-
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe gemäß Patentanspruch 1.
-
EP 2 853 699 B1 offenbart einen Rollenstößel für eine Einspritzpumpe, der eine Verdrehsicherung in Form eines Befestigungsstiftes aufweist, welcher direkt mit einem Einsatz in dem Rollenstößel verbunden ist, welcher eine Rolle des Rollenstößels aufnimmt.
-
Aus
DE 10 2010 031 185 A1 ist eine Hochdruckpumpe zur Förderung eines Fluids mit einem Pumpengehäuse bekannt, wobei in dem Pumpengehäuse eine drehbar gelagerte Antriebswelle vorgesehen ist. Die Hochdruckpumpe weist einen Pumpenkolben auf, der über einen Rollenschuh und eine Rolle durch die Antriebswelle angetrieben wird. Weiterhin ist ein Stößel vorgesehen, an dem der Rollenschuh befestigt ist.
-
US 7 311 087 B2 offenbart eine Hochdruckpumpe mit einem von einer Antriebswelle über einen Rollenstößel angetriebenen Pumpenkolben, wobei der Rollenstößel an seinem Stößelhemd über einen Stift mit einem Pumpengehäuse der Hochdruckpumpe verbunden ist, um eine Verdrehung des Rollenstößels zu verhindern.
-
In
DE 10 2009 056 306 A1 ist ein Rollenstößel für eine Hochdruckpumpe beschrieben, bei dem ein Brückenstück zwischen einem Rollenschuh und einem Stößelhemd so ausgebildet ist, dass das Brückenstück mit Vorsprüngen das Stößelhemd durchgreift.
-
JP 2015 071 967 A offenbart einen Rollenstößel für eine Hochdruckpumpe, in dessen Stößelhemd ein Führungsstift eingepresst ist, um den Rollenstößel in einer Führungsnut der Hochdruckpumpe zu führen.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Hochdruckpumpe bereitzustellen, bei der sich der Rollenschuh und damit die Rolle nicht gegenüber einer vorgegebenen Lage in Bezug auf die Drehachse einer Antriebswelle verdreht.
-
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Hochdruckpumpe gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
-
Ein Vorteil der beschriebenen Hochdruckpumpe besteht darin, dass mit einfachen Mitteln dafür gesorgt wird, dass sich der Rollenschuh und damit die Rolle nicht gegenüber einer vorgegebenen Lage in Bezug auf die Drehachse der Antriebswelle verdreht. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Rollenschuh im Wesentlichen parallel zur Drehachse der Antriebswelle ausgerichtet ist. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Befestigungsstift vorgesehen ist, wobei der Befestigungsstift den Rollenschuh mit dem Pumpengehäuse drehfest gegenüber der Pumpenachse verbindet. Der Befestigungsstift ist insbesondere in einem vorgegebenen Winkel zur Pumpenachse, insbesondere senkrecht zur Pumpenachse ausgerichtet. Der Befestigungsstift stellt ein pinartiges Extrabauteil und damit ein einfaches und kostengünstiges Mittel dar, mit dem der Rollenschuh in Bezug auf die Pumpenachse drehfest gesichert werden kann. Sowohl die Herstellung des Befestigungsstiftes als auch die Montage des Befestigungsstiftes mit dem Rollenschuh und/oder mit dem Pumpengehäuse kann auf einfache Weise erfolgen.
-
In einer Ausführungsform ist der Befestigungsstift mit einem ersten Ende am Rollenschuh befestigt, wobei der Befestigungsstift durch eine Öffnung des Stößels geführt ist, und wobei das zweite Ende des Befestigungsstiftes in einer Nut des Pumpengehäuses angeordnet ist. Die Nut erstreckt sich parallel zur Pumpenachse, sodass die Nut das zweite Ende des Befestigungsstiftes gegen ein Verdrehen gegenüber der Pumpenachse sichert.
