DE102019110404A1

DE102019110404A1 - Nockenstössel- und führungsbaugruppe

Info

Publication number: DE102019110404A1
Application number: DE102019110404.1A
Authority: DE
Inventors: Michael E. McCarroll; Anteo C. Opipari; Nick Hendriksma
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2018-04-30
Filing date: 2019-04-18
Publication date: 2019-10-31
Also published as: CN110410251B; US20190331207A1; CN110410251A; US10502303B2

Abstract

Eine Nockenstößelbaugruppe mit einem Kunststoffführungskörper und einem Nockenstößel mit zwei gegenüberliegenden Rollenwellenenden ist vorgesehen. Der einteilige Führungskörper beinhaltet ein Paar von genuteten Elementen. Jedes der genuteten Elemente beinhaltet eine Innenfläche, die eine längliche Führungsnut mit einer vertieften Oberfläche definiert. Die länglichen Führungsnuten sind einander zugewandt und aneinander ausgerichtet. Der Nockenstößel ist zwischen dem Paar von genuteten Elementen so angeordnet, dass eines der Rollenwellenenden in einer Führungsnut und das gegenüberliegende Rollenwellenende in der anderen Führungsnut aufgenommen wird. Die Rollenwellenenden sind in reziproker axialer Richtung innerhalb der länglichen Führungsnuten verschiebbar und zwischen den vertieften Oberflächen gehalten. Der Kunststoffführungskörper kann im Spritzgussverfahren aus einem Nylonmaterial mit Glasfasern hergestellt werden.

Description

EINLEITUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Hebebaugruppe, insbesondere eine Hebebaugruppe zum Aktivieren einer Kraftstoffpumpe.
Moderne Verbrennungsmotoren verwenden Kraftstoffpumpenbaugruppen, die in der Lage sind, Hochdruckkraftstoff wie Benzin, Diesel und Ethanol 85 (E85) direkt in die Brennkammern der Motoren zu fördern. Eine Kraftstoffpumpenbaugruppe beinhaltet typischerweise eine mechanische Pumpe, die von einem Stößel betätigt wird, auch bekannt als Nockenstößel, der auf einem Nockenvorsprung läuft. Der Nockenvorsprung ist auf einer von ihm angetriebenen Nockenwelle montiert, und dreht sich synchron mit der Kurbelwelle des Motors. Das Profil und die Drehrate des Nockenvorsprungs bestimmen die Menge und Frequenz des dem Motor zugeführten Kraftstoffs.
Der Nockenstößel übersetzt die Drehbewegung des Nockenvorsprungs in axiale Hin- und Herbewegung. Der Nockenstößel ist an einem ersten Ende einer Kolbenstange anliegend. Das zweite Ende, das dem ersten Ende der Kolbenstange gegenüberliegt, ist mit einem Kolben verbunden, der ausgestaltet ist, um bei jeder axialen Hin- und Herbewegung des Kolbens eine vorgegebene Menge an Hochdruckkraftstoff zuzuführen. Die Kolbenstange wird durch eine Feder in Richtung des Nockenstößels vorgespannt, um das erste Ende des Kolbens in ständigem Kontakt mit dem Nockenstößel und den Nockenstößel in ständigem Kontakt mit dem Nockenvorsprung zu drängen. Jede Drehung des Nockenvorsprungs bewirkt eine axiale Hin- und Herbewegung des Kolbens, wodurch bei jedem Hub des Kolbens Kraftstoff an den Motor abgegeben wird.
