DE102012207088A1

DE102012207088A1 - Stößel

Info

Publication number: DE102012207088A1
Application number: DE201210207088
Authority: DE
Inventors: Stefan Dorn; Norbert Geyer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2013-10-31
Anticipated expiration: 2032-04-28
Also published as: DE102012207088B4

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Stößel (1), insbesondere für eine Kraftstoffhochdruckpumpe, mit einem Gehäuse (2), das im Bereich einer ersten Stirn (3) eine Rolle (4) für einen Nockenanlauf hat sowie axial unterhalb der Rolle (4) von einem mit dessen Innenmantel (5) verbundenen Brückenstück (6) durchragt ist, dessen einer weiteren Stirn (7) des Gehäuses (2) zugewandte Unterseite (8) als Anlage für ein Pumpenkolben dient, wobei eine Oberseite (9) des Brückenstücks (6) eine schalenartige Einformung (10) aufweist, in der ein über eine Ausdrehsicherung (11) darin gehaltenes Schalensegment (12) sitzt, auf dessen Innenbahn (13) die Rolle (4) gleitgelagert verläuft, wobei zur Darstellung der Ausdrehsicherung (11) dem Schalensegment (12) an jeder Axialstirn (14) eine abschnittsweise, von seiner Außenbahn (25) ausgehende Stufe (15) immanent ist, deren dachartig die Axialstirn (14) schneidender einer Stufenabschnitt (16) auf einer komplementären Gegenfläche (17) der Oberseite (9) des Brückenstücks (6) sowie deren parallel zur Axialstirn (14) verlaufender weiterer Stufenabschnitt (18) an einer Außenstirn (19) der Einformung (10) anschlägt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stößel, insbesondere für eine Pumpe oder einen Verdichter, mit einem Gehäuse, das im Bereich einer ersten Stirn eine Rolle für einen Anlauf eines periodischen Huberzeugers aufnimmt sowie axial unterhalb der Rolle von einem mit dessen Innenmantel verbundenen Brückenstück durchragt ist, dessen einer weiteren Stirn des Gehäuses zugewandte Unterseite als Anlage für ein Stößelfolgeteil dient, wobei eine Oberseite des Brückenstücks eine schalenartige Einformung aufweist, in der ein über eine Ausdrehsicherung darin gehaltenes Schalensegment sitzt, auf dessen Innenbahn die Rolle gleitgelagert verläuft.
Ein derartiger Stößel, hier für eine Kraftstoffhochdruckpumpe einer qualitäts- oder quantitätsgesteuerten Brennkraftmaschine, ist in der DE 10 2009 056 303 A1 offenbart. Zu erkennen ist in 4, dass eine Ausdrehsicherung für das Brückenstück aus der Einformung über eine Nase wie eine Anstemmung bewerkstelligt ist. Die Nase ragt zum Sicherungszweck auf eine Längsstirn des Schalenstücks.
Je nach Herstellprozess des Schalenstücks kann nicht garantiert werden, dass dessen Längsstirn eine Ideallinie beschreibt. Soll das Schalenstück beispielsweise durch Cracken aus einem Ring abgespalten werden, so ist klar, dass ein vergleichsweise „ungerader” Rissverlauf auftreten kann, an welchem dann die Längsstirnen liegen. Somit ist eine gute und definiert geringfügig spielbehaftete Führung der Lagerschale in der Einformung im Großserieneinsatz nicht möglich. Zum anderen bewirkt die Anbringung der Nase ggf. eine ungünstige Verformung/Beeinflussung des umgebenden Präzisionsbereichs. Außerdem wird festgestellt, dass die Nase unter ungünstigen Bedingungen brechen und dass sich gleichzeitig das Schalenstück in der Aufnahme noch zu stark verdrehen kann, so dass die Rolle bei Nockenanlauf schlimmstenfalls verklemmt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stößel wie eingangs genannt zuschaffen, jedoch ohne die aufgezeigten Nachteile.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Darstellung der Ausdrehsicherung dem Schalensegment an jeder Axialstirn eine abschnittsweise, von seiner Außenbahn ausgehende Stufe immanent ist, deren dachartig die Axialstirn schneidender einer Stufenabschnitt auf einer komplementären Gegenfläche der Oberseite des Brückenstücks sowie deren parallel zur Axialstirn verlaufender weiterer Stufenabschnitt an einer Außenstirn der Einformung anschlägt.
Somit liegt ein Stößel ohne die vorgenannten Nachteile vor. Die Ausdrehsicherung für das Schalensegment ist nunmehr außerhalb dessen jeweiliger Längsstirn positioniert, so dass es auf einen akkuraten Verlauf der Längsstirn nicht mehr ankommt. Außerdem liegt durch den Wegfall der Nase als Ausdrehsicherung ein glattwandiges Brückenstück im „Präzisionsbereich” zur Einformung vor. Eine Klemmneigung der Rolle durch ein zu stark verdrehtes Schalensegment ist verhindert.
Bei der Gestaltung des Schalensegments hat der Konstrukteur nunmehr mehr Freiheiten (Dicke, Form), ggf. kann dieses auch als komplette Halbschale (ca. 180°) vorliegen.
Die erfindungsgemäße Stufung des Schalensegments kann auch lediglich an einer von dessen Axialstirnen realisiert sein, wobei sich hierbei jedoch eine gerichtete Montage als erforderlich erweist.
