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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Rollenstößel für eine Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe, nach der Gattung des Anspruchs 1 und von einer Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe, nach der Gattung des Anspruchs 12.
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Ein solcher Rollenstößel und eine solche Pumpe in Form einer Kraftstoffhochdruckpumpe ist durch die
DE 103 45 089 A1 bekannt. Diese Pumpe weist wenigstens ein Pumpenelement auf, das wiederum einen einen Pumpenkolben aufweist, der sich über einen Rollenstößel an einer Antriebswelle abstützt und durch diese in einer Hubbewegung angetrieben wird. Der Rollenstößel weist ein erstes Stößelteil auf, das hülsenförmig ausgebildet ist und das in einer Aufnahme verschiebbar geführt ist. Der Rollenstößel weist außerdem ein zweites Stößelteil auf, das in das erste Stößelteil eingesetzt ist und in dem eine Rolle drehbar gelagert ist. Die Rolle läuft auf einem Nocken der Antriebswelle ab. Im zweiten Stößelteil sind mehrere Durchgangsöffnungen in Form von Bohrungen eingebracht, durch die die der Antriebswelle abgewandte Seite des Rollenstößels mit der der Antriebswelle zugewandten Seite des Rollenstößels verbunden ist. Durch die Durchgangsöffnungen ist ein Druckausgleich des Raums oberhalb des Rollenstößels in der Aufnahme und des Raums unterhalb des Rollenstößels ermöglicht. Außerdem wird durch die Durchströmung des Rollenstößels eine Kühlung sichergestellt. Die Herstellung des Rollenstößels ist aufwendig, da die Durchgangsöffnungen im zweiten Stößelteil in einem gesonderten Fertigungsschritt hergestellt werden müssen.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Rollenstößel mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass dieser einfach herstellbar ist, da die wenigstens eine Durchgangsöffnung des Rollenstößels nicht in einem gesonderten Fertigungsschritt hergestellt zu werden braucht sondern sich beim Zusammenbau des Rollenstößels zwischen dem ersten und zweiten Stößelteil gebildet wird. Entsprechend ist die mit dem Rollenstößel ausgerüstete Pumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 12 einfach herstellbar.
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In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Rollenstößels angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ermöglicht auf einfache Weise die Bildung der wenigstens einen Durchgangsöffnung. Die Ausbildung gemäß Anspruch 4 ermöglicht einen großen Querschnitt der wenigstens einen Durchgangsöffnung. Die Ausbildung gemäß Anspruch 5 ermöglicht eine Reduzierung des Fertigungsaufwands da die Öffnung zugleich zur Verdrehsicherung des Rollenstößels dient. Die Ausbildung gemäß den Ansprüchen 6 und 7 ermöglicht eine hoch belastbare Lagerung der Rolle. Die Ausbildung gemäß Anspruch 8 ermöglicht eine verbesserte Schmierung der Lagerung der Rolle. Die Ausbildung gemäß Anspruch 9 und 10 ermöglicht eine weitere Verbesserung der Schmierung der Lagerung der Rolle. Die Ausbildung gemäß Anspruch 11 ermöglicht einen Ausgleich von Fertigungstoleranzen der beiden Stößelteile.
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Zeichnung
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine Pumpe ausschnittsweise in einem Querschnitt, 2 einen aus zwei Stößelteilen zusammengefügten Rollenstößel der Pumpe in perspektivischer Darstellung, 3 ein erstes Stößelteil, 4 ein zweites Stößelteil, 5 den Rollenstößel in einem Querschnitt entlang Linie V-V in 6 und 6 den Rollenstößel in einem Längsschnitt entlang Linie VI-VI in 5.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In den 1 bis 5 ist in vereinfachter Darstellung eine Pumpe gezeigt, die insbesondere eine Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine ist. Die Kraftstoffhochdruckpumpe weist wenigstens ein Pumpenelement 10 auf, das wiederum einen Pumpenkolben 12 aufweist, der zumindest mittelbar durch eine Antriebswelle 14 in einer Hubbewegung in zumindest annähernd radialer Richtung bezüglich der Drehachse 15 der Antriebswelle 14 angetrieben wird. Die Antriebswelle 14 kann Teil der Pumpe sein oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Pumpe keine eigene Antriebswelle aufweist und die Antriebswelle 14 Teil der Brennkraftmaschine ist. Die Antriebswelle 14 kann dabei beispielsweise eine Welle der Brennkraftmaschine sein durch die auch die Gaswechselventile der Brennkraftmaschine betätigt werden. Die Antriebswelle 14 weist für den Antrieb des Pumpenkolbens 12 einen Nocken 16 oder Exzenter auf.
