DE102012203230A1 - Pump element for high-pressure fuel pump in fuel injection system, has force transmission element that rests against face surface of plunger body or supporting element in which recess is formed within diameter of body or supporting element - Google Patents

Pump element for high-pressure fuel pump in fuel injection system, has force transmission element that rests against face surface of plunger body or supporting element in which recess is formed within diameter of body or supporting element Download PDF

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Abstract

The element has a plunger component (2) comprising a plunger body (3) rotatably mounted on a roller (4) for supporting a pump piston (1) at a cam of a drive shaft of a high-pressure fuel pump. A force transmission element (8) is arranged between the pump piston and the plunger body or a supporting element in the plunger body for a rotatable storage of the roller. The force transmission element rests against a face surface of the plunger body or the supporting element in which a recess (10) is formed within diameter of the plunger body or the supporting element.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Pumpenelement für eine Kraftstoffhochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit einem solchen Pumpenelement.The present invention relates to a pump element for a high-pressure fuel pump in a fuel injection system having the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a high-pressure fuel pump with such a pump element.

Stand der TechnikState of the art

Eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit einem Pumpenelement der vorstehend genannten Art geht beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 10 2008 042 182 A1 hervor. Die Kraftstoffhochdruckpumpe ist als Kolbenpumpe mit mindestens einem zumindest annähernd radial zu einer Antriebswelle verschiebbar geführten Pumpenkolben ausgelegt. Über einen Nocken der Antriebswelle ist der Pumpenkolben zu einer Hubbewegung antreibbar. Hierzu ist der Pumpenkolben über eine Stößelbaugruppe umfassend einen Stößelkörper sowie eine hierin aufgenommene und drehbar gelagerte Laufrolle an dem Nocken der Antriebswelle abgestützt. Die Laufrolle wird dabei über den am Pumpenkolben wirkenden hydraulischen Druck sowie eine Feder an eine Nockenbahn des Nockens gedrückt und auf diese Weise parallel zur Nockenbahn ausgerichtet. Der Stößelkörper weist kugelkalottenförmige Lagerfläche auf, an welcher die Laufrolle mit ihren ebenfalls kugelkalottenförmigen Stirnflächen anliegt. Um bei konstantem Anlagekontakt der Laufrolle am Stößelkörper eine Reduzierung der maximalen Pressung zwischen Laufrolle und Stößelkörper und damit eine Verringerung des Verschleißes zu bewirken, wird in dieser Druckschrift vorgeschlagen, dass die kugelkalottenförmigen Stirnflächen der Laufrolle einen Kugelradius R1 und die kugelkalottenförmigen Lagerflächen des Stößelkörpers einen Radius R2 besitzen, wobei der Radius R1, der Radius R2 und der halbe Innendurchmesser des Stößelkörpers einander, jeweils mit einer Abweichung von maximal ±10%, entsprechen.A high-pressure fuel pump with a pump element of the aforementioned type is for example from the published patent application DE 10 2008 042 182 A1 out. The high-pressure fuel pump is designed as a piston pump with at least one at least approximately radially displaceable to a drive shaft guided pump piston. About a cam of the drive shaft of the pump piston is driven to a lifting movement. For this purpose, the pump piston is supported on the cam of the drive shaft via a plunger assembly comprising a plunger body and a roller accommodated therein and rotatably mounted. The roller is pressed by the hydraulic pressure acting on the pump piston and a spring to a cam track of the cam and aligned in this way parallel to the cam track. The plunger body has a spherical cap bearing surface on which the roller rests with their likewise spherical cap-shaped end faces. In order to effect a constant contact contact of the roller on the plunger body a reduction of the maximum pressure between the roller and plunger body and thus a reduction of wear, it is proposed in this document that the kugelkalottenförmigen end faces of the roller a ball radius R 1 and the spherical cap bearing surfaces of the plunger body has a radius R 2 , wherein the radius R 1 , the radius R 2 and half the inner diameter of the plunger body each other, each with a maximum deviation of ± 10%, correspond.

