DE102011003245A1

DE102011003245A1 - Tassenstößel zur Beaufschlagung eines Pumpenkolbens einer Kraftstoffhochdruckpumpe

Info

Publication number: DE102011003245A1
Application number: DE102011003245A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dorn; Norbert Geyer; Marco Junker
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2012-08-02
Also published as: WO2012100854A1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Tassenstößel (1) zur Beaufschlagung eines Pumpenkolbens einer Kraftstoffhochdruckpumpe einer qualitätsgeregelten Brennkraftmaschine, mit einem hohlzylindrischen, im Bereich seines oberen Randes (2) von einem Boden (3) verschlossenen Hemd (4), wobei einer Unterseite (5) des Bodens (3) zumindest mittelbar eine Anlagefläche für den Pumpenkolben immanent ist und wobei eine Oberseite (6) des Bodens (3) eine Gleitfläche (7) für einen Gegenlauf eines periodischen Huberzeugers [Nocken oder Exzenter] hat, welche Gleitfläche (7) in Richtung einer Auswanderung eines Kontaktbereichs des Huberzeugers auf dieser entweder konvex oder konkav ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Tassenstößel zur Beaufschlagung eines Pumpenkolbens einer Kraftstoffhochdruckpumpe, insbesondere einer qualitätsgeregelten Brennkraftmaschine, mit einem hohlzylindrischen, im Bereich seines oberen Randes von einem Boden verschlossenen Hemd, wobei einer Unterseite des Bodens zumindest mittelbar eine Anlagefläche für den Pumpenkolben immanent ist und wobei eine Oberseite des Bodens eine Gegenlauffläche für einen periodischen Huberzeuger [Nocken oder Exzenter] hat.
Ein derartiger Tassenstößel geht aus 1 der DE 103 45 089 A1 hervor. Dieser ist in eine Hochdruckpumpe für Dieselkraftstoff eingebaut und hat einen Rollenschuh als Gegenlauffläche für den Huberzeuger. Die Hochdruckpumpe ist hierbei dieselgeschmiert, d. h. auch die Kontaktstellen des Tassenstößels sind einer Schmierung durch den relativ niedrigviskosen Dieselkraftstoff unterworfen. Als verschleißrelevante Kontaktstellen kommen im Wesentlichen der stirnseitige Anlauf des Rollenschuhs am Tassenstößelhemd, der Kontaktbereich des Huberzeugers am Rollenschuh sowie die Gleitlagerung des Rollenschuhs in seiner bodenseitigen Tasche infrage.
Unter bestimmten Betriebszuständen wie einem häufigen Stillsetzen und Wiederanlassen der Brennkraftmaschine (Start-Stopp) u. a. kommt es zum Schlupf am Rollenschuhkontakt. Auch im normalen Betrieb hat das Gleitlagersystem unerwünscht Schlupf. Die Gleitlagerung erfordert eine sehr hohe Fertigungsgüte und erhöht folglich unnötig die Kosten. Auch wird der seitliche Anlauf der Nockenrolle als kritisch betrachtet, weil es hier aufgrund eines fehlenden, tragenden Schmierfilmaufbaus im Zentrum ebenfalls zu Verschleiß kommt. Zudem wird festgestellt, dass der vorgenannte Tassenstößel wegen des Aufbaus mit Rollenschuh zu hoch baut und über zu viele, masseerhöhende Bauteile verfügt. Außerdem ist mit relativ hohen hertzschen Pressungen zu rechnen, da wegen des seitlichen Anlaufs des Rollenschuhs in Taschen des Hemds für den Gegenlauf des Huberzeugers nicht die volle Tassenstößelbreite zur Verfügung steht.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Tassenstößel zur Beaufschlagung eines Pumpenkolbens einer Kraftstoffhochdruckpumpe zu schaffen, bei dem die vorgenannten Nachteile beseitigt sind. Insbesondere soll der Tassenstößel fertigungstechnisch einfacher darstellbar sein sowie hinsichtlich seines Verschleißverhaltens im Kontaktbereich des Huberzeugers zur Kontaktfläche optimiert vorliegen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass als Gegenlauffläche eine Gleitfläche vorgesehen ist, die in Richtung einer Auswanderung eines Kontaktbereichs des Huberzeugers auf dieser entweder konvex oder konkav vorliegt.
