DE102019102289B3

DE102019102289B3 - Rollenstößel für eine Kraftstoffpumpe

Info

Publication number: DE102019102289B3
Application number: DE102019102289.4A
Authority: DE
Inventors: Norbert Geyer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-01-30
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2020-03-05
Anticipated expiration: 2039-01-31
Also published as: US11549575B2; KR20210120995A; WO2020156602A1; US20220112944A1; CN113167253A; CN113167253B

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Rollenstößel (1) für eine Kraftstoffpumpe, mit einem einteiligen und hohlwandigen Führungsgehäuse (2), dessen antriebsseitiger Rand (3) eine auf einem Bolzen (4) gelagerte Rolle (5) einfasst, welcher Bolzen (4) mit seinen Enden (16) in Öffnungen (6) des Führungsgehäuses (2) sitzt und die Öffnungen (6) in von dem antriebsseitigen Rand (3) ausgehenden, sich diametral gegenüberliegenden, eingerückten Flachs (7) liegen, wobei bei einem abtriebsseitigen Rand (8) des Führungsgehäuses (2) ein von einer Innenwand (9) des einen der Flachs (7) zu einer Innenwand (9) des anderen, komplementären Flachs (7) durchgehendes Brückenstück (10) verläuft, welches Brückenstück (10) über die Innenwand (9) in Richtung zur Außenwand des jeweiligen Flachs (7) hinausragt, wobei das Brückenstück (10) an seiner abtriebsseitigen Außenseite (11) eine Kontaktfläche (12) für einen Pumpenkolben hat, wobei die Flachs (7) vom antriebs- zum abtriebsseitigen Rand (3, 8) des Führungsgehäuses (2) vollständig durchgehen, wobei das Brückenstück (10) ein mit seinen Endbereichen in komplementären Aufnahmen (13) der Flachs (7) sitzender, separater Stab ist, welche Aufnahmen (13) als durch die Wand der Flachs (7) durchgehende Öffnungen vorliegen, wobei die Kontaktfläche (12) des Stabes (10) für den Pumpenkolben durch eine Längsanflachung gebildet ist und wobei der antriebsseitige Rand (3) und der abtriebsseitige Rand (8) des Führungsgehäuses (2) plan-erhebungsfrei sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rollenstößel für eine Kraftstoffpumpe, mit einem einteiligen und hohlwandigen Führungsgehäuse, dessen antriebsseitiger Rand eine auf einem Bolzen gelagerte Rolle einfasst, welcher Bolzen mit seinen Enden in Öffnungen des Führungsgehäuses sitzt und die Öffnungen in von dem antriebsseitigen Rand ausgehenden, sich diametral gegenüberliegenden, eingerückten Flachs liegen, wobei bei einem abtriebsseitigen Rand des Führungsgehäuses ein von einer Innenwand des einen der Flachs zu einer Innenwand des anderen, komplementären Flachs durchgehendes Brückenstück verläuft, welches Brückenstück über die Innenwand in Richtung zur Außenwand des jeweiligen Flachs hinausragt und wobei das Brückenstück an seiner abtriebsseitigen Außenseite eine Kontaktfläche für einen Pumpenkolben hat.
Ein gattungsgemäßer Rollenstößel, fließgepresster oder tiefgezogener Bauart, geht aus der EP 2 406 494 B1 hervor. Es wird festgestellt, dass dieser Rollenstößel zu kompliziert baut, zu viele Bauteile hat und in Summe in Großserienfertigung zu hohe Kosten verursacht. Außerdem taugt er nicht für Pumpentriebe mit hohen Einbaulängen. Das o. g. Fließpressen oder Tiefziehen kommt hierbei an fertigungstechnische Grenzen.
Kurze Diskussion weiterer Druckschriften:

