DE102012211852A1

DE102012211852A1 - Stößel

Info

Publication number: DE102012211852A1
Application number: DE102012211852.7A
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: 2012-07-06
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2014-01-09
Also published as: IN2014DN10176A; US9938945B2; WO2014005764A1; EP2870325B1; EP2870325A1; US20150159610A1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Stößel (1) für eine Kraftstoffhochdruckpumpe, mit einem rohrähnlichen Gehäuse (2), bei dessen antriebsseitiger Ringstirn (3) sich zwei von einem Außenmantel (4) des Gehäuses (2) eingerückte Flachs (5) diametral gegenüber liegen, in denen ein eine Rolle tragender Bolzen (7) gelagert ist, wobei ein Innenmantel (8) des Gehäuses (2) axial unterhalb der Rolle von einem separaten Brückenstück (9) durchragt ist, dessen untere Stirn (10) bei einer abtriebsseitigen Ringstirn (11) des Gehäuses (2) als Anlage für einen Pumpenkolben fungiert, wobei das Brückenstück (9) um eine Axiallinie des Gehäuses (2) verdrehfixiert sowie als dickwandiger Längsbalken dargestellt ist, so dass zwischen dessen Längswänden (12) und dem Innenmantel (8) des Gehäuses (2) eine zylindersegmentartige Fläche (13) verbleibt, wobei, zu der Verdrehfixierung des Brückenstücks (9) um die Axiallinie des Gehäuses (2), im Umfangsabschnitt des Innenmantels (8) des Gehäuses (2), bei einer ersten Querwand (14) des Brückenstücks (9), von einem der Bauteile (8, 14) wenigstens ein Vorsprung (15) absteht, welcher in einer jeweils komplementären Ausnehmung (16) des jeweils anderen der Bauteile (14, 8) sitzt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stößel, insbesondere für eine Pumpe oder einen Verdichter, mit einem rohrähnlichen Gehäuse, bei dessen antriebsseitiger Ringstirn sich zwei von einem Außenmantel des Gehäuses eingerückte Flachs diametral gegenüber liegen, in denen ein eine Rolle tragender Bolzen gelagert ist, wobei ein Innenmantel des Gehäuses axial unterhalb der Rolle von einem separaten Brückenstück durchragt ist, dessen untere Stirn bei einer abtriebsseitigen Ringstirn des Gehäuses als Anlage für ein Stößelfolgeteil fungiert und wobei das Brückenstück um eine Axiallinie des Gehäuses verdrehfixiert ist.
Ein derartiger Stößel, hier zur Beaufschlagung eines Pumpenkolbens einer Kraftstoffhochdruckpumpe einer Brennkraftmaschine, geht aus der DE 10 2010 022 318 A1 hervor. Das daraus ersichtliche scheibenartige Brückenstück ist vergleichsweise dünn und somit den hohen Belastungen heutiger Kraftstoffhochdruckpumpen nicht mehr gewachsen. Ein deutlich dicker ausgeführtes scheibenartiges Brückenstück würde sich jedoch nicht montieren lassen und die Stößelmasse unzulässig erhöhen. Außerdem gestattet das den Stößel radial nahezu ausfüllende Brückenstück nur einen vergleichsweise schlechten Mediendurchtritt, so bspw. von Dieselöl bei Einsatz des Stößels in einer Kraftstoffhochdruckpumpe einer qualitätsgesteuerten Brennkraftmaschine. Eine Verdrehsicherung um die Stößelachse erfährt das Brückenstück zudem nur unzureichend über einseitigen Eingriff einer Nase durch eine Freistellung des Gehäuses.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Stößel ohne die eingangs genannten Nachteile zu schaffen, der insbesondere hohen Belastungen gewachsen ist, leicht baut sowie einen sicher befestigten Stößelfolgeteilkontakt hat.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Brückenstück als dickwandiger Längsbalken dargestellt ist, so dass zwischen dessen Längswänden und dem Innenmantel des Gehäuses eine zylindersegmentartige Fläche verbleibt, wobei, zu der Verdrehfixierung des Brückenstücks um die Axiallinie des Gehäuses, im Umfangsabschnitt des Innenmantels des Gehäuses, bei einer ersten Querwand des Brückenstücks, von einem der Bauteile wenigstens ein Vorsprung absteht, welcher in einer jeweils komplementären Ausnehmung des jeweils anderen der Bauteile sitzt.