Dadurch, dass nach einer zweckmäßigen Fortbildung der Erfindung das Schalensegment geringfügig beweglich in der Einformung gehalten ist, kann ein einfacher Toleranzausgleich erfolgen. Einfach gesagt richten sich Rolle und Schalensegment selbst gegenüber dem Stößel und Huberzeuger aus. Bei Letztgenanntem ist im Übrigen insbesondere an einen Nocken oder Exzenter gedacht.
Der vorschlagsgemäße Stößel, dessen Gehäuse vorzugsweise tassen- oder rohrähnlich ist und aus Stahlblech, Feinguss bzw. Sinterwerkstoff besteht oder als Fließpress- bzw. Spanteil vorliegt, kann in einer Kraftstoffhochdruckpumpe oder einer pumpennahen Führung hierfür einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden. Alternativ ist dessen Anwendung in einem direkten oder indirekten Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, einem Axial- oder Radialkolbenmotor, einer Axial- oder Radialkolbenpumpe oder einem Axial- oder Radialkolbenverdichter denkbar und vorgesehen.
Gemäß einer weiteren Konkretisierung der Erfindung soll dass das Schalensegment aufnehmende Brückenstück einteilig mit dem Innenmantel des Gehäuses verbunden sein, was hilft, die Fertigungskosten zu senken. Alternativ hierzu kann das Brückenstück separat vorliegen und bspw. über eine Schnapp- oder Schweißverbindung mit dem Gehäuse gekoppelt sein.
Zwar ist es denkbar und vorgesehen, das Schalensegment mit seiner gestuften Ausdrehsicherung separat herzustellen, so bspw. durch Tiefziehen, Fließpressen oder Spanen. Bevorzugt soll dieses jedoch aus einem an sich fertigen Ring wie einem Standardwälzlager- oder Gleitring abgetrennt werden. Als bevorzugtes Verfahren bietet sich hierbei stirnseitiges Cracken an, wobei das Werkstück „Ring” dann an zumindest einer Stirn respektive Kerben aufweist, um den Rissverlauf zu initiieren bzw. vorzubestimmen. Alternativ hierzu ist Sägen, Fräsen, Hacken oder Erodieren vorgeschlagen, wobei auch ein Werkzeugangriff längs zum Ring erfolgen kann.
Zur Erhöhung der Lebensdauer des Gleitlagerverbundes Rolle-Schalensegment ist es in Konkretisierung der Erfindung vorgesehen, die Innenbahn des Schalensegments und/oder den Außenmantel der Rolle mit einer Verschleißschutzschicht oder einer Wärmebehandlung zu versehen. Damit die Verschleißschutzschicht keine Aufwürfe im Bereich der Segmentkanten des Schalensegments erzeugt, sind in diesem Übergangsbereich Fasen gezielt angebracht, deren Kanten wiederum verrundet sein können.
Zur Zeichnung:
1 zeigt eine räumliche Gesamtansicht auf den Stößel;
2 zeigt das Gehäuse des Stößels und
3 zeigt das Schalenstück als Einzelheit.
Aus 1 geht ein Stößel 1 für eine Kraftstoffhochdruckpumpe hervor. Der Stößel 1 hat ein Gehäuse 2 (s. a. 2), das im Bereich einer ersten, oberen Stirn 3 eine drehbare Rolle 4 für einen Anlauf eines Hubnockens weitestgehend einfasst.
Axial unterhalb der Rolle 4 ist das Gehäuse 2 von einem einteilig mit dessen Innenmantel 5 verbundenen Brückenstück 6 durchragt. Eine Unterseite 8 des Brückenstücks 6 bei einer weiteren, unteren Stirn 7 des Gehäuses 2 hat eine domartig abstehende Anlage 26 für einen Pumpenkolben.
In eine Oberseite 9 des Brückenstücks 6 ist eine schalenartige Einformung 10 geformt. In dieser sitzt ein über eine weiter unten erläuterte Ausdrehsicherung 11 geringfügig spielbehaftet gehaltenes Schalensegment 12. Letztgenanntes liegt als Drittelschale vor und ist durch einen an dessen Axialstirn 14 angreifenden Crackprozess aus einem Ring 23, hier einem Wälzring, gewonnen. Zu erkennen ist in diesem Kontext eine Werkzeugangriffskerbe 24 in 3.
Die vorgenannte Rolle 4 verläuft auf einer Innenbahn 13 des Schalensegments 12 gleitgelagert. Hierfür bietet sich bspw. eine Kraftstoffschmierung an. Zur Darstellung der o. g. Ausdrehsicherung 11 hat das Schalensegment 12 an jeder Axialstirn 14 eine abschnittsweise, von seiner Außenbahn 25 ausgehende Stufe 15. Letztgenannte besteht aus einem dachartig die Axialstirn 14 schneidenden einen Stufenabschnitt 16, welcher auf einer komplementären, hier planen Gegenfläche 17 der Oberseite 9 des Brückenstücks 6 anschlägt. Ein parallel zur Axialstirn 14 des Brückenstücks 6 verlaufender weiterer Stufenabschnitt 18 liegt unmittelbar an oder vor einer Außenstirn 19 der schalenartigen Einformung 10. Klar ist, dass die miteinander kommunizierenden Schlüsselflächen auch einen Verlauf haben können, der nicht plan ist, so bspw. zahnartig oder gewölbt.
Wie am besten aus 3 erkennbar, ist eine jeweilige Segmentkante 20 zwischen der Innenbahn 13 und der Axialstirn 14 des Schalensegments 12 mit einer deutlichen Fase 21 versehen. Wird die Innenbahn 13 mit einer Verschleißschutzschicht versehen, so kommt es in diesem Übergangsbereich nicht mehr zu Materialaufwürfen und Ähnlichem.
Bezugszeichenliste

