-
Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere eine Hochdruckkraftstoffpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
-
Stand der Technik
-
Eine Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems ist durch die Schriften
DE 10 2006 012 458 A1 ,
DE 1100 380 B ,
US 5 307 769 A ,
US 2015 / 0 337 939 A1 und
DD 145 307 A1 bekannt. Die Pumpe weist einen Pumpenzylinder auf, der wiederum eine Zylinderbohrung aufweist. In der Zylinderbohrung ist ein Pumpenkolben angeordnet, der translatorisch auf- und abbewegbar ist und über eine Stößel-Baugruppe mit einer Antriebseinheit zusammenwirkt, wobei der Pumpenkolben mit einem Federteller verbunden ist und an der Stößel-Baugruppe anliegt. Des Weiteren ist ein Dichtelement zwischen dem Pumpenkolben und einem Pumpenzylinderkopf angeordnet und eine Stößelfeder stützt sich über den Federteller in einem Stößelkörper der Stößel-Baugruppe ab.
-
Der Pumpenkolben der Pumpe wirkt über einen Rollenstößel mit einer in der Brennkraftmaschine angeordneten Nockenwelle als Antriebswelle zusammen und beim Betrieb der Brennkraftmaschine wird der Pumpenkolben durch die Drehbewegung der Nockenwelle translatorisch auf und ab bewegt. Bei einer Abwärtsbewegung des Pumpenkolbens wird über ein, das mit einem stutzenförmig ausgebildeten Niederdruckanschluss der Pumpe zusammenwirkt, Kraftstoff in einen Pumpenarbeitsraum der Pumpe eingelassen. Bei der beschrieben Pumpe handelt es sich um eine Steckpumpe zum Einspeisen von hochverdichtetem Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher zur Versorgung eines Brennraums der Brennkraftmaschine, wobei die Steckpumpe ein Gehäuse mit einem Pumpenraum umfasst, der durch eine Saugleitung mit einem Saugventil und durch eine Hochdruckleitung mit einem Hochdruckventil verbunden ist. Die Steckpumpe kann insbesondere in das Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden und ist beispielsweise in der
DE 10 2008 041383 A1 beschrieben. Des Weiteren wird die Steckpumpe, insbesondere die Stößel-Baugruppe und der Kolben der Steckpumpe, von einer rotierenden Nocken- und/oder Exzenterwelle der Brennkraftmaschine in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt. Hierbei wird der Kraftstoff über das Saugventil in den Pumpenraum eingespeist und im Pumpenraum unter einen hohen Druck gesetzt und über ein Hochdruckventil in einen Hochdrucksammler überführt, an den die Injektoren der eigentlichen Brennkraftmaschine angeschlossen ist.
-
In der
US 5 307 769 A ist beschrieben, dass ein Stößelkörper einen Lagerbolzen aufweist, auf dem eine um eine Drehachse drehbare Lagerrolle angeordnet ist. Die Drehbarkeit der Lagerrolle auf dem nicht-drehbaren Lagerbolzen wird dadurch ermöglicht, dass zwischen dem Lagerbolzen und einer Laufrolle ein Lager angeordnet ist.
-
In der
DE 10 2006 012 458 A1 ist eine vorteilhafte Ausprägungsform der Pumpe beschrieben, bei der die Stößel-Baugruppe bei der Montage über einen Führungsstift positioniert wird. Der Führungsstift bildet hierzu eine Verbindung zum Kurbelgehäuse aus und steht mit dem Stößelkörper derart in Anlage, dass eine Rotation der Stößel-Baugruppe um eine Längsachse verhindert wird. Eine Verhinderung der Rotation der Stößel-Baugruppe ist, insbesondere bei Steckpumpen, zur Gewährleistung der Funktion der Pumpe notwendig.
-
Die Vermeidung der Rotation der Stößel-Baugruppe um die Längsachse ist aus zweierlei Gründen wichtig: Zum einen, um bei der Montage zu gewährleisten, dass die Steckpumpe in das Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors derart eingeführt wird, so dass die Laufrolle der Stößel-Baugruppe in der korrekten Position mit der Laufbahn des Nockens der Nockenwelle in Anlage kommt. Eine Verdrehung der Laufrolle um die Längsachse der Stößel-Baugruppe würde bewirken, dass die Laufrolle nicht mehr vollständig mit der Laufbahn des Nockens der Nockenwelle in Kontakt steht. Zum Zweiten muss sichergestellt werden, dass eine Rotation des Stößelkörpers während des Betriebs der Pumpe verhindert wird, da es während des Betriebs der Pumpe zu sporadische Effekten kommen kann, die ein Verdrehen des Stößelkörpers verursachen können.