Aufgrund der vorgenannten Ausgestaltung liegt ein Kontaktbereich mit einem zumindest teilweisen, verschleißarmen Wälzanteil vor. Es kann weitestgehend auf einen nur leicht zu modifizierenden Tassenstößel aus dem Ventiltriebsbau zurückgegriffen werden. Der Tassenstößel hat eine vergleichsweise geringe Masse und einen simplen Aufbau. Er ist zwar insbesondere für einen Einsatz in einer Dieselkraftstoffumgebung konzipiert, jedoch ist eine Verwendung gleichermaßen in einer Einspritzpumpe einer qualitätsgeregelten Brennkraftmaschine denkbar und vorgesehen.
Als einfachste Form für die Gleitfläche ist an eine zylindrische Ein- oder Auswölbung gedacht. Jedoch kann diese auch aus mehreren Radien zusammengesetzt sein, so auch einen logarithmischen Verlauf haben.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Gleitfläche dachartig abgehoben vom Boden verläuft, so wie in einem weiteren Unteranspruch vorgeschlagen. Diese Gestaltung hat eine gute versteifende Wirkung auf den Tassenstößel. Ggf. können an der Unterseite des Bodens auch bevorzugt einteilig angebundene Versteifungsrippen appliziert sein. Außerdem muss nur die für den Kontaktbereich nötige Fläche einer Feinbearbeitung oder nachträglichen Oberflächenbehandlung unterzogen werden.
In Konkretisierung der Erfindung ist es vorgeschlagen, den Boden außerhalb der Gleitfläche mit Bohrungen o. dgl. zu versehen. Somit wird ein ungehinderter Dieselkraftstoffdurchtritt garantiert.
Zudem ist es vorgeschlagen, die Gleitfläche mit quer verlaufenden oder sich kreuzenden Microriefen zu versehen, die bspw. durch Schleifen erzielt werden können. In den Riefen wird. Schmierstoff (bspw. Dieselkraftstoff) akkumuliert, so dass die tribologischen Bedingungen verbessert sind.
Last but not least ist es vorgesehen, die Gleitfläche mit einer galvanisch oder mittels CVD-/PVD-Verfahren aufgetragenen Verschleißschutzschicht zu versehen oder einem Wärmebehandlungsverfahren wie Nitrieren/Carbonitrieren zu unterwerfen. Diese Maßnahmen erhöhen die Lebensdauer des Tassenstößels. Auch ist an Lappen, Polieren, Honen, Gleitschleifen (Trowalisieren) oder Strahlen der Gleitfläche gedacht.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine räumliche Ansicht des Tassenstößels;
2, 3 jeweils um 90° zueinander versetzte Längschnitte durch eine erste Variante des Tassenstößels mit konkaver Gleitfläche und
3, 4 jeweils um 90° zueinander versetzte Längschnitte durch eine zweite Variante des Tassenstößels mit konvexer Gleitfläche.
1 zeigt einen Tassenstößel 1 zur Beaufschlagung eines Pumpenkolbens einer Kraftstoffhochdruckpumpe einer qualitätsgeregelten Brennkraftmaschine. Der Tassenstößel 1 hat ein hohlzylindrisches Hemd 4. Dieses ist im Bereich seines oberen Randes 2 von einem Boden 3 verschlossen. An einer Unterseite 5 des Bodens 3 ist eine Anlagefläche für den Pumpenkolben vorgesehen, die auch als domartig nach unten abstehender Ansatz ausgeführt sein kann.
Eine Oberseite 6 des Bodens 3 hat eine Gleitfläche 7 für einen Gegenlauf eines periodischen Huberzeugers (Nocken oder Exzenter). Die Gleitfläche 7 ist nach den 2, 3 in Richtung einer Auswanderung eines Kontaktbereichs des Huberzeugers, welche Richtung durch Pfeile angegeben ist, auf dieser zylindrisch ausgewölbt. Gemäß der Ausgestaltung nach den 4, 5 weist die Gleitfläche 7 einen zylindrisch eingewölbten Verlauf auf.
Wie zudem am besten aus 1 entnehmbar ist, verläuft die Gleitfläche 7 dachartig abgehoben von der Oberseite 6 des Bodens 3. Somit ergibt sich in Draufsicht ein rechteckartiger Verlauf mit zwei sich orthogonal zur Auswanderungsrichtung des Huberzeugers erstreckenden Kanten 11, die über Dachflächen 10 an den Boden 3 angebunden sind.
In 1 ist in das Hemd 4 noch ein Fenster 12 eingezeichnet, in welchem eine Verdrehsicherung 9 wie ein Pin befestigt ist. Außerdem ist der Boden 3 mit Durchgangsbohrungen 8 für einen Schmiermitteldurchtritt versehen.
Bezugszeichenliste