Die DE 10 2013 202 129 A1 und die DE 10 2012 211 852 A1 zeigen jeweils einen im Wesentlichen zylindrischen Rollenstößel, dessen Brückenstück gleichzeitig als Verdrehsicherung fungiert. Aus der DE 10 2012 211 113 A1 geht ein zylindrischer Rollenstößel hervor, dessen Brückenstück über einen separaten Federring im Gehäuse fixiert ist. Gemäß der DE 10 2012 217 801 A1 ist ein zylindrischer Rollenstößel bekannt, dessen Brückenstück mit einer separaten Nase als Verdrehsicherung gefügt ist. Ein Rollenstößel mit einem massiven Gehäuse, hier nicht für einen Pumpentrieb, sondern für einen Stößelstangenventiltrieb einer Brennkraftmaschine, ist in der US 3 977 370 A beschrieben. Gleichfalls zeigt die US 3 301 241 A einen Rollenstößel für einen Stößelstangenventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Dessen Gehäuse liegt wiederum massiv vor und es ist eine separate Anlageplatte für die Stößelstange innenwandig verbaut. Auch geht aus der US 2016 / 0 160 695 A1 ein Rollenstößel für einen Stößelstangenventiltrieb einer Brennkraftmaschine hervor, welcher wiederum ein massives Gehäuse hat und kopfseitig mit einem Haken als Verdrehsicherung versehen ist. Ebenso beschreibt die US 1 802 330 A einen Rollenstößel für einen Stößelstangenventiltrieb einer Brennkraftmaschine, aufweisend ein langgezogenes, zylindrisches Gehäuse mit einer separaten Stößelstangenanlage. Aus der US 4 173 954 A geht eine Verdrehsicherung für zwei gleichwirkende Ventiltriebstößel hervor, bestehend aus einer diese verbindenden Platte. Die DE 100 44 732 A1 beschreibt einen Rollenstößel, dessen Gehäuse aus einer Platine unter Aufbiegung von vier Blechstreifen dargestellt ist. Schließlich wird auf die DE 10 2017 107 099 B3 und die DE 10 2017 107 100 B3 verwiesen. Hieraus gehen ,langbauende‘ Rollenstößel für Pumpentriebe mit einem mehrteiligen und somit aufwändigen Gehäuseaufbau hervor.

Aufgabe ist es, einen Pumpenstößel wie vorgenannt zu kreieren, der sich insbesondere für lange Einbauabstände eignet und hierbei besonders einfach aufgebaut und preiswert herstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Flachs vom antriebszum abtriebsseitigen Rand des Führungsgehäuses vollständig durchgehen, wobei das Brückenstück ein mit seinen Endbereichen in komplementären Aufnahmen der Flachs sitzender, separater Stab ist, welche Aufnahmen als durch die Wand der Flachs durchgehende Öffnungen vorliegen, wobei die Kontaktfläche des Stabes für den Pumpenkolben durch eine Längsanflachung gebildet ist und wobei der antriebsseitige Rand und der abtriebsseitige Rand des Führungsgehäuses plan-erhebungsfrei sind.
Somit liegt ein extrem simplifizierter, auf seine wesentlichen Funktionen reduzierter Rollenstößel für eine Kraftstoffpumpe vor, welcher sich äußerst preiswert in Großserie darstellen lässt. Die durchgehenden Flachs versteifen den gesamten Aufbau, zumal sich geringfügig in diese hinein die Enden des Bolzens und des nunmehr stabförmigen Brückenstücks erstrecken können, ohne eine „Führungsbahn“ des Rollenstößels zu schneiden. Die Flachs können, abstrakt gesehen, auch als sich diametral gegenüberliegende „Eindrückungen“ eines ursprünglichen Rohrstücks betrachtet werden.
Zwar kann das Führungsgehäuse eine Höhe haben, welche in etwa dem seines Durchmessers entspricht. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn, wie vorgeschlagen, das Führungsgehäuse eine Höhe aufweist, die zumindest bei etwa dem 1,5-fachen von dessen Durchmesser liegt. Somit können bei einem einfachen und schmalen Aufbau große Einbauabstände, wie sie bei Pumpentrieben an Brennkraftmaschinen zu verzeichnen sind, deren Nocken oder Exzenter auf einer Ventiltriebsnockenwelle appliziert sind, überbrückt werden.
Gemäß einer zweckmäßigen Fortbildung der Erfindung kann das Führungsgehäuse bspw. aus einem simplen Halbzeug wie einem Strangprofil abgetrennt werden. Hierbei bieten sich bspw. Sägen oder Hacken an. Das Strangprofil weist vorzugsweise schon das angestrebte Querschnittsprofil des Führungsgehäuses auf. Alternativ, für vergleichsweise niedrige Bauhöhen, kämen u. U. auch Tiefziehen oder Fließpressen infrage.
Der mit den abtriebsseitigen Aufnahmen des Führungsgehäuses gefügte Stab als Brückenstück kann im Querschnitt ein Mehrkant-, Ring oder Kreisprofil haben. Die Aufnahmen im Führungsgehäuse hierfür sind vorzugsweise hierzu komplementär, wobei sich im Fall des Mehrkantprofils eine Verdrehsicherung, sofern diese gewünscht ist, erübrigt.
Es ist vorgesehen, das stabförmige Brückenstück verdrehfest in den Aufnahmen der Flachs anzuordnen. Hierbei kommen u. a. Verstemmen, Einpressen oder Verschweißen infrage.
Je nach Gestaltung des Querschnitts des Führungsgehäuses kann unter Umständen auf eine Verdrehsicherung für dieses verzichtet werden. Auch ist es denkbar und vorgesehen, eine Führungsbahn einer Umgebungskonstruktion für den Rollenstößel komplett komplementär zu dessen Kontur zu gestalten. Ebenso könnte der Bolzen oder Stab axial auf einer Endseite soweit verlängert werden, dass hierüber ein Eingriff in eine entsprechende Längsnut der Führungsbahn erfolgt.
Das Führungsgehäuse kann so ausgebildet werden, dass es beidseits dessen Quermittelebene spiegelsymmetrisch ist. Dies vereinfacht dessen Fertigung, aber auch eine Montage der Achse und des Stabes.
In Konkretisierung ist es vorgeschlagen, die Flachs stärker als die restliche Wanddicke des Führungsgehäuses zu gestalten. Diese Maßnahme versteift die Konstruktion und sorgt für eine breite Auflage des Bolzens / des Stabes in den Öffnungen / Aufnahmen des Führungsgehäuses.
Eine besondere Maßnahme in Richtung Leichtbau geht aus einem weiteren Unteranspruch hervor. Demnach ist es vorgesehen, außerhalb der Flachs liegende Umfangsabschnitte des Rollenstößels auszusparen oder teilweise auszusparen. So sind auch lediglich fensterartige Durchbrüche geringer Höhe zur Gewichtsminimierung denkbar und vorgesehen.
Auch sind Maßnahmen einer einfachen seitlichen Führung der Rolle vorgeschlagen. Demnach soll diese unmittelbar vor Innenwänden der Flachs anlaufen. Auf gesonderte Axialsicherungen kann somit verzichtet werden.
Eine alternative Einsatzmöglichkeit des Rollenstößels ist in Ventiltrieben von Brennkraftmaschinen oder allgemein in Pumpen- oder Verdichtertrieben zu sehen.
Die Erfindung geht aus der Zeichnung hervor. Es zeigen:

• 1 den Rollenstößel in Explosivdarstellung;
• 2 den Rollenstößel nach 1 in räumlicher Darstellung und
• 3 ein Führungsgehäuse des Rollenstößels in alternativer Leichtbaulösung.

Dargestellt ist in den 1, 2 ein Rollenstößel 1 für eine Kraftstoffpumpe. Dieser hat ein einteiliges, dünnwandiges sowie ,langezogenes' Führungsgehäuse 2. Langgezogen bedeutet hierbei, dass der Rollenstößel 1, genauer gesagt dessen Führungsgehäuse 2, zumindest 1,5-fach höher baut als breit. Ggf. ist auch an ein Verhältnis > ca. 1,2 gedacht.
Von einem antriebsseitigen Rand 3 des Führungsgehäuses 2 ist eine auf einem Bolzen 4 gelagerte Rolle 5 eingefasst, welche den antriebsseitigen Rand 3 geringfügig überragt und an Innenwänden 9 von nachfolgend erläuterten Flachs 7 geführt ist. Bei einem abtriebsseitigen Randes 8 des Führungsgehäuses 2 ist ein von dessen Innenwand 9 zu Innenwand 9 durchgehender Stab 10 mit Mehrkantprofil appliziert. Dieser hat an seiner abtriebsseitigen Außenseite 11 eine abgeflachte Kontaktfläche 12 für ein Folgeglied (Pumpenkolben).
Zu erkennen ist, dass das Führungsgehäuse 2 zwei sich diametral gegenüberliegende, axial durchgehende Flachs 7 hat. Hierin liegen zum einen antriebsseitig Öffnungen 6, in welchen der die Rolle 5 tragende Bolzen 4 sitzt. Zum anderen finden sich hierin abtriebsseitig Aufnahmen 13 mit Mehrkantprofil, in denen der Stab 10 in Vollmaterial verdrehfest verläuft. Ränder 3, 8 des Führungsgehäuses 2 sind vollständig plan, was die Konstruktion vereinfacht und u. a. auch eine Montage des Führungsgehäuses mit dessen weiteren Komponenten sowie einen Transport in Paletten o. dgl. erleichtert.
Aus 2 ist ersichtlich, dass der Bolzen 4 und der Stab 10 axial über die Flachs 7 geringfügig hinausragen. Hierbei schneiden sie jedoch nicht einen gedachten Kreisbogen des Führungsgehäuses 2 im Querschnitt bei den Flachs 7. Bolzen 4 und Stab 10 sind bei dieser Lösung in den Flachs 7 endseitig verstemmt.
3 zeigt ein Führungsgehäuse 2 in modifizierter Variante. Dabei sind zylindrische Umfangsabschnitte 15 des Führungsgehäuses 2 axial außerhalb der Öffnungen 6 und Aufnahmen 13 großflächig ausgespart.
Bezugszeichenliste