Der Nockenstößel ist innerhalb einer Bohrung angeordnet, die innerhalb der Halterung der Kraftstoffpumpenbaugruppe definiert ist. Der Nockenstößel beinhaltet typischerweise ein Gehäuse, das eine Rolle trägt, die ausgestaltet ist, um auf einer Oberfläche des Nockenvorsprungs und der Führungsklemme, die sich von einer Seite des Gehäuses erstreckt, zu laufen. Die Klemm wird innerhalb eines entsprechenden Kanals in der Wand der Bohrung aufgenommen. Die Klemme wirkt mit dem Kanal zusammen, um zu verhindern, dass sich der Nockenstößel innerhalb der Bohrung dreht. Das Gehäuse des Nockenstößels, einschließlich der sich erstreckenden Klemme, ist typischerweise aus Stahl und die Halterung für die Kraftstoffpumpenbaugruppe ist typischerweise aus einer Gusseisenlegierung oder einer Aluminiumgusslegierung gebildet. Unter normalen Betriebsbedingungen können unerwünschte Motorgeräusche, Vibrationen und Rauheit durch die Hin- und Herbewegung der Masse des Nockenstößels, den direkten Metall-zu-Metall- Kontakt zwischen dem Nockengehäuse und der Bohrungswand und das Knallen der Klemme innerhalb des Kanals verursacht werden.
Während die heutigen Nockenstößel ihren Zweck erfüllen, besteht also Bedarf an einem neuen und verbesserten Nockenstößel, der eine geringere hin- und hergehende Masse, einen ruhigeren Betrieb und niedrigere Herstellungskosten aufweist.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß mehreren Aspekten wird eine Nockenstößelbaugruppe offenbart. Die Nockenstößelbaugruppe beinhaltet einen Führungskörper mit einem Paar genuteter Elemente. Jedes der genuteten Elemente beinhaltet eine Innenfläche, die eine längliche Führungsnut mit einer vertieften Oberfläche definiert. Die längliche Führungsnut eines der genuteten Elemente ist der länglichen Führungsnut des anderen genuteten Elements zugewandt und daran ausgerichtet. Die Nockenstößelbaugruppe beinhaltet auch einen Nockenstößel mit einer Rolle mit zwei gegenüberliegenden Rollenwellenenden, die zwischen dem Paar von genuteten Elementen angeordnet sind. Eines der Rollenwellenenden wird in einer Führungsnut aufgenommen und das andere der Rollenwellenenden wird in der anderen der Führungsnut aufgenommen, so dass die Rollenwellenenden in reziproker axialer Richtung innerhalb der länglichen Führungsnuten verschiebbar sind und zwischen den vertieften Oberflächen gehalten werden.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet mindestens eine der länglichen Führungsnuten eine erste Anschlagsbegrenzung, eine zweite Anschlagsbegrenzung gegenüber der ersten Anschlagsbegrenzung und einen einschränkenden Vorsprung, der sich in die längliche Führungsnut zwischen der ersten und zweiten Anschlagsbegrenzung erstreckt.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der einschränkende Vorsprung ausreichend von der ersten Anschlagsbegrenzung beabstandet, um einen Rückhalteabschnitt der länglichen Führungsnut zu definieren.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der einschränkende Vorsprung ausreichend von der zweiten Anschlagsbegrenzung beabstandet, um einen Betriebsabschnitt der länglichen Führungsnut zu definieren.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet mindestens entweder die erste Anschlagsbegrenzung und/oder die zweite Anschlagsbegrenzung eine Form, die komplementär zur Form des Rollenwellenendes ist.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet der Führungskörper einen hohlen zylindrischen Abschnitt, und das Paar der genuteten Elemente erstreckt sich von einem Ende des zylindrischen Abschnitts.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet der hohle zylindrische Abschnitt eine Kantenfläche, die sich zwischen dem Paar der genuteten Elemente erstreckt, und die Kantenfläche beinhaltet einen Bolzen.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet der Hohlzylinder ein Ende mit einem ringförmigen Flansch, der eine sich radial erstreckende Kerbe und eine äußere zylindrische Fläche definiert, die eine sich axial erstreckende Rippe definiert, die mit der Kerbe ausgerichtet ist.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet der Nockenstößel ein Stößelgehäuse mit zwei gegenüberliegenden, parallelen Seiten. Die gegenüberliegenden, parallelen Seiten sind gegen die jeweiligen Innenflächen der genuteten Elemente verschiebbar, wenn die Endwellen der Rolle in den jeweiligen länglichen Führungsnuten aufgenommen werden.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der Führungskörper aus einem Kunststoffmaterial mit einer Verstärkungsfaser und der Nockenstößel aus einem metallischen Material gebildet.