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Die Pumpe weist ein Pumpengehäuse auf, das mehrteilig ausgebildet sein kann. Der Pumpenkolben 12 ist in einer Zylinderbohrung 18 eines Gehäuseteils 20 der Pumpe dicht geführt wobei das erste Gehäuseteil 20 nachfolgend als Zylinderkopf bezeichnet wird. Mit seinem der Antriebswelle 14 abgewandten Ende begrenzt der Pumpenkolben 12 in der Zylinderbohrung 18 einen Pumpenarbeitsraum 22. Der Pumpenarbeitsraum 22 weist über ein Einlassventil 24, das ein in den Pumpenarbeitsraum 22 hinein öffnendes Einlassrückschlagventil sein kann, eine Verbindung mit einem Zulauf 26 auf, über den der Pumpenarbeitsraum 22 beim radial nach innen zur Drehachse 15 der Antriebswelle 14 gerichteten Saughub des Pumpenkolbens 12 mit Kraftstoff befüllt wird. Der Pumpenarbeitsraum 22 weist außerdem über ein Auslassventil 28, das beispielsweise ein aus dem Pumpenarbeitsraum 22 heraus öffnendes Auslassrückschlagventil ist, eine Verbindung mit einem Ablauf 30 auf, der zu einem Hochdruckspeicher 32 führen kann und über den beim radial nach außen von der Drehachse 15 der Antriebswelle 14 weg gerichteten Förderhub des Pumpenkolbens 12 Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 22 verdrängt wird.
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Der Pumpenkolben 12 stützt sich über einen Rollenstößel 40 am Nocken 16 der Antriebswelle 14 ab. Der Rollenstößel 40 ist mehrteilig ausgebildet und weist ein erstes Stößelteil 42 auf, das hülsenförmig ausgebildet ist und das in einer Aufnahme 44 in Richtung der Längsachse 41 des Rollenstößels 40 verschiebbar geführt ist. Die Aufnahme 44 kann in einem Gehäuseteil der Pumpe oder in einem Teil der Brennkraftmaschine, beispielsweise deren Zylinderkopf oder Motorblock ausgebildet sein. Die Aufnahme 44 kann beispielsweise als Bohrung ausgeführt sein. Der Rollenstößel 40 weist außerdem ein zweites Stößelteil 46 auf, das in das erste Stößelteil 42 eingesetzt ist und in dem eine Rolle 48 drehbar gelagert ist. Die Rolle 48 läuft auf dem Nocken 16 der Antriebswelle 14 ab.
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Das erste Stößelteil 42 weist einen zumindest annähernd kreisförmigen Querschnitt auf und das zweite Stößelteil 46 ist von der der Antriebswelle 14 zugewandten Seite her in das erste Stößelteil 42 eingesetzt. Vorzugsweise ist das zweite Stößelteil 46 in das erste Stößelteil 42 eingepresst, wobei das zweite Stößelteil 46 jedoch auch auf andere Weise mit dem ersten Stößelteil 42 verbunden sein kann, beispielsweise mittels Schweißung oder Lötung oder auf andere Weise.
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Anhand 3 wird nachfolgend die Ausbildung des ersten Stößelteils 42 näher erläutert. Das erste Stößelteil 42 weist zwei von seinem der Antriebswelle 14 zugewandten Ende ausgehende Aussparungen 50 in seinem Mantel auf. Die beiden Aussparungen sind einander zumindest annähernd diametral gegenüberliegend angeordnet. In einem Umfangsbereich zwischen den beiden Aussparungen 50 ist im Mantel des ersten Stößelteils 42 eine Öffnung 52 vorgesehen, die von dem der Antriebswelle 14 zugewandten Ende des ersten Stößelteils 42 ausgeht und in Richtung der Längsachse 41 des Rollenstößels 40 langgestreckt ausgebildet ist. Die Öffnung 52 ist beispielsweise als Langloch ausgebildet, dessen Längserstreckung in Richtung der Längsachse 41 des Rollenstößels 40 verläuft. Die Öffnung 52 ist beispielsweise in Umfangsrichtung des ersten Stößelteils 42 gesehen zumindest annähernd in der Mitte zwischen den beiden Aussparungen 50 angeordnet.