-
Sobald eine Rotation der Stößel-Baugruppe um die Längsachse auftritt, verringert sich die Größe der Kontaktfläche, den die Laufrolle mit dem Nocken der Nockenwelle ausbildet. Dadurch werden die Oberflächen der Bauteile Laufrolle und Nocken einer erhöhten Belastung ausgesetzt, die zu einer Reduzierung der Lebensdauer der gesamten Steckpumpe führt. Des Weiteren kann es zu einem Verkippen der gesamten Rollenstößels im Kurbelgehäuse kommen, was sogar einen vollständigen Funktionsverlust der Steckpumpe bewirken kann.
-
In der
DE 1 100 380 B ist eine Hochdruckpumpe offenbart mit einer in Richtung einer Drehachse der Laufrolle über diesen hinausragenden Verlängerung, wobei die Verlängerung als ein Zweiflach ausgebildet ist. Die
DE 1 100 380 B zeigt darüber hinaus, dass eine Rotation des Lagerbolzens um die Drehachse dadurch verhindert wird, dass der Zweiflach über seine gesamte in Richtung der Längsachse weisende Länge mit der Führungsnut in Kontakt steht.
-
In der
US 5 307 769 A ist beschrieben, dass ein Stößelkörper einen Lagerbolzen aufweist, auf dem eine um eine Drehachse drehbare Lagerrolle angeordnet ist. Die Drehbarkeit der Lagerrolle auf dem nicht-drehbaren Lagerbolzen wird dadurch ermöglicht, dass zwischen dem Lagerbolzen und einer Laufrolle ein Lager angeordnet ist. Darüber hinaus weist der Lagerbolzen eine Verlängerung auf, wobei die Verlängerung als ein Zweiflach ausgebildet ist, wobei der Zweiflach insbesondere über seine gesamte Länge in Richtung der Längsachse mit einer Führungsnut in einem Gehäuse in Kontakt steht
-
Die
US 2015 / 0 337 939 A1 zeigt, dass ein Stößelkörper einen Lagerbolzen aufweist, auf dem eine um eine Drehachse drehbare Lagerrolle angeordnet ist. Zudem ragt der Lagerbolzen auf einer Seite über den Stößelkörper hinausragt und dadurch eine Verdrehsicherung ausbildet.
-
Die aus der
DE 10 2006 012 458 A1 , der
DE 1 100 380 B , der
US 5 307 769 A und der
US 2015 / 0 337 939 A1 bekannte Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems mit Saugventil, bei der der mit dem Kurbelgehäuse in Verbindung stehende Führungsstift verwendet wird, um eine Rotation der Stößel-Baugruppe um die Längsachse zu verhindern, kann gewisse Nachteile aufweisen.
-
Die Verwendung des Führungsstiftes erfordert einen erhöhten Bearbeitungsaufwand bei der Fertigung der Pumpe, da im Kurbelgehäuse eine Aufnahme für den Führungsstift und eine Vertiefung in den Stößelkörper durch einen zusätzliche Bearbeitungsschritt eingebracht werden muss, damit der Führungsstift mit dem Stößelkörper in Anlage steht und eine Rotation der Stößel-Baugruppe verhindert wird.
-
Des Weiteren weist der Stand der Technik, bei dem der Führungsstift verwendet wird, um eine Rotation der Stößel-Baugruppe um die Längsachse zu verhindern, den Nachteil auf, dass die Dauerhaltbarkeit aufgrund der entstehenden Anschlagkräfte, die durch den Einsatz des Führungsstiftes auftreten, gering sein kann.