Gemäß mehreren Aspekten wird eine Nockenstößelbaugruppe mit einem Kunststoffführungskörper und einem Nockenstößel offenbart. Der Kunststoffführungskörper beinhaltet einen ringförmigen Flansch, eine abgeschrägte Schulter, die vom ringförmigen Flansch zu einem hohlen zylindrischen Abschnitt übergeht, und ein Paar genutete Elemente, die sich vom hohlzylindrischen Abschnitt erstrecken. Jedes der genuteten Elemente beinhaltet eine planare Innenfläche, die eine Führungsnut mit einer vertieften Oberfläche definiert, wobei eine der Führungsnuten der anderen der Führungsnuten zugewandt und daran ausgerichtet ist. Der Nockenstößel ist zwischen dem Paar von genuteten Elemente angeordnet. Der Nockenstößel beinhaltet ein Stößelgehäuse mit zwei gegenüberliegenden, planaren Seiten und einer offenen Fläche, wobei jede der planaren Seiten eine Rollenwellenöffnung definiert. Eine Rolle ist teilweise innerhalb des Stößelgehäuses durch die offene Fläche angeordnet, wobei die Rolle eine Rollenwelle mit zwei gegenüberliegenden Enden beinhaltet, die sich durch die Wellenöffnungen aus dem Stößelgehäuse heraus erstrecken und in den jeweiligen Führungsnuten zwischen den vertieften Oberflächen aufgenommen sind.
In einem zusätzlichen Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet jedes der genuteten Elemente eine Außenfläche mit der gleichen Krümmung wie jene des hohlen zylindrischen Abschnitts.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung definiert der ringförmige Flansch eine sich radial erstreckende Kerbe und eine Vielzahl von beabstandeten Vorsprüngen. Der hohle zylindrische Abschnitt beinhaltet eine zylindrische Außenfläche, die eine sich axial erstreckende Rippe definiert, die an der sich radial erstreckenden Kerbe ausgerichtet ist.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet der hohle zylindrische Abschnitt einen Bolzen, der sich von einer Kantenfläche zwischen dem Paar der genuteten Elemente erstreckt.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet mindestens eine der länglichen Nuten einen Rückhalteabschnitt und einen Betriebsabschnitt, die durch einen einschränkenden Vorsprung getrennt sind.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das in der länglichen Nut aufgenommene Rollenwellenende vom Rückhalteabschnitt zum Betriebsabschnitt oder vom Betriebsabschnitt zum Aufnahmeabschnitt durch eine vorgegebene Axialkraft gegen den Nockenstößel gedrückt werden.
Gemäß mehreren Aspekten wird eine Nockenstößelbaugruppe mit einem Kunststoffführungskörper und einem metallischen Nockenstößel offenbart. Der Kunststoffführungskörper beinhaltet ein Paar genutete Elemente, die sich vom hohlen zylindrischen Abschnitt aus erstrecken. Jedes der genuteten Elemente beinhaltet eine planare Innenfläche, die eine Führungsnut definiert. Der metallische Nockenstößel beinhaltet zwei gegenüberliegende planare Flächen, die gleitend zwischen den planaren Innenflächen eingesetzt sind, und zwei gegenüberliegende Rollenwellen, die sich durch die planaren Flächen erstrecken und gleitend in den jeweiligen Führungsnuten des Kunststoffführungskörpers aufgenommen sind.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet der Kunststoffführungskörper ferner eine Kantenfläche, die die genuteten Elemente verbindet, wobei die Kantenfläche einen verlängerten Bolzen beinhaltet. Der metallische Nockenstößel beinhaltet eine Öffnung zum Aufnehmen des Bolzens, sodass der metallische Nockenstößel auf den Kunststoffführungskörper beschränkt wird.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhalten die Führungsnuten eine erste Anschlagsbegrenzung, eine zweite Anschlagsbegrenzung gegenüber der ersten Anschlagsbegrenzung und einen einschränkenden Vorsprung, der sich in die längliche Führungsnut zwischen der ersten und zweiten Anschlagsbegrenzung erstreckt.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der Kunststoffführungskörper aus einem Nylonmaterial und einer Glasfaserverstärkung gebildet.