Mit Zunahme der Pumpenkolbenkräfte nehmen auch die Reibungskräfte zwischen der Laufrolle und dem Stößelkörper im zylindrischen Bereich der Laufrolle zu, so dass es nicht nur zu einem erhöhten Verschleiß, sondern ferner zu einem kurzzeitigen Aussetzen der Rotation der Laufrolle kommen kann. Der Nocken bewegt sich relativ zur Laufrolle, wodurch die Bauteile Schaden nehmen können. Ferner kann es zum Ausfall der Pumpe kommen.As the pump piston forces increase, so too does the frictional forces between the roller and the plunger body in the cylindrical portion of the roller, so that not only increased wear but also short-term suspension of rotation of the roller can occur. The cam moves relative to the roller, which can damage the components. Furthermore, the pump may fail.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Pumpenelement für eine Kraftstoffhochdruckpumpe derart weiterzuentwickeln, dass die vorstehend beschriebenen Nachteile nicht oder zumindest in deutlich verringertem Maß auftreten. Insbesondere soll das vorgeschlagene Pumpenelement eine möglichst gleichmäßige Kraftübertragung vom Pumpenkolben auf die Laufrolle gewährleisten.The present invention is therefore the object of further developing a pump element for a high-pressure fuel pump such that the disadvantages described above do not occur or at least to a significantly reduced extent. In particular, the proposed pump element should ensure the most uniform transmission of power from the pump piston to the roller.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Pumpenelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit einem solchen Pumpenelement. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a pump element with the features of claim 1 and a high-pressure fuel pump with such a pump element. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das für den Einsatz in einer Kraftstoffhochdruckpumpe vorgeschlagene Pumpenelement umfasst einen hubbeweglichen Pumpenkolben sowie eine mit dem Pumpenkolben verbundene hubbewegliche Stößelbaugruppe, wobei die Stößelbaugruppe einen Stößelkörper sowie eine hierin aufgenommene, drehbar gelagerte Laufrolle zur Abstützung des Pumpenkolbens an einem Nocken einer Antriebswelle der Kraftstoffhochdruckpumpe umfasst. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Pumpenkolben und dem Stößelkörper oder einem im Stößelkörper zur drehbaren Lagerung der Laufrolle aufgenommenen Stützelement ein Kraftübertragungselement angeordnet, das an einer Stirnfläche des Stößelkörpers oder des Stützelementes anliegt, in welcher eine innerhalb des Durchmessers des Stößelkörpers oder des Stützelementes liegende Vertiefung ausgebildet ist. Aufgrund der innerhalb des Durchmessers des Stößelkörpers bzw. des Stützelementes ausgebildeten Vertiefung liegt das Kraftübertragungselement nicht vollflächig an der Stirnfläche des Stößelkörpers bzw. des Stützelementes an, sondern weist einen unterbrochenen, beispielsweise ringförmigen Kontaktbereich mit dem Stößelkörper bzw. dem Stützelement auf. Die Form des unterbrochenen Kontaktbereichs kann dabei derart gewählt werden, dass die über den Pumpenkolben und das Kraftübertragungselement in den Stößelkörper bzw. das Stützelement eingeleitete Axialkraft eine gleichmäßige Belastung der Stößelbaugruppe bewirkt. Auf diese Weise kann einer Durchbiegung des Stößelkörpers bzw. des Stützelementes entgegen gewirkt und eine lokal erhöhte Flächenpressung im Kontaktbereich des Stößelkörpers bzw. des Stützelementes mit der Laufrolle verhindert werden. Dadurch werden nicht nur die Reibungskräfte zwischen der Laufrolle und dem Stößelkörper bzw. dem Stützelement verringert, sondern ferner die hydrodynamische Schmierung der Reibpartner verbessert, so dass die Gefahr eines Pumpenausfalls deutlich verringert wird.The pump element proposed for use in a high-pressure fuel pump comprises a liftable pump piston and a liftable ram assembly connected to the pump piston, wherein the ram assembly comprises a plunger body and a rotatably mounted roller accommodated therein for supporting the pump piston on a cam of a drive shaft of the high-pressure fuel pump. According to the invention, a force transmission element is arranged between the pump piston and the tappet body or a support member received in the tappet body for rotatably supporting the roller and bears against an end face of the tappet body or the support element, in which a recess lying within the diameter of the tappet body or the support element is formed. Due to the recess formed within the diameter of the plunger body or of the support element, the force transmission element does not abut the entire surface on the end face of the plunger body or the support element, but has an interrupted, for example annular contact area with the plunger body or the support element. The shape of the interrupted contact region can be selected such that the axial force introduced into the tappet body or the support element via the pump piston and the force transmission element effects a uniform loading of the tappet assembly. In this way, a deflection of the plunger body or of the support element counteracted and a locally increased surface pressure in the contact region of the plunger body and the support element can be prevented with the roller. This not only reduces the frictional forces between the roller and the plunger body or the support element, but also improves the hydrodynamic lubrication of the friction partners, so that the risk of a pump failure is significantly reduced.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt die innerhalb des Durchmessers des Stützkörpers bzw. des Stützelementes ausgebildete Vertiefung eine erste Abmessung a, die parallel zu einer Längsachse A der Laufrolle ausgerichtet und größer als eine parallel zu einem Durchmesser DL ausgerichtete, zweite Abmessung b gewählt ist. D.h., dass die Vertiefung eine längliche Form besitzt und die längliche Form der Vertiefung der länglichen Form der Laufrolle angepasst ist. Die über den Pumpenkolben und das Kraftübertragungselement auf den Stößelkörper bzw. das Stützelement übertragene Axialkraft wird demnach gleichmäßiger auf die gesamte Länge der Laufrolle verteilt. Durch diese Maßnahme kann einer lokal erhöhten Flächenpressung im Kontaktbereich der Laufrolle mit dem Stößelkörper bzw. dem Stützelement weiter entgegen gewirkt werden. Die genaue Form der Vertiefung ist vorzugsweise mittels strukturmechanischer Berechnungen zu optimieren, wobei es fertigungstechnisch bedingte Anforderungen zu berücksichtigen gilt.According to a preferred embodiment of the invention, the recess formed within the diameter of the support body or of the support element has a first dimension a which is aligned parallel to a longitudinal axis A of the roller and larger than a second dimension b aligned parallel to a diameter D L is selected. That is, the recess has an elongated shape and the elongated shape of the recess of the elongated shape of the roller is adapted. The transmitted via the pump piston and the power transmission element on the plunger body and the support member axial force is therefore distributed uniformly over the entire length of the roller. By this measure, a locally increased surface pressure in the contact region of the roller with the plunger body or the support element can be further counteracted. The exact shape of the depression is preferably to be optimized by means of structural mechanical calculations, whereby manufacturing-related requirements must be considered.

