DE102011002814A1

DE102011002814A1 - Rollenstößel

Info

Publication number: DE102011002814A1
Application number: DE102011002814A
Authority: DE
Inventors: Matthias Greiner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2011-01-18
Publication date: 2012-07-19
Also published as: WO2012097953A1

Abstract

Rollenstößel 9 mit einem einen Rollenschuh 17 aufnehmenden Stößelkörper 15, wobei der Rollenschuh 17 eine zylinderförmige Aufnahme 18 zur Lagerung einer Laufrolle 19 aufweist. Erfindungsgemäß wird ein Rollenstößel 9 bereitgestellt, der hinsichtlich seines Verschleißverhaltens verbessert ist. Dies wird dadurch erreicht, dass der Rollenstößel 9 einen die Laufrolle 19 in der Aufnahme 18 haltenden Anlaufring 20 aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rollenstößel mit einem einen Rollenschuh aufnehmenden Stößelkörper, wobei der Rollenschuh eine Aufnahme zur Lagerung einer Laufrolle aufweist.
Stand der Technik
Ein derartiger Rollenstößel ist aus der DE 10 2009 001 633 A1 bekannt. Dieser Rollenstößel einer Hochdruckpumpe ist so ausgebildet, dass er einen robusten Stößelbaugruppen-Pressverbund aufweist, welcher mit geringem Fertigungsaufwand und daher mit geringen Kosten hergestellt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass der Rollenschuh ein zylindrisches Pressübermaß an zumindest einem Abschnitt einer äußeren Umfangsoberfläche des Rollenschuhs aufweist. Ansonsten ist dieser Rollenstößel konventionell ausgebildet und der Rollenschuh weist eine zylinderabschnittsförmige Aufnahme für eine Laufrolle auf. Damit die Laufrolle bei der Montage sicher in der Aufnahme gehalten wird, muss der Umschlingungswinkel der zylinderabschnittsförmigen Aufnahme mehr als 180° betragen. In der Regel wird ein Umschlingungswinkel von ca. 190° realisiert. Die axiale Anlauffläche der Laufrolle wird durch einen unteren Abschnitt des Stößelkörpers gebildet. Um eine vorgegebene Verschleißfestigkeit zu erfüllen, muss der Stößelkörper aus einem Material mit einer entsprechenden Werkstoffgüte gefertigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rollenstößel bereitzustellen, der hinsichtlich seines Verschleißverhaltens verbessert ist.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Rollenstößel einen die Laufrolle in der Aufnahme haltenden Anlaufring aufweist. Durch diese Ausgestaltung kann das Verschleißverhalten in mehrerer Hinsicht verbessert werden. Zum Einen kann die Lagerung der Laufrolle in der Aufnahme des Rollenschuhs hinsichtlich des Verschleißverhaltens der Form optimiert werden, dass einerseits der Aufbau einer hydrodynamischen Lagerung verbessert wird und weiterhin eine Verkantung der Laufrolle in der Aufnahme sicher vermieden wird. Zum Anderen kann das axiale Anlaufverhalten der Laufrolle verschleißoptimiert werden.
In Weiterbildung der Erfindung beträgt der Umschlingungswinkel der Ausnehmung um die Laufrolle 110–170°, bevorzugt 130–150° und ganz bevorzugt ca. 140°. Eine Ausnehmung mit einem solchen Umschlingungswinkel hat sich hinsichtlich einer (kurzfristigen) Verkantung der Laufrolle in der Aufnahme als besonders günstig erwiesen, d. h. bei einem solchen Umschlingungswinkel tritt keine Verkantung auf. Auch ist der Aufbau des hydrodynamischen Lagers zwischen der Laufrolle und der Aufnahme mit einem solchen Umschlingungswinkel optimiert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Anlaufring gegen einen Absatz in den Stößelkörper einpressbar. Bei der Montage des Rollenstößels wird zunächst der Rollenschuh lagerichtig in den Stößelkörper eingesetzt, insbesondere eingepresst, anschließend die Laufrolle in die Aufnahme eingelegt und abschließend der Anlaufring gegen den Absatz in den Stößelkörper eingepresst.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Anlaufring eine der Kontur der Laufrolle entsprechende Ausnehmung in der Form auf, dass die Laufrolle mit einem Teilbereich ihres Rollenkörpers in die Ausnehmung eintaucht. Dabei verbleibt zumindest zwischen den Längsflächender Ausnehmung und der Laufbahn der Laufrolle ein geringer Spalt, so dass die Drehbewegung der Laufrolle in keiner Weise behindert wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Anlaufring zumindest eine in einer Nut in dem Stößelkörper geführte Nase auf. Diese Ausgestaltung gewährleistet eine lagerichtige Montage des Anlaufrings in Bezug zu der Laufrolle in dem Stößelkörper. Weiterhin kann die Nase auch eine Verdrehsicherung des Rollenstößels in einem Gehäuse sicherstellen. Dazu ragt dann die Nase durch Nut in dem Stößelkörper hindurch und wirkt mit einer Führungsnut in dem entsprechenden Gehäuse bevorzugt mit einem geringen Spiel zusammen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwei gegenüberliegende Nasen an dem Anlaufring angeformt sind, die in entsprechende Nuten (und Führungsnuten) eingesetzt sind.