-
In der
DD 145 307 A1 ist eine Brennstoffeinspritzpumpe mit einer Druckschmierung gezeigt. Dabei betrifft die Erfindung eine Brennstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, vorzugweise mit mehreren Fördereinheiten, deren Rollentriebswerk druckölgeschmiert ist. Dabei weist die
DD 145 307 A1 den Nachteil auf, dass zwar der Bereich zwischen dem Lagerbolzen und der Laufrolle druckölgeschmiert ist, wobei insbesondere Schmieröl durch Querbohrungen im Rollenbolzen an die Lagerstellen gelangt. Jedoch wird Schmieröl nicht gezielt in einen Umfangsbereich zwischen dem Lagerbolzen und der Laufrolle geleitet, da der Lagerbolzen und somit die Querbohrung frei drehbar ist. Dies kann den Nachteil aufweisen, dass die Lagerstelle nicht mehr ausreichend mit Schmieröl versorgt wird, insbesondere wenn die Öffnung der Querbohrung derart verschlossen wird, dass die Laufrolle durch äußere Einflüsse auf die Öffnung der Querbohrung gedrückt wird und diese somit verschlossen wird. Dadurch kann es zu einem erhöhten Verschleiß der Laufrolle kommen und zu einer erhöhten Temperaturentwicklung, wodurch die Lebensdauer der gesamten Brennstoffeinspritzpumpe reduziert wird.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Vorteile der Erfindung
-
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Pumpe mit den Merkmalen aus Anspruch 1, bei der eine Verlängerung eines Lagerbolzens als ein Zweiflach ausgebildet ist, wobei der Zweiflach über seine gesamte Länge in Richtung einer Längsachse mit einer Führungsnut in Kontakt steht, wobei in dem Lagerbolzen mindestens eine Bohrung vorgesehen ist, durch die insbesondere Schmierstoff in einen Bereich zwischen einer Laufrolle und einem Lagerbolzen geleitet wird und wobei der Verlauf der Bohrung axial und radial in Richtung einer Drehachse ausgebildet ist, wobei die radial verlaufende Bohrung in Richtung eines entlasteten Umfangsbereich der Laufrolle in den Bereich zwischen dem Lagerbolzen und der Laufrolle mündet, wobei der entlastete Umfangsbereich dem Kontaktbereich von Laufrolle und einer Pumpe antreibenden Nockenwelle gegenüberliegt, bietet mehrere Vorteile. Der Lagerbolzen kann sich mit einer größeren Fläche an einem weiteren Bauteil abstützen, um eine Verdrehung einer Stößel-Baugruppe zu verhindern. Die Kontaktfläche des Zweiflachs mit der Führungsnut einer Führung ist größer, als die vergleichbare Kontaktfläche des beim Stand der Technik vorgesehenen Führungsstiftes mit der Stößel-Baugruppe. Dadurch entsteht, bei einer gleichen anliegenden Abstützkraft, die dem Rotationsimpuls entgegengesetzt ist, beim Einsatz des Zweiflachs des Lagerbolzens eine geringere Spannungsbelastung im Bauteil im Vergleich zum Einsatz des Führungsstiftes. Dadurch ist die Lebensdauer der Verdrehsicherung in Form des Zweiflachs des Lagerbolzens aufgrund des größeren Kontaktfläche und den damit einhergehenden geringeren Spannungen im Bauteil höher als beim Einsatz des Bauteils Führungsstift gemäß dem Stand der Technik. Dies verringert die Ausfallwahrscheinlichkeit und erhöht die Lebensdauer der gesamten Pumpe.
-
Weiterhin bietet die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Pumpe gemäß Anspruch 1 den Vorteil, dass Schmierstoff in der Bereich zwischen dem Lagerbolzen und einer Laufrolle geleitet wird, wodurch auftretende Reibung zwischen dem Lagerbolzen und der Laufrolle reduziert wird. Dadurch wird der Reibverschleiß durch eine Drehbewegung der Laufrolle auf dem nicht drehenden Lagerbolzen minimiert und somit die Lebensdauer der Pumpe erhöht. Weiterhin wird die Bildung von abrassiven, insbesondere metallischen Partikeln, die sich aufgrund des Reibverschleißes zwischen dem Lagerbolzen und der Laufrolle bilden können, minimiert, was wiederrum den Verschleiß der umliegenden Bauteile reduziert und letztendlich zu einer erhöhten Lebensdauer der Pumpe führt. Des Weiteren kann ein möglicherweise notwendiges zusätzliche Bauteil Lager, insbesondere Gleitlager, zwischen dem Lagerbolzen und Laufrolle entfallen. Dadurch können zusätzliche Bauteilkosten und Montagekosten eingespart und/oder reduziert werden.
-
Zudem bietet die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Pumpe gemäß Anspruch 1 den Vorteil, dass die radiale Bohrung in Richtung der Längsachse in den entlasteten Umfangsbereichs zwischen dem Lagerbolzen und der Laufrolle mündet, insbesondere ist dies der Bereich zwischen Lagerbolzen und Laufrolle, der dem Kontaktbereich von Laufrolle und einer möglichen die Pumpe antreibenden Nockenwelle gegenüberliegt. Dies hat den Vorteil, dass der Schmierstoff immer in den Bereich zwischen der Laufrolle und dem Lagerbolzen fließen kann, der das größte Spaltmaß aufweist. Dadurch kann der benötigte Druck reduziert werden, der in einer Schmierstoffzufuhr und einer schmierstoff-führenden Bohrungen vorhanden sein muss, um einen konstanten Schmierfilm zwischen dem Lagerbolzen und der Laufrolle erzeugen zu können. Dadurch ist es möglich, den Energieverbrauch und somit Kosten zu reduzieren.