Zu den Vorteilen der Stößelbaugruppe gehören aufgrund der geringeren hin- und hergehenden Masse und des reduzierten Metall-zu-Metall-Kontakts reduzierter Lärm, Vibrationen und Rauheit. Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es ist zu beachten, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur dem Zweck der Veranschaulichung dienen und nicht dazu beabsichtigt sind, den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen.
Figurenliste
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Nockenstößel- und Führungsbaugruppe, die in einer Bohrung einer Halterung für eine Pumpenbaugruppe gemäß einer exemplarischen Ausführungsform angeordnet ist;
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Nockenstößel- und Führungsbaugruppe aus 1 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform;
3 ist eine Draufsicht auf die Halterung für die Pumpenbaugruppe gemäß einer exemplarischen Ausführungsform, die den Nockenstößel ohne Führung, der innerhalb der Bohrung angeordnet ist, zeigt;
4A ist eine perspektivische Ansicht der Nockenstößel- und Führungsbaugruppe gemäß einer exemplarischen Ausführungsform, die den Nockenstößel in einem ersten Betriebszustand zeigt;
4B ist eine perspektivische Ansicht der Nockenstößel- und Führungsbaugruppe gemäß einer exemplarischen Ausführungsform, die die Nockenstößel in einem zweiten Betriebszustand zeigt;
5A ist eine perspektivische Ansicht der Nockenstößel- und Führungsbaugruppe gemäß einer exemplarischen Ausführungsform, die den Nockenstößel in einer Versandausrichtung zeigt; und
5B ist eine perspektivische Ansicht der Nockenstößel- und Führungsbaugruppe gemäß einer exemplarischen Ausführungsform, die den Nockenstößel in einer Serviceausrichtung zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist ihrer Art nach lediglich exemplarisch und beabsichtigt nicht, die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen in irgendeiner Weise einzuschränken. Die dargestellten Ausführungsformen sind mit Bezug auf die Zeichnungen offenbart, wobei gleiche Bezugszeichen entsprechende Teile in den verschiedenen Zeichnungen bezeichnen. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgerecht; und einige Merkmale können größer oder kleiner dargestellt sein, um die Einzelheiten bestimmter Merkmale zu veranschaulichen. Die offenbarten aufbau- und funktionsspezifischen Details sind nicht als einschränkend zu verstehen, sondern als repräsentative Grundlage, um den Fachleuten die Praxis der offenbarten Konzepte zu vermitteln.
1 zeigt eine Nockenstößel- und Führungsbaugruppe, die im Allgemeinen durch die Bezugszahl 100 gekennzeichnet ist und innerhalb einer Bohrung 102 einer Kraftstoffpumpenbaugruppenhalterung 104 ist. Die Nockenstößel- und Führungsbaugruppe, die hierin als Stößelbaugruppe 100 bezeichnet wird, beinhaltet einen metallischen Nockenstößel 106, der verschiebbar in einem einteiligen Kunststoffführungskörper 108 gehalten wird. Wenn die Kraftstoffpumpenbaugruppenhalterung 104 auf einem Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) montiert ist, läuft der Nockenstößel 106 auf einer Umfangsfläche 109 eines Nockenvorsprung 110. Wenn sich der Motor im Betriebsmodus befindet, dreht sich der Nockenvorsprung 110 um eine A-Achse. Der Nockenstößel 106, der durch den Führungskörper 108 und die Bohrung 102 geführt wird, übersetzt die Drehbewegung des Nockennockens 110 in eine hin- und hergehende axiale Bewegung entlang einer Z-Achse. Die hin- und hergehende axiale Bewegung wird auf einen Kolben der Kraftstoffpumpenbaugruppe übertragen, um den Kraftstoff zum Motor zu fördern. Der Führungskörper 108 ist eine einzelne integrale Kunststoffstruktur, die durch Spritzgießen eines Nylonmaterials gebildet werden kann, das etwa 32 Gew.-% einer Glasfaserverstärkung enthält. Der Nockenstößel 106 kann aus einem metallischen Material, wie beispielsweise einem Stahlblech, gestanzt oder hergestellt werden.