1: Tassenstößel
2: oberer Rand
3: Boden
4: Hemd
5: Unterseite
6: Oberseite
7: Gleitfläche
8: Durchgangsbohrung
9: Verdrehsicherung
10: Dachfläche
11: Kante
12: Fenster

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10345089 A1 [0002]

Claims

Tassenstößel (1) zur Beaufschlagung eines Pumpenkolbens einer Kraftstoffhochdruckpumpe, insbesondere einer qualitätsgeregelten Brennkraftmaschine, mit einem hohlzylindrischen, im Bereich seines oberen Randes (2) von einem Boden (3) verschlossenen Hemd (4), wobei einer Unterseite (5) des Bodens (3) zumindest mittelbar eine Anlagefläche für den Pumpenkolben immanent ist und wobei eine Oberseite (6) des Bodens (3) eine Gleitfläche (7) für einen Gegenlauf eines periodischen Huberzeugers [Nocken oder Exzenter] hat, welche Gleitfläche (7) in Richtung einer Auswanderung eines Kontaktbereichs des Huberzeugers auf dieser entweder konvex oder konkav ist.
Tassenstößel nach Anspruch 1, wobei die Gleitfläche (7) nur einen Krümmungsradius hat.
Tassenstößel nach Anspruch 1, wobei die Gleitfläche (7) aus mehreren Krümmungsradien zusammengesetzt ist.
Tassenstößel nach. Anspruch 1, wobei die Gleitfläche (7) dachartig abgehoben von der Oberseite (6) des Bodens (3) ist sowie, in Draufsicht, einen sich in die Auswanderungsrichtung des Huberzeugers erstreckenden, rechteckartigen Verlauf hat.
Tassenstößel nach Anspruch 1, wobei die Oberseite (6) des Bodens (3), außerhalb der Gleitfläche (7), wenigstens eine Durchgangsbohrung (8) besitzt.
Tassenstößel nach Anspruch 1, wobei vom Hemd (4) des Tassenstößel (1) eine Verdrehsicherung (9) abragt.
Tassenstößel nach Anspruch 1, wobei die Gleitfläche (7) mit einer gekreuzten oder quer verlaufenden Riefenstruktur versehen ist.
Tassenstößel nach Anspruch 1, wobei die Gleitfläche (7) mit einer galvanisch oder mittels CVD-/PVD-Verfahren aufgetragenen Verschleißschutzschicht versehen ist oder einem Wärmebehandlungsverfahren wie Nitrieren/Carbonitrieren unterworfen wurde.
Tassenstößel nach Anspruch 1, wobei als Tassenstößel (1) ein Standardtassenstößel aus dem Ventiltriebsbau vorgesehen ist.