Somit liegt ein Stößel ohne die eingangs beschriebenen Nachteile vor. Das Brückenstück weist durch dessen das Stößelinnere nur teilweise ausfüllende Balkendesign eine nur vergleichsweise geringe Masse bei hervorragender Belastungsfähigkeit auf. Einem Einsatz des Stößels in einer hoch belasteten Kraftstoffeinspritzpumpe steht nichts im Wege. Die seitlich am Brückenstück verbleibenden zylindersegmentartigen Freiräume gestatten einen ausreichend großen Durchtritt an Schmiermittel oder Dieselkraftstoff (je nach Applikation des Stößels) in beide Axialrichtungen oder verhindern, je nach Applikation, ein unnötiges „Aufpumpen” von Luft bei der oszillierenden Bewegung des Stößels.
Das vorgeschlagene dickwandige Brückenstück kann aus einer Platine gestanzt oder von einem Strangprofil geschnitten/gehakt bzw. aus Gussmaterial vorliegen.
Besonders bevorzugt ist es, wenn vom Innenmantel des Gehäuses bspw. ein Vorsprung radial einragt, welcher mit einer komplementären Ausnehmung an einer Querwand des Brückenstücks in Eingriff ist. Somit erfährt das Brückenstück eine hervorragend einfache Verdrehbegrenzung um die Stößelachse.
Als Vorsprung ist in weiterer Konkretisierung der Erfindung eine vom Außenmantel des Gehäuses ausgehende, abschnittsweise Materialdurchstellung oder eine Anprägung vorgeschlagen. Alternativ hierzu kommt auch ein direkt vom Innenmantel ausgehender Ansatz wie eine Materialquetschung o. dgl. infrage.
Für eine weiter optimierte Rotationssicherung des Brückenstücks ist es vorgeschlagen, dieses über einen von dessen zweiter Querwand radial abstehenden nasenartigen Ansatz durch eine Freistellung wie ein Fenster oder einen Längsschlitz des Gehäuses zu führen, wobei der Stößel hierdurch gleichzeitig eine Verdrehsicherung gegenüber dessen Führung im Einbaufall erfährt. Ggf. kann diese Nase auch separat vorliegen bzw. den Außenmantel des Gehäuses nicht überragen, so dass lediglich das Brückenstück rotationsgesichert ist.
Alternativ kann der wenigstens eine (erste) Vorsprung auch von der ersten Querwand der Brückenstücks ausgehen und in einer komplementären Ausnehmung, einem Absatz oder einem Fenster im Innenmantel des Gehäuses aufgenommen sein.
Wird, so wie in zweckmäßiger Konkretisierung der Erfindung aufgeführt, wenigstens eine Querwand des Brückenstücks, so bspw. die erste Querwand, plan ausgeführt, ist die Montage des Brückenstück erleichtert, wobei auch in diesem Bereich somit ein Mediendurchtritt ermöglicht ist.
Eine einfache axiale Fixierung des Brückenstücks bei Anlage des Stößelfolgeteils (bspw. Pumpenkolben) ist in einem weiteren Unteranspruch aufgeführt. Demnach soll dieses an ohnehin vorhandenen Unterseiten der bogensehnenartig durch den Stößel verlaufenden Flachs anliegen.
Außerdem ist es vorgeschlagen, am Innenmantel des Gehäuses einen Sicherungsring bspw. in einer Ringnut oder an einragenden Nasen darzustellen, an welchem das Brückenstück in Richtung zur abtriebsseitigen Ringstirn einfach gehalten ist. Somit ist bspw. bei einem Transport bis hin zur Montage eine einfache Verliersicherung für das Brückenstück dargestellt. Gleichzeitig ist dessen Axialweg im Gehäuse generell begrenzt.
Das Brückenstück kann geringfügig axial und radial spielbehaftet im Gehäuse verlaufen, so dass ein einfacher Toleranzausgleich gegeben ist. Es ist jedoch auch vorgesehen, dieses unbeweglich im Gehäuse zu halten.
Zudem ist es vorgeschlagen, von einer oberen Ringwand des Gehäuses bei dem jeweiligen Flach einen Ansatz radial einragen zu lassen, an welchen beiden Ansätzen der Bolzen axial wegbegrenzt ist. Der jeweilige Ansatz kann bspw. als einfacher Materialanschnitt der oberen Ringwand des Gehäuses vorliegen. Auf separate Axialfixierungen für den Bolzen kann somit verzichtet werden.