1): Rollenstößel
2): Führungsgehäuse
3): antriebsseitiger Rand
4): Bolzen
5): Rolle
6): Öffnung
7): Flach
8): abtriebsseitiger Rand
9): Innenwand
10): Brückenstück, Stab
11): Außenseite Brückenstück
12): Kontaktfläche
13): Aufnahme
14): Längskante
15): Umfangsabschnitt
16): Ende Bolzen

Claims

Rollenstößel (1) für eine Kraftstoffpumpe, mit einem einteiligen und hohlwandigen Führungsgehäuse (2), dessen antriebsseitiger Rand (3) eine auf einem Bolzen (4) gelagerte Rolle (5) einfasst, welcher Bolzen (4) mit seinen Enden (16) in Öffnungen (6) des Führungsgehäuses (2) sitzt und die Öffnungen (6) in von dem antriebsseitigen Rand (3) ausgehenden, sich diametral gegenüberliegenden, eingerückten Flachs (7) liegen, wobei bei einem abtriebsseitigen Rand (8) des Führungsgehäuses (2) ein von einer Innenwand (9) des einen der Flachs (7) zu einer Innenwand (9) des anderen, komplementären Flachs (7) durchgehendes Brückenstück (10) verläuft, welches Brückenstück (10) über die Innenwand (9) in Richtung zur Außenwand des jeweiligen Flachs (7) hinausragt und wobei das Brückenstück (10) an seiner abtriebsseitigen Außenseite (11) eine Kontaktfläche (12) für einen Pumpenkolben hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachs (7) vom antriebs- zum abtriebsseitigen Rand (3, 8) des Führungsgehäuses (2) vollständig durchgehen, wobei das Brückenstück (10) ein mit seinen Endbereichen in komplementären Aufnahmen (13) der Flachs (7) sitzender, separater Stab ist, welche Aufnahmen (13) als durch die Wand der Flachs (7) durchgehende Öffnungen vorliegen, wobei die Kontaktfläche (12) des Stabes (10) für den Pumpenkolben durch eine Längsanflachung gebildet ist und wobei der antriebsseitige Rand (3) und der abtriebsseitige Rand (8) des Führungsgehäuses (2) plan-erhebungsfrei sind.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsgehäuse (2) eine Länge hat, die zumindest dem 1,5-fachen dessen Durchmessers im Umfangsabschnitt (15) außerhalb der Flachs (7) entspricht.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (10) im Querschnitt ein Mehrkantprofil hat.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (10) ein Rohr- oder Vollzylinderstück ist, an dem die Längsanflachung als die Kontaktfläche (12) abgebildet ist.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Bauteile Bolzen (4) / Stab (10) axial über die Flachs (7) hinausragt, ohne einen gedachten Kreisbogen des Führungsgehäuses (2) im Querschnitt bei den Flachs (7) zu schneiden.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das als Stab ausgebildete Brückenstück (10) verdrehfest über eine Verstemmung, Vernietung, Verschweißung, Verklebung, Verlötung oder Verpressung im Bereich der Flachs (7) des Führungsgehäuses (2) verläuft.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachs (7) eine größere Wanddicke als verbleibende zylindrischen Umfangsabschnitte (15) des Führungsgehäuses (2) haben.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zylindrische Umfangsabschnitte (15) des Führungsgehäuses (2) axial außerhalb der Öffnungen (6) und Aufnahmen (13) ausgespart sind.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (5) lateral unmittelbar vor den Innenwänden (9) der Flachs (7) läuft und hieran geführt ist.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsgehäuse (2) entweder a) aus einem Hohlstrangprofil abgetrennt oder tiefziehtechnisch aus Stahlblech geformt ist.