-
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der Befestigungsstift am zweiten Ende einen länglichen Stiftkopf aufweisen, der entlang der Nut ausgerichtet ist. Auf diese Weise wird eine verbesserte seitliche Führung erreicht.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist der erste Befestigungsstift mit einem ersten Ende am Rollenschuh befestigt. Das zweite Ende des Befestigungsstiftes ist am Stößel befestigt. Zudem ist ein zweiter Befestigungsstift mit einem ersten Ende am Stößel befestigt, wobei das zweite Ende des zweiten Befestigungsstiftes in einer Nut des Pumpengehäuses angeordnet ist. Die Nut erstreckt sich parallel zur Pumpenachse. Somit wird durch das Vorsehen von zwei Befestigungsstiften insgesamt eine drehfeste Verbindung des Rollenschuhs mit dem Pumpengehäuse erreicht. Auf diese Weise kann eine einfache Montage und trotzdem sichere Führung des Rollenschuhs parallel zur Pumpenachse erreicht werden.
-
In einer Ausführungsform ist eine zweite Nut am Stößel ausgebildet, wobei das zweite Ende des ersten Befestigungsstiftes in der zweiten Nut angeordnet ist. Die zweite Nut erstreckt sich parallel zur Pumpenachse. Die zweite Nut kann bis zum unteren Ende des Stößels geführt sein, sodass eine einfache Montage des Rollenschuhs mit einem vormontierten ersten Befestigungsstift durch ein Einschieben in den Stößel möglich ist.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist das erste Ende eines Befestigungsstiftes mit einem Presssitz in einer Ausnehmung des Rollenschuhs oder in einer Ausnehmung des Stößels befestigt. Auf diese Weise kann eine einfache Montage des Befestigungsstiftes erreicht werden.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
- 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Hochdruckpumpe,
- 2 eine detailliertere Darstellung eines Teilausschnittes der Hochdruckpumpe der 1,
- 3 einen Querschnitt senkrecht zur Pumpenachse im Bereich eines ersten Befestigungsstiftes,
- 4 einen Querschnitt senkrecht zur Pumpenachse im Bereich eines zweiten Befestigungsstiftes,
- 5 einen Teilquerschnitt senkrecht zur Pumpenachse durch eine weitere Ausführungsform einer Hochdruckpumpe, und
- 6 einen Teilquerschnitt durch die Ausführungsform der 5 im Bereich des Befestigungsstiftes.
-
1 zeigt eine Hochdruckpumpe 10 mit einem Pumpengehäuse 12 und einer Pumpeneinheit 13. Die Hochdruckpumpe 10 kann weitere nicht dargestellte Pumpeneinheiten aufweisen. Die Hochdruckpumpe 10 kann insbesondere zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei einem Speichereinspritzsystem einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs verwendet werden. Das Pumpengehäuse 12 ist vorzugsweise aus einem Metall gebildet. Die Hochdruckpumpe 10 weist zentral eine Antriebswelle 16 auf, die mit zwei Nocken 20 in Wirkverbindung steht und in einer Drehachse D drehbar in dem Pumpengehäuse 12 gelagert ist. Die Anzahl der Förder- und Kompressionshübe kann über die Anzahl der Nocken 20 vorgegeben werden. Die Anzahl der Förder- beziehungsweise Kompressionshübe entspricht dabei der Anzahl der Nocken 20. In der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform hat die Hochdruckpumpe 10 zwei Nocken 20.
-
Die Pumpeneinheit 13 besteht im Wesentlichen aus einem Zylinder 14 mit einer Pumpenachse 50, einer in dem Zylinder 14 angeordneten Zylinderkammer 18, einer Feder 26, einem Pumpenkolben 28 und einer Übertragungsvorrichtung 29. Die Übertragungsvorrichtung 29 ist in einem Gehäuseabschnitt 12a des Pumpengehäuses 12 gelagert. Die Übertragungsvorrichtung 29 hat eine Längsachse L, die in der hier gezeigten Ausführungsform identisch mit der Pumpenachse 50 ist. In der hier dargestellten Ausführungsform ist die Übertragungsvorrichtung 29 als Stößelbaugruppe ausgebildet.