Der vorschlagsgemäße Stößel soll zur wenigstens mittelbaren Beaufschlagung eines Pumpenkolbens einer Kraftstoffeinspritzpumpe einer qualitäts- oder quantitätsgesteuerten Brennkraftmaschine Verwendung finden. Gleichermaßen kommt ein Einsatz in einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine oder in einem Axial- oder Radialkolbenverdichter oder einer respektiven -pumpe infrage.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert:
1 zeigt eine räumliche Ansicht des Stößels von unten mit einer ersten Variante einer Verdrehfixierung des Brückenstücks;
2 zeigt einen Querschnitt durch den Stößel nach 1 auf Höhe des Brückenstücks;
3 zeigt den Stößel nach 1 mit einer alternativen Verdrehfixierung;
4 zeigt den Querschnitt zu 3;
5 zeigt einen Längsschnitt durch den aufgerichteten Stößel nach 3, längs durch das Brückenstück und
6 zeigt eine Ansicht ähnlich zu 3, mit einem Sicherungsring als Axialfixierung für das Brückenstück.
Aus den 1, 2 geht ein Stößel 1 für eine Kraftstoffhochdruckpumpe hervor. Dieser hat ein rohrähnliches Gehäuse 2 aus Stahlblech. Bei einer antriebsseitigen Ringstirn 3 des Gehäuses 2 liegen sich zwei von einem Außenmantel 4 des Gehäuses 2 eingerückte Flachs 5 diametral gegenüber. In Aufnahmen 25 der Flachs 5 (s. a. 5) ist ein eine nicht gezeigte Rolle über eine Nadellagerung tragender Bolzen 7 aufgenommen.
Ein Innenmantel 8 des Gehäuses 2 ist axial unterhalb der Rolle von einem als Längsbalken vorliegenden Brückenstück 9 durchragt. Somit verbleibt zwischen Längswänden 12 des Brückenstücks 9 und dem Innenmantel 8 des Gehäuses 2 eine zylindersegmentartige Fläche 13 für einen vergleichsweise ungehinderten Durchtritt an Schmiermittel.
Eine untere Stirn 10 des Brückenstücks 9 bei einer abtriebsseitigen Ringstirn 11 des Gehäuses 2 fungiert als Anlage für einen Pumpenkolben als Stößelfolgeteil.
Das Brückenstück 9 ist um eine Axiallinie des Gehäuses 2 verdrehfixiert. Hierzu stehen vom Innenmantels 8 des Gehäuses 2 bei einer ersten, nahezu planen Querwand 14 des Brückenstücks 9 zwei Vorsprünge 15 einteilig ab, welche in komplementären Ausnehmungen 16 im Kantenbereich 20 der Querwand 14 liegen. Die Vorsprünge 15 sind als vom Außenmantel 4 des Gehäuses 2 ausgehende Materialeindrückungen ausgebildet.
Des Weiteren ist erkennbar, dass das Brückenstück 9 im Bereich seiner zweiten Querwand 17 eine Nase 18 hat, welche durch eine Freistellung 19 des Gehäuses 2 geführt ist. Über diese einteilig angebundene Nase 18 erfährt der Stößel eine Rotationssicherung gegenüber seiner Führung. Gleichzeitig dient die Nase 18 einer weiteren Verdrehfixierung des Brückenstücks 9 um die Axiallinie des Gehäuses 2.
Die 3–5 offenbaren eine alternative Halterung für das Brückenstück 9 in Umfangsrichtung. Hiernach weist die erste Querwand 14 des Brückenstücks 9 lediglich eine mittige Ausnehmung 16 auf, in welcher ein respektiver Vorsprung 15 des Gehäuses 2 sitzt.
Die jeweilige Aussparung 15 kann auch mit einem treppenartigen Absatz versehen sein, so dass das Brückenstück 9 an einem Herausfallen aus dem Stößelinneren gehindert ist. Wie in diesem Kontext 6 offenbart, ist am Innenmantel 8 des Gehäuses 2 ein Sicherungsring 22 appliziert, an welchem das Brückenstück 9 bei dessen Querwänden 14, 17 gehalten ist.
In Richtung zur antriebsseitigen Ringstirn 3 des Gehäuses 2 liegt das Brückenstück 9 an Unterseiten 21 der eingerückten Flachs 5 an.
Schließlich geht aus den 1, 3 und 5 hervor, dass von einer oberen Ringwand 23 des Gehäuses 2 bei den Flachs 5 jeweils ein Ansatz 24 einteilig radial einragt, an welchen Ansätzen 24 der Bolzen 7 axial wegbegrenzt ist. Der Ansatz 24 liegt als einfacher Materialanschnitt vor.
Bezugszeichenliste