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Anlaufring zumindest eine Durchtrittsöffnung auf. Diese Durchtrittsöffnung dient in erster Linie für einen ungehinderten Durchtritt von Schmierflüssigkeit in den Bereich der der Laufrolle und der Aufnahme zur Gewährleistung einer ausreichenden Schmiermittelversorgung. Dazu sind bevorzugt vier Durchtrittsöffnungen in Form von kreisförmigen Löchern auf gegenüberliegenden Längsflächen des Anlaufrings in diesen eingearbeitet. Zudem wird durch diese Durchtrittsöffnungen eine Gewichtsreduzierung des Anlaufrings erreicht.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bilden gegenüberliegende Querflächen der Ausnehmung axiale Anlaufflächen für die Laufrolle. Hierzu ist wiederum in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Anlaufring aus einem verschleißfestem Material, beispielsweise Hartmetall gefertigt. Weiterhin kann der Anlaufring so in Bezug zu der Laufrolle in dem Stößelkörper positioniert sein, dass die axialen Anlaufflächen zumindest angenähert im Bereich der Mittellängsachse durch die Laufrolle positioniert sind. Zusammen mit einer kugelabschnittsförmigen Ausgestaltung der entsprechenden Stirnflächen der Laufrolle ist somit die zusammenwirkende Verschleißfläche minimiert und bezüglich der Materialeigenschaften zur Erhöhung der Verschleißbeständigkeit optimiert. Dadurch ist es weiterhin möglich, den Stößelkörper aus einem weniger verschleißbeständigem leichteren und kostengünstigeren Material zu fertigen, da dieser die Querführung der Laufrolle nicht mehr übernehmen muss.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Rollenschuh mit einem geringen Pressübermaß in den Stößelkörper eingesetzt. Dadurch wird erreicht, dass eine Verformung der Ausnehmung so gut wie ausgeschlossen werden kann. Auch diese Maßnahme trägt zu einer Verbesserung des Verschleißverhaltens insgesamt auf. Um schließlich eine exakte Ausrichtung des Rollenschuhs zu dem Anlaufring zu gewährleisten, kann eine entsprechende Führungseinrichtung zwischen dem Rollenschuh und dem Stößelkörper vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Nut zur Führung der Nase des Anlaufrings auch soweit in den Stößelkörper eingearbeitet sein, dass der Rollenschuh mit entsprechenden Nasen ebenfalls in dieser Nut geführt und ausgerichtet ist.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Rollenstößel in einer Hochdruckpumpe zur Förderung von Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher verbaut. Wenn auch andere Anwendungen, beispielsweise im Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine im Rahmen der Erfindung möglich und vorgesehen sind, ist dies die bevorzugte Anwendungsform. Dabei ist der den Rollenstößel aufnehmende Pumpenraum kraftstoffgefüllt und das zuvor angegebene Gehäuse ist das Hochdruckpumpengehäuse.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele näher beschrieben sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 einen schematischen Querschnitt durch eine Hochdruckpumpe mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Rollenstößel,
2a bis 2d in verschiedenen Ansichten die Bauteile des Rollenstößels,
3 eine perspektivische Ansicht des Stößelkörpers mit montiertem Anlaufring und
4 den in der Ausgestaltung gemäß 3 verbauten Anlaufring.
Ausführungsformen der Erfindung