Vorteilhafterweise besitzt die Vertiefung in der Draufsicht eine elliptische oder längliche Form mit vorzugsweise gerundeten Ecken. Diese Form der Vertiefung ist im Vergleich zu einer eckigen Form einfacher herzustellen.Advantageously, the recess in plan view has an elliptical or oblong shape with preferably rounded corners. This shape of the recess is easier to manufacture compared to a square shape.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Vertiefung mittig in Bezug auf die Längsachse A und/oder den Durchmesser DL der Laufrolle in der Stirnfläche des Stößelkörpers oder des Stützelementes ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme ist eine möglichst gleichmäßige Flächenpressung zwischen der Laufrolle und dem Stößelkörper bzw. dem Stützelement gewährleistet.Furthermore, it is proposed that the recess is formed centrally with respect to the longitudinal axis A and / or the diameter D L of the roller in the end face of the plunger body or the support element. By this measure the most uniform surface pressure between the roller and the plunger body or the support element is guaranteed.

Vorzugsweise ist das zwischen dem Pumpenkolben und dem Stößelkörper bzw. dem Stützelement angeordnete Kraftübertragungselement scheibenförmig und/oder als rotationssymmetrischer Körper ausgebildet. Eine Verdrehung des Kraftübertragungselementes im Betrieb des Pumpenelementes ist damit unerheblich. Denn der Kraftübertragungsbereich zwischen dem Kraftübertragungselement und dem Stößelkörper bzw. dem Stützelement wird im Wesentlichen durch die Form und die Lage der innerhalb des Durchmessers des Stößelkörpers bzw. des Stützelementes ausgebildeten Vertiefung definiert.Preferably, the force transmission element arranged between the pump piston and the plunger body or the support element is disk-shaped and / or formed as a rotationally symmetrical body. A rotation of the force transmission element during operation of the pump element is thus irrelevant. Because the power transmission area between the force transmission element and the plunger body or the support element is essentially defined by the shape and the position of the recess formed within the diameter of the plunger body and the support element.

Als weiterbildende Maßnahme wird ferner vorgeschlagen, dass die Stirnfläche des Stößelkörpers oder des Stützelementes, in welcher die Vertiefung ausgebildet ist, einen Bereich besitzt, welcher außerhalb eines der Kraftübertragung dienenden Bereichs abgesenkt ist. Der Kraftübertragungsbereich, d.h. der Kontaktbereich des Stößelkörpers bzw. des Stützelementes mit dem Kraftübertragungselement, wird somit durch einen angehobenen Bereich der Stirnfläche definiert, wobei der angehobene Bereich neben einer die Vertiefung begrenzenden Innenkontur nunmehr auch eine Außenkontur besitzt. Über die Außenkontur kann die Kraftverteilung weiter beeinflusst werden.As a further development measure, it is further proposed that the end face of the tappet body or of the support element, in which the depression is formed, has a region which is lowered outside of a region which serves to transmit the force. The power transmission area, i. the contact region of the plunger body or of the support element with the force transmission element is thus defined by a raised area of the end face, wherein the raised area now also has an outer contour in addition to an inner contour delimiting the recess. The outer contour can be used to further influence the force distribution.

Alterativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Stirnfläche des Stößelkörpers oder des Stützelementes, in welcher die Vertiefung ausgebildet ist, wenigstens einen Bereich besitzt, welcher gegenüber der Stirnfläche unter einem Winkel α geneigt angeordnet ist. Vorzugsweise geht der der Kraftübertragung dienende Bereich der Stirnfläche über den geneigt angeordneten Bereich in die Vertiefung über. Vorzugsweise schließt sich an den der Kraftübertragung dienenden Bereich ein Bereich an, der zur Vertiefung hin leicht abfallend ausgebildet ist. Durch den zur Vertiefung hin leicht abfallenden Bereich kann eine noch gleichmäßigere Kraftübertragung von dem Kraftübertragungsglied auf den Stößelkörper bzw. das Stützelement gewährleistet werden. Denn über den mittig anliegenden Pumpenkolben wird das Kraftübertragungsglied im Zentrum stärker belastet als in einem radial außenliegenden Bereich, so dass das Kraftübertragungsglied eine der Belastung nachgebende Verbiegung erfährt. Die Verbiegung des Kraftübertragungsgliedes könnte wiederum zu einer unerwünschten Konzentration der Flächenpressung in einem innenliegenden Randbereich der der Kraftübertragung dienenden Stirnfläche und damit zu einer Überbelastung und einem erhöhten Verschleiß führen. Wird die Stirnfläche des Stößelkörpers bzw. des Stützelementes jedoch nach innen hin leicht abfallend ausgebildet, kann einer derartigen Konzentration der Flächenpressung entgegen gewirkt werden.Alternatively or additionally, it can be provided that the end face of the tappet body or of the support element, in which the depression is formed, has at least one region which is inclined relative to the end face at an angle α. Preferably, the region of the end face serving for force transmission transitions over the inclined region into the depression. Preferably, an area adjoins the area serving for the transmission, which area is slightly sloping towards the recess. By the recess slightly sloping area even more even power transmission from the power transmission member on the plunger body and the support member can be ensured. Because of the centrally located pump piston, the power transmission member is more heavily loaded in the center than in a radially outer region, so that the force transmission member undergoes a load compliant bending. The bending of the force transmission member could in turn lead to an undesirable concentration of the surface pressure in an inner edge region of the power transmission end face and thus to an overload and increased wear. However, if the end surface of the tappet body or of the support element is slightly sloping towards the inside, such a concentration of the surface pressure can be counteracted.

Vorteilhafterweise ist der Winkel α ≤ 5°, vorzugsweise ≤ 3°, weiterhin vorzugsweise ≤ 1° gewählt. Der leicht abfallende bzw. abgesenkte Bereich der Stirnfläche kann somit bei einer Verbiegung des Kraftübertragungselementes als Kontaktbereich bzw. als Kraftübertragungsbereich dienen.Advantageously, the angle α ≤ 5 °, preferably ≤ 3 °, further preferably selected ≤ 1 °. The slightly sloping or lowered region of the end face can thus serve as a contact region or as a force transmission region in the case of a bending of the force transmission element.

Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird ferner eine Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem erfindungsgemäßen Pumpenelement vorgeschlagen, wobei die Kraftstoffhochdruckpumpe ferner eine einen Nocken aufweisende Antriebswelle zum Antrieb des Pumpenelementes umfasst. Das Pumpenelement ist hierzu über eine Stößelbaugruppe am Nocken der Antriebswelle abgestützt. Die Stößelbaugruppe umfasst zumindest einen Stößelkörper, in dem eine Laufrolle aufgenommen ist. Zur drehbaren Lagerung der Laufrolle kann in dem Stößelkörper ferner ein Stützelement aufgenommen sein, das eine korrespondierend zur Außenkontur der Laufrolle ausgebildete Ausnehmung besitzt. Alternativ kann eine korrespondierend zur Außenkontur der Laufrolle ausgebildete Ausnehmung zur drehbaren Lagerung der Laufrolle auch im Stößelkörper ausgebildet sein, so dass ein zusätzliches Stützelement entbehrlich ist.To solve the problem mentioned above, a high-pressure fuel pump for a fuel injection system is further proposed with a pump element according to the invention, wherein the high-pressure fuel pump further comprises a cam having a drive shaft for driving the pump element. For this purpose, the pump element is supported on the cam of the drive shaft via a plunger assembly. The plunger assembly comprises at least one plunger body in which a roller is received. For rotatably supporting the roller, a supporting element can also be accommodated in the tappet body which has a recess formed corresponding to the outer contour of the roller. Alternatively, a corresponding recess formed for the outer contour of the roller for rotatably supporting the roller can also be formed in the plunger body, so that an additional support element is unnecessary.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. These show:

1 eine teilweise perspektivisch dargestellte Schnittansicht einer bekannten Hochdruckpumpe im Bereich einer Stößelbaugruppe, 1 1 is a partially perspective view of a known high pressure pump in the region of a plunger assembly,

2 einen schematischen Längsschnitt durch eine weitere bekannte Hochdruckpumpe im Bereich einer Stößelbaugruppe, 2 a schematic longitudinal section through another known high-pressure pump in the region of a plunger assembly,