-
Des Weiteren bietet die erfindungsgemäße Ausgestaltung gemäß Anspruch 1 den Vorteil, dass eine kontinuierliche Schmierstoffversorgung der Bohrungen des Lagerbolzens und somit eine kontinuierliche Aufrechterhaltung des Schmierfilms zwischen dem Lagerbolzen und der Laufrolle möglich ist, unabhängig von der Position der Stößel-Baugruppe aufgrund Ihrer Auf- und Abwärtsbewegung im Betrieb der Pumpe. Dies ist durch das Vorsehen einer Schmierstoffnut im Zweiflach des Lagerbolzens möglich. Dadurch kann zum einen der Reibverschleiß zwischen dem Lagerbolzen und der Laufrolle reduziert werden und zum anderen wird eine kontinuierliche Kühlung des Lagerbolzens und der Laufrolle erzielt, wodurch die Lebensdauer der gesamten Pumpe erhöht und die Ausfallwahrscheinlichkeit, insbesondere bei einem hochfrequenten Pumpenbetrieb durch Überhitzung, reduziert wird.
-
Ein weiterer Vorteil ergibt sich gemäß Anspruch 2 durch die Integration der Funktion Verdrehsicherung in einem Bauteil wodurch das zusätzliche Bauteil des Führungstiftes, wie im Stand der Technik beschrieben, entfallen kann. Somit ist der Einsatz eines Führungsstiftes zur Vermeidung der Rotation der Stößel-Baugruppe um die Längsachse, nicht mehr notwendig. Dadurch kann das separate Bauteil des Führungsstiftes entfallen und die Funktion der Verdrehsicherung kann in das Bauteil des Lagerbolzens integriert werden. Bei der im Stand der Technik beschriebenen Lösung, bei der die Gefahr besteht, dass sich der Führungsstift im Dauerbetrieb der Pumpe lockert und aus der Aufnahme herausfällt, besteht die Gefahr eines vorzeitigen Ausfalls der gesamten Pumpe. Mittels dieser Maßnahme kann somit die Dauerhaltbarkeit einer Steckpumpe erhöht werden, da nun das separate Bauteil Führungsstift entfällt. Des Weiteren wird die Herstellung der Pumpe vereinfacht, da kein zusätzliches Bauteil und keine Aufnahme des Führungsstiftes im Kurbelgehäuse erforderlich ist. Dadurch können die Montagekosten reduziert werden und die notwendigen Fertigungskosten entfallen, die zur Modifikation des Kurbelgehäuse notwendig wären, um eine Aussparung für die Aufnahme des Führungsstiftes zu schaffen. Des Weiteren wird die Gesamtanzahl der Bauteile reduziert und die Montagezeit für das Einbringen des Führungsstiftes in die Aufnahme des Kurbelgehäuse kann entfallen.
-
Gemäß Anspruch 3 wird eine Rotation des Lagerbolzens um eine eigene Drehachse dadurch ausgebildet, dass der Zweiflach mit der Führungsnut in Kontakt steht. Durch diese konstruktive Ausprägung der Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass sich bei einer Auf- und Abbewegung der Stößelbaugruppe während des Pumpenbetriebs keine Rotationsbewegung des Lagerbolzens zu einem Stößelkörper, insbesondere um eine Drehachse, einstellt. Dadurch kann verhindert werden, dass sich Schwingungen, insbesondere im Eigenfrequenzbereich, entwickeln und verstärken, was zu einer Schädigung der umgebenden Bauteile führen könnte. Dadurch wird vermieden, dass die Pumpe durch derartige Schwingungen geschädigt wird, was wiederum zur Folge hat, dass die Lebensdauer der Pumpe verringert wird.