-
Der Zylinder 14, die Zylinderkammer 18, die Feder 26 und der Pumpenkolben 28 sind zueinander koaxial angeordnet. Der Zylinder 14 ist fest mit dem Pumpengehäuse 12 gekoppelt und aus einem Metall, vorzugsweise einem Stahl, gebildet. Der Pumpenkolben 28 ist axial bewegbar in der Zylinderkammer 18 des Pumpengehäuses 12 gelagert und steht über die Nocken 20 mit der Antriebswelle 16 in Wirkverbindung. Der Pumpenkolben 28 wird insbesondere durch die Nocken 20 der Antriebswelle 16 in einer Hubbewegung in zumindest annähernd radialer Richtung zur Drehachse D der Antriebswelle 16 angetrieben.
-
Der Pumpenkolben 28 wird mittels der Feder 26 , die vorzugsweise als Schraubendruckfeder ausgebildet ist und sich vorzugsweise am Zylinder 14 und an einem zylinderförmigen Stößel 30 abstützt, in ständiger Anlage an die Nocken 20 der Antriebswelle 16 gehalten. Damit kann ein Abheben und Wiederauftreffen des Pumpenkolbens 28 auf die Antriebswelle 16 mit den Nocken 20 vermieden werden, was zu Beschädigungen sowohl der Antriebswelle 16 und der Nocken 20 als auch des Pumpenkolbens 28 führen könnte.
-
Um die Zylinderkammer 18 mit Fluid befüllen zu können, weist der Zylinder 14 eine Zulaufleitung 22 auf, in der vorzugsweise ein Einlassventil 23 angeordnet ist. Das Einlassventil 23 ermöglicht die Befüllung der Zylinderkammer 18 und verhindert beim Befüllen das Zurückströmen des Fluids in die Zulaufleitung 22. Der Zylinder 14 weist weiter eine Ablaufleitung 24 und ein in dieser angeordnetes Auslassventil 25 auf. Damit kann Fluid aus der Zylinderkammer 18 ausgestoßen werden.
-
Während eines Saughubs, das heißt einer bezüglich der abwärts gerichteten Bewegung des Pumpenkolbens 28, wird Fluid, insbesondere Kraftstoff aus der Zulaufleitung 22 über das Einlassventil 23 in die Zylinderkammer 18 gefördert, wobei das Auslassventil 25 geschlossen ist. Während eines Pumphubs, das heißt einer bezüglich der 1 und 2 aufwärts gerichteten Bewegung des Pumpenkolbens 28, wird der in der Zylinderkammer 18 befindliche Kraftstoff komprimiert beziehungsweise über das Einlassventil 23 unter hohem Druck an die Ablaufleitung 24 abgegeben, wobei das Einlassventil 23 geschlossen ist.
-
Die als Stößelbaugruppe ausgebildete Übertragungsvorrichtung 29 umfasst den zylinderförmigen Stößel 30, der innerhalb des Pumpengehäuses 12 in Richtung der Pumpenachse 50 geführt ist und in Mitnahmeverbindung mit dem Pumpenkolben 28 steht. Der Pumpenkolben 28 weist vorzugsweise einen kleineren Durchmesser auf als der Stößel 30. Der Pumpenkolben 28 und der Stößel 30 können aus demselben oder jeweils einem anderen Werkstoff bestehen, vorzugsweise aus einem Stahl.
-
Der Stößel 30 wird bevorzugt am Pumpengehäuse 12 geführt. Die Feder 26 stützt sich auf einem Federteller 31 ab, der in Eingriff mit dem Pumpenkolben 28 und dem Stößel 30 ist. Der Stößel 30 weist eine innere Ausnehmung 32 auf, in der ein Rollenschuh 34 wenigstens teilweise aufgenommen ist. Ein der Antriebswelle 16 zugewandter Abschnitt des Rollenschuhs 34 umfasst im zentralen Bereich eine Rollenausnehmung 36, in der eine zylindrische Rolle 38 zumindest teilweise aufgenommen und drehbar angeordnet ist. Bevorzugt ist die Rollenausnehmung 36 an die radiale Lagerung und Führung der Rolle 38 angepasst.