Die in 1 dargestellte Hochdruckpumpe 1 ist für ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine ausgelegt, wobei die Hochdruckpumpe 1 mittels einer Vordruckpumpe aus einem Tank zugeführten Kraftstoff in einem Hochdruckspeicher eines Common-Rail-Einspritzsystems fördert. Die Hochdruckpumpe 1 weist ein Pumpengehäuse 2 mit einem Pumpeninnenraum 3 auf. In das Pumpengehäuse 2 ist eine Pumpennockenwelle 4 eingesetzt und in Lagern 5a, 5b gelagert. Dabei ist das Lager 5a direkt in eine Sacklochbohrung in dem Pumpengehäuse 2 eingesetzt, während das Lager 5b in einen mit dem Pumpengehäuse 2 verbundenen Flanschkörper 6 eingesetzt ist. Die entsprechende, das Lager 5b aufnehmende Bohrung in dem Flanschkörper 6 ist als Durchgangsbohrung ausgeführt und die Pumpennockenwelle 4 ragt mit ihrem antriebsseitigen Ende durch die Durchgangsbohrung hindurch. Abgedichtet ist die Pumpennockenwelle gegenüber dem Flanschkörper 6 mittels eines Dichtkörpers 7.
Die Pumpennockenwelle 4 weist einen Nockenbereich 8 mit zumindest einem Nocken auf, wobei der Nockenbereich 8 in dem Pumpeninnenraum 3 angeordnet ist. Der zumindest eine Nocken des Nockenbereichs 8 wirkt über einen Rollenstößel 9 mit einem Pumpenplunger 10 zusammen, der in einem einstückig mit einem Pumpenzylinderkopf 11 gefertigten Pumpenzylinder entsprechend der Drehbewegung der Pumpennockenwelle 4 translatorisch auf und ab bewegbar ist. In dem Pumpenzylinderkopf 11 ist in Verlängerung der den Pumpenplunger 10 führenden Zylinderbohrung ein Arbeitsraum 12 angeordnet, der über eine Saugleitung mit einem eingeschalteten Saugventil 13 mit dem Pumpeninnenraum 3 sowie über eine Druckleitung mit einem eingeschalteten Rückschlagventil 14 mit dem Hochdruckspeicher des Common-Rail-Einspritzsystems verschaltet ist. Der Pumpeninnenraum 3 ist kraftstoffgefüllt und wird von der Vordruckpumpe in den Pumpeninnenraum eingebracht. Beispielsweise über eine Zumesseinheit wird die von dem Pumpeninnenraum 3 über das Saugventil 13 in den Arbeitsraum 12 eingebrachte Kraftstoffmenge eingestellt und durch die Pumpbewegung des Pumpenplungers 10 unter Hochdruck in den Hochdruckspeicher gefördert.
Der Rollenstößel 9 weist einen Stößelkörper 15 auf, der als hohlzylindrisches Bauteil (2a) ausgeführt ist. In den Stößelkörper 15 ist angrenzend an einen inneren Ringflansch 16 ein Rollenschuh 17 eingepresst. Der Rollenschuh 17 weist eine zylinderabschnittsförmige Aufnahme 18 (2b) auf, in die eine Laufrolle 19 (2c) eingesetzt ist. Die Laufrolle 19 wird in der Ausnehmung 18, die so ausgebildet ist, dass sich ein Umschlingungswinkel x um die Laufrolle 19 ergibt, gehalten von einem Anlaufring 20 (2d und 4), der ebenfalls in den Stößelkörper 15 eingepresst ist.
Der Pumpenplunger 10 stützt sich ausweislich 1 mit einem Plungerfuß auf dem Rollenschuh 17 ab und wird von einer Pumpenfeder 21, die sich mit ihrem gegenüberliegenden Ende an dem Pumpenzylinderkopf 11 abstützt, unter Zwischenschaltung einer Scheibe 22 gegen den Rollenschuh 17 gedrückt.
2a zeigt in einem Detailschnitt den Stößelkörper 15 mit dem innenliegenden Ringflansch 16 und einem Einpressbereich 23 für den Rollenschuh 17. Anschließend an den Einpressbereich 23 ist ein Absatz 24 gebildet, der den nachfolgenden Aufnahmebereich 25 für den Anlaufring 20 gegenüber dem Einpressbereich 23 abgrenzt und die Einpresstiefe des Anlaufrings 20 bestimmt. In den Aufnahmebereich 25 sind zwei gegenüberliegende Nuten 26 eingearbeitet, in die der Anlaufring 20 mit entsprechenden Nasen 27 eingreift.
Der in 2d in einer Draufsicht und einem Querschnitt dargestellte Anlaufring 20 weist eine Ausnehmung 28 und insgesamt vier Durchtrittsöffnungen 29 auf. Die Ausnehmung 28 ist so ausgebildet, dass die Laufrolle 19 mit einem Teilbereich des Rollenkörpers durch die Ausnehmung 28 hindurch ragt. Gegenüberliegende Querflächen 30 der Ausnehmung 28 des Anlaufrings 20 bilden axiale Anlaufflächen für die Laufrolle 19.
Montiert wird der Rollenstößel 9 in der Form, dass zunächst in den Stößelkörper 15 der Rollenschuh 17 bis zur Anlage an den inneren Ringflansch 16 eingepresst wird. Anschließend wird in die Aufnahme 18, die einen Umschlingungswinkel x von ca. 140° aufweist, die Laufrolle 19 eingesetzt und abschließend wird der Anlaufring 20 bis zur Anlage an den Absatz 24 in den Stößelkörper 15 eingepresst.
In 3 ist ein montierter Rollenstößel 9 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Bei dieser Darstellung ist der Anlaufring 20 mit verlängerten Nasen 27 versehen, die durch die Nuten 26 hindurch ragen. Entsprechende in das Pumpengehäuse 2 eingearbeitete Führungsnuten dienen zur verdrehsicheren Führung des Rollenstößels 9.
4 zeigt den Anlaufring 20 gemäß 3 in einer Draufsicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009001633 A1 [0002]