-
Betreffend Anspruch 4 hat der Lagerbolzen, der auf beiden Stirnseiten in Richtung der Drehachse den Zweiflach aufweist, den Vorteil, dass eine Verdrehsicherung gegen eine Verdrehung des Stößelkörpers um die Längsachse auf beiden Stirnseiten des Lagerbolzens ausgebildet ist. Damit lässt sich die Kontaktfläche verdoppeln, mit der sich der Lagerbolzen, insbesondere über die beiden Zweiflachs, in der Führungsnut der Führung gegen die Verdrehkräfte abstützten kann. Dadurch ist es zum einen möglich, dass nahezu die doppelten Verdrehkräfte um die Längsachse durch die derart ausgebildete Verdrehsicherung aufgenommen werden können. Zudem tritt aufgrund der größeren Gesamt-Kontaktfläche der Verdrehsicherung mit der Führung eine geringere Spannungsbelastung im Bauteil Lagerbolzen und im Bauteil der Führung auf. Dadurch ist die Lebensdauer der Verdrehsicherung in Form des Zweiflachs des Ankerbolzens aufgrund des größeren Kontaktfläche und den damit einhergehenden geringeren Spannung im Bauteil höher als beim Einsatz des Bauteils Führungsstift gemäß dem Stand der Technik. Dies verringert die Ausfallwahrscheinlichkeit und erhöht die Lebensdauer der gesamten Pumpe.
-
Weiterhin ist es bei der erfindungsgemäßen Ausprägung des Lagerbolzens mit zwei stirnseitigen angeordneten Zweiflachs möglich, dass eine Stirnseite des Lagerbolzen als Schmierstoffzufuhr der im Lagerbolzen befindlichen schmierstoffführenden Bohrungen dient, während die gegenüberliegende Stirnseite als eine Schmierstoffableitung dient. Dadurch lässt sich eine optimierte Schmierstoffversorgung des Lagerbolzens erzielen, insbesondere des Bereichs zwischen Lagerbolzen und Laufrolle, in dem der Schmierfilm ausgebildet wird. Des Weiteren können die Bereiche des Lagerbolzen die erhöhter Wärme, insbesondere Reibungswärme, ausgesetzt sind effizienter gekühlt werden.
-
Beide vorrangegangenen Vorteile der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Pumpe gemäß Anspruch 4 bieten den Vorteil, dass die Lebensdauer der Pumpe erhöht wird.
-
Gemäß Anspruch 5 kann durch eine gezielte Schmierung des Kontaktbereichs der Führungsnut und des Zweiflach eine Reduzierung des Reibkoeffizienten der Reibpartner erzielt werden. Dies hat zum einen den Vorteil, dass die auftretende Wärmeenergie, die durch Reibung auftritt, reduziert werden kann. Zum anderen wird durch die gezielte Schmierung die Anzahl der abrassiven Partikel, die durch den Kontakt der Reibpartner entsteht, reduziert. Beide Vorteile resultieren in einer erhöhten Lebensdauer des Zweiflachs und somit des Lagerbolzens und der Führungsnut sowie der umgebenden Bauteile.
-
Weiterhin erfolgt gemäß Anspruch 5 eine Kühlung der Reibpartner Zweiflach und Führungsnut was mehrere Vorteile bietet. Durch die Reduzierung der Wärmeenergie wird der Verschleiß der Reibpartner durch Hitzeentwicklung reduziert. Zudem kann jedoch auch die Alterung des eingesetzten Schmierstoffs durch ein schnelles Ableiten der Wärme reduziert werden. Dadurch lässt sich die Lebensdauer der Pumpe erhöhen.
-
Bezüglich der Ansprüche 6 und 7 bietet die Wärmebehandlung und/oder Beschichtung der beiden Reibpartner den Vorteil, dass der Verschleiß des Zweiflachs und/oder der Führungsnut minimiert wird, wodurch die Lebensdauer erhöht und die Ausfallwahrscheinlichkeit der beiden Bauteile reduziert wird. Des Weiteren wird der Materialabtrag beider Reibpartner verringert und somit eine Schädigung der umliegenden Elemente, die mit Kraftstoff umspült werden, durch abrassive Partikel verringert.
-
Figurenliste
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Pumpe in einer perspektivischen Darstellung,
- 2 einen in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Pumpe in vergrößerter Darstellung in der Seitenansicht mit einer Stößel-Baugruppe und einem angrenzenden Kurbelgehäuse,
- 3 einen in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Pumpe in vergrößerter Darstellung in der Draufsicht mit der Stößel-Baugruppe und einem angrenzenden Kurbelgehäuse,
- 4 eine in 2 mit III bezeichneten Ausschnitt der Pumpe in vergrößerter Darstellung,
- 5 eine in 2 mit III bezeichneten Ausschnitt der Pumpe in vergrößerter Darstellung,
- 6 eine in 2 mit IV bezeichneten Ausschnitt der Pumpe in vergrößerter Darstellung.