-
Der Stößel 30 dient zur zumindest mittelbaren Abstützung des Pumpenkolbens 28 über die mit dem Stößel 30 drehbar gekoppelte Rolle 38 an der Antriebswelle 16. Die Rolle 38 ist mittels einer durch die Feder 26 über den Stößel 30 und den Rollenschuh 34 auf die Rolle 38 übertragenen Kraft in Anlage an die Antriebswelle 16 gehalten, vorzugsweise in Anlage an den zumindest einen Nocken 20 der Antriebswelle 16 , und rollt auf der Antriebswelle 16 beziehungsweise den Nocken 20 ab. Die Längsachse der Rolle 38 ist bevorzugt zumindest annähernd parallel zur Drehachse D der Antriebswelle 16.
-
2 zeigt einen Teilquerschnitt durch eine erste Ausführungsform der Hochdruckpumpe durch die Pumpenachse 50. Der Rollenschuh 34 kann im Wesentlichen rotationssymmetrisch zur Pumpenachse 50 ausgebildet sein und die Form einer kreisrunden Scheibe aufweisen. An einer Seitenwand 51 weist der Rollenschuh 34 eine Ausnehmung 41 auf. Die Ausnehmung 41 ist zylinderförmig ausgebildet und in Form einer Sacklochbohrung realisiert, die senkrecht zur Pumpenachse 50 ausgerichtet ist. In die Ausnehmung 41 ist ein erster Befestigungsstift 40 eingesteckt. Der Befestigungsstift 40 kann kraft- oder formschlüssig in der Ausnehmung 41 befestigt sein. Beispielsweise ist der Befestigungsstift 40 mit einem ersten Ende in die Ausnehmung 41 in Form eines Presssitzes gehaltert. Der Befestigungsstift 40 weist an einem zweiten Ende einen Stiftkopf 43 auf. Der Stiftkopf 43 ist angrenzend zu der Seitenwand 51 angeordnet. Der Stiftkopf 43 ist in einer Nut 42 angeordnet, die an einer Innenseite des Stößels 30 ausgebildet ist. Die Nut 42 ist parallel zur Pumpenachse 50 ausgerichtet und erstreckt sich bis zur Unterseite 52 des Stößels 30. Dadurch kann der erste Befestigungsstift 40 in der Ausnehmung 41 befestigt werden und anschließend der Rollenschuh 34 über die Unterseite in den Stößel 30 eingesteckt werden. Der Stößel 30 weist einen auf der Innenseite des Stößels 30 ringförmig umlaufenden Steg 53 auf. Am Steg 53 liegt die Oberseite 54 des Rollenschuhs 34 an. Zudem weist der Stößel 30 an der Außenseite 55 eine zweite Ausnehmung 44 auf. Die zweite Ausnehmung 44 ist zylinderförmig ausgebildet und als Sacklochbohrung realisiert. Die zweite Ausnehmung 44 ist senkrecht zur Pumpenachse 50 ausgerichtet. In der zweiten Ausnehmung 44 ist ein zweiter Befestigungsstift 45 angeordnet. Der zweite Befestigungsstift 45 ist mit einem ersten Ende 46 in der zweiten Ausnehmung 44 befestigt. Dabei kann das erste Ende 46 des zweiten Befestigungsstiftes 45 kraft- und/oder formschlüssig in der zweiten Ausnehmung 44 befestigt sein. In der dargestellten Ausführungsform ist das erste Ende 46 des zweiten Befestigungsstiftes 45 über einen Presssitz in der zweiten Ausnehmung 44 befestigt. Der zweite Befestigungsstift 45 weist am zweiten Ende einen zweiten Stiftkopf 48 auf. Der zweite Stiftkopf 48 ist in einer weiteren Nut 47 angeordnet, die an einer Innenseite des Pumpengehäuses 12 ausgebildet ist. Die weitere Nut 47 ist parallel zur Pumpenachse 50 ausgerichtet. Die weitere Nut 47 kann bis zum oberen Endabschnitt des Pumpengehäuses 12 geführt sein. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die Stiftköpfe 43,48 des ersten und/oder des zweiten Befestigungsstiftes 40,45 im Querschnitt kreisförmig oder länglich ausgebildet sein.