2 zeigt eine Explosionsansicht der Stößelbaugruppe 100, die sich entlang der Z-Achse erstreckt. Die Stößelbaugruppe 100 beinhaltet den Kunststoffführungskörper 108 und den metallischen Nockenstößel 106. Der Nockenstößel 106 beinhaltet ein Stößelgehäuse 112 mit einer Rolle 114, von dem sich ein Abschnitt durch eine offene Fläche 116 des Stößelgehäuses 112 erstreckt. Die Rolle 114 dreht sich um eine X-Achse, die parallel zur A-Drehachse der Nockenvorsprungs 110 verläuft. Die Rolle 114 ist durch eine Rollenwelle 117 mit gegenüberliegenden Rollenwellenenden 118, 118', die sich durch das Mitnehmergehäuse 112 erstrecken, mit dem Stößelgehäuse 112 verbunden. Die Rollenwellenenden 118, 118' werden in entsprechenden, im Führungskörper 108 definierten Führungsnuten 120, 120' aufgenommen, sodass die Rollenwellenenden 118, 118' innerhalb der jeweiligen Führungsnuten 120, 120' verschiebbar sind und zwischen vertieften Flächen 121, 121' gehalten werden.
Der Führungskörper 108 beinhaltet einen ringförmigen Flansch 122, der an ein erstes Ende 124 des Führungskörpers 108 angrenzt, einen hohlen zylindrischen Abschnitt 126, der sich vom ringförmigen Flansch 122 aus erstreckt, und ein Paar von genuteten Elementen 128, 128', die sich vom zylindrischen Abschnitt in Richtung eines zweiten Endes 130, das gegenüber dem ersten Ende 124 liegt, erstrecken. Der ringförmige Flansch 122 beinhaltet eine zu der Z-Achse senkrechte ringförmige Fläche 132 und eine Flanschseitenfläche 134, die sich von der ringförmigen Fläche 132 parallel zur Z-Achse erstreckt. Die Flanschseitenfläche 134 verjüngt sich zu einer zylindrischen Außenfläche 136 des zylindrischen Abschnitts 126 hin und definiert so eine abgeschrägte Schulter 138, die von der Flanschseitenfläche 134 zur zylindrischen Außenfläche 136 übergeht. Die Krümmungen der Flanschseitenfläche 134 und der äußeren zylindrischen Oberfläche 136 ergänzen die Krümmung der Innenflächen der Bohrung 102 derart, dass der Führungskörper 108 an der Innenfläche der Bohrung 102 anliegt, wenn der Führungskörper 108 eingesetzt und innerhalb der Bohrung 102 positioniert wird. Die abgeschrägte Schulter 138 wirkt mit einer entsprechenden in der Bohrung 102 definierten Leiste zusammen, um die Tiefe zu begrenzen, in der der Führungskörper 108 in die Bohrung 102 einsetzbar ist.
Die ringförmige Fläche 132 definiert eine Kerbe 140, die sich radial von der Z-Achse aus erstreckt. Die äußere zylindrische Oberfläche 136 definiert eine längliche Rippe 142, die sich senkrecht von der Kerbe 140 und parallel zur Z-Achse in Richtung des zweiten Endes 130 des Führungskörpers 108 erstreckt. Die längliche Rippe 142 ist ausgestaltet, um in einer entsprechenden Rippenaufnahme aufgenommen zu werden, die entlang einer Länge der Bohrung 102 der Halterung 104 definiert ist. Die Rippenaufnahme muss sich nicht über die gesamte Länge der Bohrung erstrecken, sondern nur soweit, wie es zur Aufnahme der verlängerten Rippe 142 erforderlich ist. In dieser Ausgestaltung kommt der Nockenstößel 106 während des normalen Betriebs der Stößelbaugruppe 100 nicht mit der Rippenaufnahme in Berührung. Die längliche Rippe 142 arbeitet mit der Rippenaufnahme zusammen, um die Stößelbaugruppe 100 innerhalb der Bohrung 102 an einer vorgegebenen Position richtig zu positionieren und verhindert, dass die Stößelbaugruppe 100 sich um die Z-Achse innerhalb der Bohrung 102 dreht, wodurch sichergestellt wird, dass die X-Drehachse der Rolle parallel zur A-Drehachse des Nockenvorsprungs 110 bleibt. Die Kerbe 140 wird als optische Anzeige verwendet, um die Stößelbaugruppe 100 vor und während des Einsetzens der Stößelbaugruppe 100 in die Bohrung 102 der Pumpenbaugruppenhalterung 104 richtig mit der Pumpenbaugruppenhalterung 104 auszurichten. Die ringförmige Fläche, die am besten in 5B dargestellt ist, beinhaltet auch eine Vielzahl von gleichmäßig beabstandeten verformbaren Vorsprüngen 145.