-
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
-
1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Pumpe 1, die als Kraftstoffhochdruckpumpe ausgebildet ist und vorzugsweise bei einem Common-Rail-Einspritzsystem verbaut ist und die insbesondere ein Saugventil 2 aufweist. Mittels der Pumpe 1 wird von einem Kraftstoffniederdrucksystem, das zumindest einen Tank, einen Filter und eine Niederdruckpumpe aufweist, bereitgestellter Kraftstoff über einen Hochdruckanschluss 7 in einen Hochdruckspeicher gefördert, aus dem der dort gespeicherte Kraftstoff von Kraftstoffinjektoren zur Einspritzung in zugeordnete Brennräume einer Brennkraftmaschine entnommen wird. Zudem ist der Bereich einer Stößel-Baugruppe 9 zu erkennen, die mit einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung zusammenwirkt, welche insbesondere über eine Nockenwelle verfügt, die die Stößel-Baugruppe 9 und somit einen mit dieser verbundenen Pumpenkolben 13 in eine translatorische Auf- und Ab-Bewegung versetzt. Die Pumpe 1 weist eine Zylinderkopf-Baugruppe 3 und die Stößel-Baugruppe 9 auf, die wiederum weitere Einzelteile aufweisen und zwischen denen sich eine Stößelfeder 19 befindet.
-
2 zeigt eine Schnittdarstellung der schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Pumpe 1. Die Pumpe 1 weist die Stößel-Baugruppe 9 auf, die wiederum weitere Einzelteile aufweist.
-
Die Stößel-Baugruppe 9 weist insbesondere einen Stößelkörper 21, einen Lagerbolzen 23 und eine Laufrolle 25 auf. Der Lagerbolzen 23 ist zudem in den Stößelkörper 21 eingesetzt. Die Laufrolle 25 ist drehbar um eine Drehachse 10 auf dem Lagerbolzen 23 angeordnet. Weiterhin weist der Lagerbolzen 23 stirnseitig in Richtung der Drehachse 10 eine Verlängerung 17 auf, wobei die Verlängerung 17, die insbesondere als ein Zweiflach 17 ausgebildet ist, axial in Richtung der Drehachse 10 über den Umfang des Stößelkörpers 21 hinausragt. Des weiteren ragt dieser Zweiflach 17 des Lagerbolzens 23 in eine Führungsnut 15 einer Führung 24 hinein. Die Führung 24 kann sich 15 beispielsweise in einem Pumpengehäuse oder in einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine befindet. Die Führungsnut 15 ist insbesondere als eine Längsnut ausgebildet, die parallel zu einer Längsachse 8 der Stößel-Baugruppe 9 verläuft. Der Zweiflach 17, der sich stirnseitig am Lagerbolzen 23 in Richtung einer Drehachse 10 befindet, kann entweder einseitig oder beidseitig ausgeführt sein. Somit kann der Lagerbolzen 23 nur auf einer Stirn-Seite in Richtung der Drehachse 10 über einen Zweiflach 17 verfügen oder über zwei Zweiflachs 17, die auf beiden Stirn-Seiten in Richtung der Drehachse 10 ausgebildet sind.
-
Ein weiterer Aspekt der Pumpe 1 ist, dass die Längsachse 8 der Stößel-Baugruppe 9 und die Drehachse 10 der Laufrolle 25 senkrecht zueinander angeordnet sind. Der Zweck dieser Führungsnut 15, die sich in der Führung 24 befindet, ist es, mit der Verlängerung 17 des Lagerbolzens 23 zusammenzuwirken. Dadurch kann eine Verdrehung des Stößelkörpers 21 und somit der gesamten Stößel-Baugruppe 9 um deren Längsachse 8 verhindert werden. Während des Betriebs der Pumpe 1 bewegt sich die gesamte Stößel-Baugruppe 9 in Richtung der Längsachse 8 translatorisch aufwärts und abwärts und treibt den Pumpenkolben 13 an. Zur Gewährleistung der Funktion der Pumpe ist es unabdingbar, dass ein Mitbewegen der Verlängerung 17 des Lagerbolzens 23 in dieser Richtung ermöglicht wird. Deshalb ist die Führungsnut 15 in der Führung 24 ausgeführt, in der sich die Verlängerung 17 des Lagerbolzens 23 in Richtung der translatorische Auf- und Abwärtsbewegung des Pumpenkolbens 13 und der Stößel-Baugruppe 9 parallel zur Längsachse 8 bewegen kann. Zudem wird eine Rotation des Lagerbolzens 23 um die Drehachse 10 dadurch verhindert, dass der Zweiflach 17 über seine gesamte in Richtung der Längsachse 8 weisende Länge mit der Führungsnut 15 in Kontakt steht.