1: Stößel
2: Gehäuse
3: antriebsseitige Ringstirn
4: Außenmantel
5: Flach
6: nicht vergeben
7: Bolzen
8: Innenmantel
9: Brückenstück
10: Stirn
11: abtriebseitige Ringstirn
12: Längswand
13: Fläche
14: erste Querwand
15: Vorsprung
16: Ausnehmung
17: zweite Querwand
18: Nase
19: Freistellung
20: Kantenbereich
21: Unterseite
22: Sicherungsring
23: Ringwand
24: Ansatz
25: Aufnahme

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010022318 A1 [0002]

Claims

Stößel (1), insbesondere für eine Pumpe oder einen Verdichter, mit einem rohrähnlichen Gehäuse (2), bei dessen antriebsseitiger Ringstirn (3) sich zwei von einem Außenmantel (4) des Gehäuses (2) eingerückte Flachs (5) diametral gegenüber liegen, in denen ein eine Rolle tragender Bolzen (7) gelagert ist, wobei ein Innenmantel (8) des Gehäuses (2) axial unterhalb der Rolle von einem separaten Brückenstück (9) durchragt ist, dessen untere Stirn (10) bei einer abtriebsseitigen Ringstirn (11) des Gehäuses (2) als Anlage für ein Stößelfolgeteil fungiert und wobei das Brückenstück (9) um eine Axiallinie des Gehäuses (2) verdrehfixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenstück (9) als dickwandiger Längsbalken dargestellt ist, so dass zwischen dessen Längswänden (12) und dem Innenmantel (8) des Gehäuses (2) eine zylindersegmentartige Fläche (13) verbleibt, wobei, zu der Verdrehfixierung des Brückenstücks (9) um die Axiallinie des Gehäuses (2), im Umfangsabschnitt des Innenmantels (8) des Gehäuses (2), bei einer ersten Querwand (14) des Brückenstücks (9), von einem der Bauteile (8, 14) wenigstens ein Vorsprung (15) absteht, welcher in einer jeweils komplementären Ausnehmung (16) des jeweils anderen der Bauteile (14, 8) sitzt.
Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenstück (9) zu dessen weiterer Verdrehfixierung um die Axiallinie des Gehäuses (2) im Bereich seiner zweiten Querwand (17) eine Nase (18) hat, welche durch eine Freistellung (19) des Gehäuses (2) geführt ist.
Stößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nase (18) den Außenmantel (4) des Gehäuses (2) zur Darstellung einer Rotationssicherung für den Stößel (1) gegenüber einer Umgebungskonstruktion überragt.
Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Querwand (14) des Brückenstücks (9) entweder a) die eine Ausnehmung (16) in etwa mittig aufweist, in welcher der respektive Vorsprung (15) des Gehäuses (2) sitzt oder b) zwei Ausnehmungen (16) bei dessen Kantenbereichen (20) zu den Längswänden (12) hat, in jeder von diesen ein Vorsprung (15) des Gehäuses (2) sitzt.
Stößel nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Vorsprung (15) entweder a) als vom Außenmantel (4) des Gehäuses (2) ausgehende Anprägung/Materialdurchstellung, b) als Anstemmungen am Innenmantel (8) des Gehäuses (2) oder c) als Schweiß- o. Lötpunkt am Innenmantel (8) des Gehäuses (2) vorliegt.
Stößel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Querwand (14) des Brückenstücks (9) nahezu plan ist.
Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenstück (9) eine Fixierung in Richtung zur antriebsseitigen Ringstirn (3) des Gehäuses (2) durch Anlage an Unterseiten (21) der eingerückten Flachs (5) erfährt.
Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenstück (9) eine Fixierung in Richtung zur abtriebsseitigen Ringstirn (11) des Gehäuses (2) durch Anlage an einem Sicherungsring (22) erfährt, der am Innenmantel (8) des Gehäuses (2) befestigt ist.
Stößel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenstück (9) geringfügig axial und radial spielbehaftet im Gehäuse (2) gehalten ist.
Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von einer oberen Ringwand (23) des Gehäuses (2) bei den Flachs (5) jeweils zumindest ein Ansatz (24) radial einragt, an welchen Ansätzen (24) der Bolzen (7) axial wegbegrenzt ist.