Claims

Rollenstößel (9) mit einem einen Rollenschuh (17) aufnehmenden Stößelkörper (15), wobei der Rollenschuh (17) eine zylinderförmige Aufnahme (18) zur Lagerung einer Laufrolle (19) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenstößel (9) einen die Laufrolle (19) in der Aufnahme (18) haltenden Anlaufring (20) aufweist.
Rollenstößel (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschlingungswinkel der Aufnahme (18) um die Laufrolle (19) 110°–170°, bevorzugt 130°–150° beträgt.
Rollenstößel (9) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlaufring (20) gegen einen Absatz (24) in dem Stößelkörper (15) eingepresst ist.
Rollenstößel (9) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlaufring (20) eine der Kontur der Laufrolle (19) entsprechende Ausnehmung (28) in der Form aufweist, dass die Laufrolle (19) mit einem Teilbereich ihres Rollenkörpers in die Ausnehmung (28) eintaucht.
Rollenstößel (9) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlaufring (20) zumindest eine in einer Nut (26) in dem Stößelkörper (15) geführte Nase (27) aufweist.
Rollenstößel (9) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlaufring (20) zumindest eine Durchtrittsöffnung (29) aufweist.
Rollenstößel (9) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüberliegende Querflächen (30) der Ausnehmung (28) axiale Anlaufflächen für die Laufrolle (19) bilden.
Rollenstößel (9) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlaufring (20) aus einem verschleißfesten Material gefertigt ist.
Rollstößel (9) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenschuh (17) mit einem geringen Pressübermaß in den Stößelkörper (15) eingesetzt ist.
Rollenstößel (9) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenstößel (9) in einer Hochdruckpumpe (1) zur Förderung von Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher verbaut ist.