-
Des Weiteren ist in 2 dargestellt, dass der Zweiflach 17 jeweils eine Schmierstoffnut 16 aufweist, wobei sich die Schmierstoffnut 16 an der in Richtung der Drehachse 10 weisenden Stirnseite des Lagerbolzens 23 im Zweiflach 17 befindet und wobei die Schmierstoffnut 16 durch eine Schmierstoffzufuhr 4 in der Führung 24 gespeist wird und wobei die Schmierstoffnut 16 schmierstoff-führende Bohrungen 6 im Lagerbolzen 23 mit Schmierstoff versorgt. Zudem ist die Schmierstoffnut 16 als in Richtung der Längsachse 8 weisender Kanal an der Stirnseite des Zweiflach 17 ausgebildet, der sich auf der der Führung 24 zugewandten Seite im Zweiflach 17 befindet. Dadurch kann eine permanente Schmierstoffversorgung des Lagerbolzens 23 gewährleistet werden, unabhängig von der Position des Lagerbolzens 23 bei der Auf- und Abwärtsbewegung der Stößel-Baugruppe 9 im Pumpenbetrieb.
-
Weiterhin ist dargestellt, dass im Bauteil Lagerbolzen 23 die schmierstoff-führenden Bohrungen 6 verlaufen, wobei diese Bohrungen 6 eine axial verlaufende Bohrung 6a und eine radial zur Drehachse 10 verlaufende Bohrung 6b umfassen. Durch die derart ausgebildeten schmierstoff-führenden Bohrungen 6 wird Schmierstoff in dem Bereich zwischen der Lagerbolzen 23 und der Laufrolle 25 geleitet, so dass sich in diesem Bereich ein Schmierfilm 12 ausbilden kann. Durch die Rotation der Laufrolle 25 um die Drehachse 10 und den nicht-rotierenden Lagerbolzen 23 wird der Schmierfilm, der bereits in Richtung der Drehachse 10 über die Länge des Lagerbolzens 23 ausgebildet wurde, über den Umfang und die äußere Oberfläche des Lagerbolzen 23 sowie die innerer Oberfläche der Laufrolle 25 verteilt, so dass sich im gesamten Kontaktbereich der Laufrolle 25 mit dem Lagerbolzen 23 der derartige Schmierfilm 12 ausbilden kann.
-
Der Verlauf der radial zur Drehachse 10 verlaufenden schmierstoff-führenden Bohrung 6b ist derart, dass die Bohrung 6b in den Bereich zwischen dem Lagerbolzen 23 und der Laufrolle 25 mündet, der als entlasteter Umfangsbereich das grösstmögliche Spaltmaß bietet. In der Regel ist dies der Bereich zwischen Lagerbolzen 23 und Laufrolle 25, der dem Kontaktbereich von Laufrolle 25 und einer möglichen die Pumpe 1 antreibenden Nockenwelle gegenüberliegt.
-
Der in 3 dargestellte Ausschnitt aus 2 zeigt die Pumpe 1, die in einer Draufsicht auf den Lagerbolzen 23 und die Laufrolle 25 des dem Pumpenkolben 13 zugewandten Endes des Stößelkörpers 21 dargestellt wird. In dieser Draufsicht ist der Lagerbolzen 23 und die Laufrolle 25 zu sehen, aber auch der Schnitt der Führung 24, die die als Längsnut ausgebildete Führungsnut 15 aufweist, mit der der Zweiflach 17 in beiden Drehrichtungen in Anlage stehen kann, je nachdem in welche Richtung der Drehimpuls die Stößel-Baugruppe 9 beaufschlagt. Der Zweiflach 17 weist dabei jeweils eine Schmierstoffnut 16 auf, die auf der der Führung 24 zugewandten Seite des Zweiflach 17 angeordnet ist. Der Zweiflach 17 des Lagerbolzens 23 ragt in 3 mit einem gehärteten und/oder beschichteten Laufbereich 20, in die Führungsnut 15 der Führung 24 herein, wobei auch die Führungsnut 15 einen gehärteten und/oder beschichteten Führungsbereich aufweist, insbesondere in dem Kontaktbereich mit dem Zweiflach 17. Diese beiden gehärteten und/oder beschichteten Lauf- und Führungsbereiche 20,22 sorgen dafür, dass die Lebensdauer der Kontaktpartner erhöht wird und somit die Lebensdauer der gesamten Pumpe 1 erhöht werden kann. Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen im Bereich der gehärteten und/oder beschichteten Lauf- und Führungsbereiche 20, 22 ist der Einsatz einer Schmierung und/oder Kühlung der Reibpartner, insbesondere durch das Zuführen und/oder Abführen eines Mediums. Dieses zugeführte und abgeführte Medium kann insbesondere als das umgebende Schmierstoff oder als der umgebende Kraftstoff ausgeführt sein.