3 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Hochdruckpumpe im Bereich einer Stößelbaugruppe, 3 a schematic longitudinal section through a high-pressure pump according to the invention in the region of a plunger assembly,

4 einen vergrößerten Ausschnitt der 3 im Bereich des Kraftübertragungselementes, 4 an enlarged section of the 3 in the area of the power transmission element,

5 eine Draufsicht auf den Stößelkörper der Stößelbaugruppe der 3 und 5 a plan view of the plunger body of the plunger assembly of 3 and

6 einen schematischen Längsschnitt durch eine alternative Ausführungsform eines Stößelkörpers einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe. 6 a schematic longitudinal section through an alternative embodiment of a plunger body of a high-pressure pump according to the invention.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Die in der 1 ausschnittsweise im Bereich einer Stößelbaugruppe 2 dargestellte Hochdruckpumpe umfasst wenigstens ein Pumpenelement mit einem hubbeweglich geführten Pumpenkolben 1, welcher über eine Stößelbaugruppe 2 an einem Nocken 5 einer Antriebswelle 6 abgestützt ist. Die Stößelbaugruppe 2 soll eine Umwandlung der Rotationsbewegung der Antriebswelle 6 in eine Translationsbewegung des Pumpenkolbens 1 bewirken. Die Stößelbaugruppe 2 ist hierzu in einer Bohrung 16 eines Gehäuseteils 17 der Hochdruckpumpe axial verschiebbar aufgenommen.The in the 1 partially in the area of a plunger assembly 2 illustrated high-pressure pump comprises at least one pump element with a liftably guided pump piston 1 , which has a ram assembly 2 on a cam 5 a drive shaft 6 is supported. The ram assembly 2 intended a conversion of the rotational movement of the drive shaft 6 in a translational movement of the pump piston 1 cause. The ram assembly 2 is this in a hole 16 a housing part 17 the high pressure pump received axially displaceable.

Die dargestellte Stößelbaugruppe 2 umfasst einen hülsenförmigen Stößelkörper 3 sowie ein hierin aufgenommenes Stützelement 7 zur drehbaren Lagerung einer Laufrolle 4. Über die Laufrolle 4 ist die Stößelbaugruppe 2 unmittelbar außenumfangseitig am Nocken 5 der Antriebswelle 6 abgestützt. Über die Federkraft einer Feder 12 wird Stößelbaugruppe 2 in Anlage mit dem Nocken 5 gehalten.The illustrated ram assembly 2 comprises a sleeve-shaped plunger body 3 and a support member incorporated herein 7 for rotatably supporting a roller 4 , About the roller 4 is the ram assembly 2 directly on the outer circumference of the cam 5 the drive shaft 6 supported. About the spring force of a spring 12 becomes ram assembly 2 in contact with the cam 5 held.

Die Feder 12 und das Stützelement 7 der in der 1 dargestellten Stößelbaugruppe 2 sind jeweils an gegenüberliegenden Seiten eines Ringbunds 14 des Stößelkörpers 3 abgestützt, wobei zwischen der Feder 12 und dem Ringbund 14 zusätzlich ein Federteller 11 angeordnet ist. Der Federteller 11 dient der Verbindung des Pumpenkolbens 1 mit der Stößelbaugruppe 2. Hierzu weist der Federteller 11 eine zentrale Ausnehmung auf, durch welche der Pumpenkolben 1 derart hindurchgeführt ist, dass der Federteller 11 einen Kolbenfuß 13 des Pumpenkolbens 1 hintergreift. Auf diese Weise wird eine formschlüssige Verbindung des Pumpenkolbens 1 mit der Stößelbaugruppe 2 bewirkt.The feather 12 and the support element 7 the Indian 1 illustrated ram assembly 2 are each on opposite sides of a collar 14 of the plunger body 3 supported, being between the spring 12 and the ring collar 14 in addition a spring plate 11 is arranged. The spring plate 11 serves to connect the pump piston 1 with the plunger assembly 2 , For this purpose, the spring plate 11 a central recess through which the pump piston 1 is passed through such that the spring plate 11 a piston foot 13 of the pump piston 1 engages behind. In this way, a positive connection of the pump piston 1 with the plunger assembly 2 causes.