-
3 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Querschnitt durch den ersten Befestigungsstift 40 senkrecht zur Pumpenachse 50. Der Stiftkopf 43 kann dabei eine Breite senkrecht zur Längsachse der Nut 42 aufweisen, die im Bereich der Breite des ersten Endes des Befestigungsstiftes 40 ist. Aus 2 ist erkennbar, dass parallel zur Nut 42 der Stiftkopf 43 eine deutlich größere Breite als ein Stiftabschnitt bzw. ein erstes Ende des ersten Befestigungsstiftes 40 aufweist.
-
4 zeigt einen Querschnitt senkrecht zur Pumpenachse 50 durch den zweiten Befestigungsstift 45. Auch bei dieser Ausführungsform kann der zweite Stiftkopf 48 des zweiten Befestigungsstiftes 45 senkrecht zur Längsachse der weiteren Nut 47 nur eine etwas geringere Breite als ein erstes Ende 46 des zweiten Befestigungsstiftes 47 aufweisen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die Stiftköpfe 43,48 der Befestigungsstifte 40,45 auch in Form von kreisrunden Platten ausgebildet sind. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Hochdruckpumpe, bei der der Rollenschuh 34 im Gegensatz zur Ausführungsform der 2 nicht mithilfe von zwei Befestigungsstiften, sondern nur mithilfe eines einzigen Befestigungsstiftes 40 drehfest am Pumpengehäuse 12 in Bezug auf die Pumpenachse 50 geführt ist. Dazu weist der Stößel 30 ein Loch 56 auf, durch das der Befestigungsstift 40 geführt ist. Ein erstes Ende des Befestigungsstiftes 40 ist in der Ausnehmung 41 des Rollenschuhs 34 befestigt. Die Befestigung kann formschlüssig und/oder kraftschlüssig ausgeführt sein. Insbesondere ist der Befestigungsstift mithilfe eines Presssitzes in der Ausnehmung 41 befestigt. Der Befestigungsstift 40 weist an einem zweiten Ende einen Stiftkopf 43 auf, der auf der Außenseite 55 des Stößels 30 angeordnet ist. Der Stiftkopf 43 ist in einer weiteren Nut 47 des Pumpengehäuses 12 angeordnet. Die weitere Nut 47 ist parallel zur Pumpenachse 50 an der Innenseite des Pumpengehäuses 12 ausgebildet.
-
6 zeigt einen Querschnitt senkrecht zur Pumpenachse 50 durch den Befestigungsstift 40 der 5. In dieser Ausführungsform ist der Stiftkopf 43 beispielsweise in Form einer kreisförmigen Platte ausgebildet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der Stiftkopf 43 auch eine längliche Form aufweisen, die mit ihrer Längsachse parallel zur weiteren Nut 47 angeordnet ist, wie anhand der Figuren 3 und 4 für die Ausführungsform der 2 erläutert wurde.
-
Der Rollenschuh 34 ist z.B. als rotationssymmetrische kreisrunde Platte bezüglich der Pumpenachse 52 ausgebildet. Mithilfe der vorgeschlagenen Befestigungsstifte kann eine Reduzierung von Bauteiltoleranzen erreicht werden. Weiterhin wird eine sichere und präzise Verdrehsicherung des Rollenschuhs ermöglicht. Zudem können komplexe Bearbeitungsverfahren reduziert werden.
