jeweils passend zu den Varianten der Verliersicherung nach den 3, 5 und 7.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
1 offenbart einen 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 Rolle 4 läuft mit ihren Stirnflächen 14 gemäß den Lösungen nach den 1 bis 6 an Innenseiten von respektiven Flachs 13 an. Letztgenannte sind als Materialeindrückungen ausgebildet.
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 generiert werden können.
Das Schalenstück 11 ist in einer komplementären Einformung 9 einer Stirnseite 10 eines separaten, dünnwandigen Brückenstücks 5 aufgenommen. Das Brückenstück 5 besteht aus Stahlblech und liegt mit Randbereichen seiner Stirnseite 10 an Unterseiten der Flachs 13 an.
Wie am besten 1 offenbart, hat das Brückenstück 5 einen nasenartigen Ansatz 23. Dieser durchragt (siehe 2) eine fensterartige Öffnung 24 im Gehäuse 2 und bildet somit eine Verdrehsicherung 22 für das Gehäuse 2.
An einer unteren Stirnseite 7 besitzt das Brückenstück 5 eine knopfartig hervorstehende Anlage 8, die als ansatzweise von der Stirnseite 10 ausgehende Materialdurchdrückung vorliegt. An dieser Anlage 8 liegt im Einbaufall ein Schaft eines Pumpenkolbens an.
Aus dem Gehäuse 2 heraus ist die Rolle 4 durch Verliersicherungsbereiche 15 gehalten. Diese sind als einteilig von den Flachs 13 ausgehende Überstände 16 ausgebildet und bestehen nach den 1, 2 aus noppenartigen Anformungen 17, die in Axialrichtung der Rolle 4 weisen.
Eine alternative Ausbildung der Verliersicherungsbereiche 15 offenbaren die 3, 4. Demnach sind die Überstände 16 je Flach 13 durch einen Dachbereich 18 einer schalenartigen Einformung 19 gebildet.
Gemäß den 5, 6 sind die Verliersicherungsbereiche 15 als zwei sich gegenüberliegende, fingerartige Ansätze 20 gestaltet. Diese gehen vom Innenmantel 12 des Gehäuses 2 bei der antriebsseitigen Stirn 3 aus und verlaufen orthogonal zur Axiallinie der Rolle 4.
Gemäß den 7, 8 sind zur Darstellung der Verliersicherungsbereiche 15 im Außenmantel 21 des Gehäuses 2 bei der antriebsseitigen Stirn 3 je zwei umfangsmäßig beabstandete, kerbenartige Einformungen 25 vorgesehen, die innenliegende Dachsegmente 26 bilden, unter welchen die Rolle 4 gehalten ist.
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: Verliersicherungsbereich
16: Überstand
17: Anformung
18: Dachbereich
19: schalenartige Einformung
20: fingerartiger Ansatz
21: Außenmantel Gehäuse
22: Verdrehsicherung
23: nasenartiger Ansatz
24: Öffnung
25: kerbenartige Einformung
26: Dachsegment
27: Innenmantelabschnitt
28: Außenmantel Schalenstück

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 gleitgelagerte Rolle (4) immanent ist, wobei, in Gehäuserichtung gesehen, das Gehäuse (2) unterhalb der Rolle (4) ein Brückenstück (5) aufweist, 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 in einer Einformung (9) einer antriebsseitigen weiteren Stirnseite (10) des Brückenstücks (5) ein aus einem Ring wie einem Wälzring abgetrenntes Schalenstück (11) wie eine Halb- oder Drittelschale sitzt, in welchem die Rolle (4) unmittelbar gleitgelagert verläuft.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Innenmantel (12) des Gehäuses (2) bei der antriebsseitigen Stirn (3) zwei sich diametral gegenüberliegende Flachs (13) angeordnet sind, an denen die Rolle (4) mit ihren Stirnflächen (14) anläuft.
Rollenstößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachs (13) als vom Außenmantel (21) des Gehäuses (2) ausgehende „Eindrückungen” vorliegen.
Rollenstößel nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass im Abschnitt der antriebsseitigen Stirn (3) des Gehäuses (2) die Rolle (4) abschnittsweise übergreifende Verliersicherungsbereiche (15) dargestellt sind.
Rollenstößel nach Anspruch 4, sofern auf Anspruch 2 oder 3 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verliersicherungsbereiche (15) als einteilig von den Flachs (13) ausgehende Überstände (16) vorliegen.
Rollenstößel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Überstände (16) je Flach (13) aus zwei noppenartigen Anformungen (17) gebildet sind, welche in Axialrichtung der Rolle (4) weisen und unter denen die Rolle (4) gehalten ist (1, 2).
Rollenstößel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Überstände (16) je Flach (13) durch einen Dachbereich (18) einer schalenartigen Einformung (19) im Flach (13) gebildet sind (3, 4).
Rollenstößel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verliersicherungsbereiche (15) als zumindest zwei sich gegenüberliegende, fingerartige Ansätze (20) vorliegen, die vom Innenmantel (12) des Gehäuses (2) bei dessen antriebsseitiger Stirn (3) oder direkt von Letztgenannter ausgehen und orthogonal zur Axiallinie der Rolle (4) verlaufen (5, 6).
Rollenstößel nach Anspruch 4, sofern auf Anspruch 1 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass im Außenmantel (21) des Gehäuses (2) bei dessen antriebsseitiger Stirn (3) je Stirnfläche (14) der Rolle (4) zwei umfangsmäßig beabstandete, kerbenartige Einformungen (25) zur Bildung von innenliegenden Dachsegmenten (26) für die Verliersicherungsbereiche (15) appliziert sind, unter welchen Dachsegmenten (26) die Rolle (4) gehalten ist (7, 8).
Rollenstößel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (4) mit ihren Stirnflächen (14) an zumindest weitestgehend zylindrisch belassenen (unabgeflachten) Innenmantelabschnitten (27) des Gehäuses (2) zwischen den Dachsegmenten (26) eine laterale Führung erfährt.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Ring zur Darstellung des Schalenstücks (11) ein fertig feinbearbeitetes Standardbauteil verwendet ist.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenstück (5) als separates Stahlblechteil ausgebildet ist.
Rollenstößel nach Anspruch 1 oder 12, 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) überragt ist.
Rollenstößel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Darstellung der Verdrehsicherung (22) ein einteiliger, nasenartiger Ansatz (23) des Brückenstücks (5) durch eine respektive Öffnung (24) des Gehäuses ragt.
Rollenstößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachs (13) geschlossen ausgeführt sind.
Rollenstößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachs (13) mit je einer Öffnung wie einer Bohrung versehen sind.
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 entweder a) ein Außenmantel (28) des Schalenstücks (11) ballig oder endprofiliert ist oder dass b) die Rolle (4) ballig oder endprofiliert ist oder dass c) der Außenmantel (28) des Schalenstücks (11) ballig oder endprofiliert und zugleich die Rolle (4) ballig oder endprofiliert sind.