Die in dem Stützelement 7 drehbar gelagerte Laufrolle 4 weist Stirnflächen 15 auf, über welche die Laufrolle 4 an dem Stößelkörper 3 anliegt. Im Betrieb der Hochdruckpumpe werden somit die Laufrolle 4, der Stößelkörper 3 und das Stützelement 7 im Bereich ihrer jeweiligen Kontaktflächen auf Reibung beansprucht. Über das Stützelement 7 wird zudem eine Kraft in Richtung der Längsachse des Pumpenkolbens 1 auf die Laufrolle 4 übertragen, welche sich im Wesentlichen aus der Federkraft der Feder 12 und eine den Pumpenkolben 1 in Richtung des Nockens 5 beaufschlagenden hydraulischen Kraft zusammensetzt. Diese Kraft kann eine Verbiegung des Stützelementes 7 und damit eine lokale Erhöhung der Flächenpressung zwischen der Laufrolle 4 und dem Stützelement 7 bewirken.The in the support element 7 rotatably mounted roller 4 has end faces 15 on, over which the caster 4 on the plunger body 3 is applied. During operation of the high pressure pump thus the roller 4 , the ram body 3 and the support element 7 claimed in the region of their respective contact surfaces on friction. About the support element 7 also becomes a force in the direction of the longitudinal axis of the pump piston 1 on the roller 4 transmitted, which essentially consists of the spring force of the spring 12 and one the pump piston 1 in the direction of the cam 5 compounding hydraulic force. This force can be a bending of the support element 7 and thus a local increase in the surface pressure between the roller 4 and the support element 7 cause.

In der 2 ist eine weitere Stößelbaugruppe einer bekannten Hochdruckpumpe dargestellt, bei welcher die Laufrolle 4 in einer Ausnehmung des Stößelkörpers 3 drehbar gelagert ist. Ein zusätzliches Stützelement 7 kann damit entfallen. Der Pumpenkolben 1 liegt demnach unmittelbar an dem Stößelkörper 3 an.In the 2 is another plunger assembly of a known high pressure pump shown, in which the roller 4 in a recess of the plunger body 3 is rotatably mounted. An additional support element 7 can be dispensed with. The pump piston 1 is therefore directly on the ram body 3 at.

In der 3 ist eine erste bevorzugte Ausführungsform einer Stößelbaugruppe 2 eines erfindungsgemäßen Pumpenelementes dargestellt. Die Laufrolle 4 ist hier in einer Ausnehmung des Stößelkörpers 3 drehbar gelagert, so dass die Anordnung eines separaten Stützelementes 7 entbehrlich ist. Abweichend von der Darstellung der 3 kann in dem Stößelkörper 3 jedoch auch ein Stützelement 7 zur drehbaren Lagerung der Laufrolle 4 aufgenommen sein.In the 3 is a first preferred embodiment of a plunger assembly 2 a pump element according to the invention shown. The roller 4 is here in a recess of the plunger body 3 rotatably mounted, so that the arrangement of a separate support element 7 is dispensable. Deviating from the presentation of 3 can in the ram body 3 but also a support element 7 for rotatably supporting the roller 4 be included.

Wie der 3 zu entnehmen ist weist die Stößelbaugruppe 2 ein Kraftübertragungselement 8 auf, das zwischen dem Pumpenkolben 1 und dem Stößelkörper 3 angeordnet ist. Die dem Pumpenkolben 1 zugewandte Stirnfläche 9 des Stößelkörpers 3 weist zudem einen angehobenen Bereich 9.2 auf, welcher in Kontakt mit dem Kraftübertragungselement 8 steht und der Kraftübertragung dient. Der angehobene Bereich 9.2 der Stirnfläche 9 umschließt eine Vertiefung 10, wobei die Form der Vertiefung 10 die Innenkontur des angehobenen Bereiches 9.2 definiert. Radial außen liegend schließt sich an den angehobenen Bereich 9.2 ein abgesenkter Bereich 9.1 der Stirnfläche 9 an (siehe 4). Das Kraftübertragungselement 8 liegt demnach an einer ringförmigen Kontaktfläche des Stößelkörpers 3 an.Again 3 can be seen, the ram assembly 2 a power transmission element 8th on that between the pump piston 1 and the plunger body 3 is arranged. The pump piston 1 facing end face 9 of the plunger body 3 also has a raised area 9.2 on which in contact with the power transmission element 8th stands and the power transmission is used. The raised area 9.2 the face 9 encloses a depression 10 , where the shape of the recess 10 the inner contour of the raised area 9.2 Are defined. Radially outward closes to the raised area 9.2 a lowered area 9.1 the face 9 on (see 4 ). The power transmission element 8th is therefore located on an annular contact surface of the plunger body 3 at.