1: Stößel
2: Gehäuse
3: erste Stirn
4: Rolle
5: Innenmantel
6: Brückenstück
7: weitere Stirn
8: Unterseite
9: Oberseite
10: Einformung
11: Ausdrehsicherung
12: Schalensegment
13: Innenbahn
14: Axialstirn
15: Stufe
16: Stufenabschnitt
17: Gegenfläche
18: Stufenabschnitt
19: Außenstirn
20: Segmentkante
21: Fase
22: Kantenbereich
23: Ring
24: Werkzeugangriffskerbe
25: Außenbahn
26: Anlage

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 102009056303 A1 [0002]

Claims

Stößel (1), insbesondere für eine Pumpe oder einen Verdichter, mit einem Gehäuse (2), das im Bereich einer ersten Stirn (3) eine Rolle (4) für einen Anlauf eines periodischen Huberzeugers aufnimmt sowie axial unterhalb der Rolle (4) von einem mit dessen Innenmantel (5) verbundenen Brückenstück (6) durchragt ist, dessen einer weiteren Stirn (7) des Gehäuses (2) zugewandte Unterseite (8) als Anlage (26) für ein Stößelfolgeteil dient, wobei eine Oberseite (9) des Brückenstücks (6) eine schalenartige Einformung (10) aufweist, in der ein über eine Ausdrehsicherung (11) darin gehaltenes Schalensegment (12) sitzt, auf dessen Innenbahn (13) die Rolle (4) gleitgelagert verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass zur Darstellung der Ausdrehsicherung (11) dem Schalensegment (12) an jeder Axialstirn (14) eine abschnittsweise, von seiner Außenbahn (25) ausgehende Stufe (15) immanent ist, deren dachartig die Axialstirn (14) schneidender einer Stufenabschnitt (16) auf einer komplementären Gegenfläche (17) der Oberseite (9) des Brückenstücks (6) sowie deren parallel zur Axialstirn (14) verlaufender weiterer Stufenabschnitt (18) an einer Außenstirn (19) der Einformung (10) anschlägt.
Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalensegment (12) in der Einformung (10) über die Ausdrehsicherung (11) in dessen Axial- und Umfangsrichtung geringfügig spielbehaftet fixiert ist.
Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenbahn (13) des Schalensegments (12) mit einer aufgetragenen Verschleißschutzschicht wie einer CVD-, PVD oder einer galvanisch erzeugten Schicht versehen ist.
Stößel nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Segmentkante (20) zwischen der Innenbahn (13) und der Axialstirn (14) des Schalensegments (12) mit einer Fase (21) versehen ist, die ausgeprägter als eine Normfase ist.
Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalensegment (12) als Halb-, Drittel- oder Viertelschale vorliegt, welche durch einen axialstirnseitig angreifenden Crackprozess oder durch Sägen/Erodieren/Fräsen aus einem Ring (23) gewonnen ist.
Stößel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass, zumindest im Fall des Crackprozesses, wenigstens eine Axialstirn (14) des Rings (23) mit einer oder mehreren Werkzeugangriffskerben (24) versehen ist.
Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (1) nocken- oder exzenterfolgendend in einer Kraftstoffhochdruckpumpe, einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, einem Axial- oder Radialkolbenmotor, einer Axial- oder Radialkolbenpumpe oder einem Axial- oder Radialkolbenverdichter eingesetzt oder einsetzbar ist.