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In einem in Richtung der Längsachse 41 zu den Aussparungen 50 und der Öffnung 52 beabstandeten Bereich ist im Außenmantel des ersten Stößelteils 42 eine über dessen Umfang umlaufende Ringnut 54 vorgesehen. Im Umfangsbereich der Aussparungen 50 ist im Außenmantel des ersten Stößelteils 42 jeweils eine Abflachung 56 vorgesehen, wobei die Abflachungen 56 in Umfangsrichtung gesehen vorzugsweise zumindest annähernd in der Mitte der Aussparungen 50 angeordnet sind. Durch die Abflachungen 56 ist eine Verbindung der Aussparungen 50 mit der Ringnut 54 gebildet. Anstelle der Abflachungen 56 können auch Nuten im Außenmantel des ersten Stößelteils 42 vorgesehen sein. Das erste Stößelteil 42 kann beispielsweise aus einem Abschnitt eines Rohrs hergestellt werden, in das dann nur noch die Aussparungen 50, die Öffnung 52, die Ringnut 54 und die Abflachungen 56 eingebracht zu werden brauchen.
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Anhand 4 wird nachfolgend die Ausbildung des zweiten Stößelteils 46 näher erläutert. Das zweite Stößelteil 46 ist um die Drehachse 15 der Antriebswelle 14 enthaltenden Längsschnitt betrachtet u-förmig ausgebildet und weist einen der Antriebswelle 14 abgewandten Boden 58 und zwei vom Boden 58 zur Antriebswelle 14 hin abstehende Arme 60 auf. Der Boden 58 und die Arme 60 sind vorzugsweise einstückig ausgebildet und das zweite Stößelteil 46 ist beispielsweise als Schmiedeteil ausgebildet. Der Boden 58 ist innerhalb des ersten Stößelteils 42 angeordnet und beispielsweise wie vorstehend bereits angegeben eingepresst. Der Boden 58 ist im Querschnitt senkrecht zur Längsachse 41 des Rollenstößels 40 gesehen im wesentlichen kreisförmig ausgebildet, weist jedoch in seinem Umfang zwei Abflachungen 62 auf. Die beiden Abflachungen 62 sind vorzugsweise einander diametral gegenüberliegend angeordnet. Anstelle der Abflachungen 62 können auch Nuten im Außenmantel des Bodens 58 vorgesehen sein. Der Durchmesser des Bodens 58 ist so bestimmt, dass der Boden in das erste Stößelteil 42 eintritt und sich der erforderliche Pressverband ergibt. Der Außenmantel des Bodens 58 kann in dessen gekrümmtem Umfangsbereich ballig ausgebildet sein, also eine konvexe Wölbung nach außen aufweisen. Dies ermöglicht einen Ausgleich von Fertigungstoleranzen zwischen dem zweiten Stößelteil 46 und dem ersten Stößelteil 42.
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Durch die Abflachungen 62 verbleiben wie in 5 dargestellt bei in das erste Stößelteil 42 eingesetztem zweitem Stößelteil 46 zwischen dem Außenmantel des zweiten Stößelteils 46 und dem Innenmantel des ersten Stößelteils 42 zwei Durchgangsöffnungen 64 im Rollenstößel 40. Durch die Durchgangsöffnungen 64 ist die der Antriebswelle 14 abgewandte Seite des Rollenstößels 40 mit dessen der Antriebswelle 14 zugewandter Seite verbunden und eine Durchströmung des Rollenstößels 40 ermöglicht. Die der Antriebswelle 14 abgewandte Seite des Bodens 58 ist zumindest im wesentlichen eben ausgebildet und an dieser liegt der Pumpenkolben 12 mit seinem Kolbenfuß 13 an, der gegenüber dem in der Zylinderbohrung 18 geführten Schaft des Pumpenkolbens 12 im Durchmesser vergrößert sein kann.
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Die Arme 60 sind auf einem größeren Durchmesser angeordnet als der Durchmesser des Bodens 58 und die Arme sind in ihrer Breite in Umfangsrichtung so bestimmt, dass diese mit geringem Spiel in Umfangsrichtung in die Aussparungen 50 eintreten. Die Arme 60 weisen an ihrem Außenmantel eine Krümmung entsprechend Kreisabschnitten mit etwa dem Außendurchmesser des ersten Stößelteils 42 auf. Durch den gegenüber dem Boden 58 größeren Durchmesser der Arme 60 ist am Übergang vom Boden 58 zu den Armen 60 am zweiten Stößelteil 46 eine Stufe 66 gebildet. In den Armen 60 ist jeweils eine Öffnung 68 in Form einer Bohrung eingebracht, wobei die Öffnungen 68 der beiden Arme 60 zumindest annähernd koaxial zueinander angeordnet sind. In einem die Öffnung 68 umgebenden mittleren Umfangsbereich können die Arme 60 an ihrem Außenmantel Abflachungen 70 aufweisen. In wenigstens einem der Arme 60 ist zwischen dessen Öffnung 68 und dem Boden 58 wenigstens eine weitere Öffnung 72 vorgesehen, die gegenüber der Öffnung 66 einen wesentlich kleineren Querschnitt aufweist. Vorzugsweise ist in beiden Armen 60 eine weitere Öffnung 72 vorgesehen. Das zweite Stößelteil 46 kann als Schmiedeteil aus Stahl mit der erforderlichen Festigkeit ausgeführt sein, wobei nach dem Schmiedeprozess noch die Bohrungen 68, die weiteren Bohrungen 72 sowie die Abflachungen 62 eingebracht werden.