Wie der 5 zu entnehmen ist, ist die Form der Vertiefung 10 länglich gewählt. D.h., dass die Vertiefung 10 in der Draufsicht eine erste Abmessung a besitzt, die größer als eine zweite Abmessung b gewählt ist. Die beiden parallelen Längskanten der Vertiefung 10 sind über einen Halbkreis verbunden, dessen Radius R der Hälfte der Abmessung b entspricht. Die Längskanten der Vertiefung 10 verlaufen parallel zur Längsachse A der Laufrolle 4, so dass die Längserstreckung der Vertiefung 10 der Längserstreckung der Laufrolle 4 angepasst ist. Die Vertiefung 10 liegt dabei innerhalb des Durchmessers des Stößelkörpers 3 bzw. innerhalb des Durchmessers DS des als Stützfläche dienenden angehobenen Bereichs 9.2 der Stirnfläche 9.Again 5 it can be seen, is the shape of the depression 10 chosen oblong. Ie that the recess 10 in plan view has a first dimension a, which is greater than a second dimension b is selected. The two parallel longitudinal edges of the depression 10 are connected by a semicircle whose radius R is half the dimension b equivalent. The longitudinal edges of the depression 10 run parallel to the longitudinal axis A of the roller 4 so that the longitudinal extent of the recess 10 the longitudinal extent of the roller 4 is adjusted. The depression 10 lies within the diameter of the tappet body 3 or within the diameter D S of the raised area serving as a support surface 9.2 the face 9 ,

Um den Federteller 11 der Stößelbaugruppe 2 der 3 einerseits mit dem Pumpenkolben 1, andererseits mit dem Stößelkörper 3 zu verbinden, weist dieser einen radial innenliegenden angehobenen Bereich zur Verbindung mit dem Pumpenkolben 1 auf. Über einen hierzu axial beabstandeten radial außenliegenden Bereich ist der Federteller 11 am Stößelkörper 3 abgestützt. Auf diese Weise wird das Kraftübertragungselement 8 von dem Federteller 11 umschlossen, wobei kein Kontakt zwischen beiden Bauteilen besteht. Die Kraftübertragung der auf den Pumpenkolben wirkenden Axialkraft auf den Stößelkörper 3 erfolgt demnach allein über das Kraftübertragungselement 8. Die in der Stirnfläche 9 des Stößelkörpers 3 ausgebildete längliche Vertiefung 10 bewirkt dabei, dass die Kraft weitgehend gleichmäßig über den Stößelkörper 3 auf die Laufrolle 4 übertragen wird, so dass es nicht zu einer lokalen Erhöhung der Flächenpressung zwischen dem Stößelkörper 3 und der Laufrolle 4 kommt.To the spring plate 11 the ram assembly 2 of the 3 on the one hand with the pump piston 1 on the other hand with the plunger body 3 to connect, this has a radially inner raised portion for connection to the pump piston 1 on. About an axially spaced radially outer region is the spring plate 11 on the plunger body 3 supported. In this way, the power transmission element 8th from the spring plate 11 enclosed, with no contact between the two components. The power transmission of the force acting on the pump piston axial force on the plunger body 3 takes place solely on the power transmission element 8th , The in the face 9 of the plunger body 3 trained oblong depression 10 causes the force largely uniform over the tappet body 3 on the roller 4 is transferred so that it does not cause a local increase in surface pressure between the plunger body 3 and the roller 4 comes.

Eine alternative Ausführungsform ist in der 6 dargestellt. Hier schließt sich an den angehobenen Bereich 9.2 der Stirnfläche 9 des Stößelkörpers 3 eine Bereich 9.3 an, welcher unter einem Winkel α geneigt zur Stirnfläche 9 angeordnet ist. D.h., dass der angehobene Bereich 9.2 der Stirnfläche 9 über den anschließenden Bereich 9.3 zur Vertiefung 10 hin leicht abfällt. Erfährt das Kraftübertragungselement 8 beispielsweise eine der Axialkraft nachgebende Verbiegung im Anlagebereich des Pumpenkolbens 1 bewirkt der unter dem Winkel α gegenüber der Stirnfläche 9 geneigt angeordnete Bereich 9.3 weiterhin eine weitgehend gleichmäßige Kraftverteilung.An alternative embodiment is in 6 shown. Here joins the raised area 9.2 the face 9 of the plunger body 3 an area 9.3 which is inclined at an angle α to the end face 9 is arranged. That is, the raised area 9.2 the face 9 over the adjoining area 9.3 for deepening 10 slightly decreases. Experiences the power transmission element 8th For example, one of the axial force yielding bending in the contact area of the pump piston 1 causes the angle α with respect to the end face 9 inclined area 9.3 furthermore, a largely uniform force distribution.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008042182 A1 [0002] DE 102008042182 A1 [0002]

Claims (9)