Einstückig parallel vom zylindrischen Abschnitt 126 zum zweiten Ende 130 des Führungskörpers 108 verläuft ein Paar genuteter Elemente 128, 128'. Jedes der genuteten Elemente 128, 128' beinhaltet eine Außenfläche 144, 144' mit einer Krümmung, die komplementär zur Krümmung der Bohrung 102 ist, so dass die Außenflächen 144, 144' der genuteten Elemente 128, 128' angrenzend an den entsprechenden Oberflächen der Bohrung 102 sitzen, sobald der Führungskörper 108 innerhalb der Bohrung 102 positioniert ist. Ein Bolzen 146 erstreckt sich axial von einer Kantenfläche 148 des zylindrischen Abschnitts 126 zwischen dem Paar der genuteten Elemente 128, 128'. Der Bolzen 146 ist ausgestaltet, um in ein entsprechendes Merkmal im Nockenstößel 106 eingesetzt werden zu können, um den Nockenstößelhalter vor der Montage in einer gewünschten Ausrichtung zu halten, indem er die Drehung des Nockengehäuses um die X-Achse herum verhindert. Der zylindrische Abschnitt 126 kann auch einen Sekundärbolzen 146' beinhalten, der sich um 180 Grad vom Bolzen 146 in Bezug auf die Z-Achse befindet.
Das erste genutete Element 128 beinhaltet eine erste planare Innenfläche 150, die eine erste längliche Führungsnut 120 definiert, die sich axial parallel zur Z-Achse erstreckt. Die erste längliche Führungsnut 120 beinhaltet eine erste Anschlagsbegrenzung 154 proximal zum zylindrischen Abschnitt 126 und eine zweite Anschlagsbegrenzung 156, gegenüber der ersten Anschlagsbegrenzung 154, die proximal zum zweiten Endes des Führungskörpers 108 verläuft. Sowohl die erste als auch die zweite Anschlagbegrenzung 154, 156 beinhaltet ein halbkreisförmiges Profil, das ausgestaltet ist, um die Enden der Rollenwelle 117 zu umgreifen. Die erste planare Fläche 150 definiert auch einen einschränkenden Vorsprung 158, der sich in die erste längliche Führungsnut erstreckt und so die längliche Führungsnut 120 in einen Rückhalteabschnitt 160 und einen Betriebsabschnitt 162 unterteilt. Das zweite genutete Element 128' beinhaltet eine zweite planare Fläche 150', die parallel zu und in Richtung der ersten planaren Fläche 150 des ersten genuteten Elements 128 verläuft. Ähnlich wie die erste planare Fläche 150 definiert die zweite planare Fläche 150' eine zweite längliche Führungsnut 120' mit einer ersten Anschlagsbegrenzung 154', einer zweiten Anschlagsbegrenzung 156' und einem einschränkenden Vorsprung 158', der die Führungsnut 120' in einen Rückhalteabschnitt 160' und einen Betriebsabschnitt 162' unterteilt. Die Form, Größe und Position der ersten Anschlagsbegrenzung 154', der zweiten Anschlagsbegrenzung 156' und des einschränkenden Vorsprungs 158' des zweiten genuteten Elements 128' sind im Wesentlichen Spiegelbilder der ersten Anschlagsbegrenzung 154, der zweiten Anschlagsbegrenzung 156 bzw. des einschränkenden Vorsprungs 158 des ersten genuteten Elements 128.