-
Zudem ist in 3 dargestellt, das der Lagerbolzen 23 die schmierstoff-führenden Bohrungen 6a, b aufweist. Diese schmierstoff-führenden Bohrungen 6a, b dienen zur Versorgung des Schmierfilms 12, der sich zwischen dem Lagerbolzen 23 und der Laufrolle 25 befindet. Dabei können die schmierstoff-führenden Bohrungen 6a, b in einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäße Ausgestaltung derart ausgebildet sein, dass Schmierstoff über eine Schmierstoffzufuhr 4, die insbesondere in der Führung 24 ausgebildet ist, in die axiale Bohrung 6a des Lagerbolzens 23 eingeleitet wird. Auf der gegenüberliegenden Seite des Lagerbolzens 23 ist eine Schmierstoffableitung 26 vorgesehen, durch die der überschüssige Schmierstoff aus dem Lagerbolzen 23 abgeleitet werden kann. Diese Ausführung, bei der der Lagerbolzen 23 auf der einen in Richtung der Drehachse 10 weisenden Stirnseite über eine Schmierstoffzufuhr 4 verfügt und auf der anderen in Richtung der Drehachse 10 weisenden Stirnseite über eine Schmierstoffableitung 26 verfügt, ist nur eine optionale Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe 1. Eine weitere optionale Ausführungsform der Pumpe 1 sieht vor, dass Schmierstoff über beide Schmierstoffnuten 16 aufweisenden Stirnseiten des Lagerbolzens 23 in die Bohrungen 6 eingeleitet wird.
-
Wobei sich die Stößel-Baugruppe 9 am Ende der Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens 13 und somit am oberen Totpunkt V befindet. In dieser Pumpenposition des oberen Totpunkts V ist eine Versorgung der schmierstoff-führenden Bohrungen 6a, b dennoch gewährleistet, da der Zweiflach 17 mit der Schmierstoffnut 16 versehen ist und somit der Schmierstofffluß VII von der Schmierstoffzufuhr 4 über die Schmierstoffnut 16 in die schmierstoff-führenden Bohrungen 6a, b erfolgen kann.
-
Bei der in 5 dargestellten Pumpe 1 befindet sich die Stößel-Baugruppe 9 am Ende der Abwärtsbewegung und somit am unteren Totpunkt VI. In dieser Pumpenposition des unteren Totpunkts VI ist eine Versorgung der schmierstoff-führenden Bohrungen 6a, b dennoch gewährleistet, da der Zweiflach 17 mit der Schmierstoffnut 16 versehen ist und somit der Schmierstofffluß VII von der Schmierstoffzufuhr 4 über die Schmierstoffnut 16 in die schmierstoff-führenden Bohrungen 6a, b erfolgen kann.
-
In 6 wird der Schmierstofffluß VII innerhalb der schmierstoff-führenden Bohrungen 6a, b des Lagerbolzens 23 gezeigt. Dabei verläuft der Schmierstofffluß VII in Richtung der Drehachse 10 durch die axial verlaufende schmierstoff-führende Bohrung 6a, insbesondere aus der Richtung der Schmierstoffzufuhr 4. An einer Stelle führt von der axialen Bohrung 6a die radial verlaufende schmierstoff-führende Bohrung 6b ab durch die Schmierstoff in den Bereich zwischen dem Außenumfang des Lagerbolzens 23 und dem Innendurchmesser der Laufrolle 25 austritt. An dieser Stelle wird axial in Richtung der Drehachse 10 der Schmierfilm 12 ausgebildet, insbesondere in beiden Richtungen axial in Richtung der Drehachse 10 von einer Austrittsöffnung 14 der radial verlaufenden schmierstoff-führende Bohrung 6b weg. Des weiteren wird nach kurzer Zeit aufgrund der relativen Drehbewegung der Laufrolle 25 zum Lagerbolzen 23 im gesamten Kontaktbereich zwischen der Laufrolle 25 und dem Lagerbolzen 23 in Richtung der Drehachse 10 der Schmierfilm 12 ausgebildet, so dass der Reibverschleiß zwischen dem Lagerbolzen 23 und der Laufrolle 25 stark reduziert wird.
-
An der Stelle, an der sich die schmierstoff-führende Bohrung 6 verzweigt wird jedoch auch ein Teil des Schmierstoffs weiter in Richtung der axial verlaufenden schmierstoff-führende Bohrung 6 in Richtung der Drehachse 10 geleitet, insbesondere in Richtung der Schmierstoffableitung 26.