Pumpenelement für eine Kraftstoffhochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem umfassend einen hubbeweglichen Pumpenkolben (1) sowie eine mit dem Pumpenkolben (1) verbundene hubbewegliche Stößelbaugruppe (2), wobei die Stößelbaugruppe (2) einen Stößelkörper (3) sowie eine hierin aufgenommene, drehbar gelagerte Laufrolle (4) zur Abstützung des Pumpenkolbens (1) an einem Nocken (5) einer Antriebswelle (6) der Kraftstoffhochdruckpumpe umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Pumpenkolben (1) und dem Stößelkörper (3) oder einem im Stößelkörper (3) zur drehbaren Lagerung der Laufrolle (4) aufgenommenen Stützelement (7) ein Kraftübertragungselement (8) angeordnet ist und das Kraftübertragungselement (8) an einer Stirnfläche (9) des Stößelkörpers (3) oder des Stützelementes (7) anliegt, in welcher eine innerhalb des Durchmessers des Stößelkörpers (3) oder des Stützelementes (7) liegende Vertiefung (10) ausgebildet ist.Pump element for a high-pressure fuel pump in a fuel injection system comprising a liftable pump piston ( 1 ) and one with the pump piston ( 1 ) connected to a liftable ram assembly ( 2 ), wherein the plunger assembly ( 2 ) a plunger body ( 3 ) and a rotatably mounted roller (incorporated herein) 4 ) for supporting the pump piston ( 1 ) on a cam ( 5 ) a drive shaft ( 6 ) of the high-pressure fuel pump, characterized in that between the pump piston ( 1 ) and the plunger body ( 3 ) or one in the tappet body ( 3 ) for rotatably supporting the roller ( 4 ) received support element ( 7 ) a power transmission element ( 8th ) is arranged and the power transmission element ( 8th ) on an end face ( 9 ) of the tappet body ( 3 ) or the support element ( 7 ) is applied, in which a within the diameter of the plunger body ( 3 ) or the support element ( 7 ) deepening ( 10 ) is trained. Pumpenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (10) eine erste Abmessung (a) besitzt, die parallel zu einer Längsachse (A) der Laufrolle (4) ausgerichtet und größer als eine parallel zu einem Durchmesser (DL) der Laufrolle (4) ausgerichtete, zweite Abmessung (b) gewählt ist.Pump element according to claim 1, characterized in that the depression ( 10 ) has a first dimension (a) which is parallel to a longitudinal axis (A) of the roller ( 4 ) and greater than one parallel to a diameter (D L ) of the roller ( 4 ), second dimension (b) is selected. Pumpenelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (10) eine elliptische oder längliche Form mit vorzugsweise gerundeten Ecken besitzt.Pump element according to claim 1 or 2, characterized in that the depression ( 10 ) has an elliptical or oblong shape with preferably rounded corners. Pumpenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (10) mittig in Bezug auf die Längsachse (A) und/oder den Durchmesser (DL) der Laufrolle (4) in der Stirnfläche (9) des Stößelkörpers (3) oder des Stützelementes (7) ausgebildet ist. Pump element according to one of the preceding claims, characterized in that the recess ( 10 ) centrally with respect to the longitudinal axis (A) and / or the diameter (D L ) of the roller ( 4 ) in the face ( 9 ) of the tappet body ( 3 ) or the support element ( 7 ) is trained. Pumpenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (8) scheibenförmig und/oder als rotationssymmetrischer Körper ausgebildet ist.Pump element according to one of the preceding claims, characterized in that the force transmission element ( 8th ) is disc-shaped and / or formed as a rotationally symmetrical body. Pumpenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (9) des Stößelkörpers (3) oder des Stützelementes (7), in welcher die Vertiefung (10) ausgebildet ist, einen Bereich (9.1) besitzt, welcher außerhalb eines der Kraftübertragung dienenden Bereichs (9.2) abgesenkt ist.Pump element according to one of the preceding claims, characterized in that the end face ( 9 ) of the tappet body ( 3 ) or the support element ( 7 ), in which the depression ( 10 ) is formed, an area ( 9.1 ) which is outside a transmission area ( 9.2 ) is lowered. Pumpenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (9) des Stößelkörpers (3) oder des Stützelementes (7), in welcher die Vertiefung (10) ausgebildet ist, wenigstens einen Bereich (9.3) besitzt, welcher gegenüber der Stirnfläche (9) unter einem Winkel (α) geneigt angeordnet ist.Pump element according to one of the preceding claims, characterized in that the end face ( 9 ) of the tappet body ( 3 ) or the support element ( 7 ), in which the depression ( 10 ) is formed, at least one area ( 9.3 ), which opposite the end face ( 9 ) is inclined at an angle (α). Pumpenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) ≤ 5°, vorzugsweise ≤ 3°, weiterhin vorzugsweise ≤ 1° gewählt ist.Pump element according to one of the preceding claims, characterized in that the angle (α) ≤ 5 °, preferably ≤ 3 °, further preferably ≤ 1 ° is selected. Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Pumpenelement nach einen der vorhergehenden Ansprüche sowie einer einen Nocken (5) aufweisenden Antriebswelle (6) zum Antrieb des Pumpenelementes.High-pressure fuel pump for a fuel injection system with a pump element according to one of the preceding claims and a cam ( 5 ) having drive shaft ( 6 ) for driving the pump element.
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