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Im zweiten Stößelteil 46 ist die Rolle 48 gelagert, wobei in die Öffnungen 68 der Arme 60 des zweiten Stößelteils 46 ein Bolzen 74 eingeführt ist, beispielsweise eingrepresst oder auf andere Weise axial gesichert ist, auf dessen zwischen den Armen 60 liegendem Bereich die Rolle 48 gelagert ist. Die Rolle 48 ist hohl ausgebildet und kann direkt oder über eine Lagerbuchse 76 auf dem Bolzen 72 gelagert sein. Der Bolzen 74, die Lagerbuchse 76 und die Rolle 48 können im zweiten Stößelteil 46 vormontiert werden vor dem Zusammenbau des zweiten Stößelteils 46 mit dem ersten Stößelteil 42.
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Beim Zusammenbau des zweiten Stößelteils 46 mit dem ersten Stößelteil 42 wird dieses mit seinem Boden 58 voraus in Richtung der Längsachse 41 in das erste Stößelteil 42 eingeführt und dabei eingepresst. Die Endlage des zweiten Stößelteils 46 ist dadurch bestimmt, dass dieses mit seiner Stufe 66 am Rand der Aussparungen 50 in Richtung der Längsachse 41 zur Anlage kommt. Die Drehlage des zweiten Stößelteils 46 bezüglich dem ersten Stößelteil 42 ist durch die Arme 60 und die Aussparungen 50 festgelegt, so dass eine definierte Ausrichtung der Drehachse 49 der Rolle 48 zur Lage der Öffnung 52 des ersten Stößelteils 42 gegeben ist. Der Rollenstößel 40 ist über das erste Stößelteil 42 in der Aufnahme 44 in Richtung seiner Längsachse 41 mit geringem Spiel geführt. In der Aufnahme 44 ist ein radial nach innen in diese ragender Vorsprung 78 vorgesehen, der in die Öffnung 52 des ersten Stößelteils 42 eingreift und in dieser mit geringem Spiel in Umfangsrichtung angeordnet ist. Durch die Ausbildung der Öffnung 52 als Langloch ist die Hubbewegung des Rollenstößels 40 ermöglicht. Der Vorsprung 78 kann beispielsweise durch einen Stift gebildet sein und durch diesen wird zusammen mit der Öffnung 52 eine Verdrehsicherung des Rollenstößels 40 um dessen Längsachse 41 bewirkt. Durch die Aussparungen 50 des ersten Stößelteils 42 und die in diese eintretenden Arme 60 des zweiten Stößelteils 46 ist sichergestellt, dass die Drehachse 49 der Rolle 48 bezüglich der Öffnung 52 eine vorgegebene Ausrichtung aufweist und bei der Anordnung des Rollenstößels 40 in der Aufnahme 44 die Drehachse 49 der Rolle 48 zumindest annäehrnd parallel zur Drehachse 15 der Antriebswelle 14 verläuft.
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Der Rollenstößel 40 und der Pumpenkolben 12 werden durch eine Feder 80 zur Antriebswelle 14 hin beaufschlagt. Die Feder 80 ist zwischen dem Gehäuseteil 20 und einem auf dem Pumpenkolben 12 angeordneten Federteller 82 eingespannt, der sich am Kolbenfuß 13 abstützt. Die Feder 80 ist auf der der Antriebswelle 14 abgewandten Seite des Rollenstößels 40 angeordnet. Der Rollenstößel 40 wird in der Aufnahme 44 durch Kraftstoff oder Schmieröl geschmiert. Kraftstoff oder Schmieröl sammelt sich in der Ringnut 54 des ersten Stößelteils 42 und gelangt von der Ringnut 54 über die Abflachungen 56 im ersten Stößelteil 42 und die Abflachungen 62 der Arme 60 des zweiten Stößelteils 46 sowie die weiteren Öffnungen 72 in den Armen 60 in den zwischen den Armen 60 liegenden Bereich und ermöglicht eine Schmierung der Lagerung der Rolle 48 auf dem Bolzen 74.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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