Unter Bezugnahme auf 2, 3 und 5B beinhaltet das Stößelgehäuse 112 ein Paar gegenüberliegender, gekrümmter Oberflächen 164, 164'. Die gekrümmten Oberflächen 164, 164' krümmen sich um die Z-Achse und sind durch ein Paar paralleler Wände 166, 166' miteinander verbunden. Jede der parallelen Wände 166, 166' beinhaltet eine planare Außenfläche 168, 168'. Jede der parallelen Wände 166, 166' definiert eine Öffnung 170, 170', die ausgestaltet ist, um eines der Rollenwellenenden 118, 118' aufzunehmen und zu halten. Der Abstand zwischen den gegenüberliegend zugewandten planaren Außenflächen 168, 168' ist etwas größer als der Abstand zwischen den planaren Innenflächen 150, 150' der genuteten Elemente 128, 128', wenn sich das Führungselement in einem entspannten Zustand befindet. Sobald das Stößelgehäuse 112 zwischen den genuteten Elementen 128, 128' eingesetzt ist, werden die genuteten Elemente 128, 128' nach außen gedrängt, sodass die planaren Flächen 168, 168' des Stößelgehäuses 112 in einem festen gleitfähigen Kontakt mit den planaren Flächen 150, 150' der genuteten Elemente 128, 128' stehen.
Das Stößelgehäuse 112 beinhaltet auch eine obere planare Kontaktfläche 172 senkrecht zur Z-Achse, um in ein Ende des Kolbens der Kraftstoffpumpenbaugruppe einzugreifen. Die Kontaktfläche 172 geht über eine abgerundete Kantenfläche 174 zu mindestens einer der Kurvenflächen 164, 164' über. In der abgerundeten Kantenfläche 174 ist eine Öffnung 175 definiert, die auf den verlängerten Bolzen 146 ausgerichtet ist, wenn der Nockenstößel 106 zwischen die genuteten Elemente 128, 128' eingesetzt wird. Die Bolzen 146, 146' können in die entsprechenden Öffnungen 175, 175' eingesetzt werden, um zu verhindern, dass sich der Nockenstößel vor der Installation um die X-Achse dreht. Mindestens einer der Bolzen 146, 146' kann so bemessen sein, dass er eine Presspassung mit der entsprechenden Öffnung 175, 175' aufweist.
Zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung ist in 3 der Nockenstößel 106 dargestellt, der als innerhalb der Bohrung 102 ohne den Führungskörper 108 angeordnet dargestellt ist. Die gekrümmten Oberflächen 164, 164' des Stößelgehäuses 112 sind komplementär und in gleitfähigem Kontakt mit der entsprechenden Innenfläche der Bohrung 102. Die gegenüberliegenden planaren Flächen 168, 168' des Stößelgehäuses 112 sind von der Innenfläche der Bohrung 102 beabstandet und stehen in gleitfähigem Kontakt mit den planaren Innenflächen 150, 150' der genuteten Elemente 128, 128'. Die gegenüberliegenden ebenen Flächen 168, 168' des Stößelgehäuses 112 wirken mit den Innenflächen 150, 150' der genuteten Elemente 128, 128' zusammen, um zu verhindern, dass sich der Nockenstößel 106 um die Z-Achse und um die Y-Achse dreht. Der minimale Kontakt zwischen dem Nockenstößel 106 und der Oberfläche der Bohrung 102 reduziert die Betriebsgeräusche das durch Zahnspiel und Metall-zu-Metall-Kontakt verursacht wird. Der Metall-zu-Kunststoff-Kontakt mit dem Führungskörper 108 dämpft die Vibrationen, die aufgrund der Reduzierung der Menge des Metall-zu-Metall-Kontaktes durch die Hin- und Herbewegung und das Aufeinanderprallen verursacht werden. Darüber hinaus ermöglicht die reduzierte Gesamtgröße des Nockenstößels 106 eine geringere hin- und hergehende Masse. Da die Rippenaufnahme oder der Kanal nicht über die gesamte Länge der Bohrung verläuft, müssten die gekrümmten Oberflächen 164, 164' des Stößelgehäuses 112 nicht gegen Kanten gleiten, die die Rippenaufnahme oder den Kanal definieren, weswegen ein geringerer Verschleiß der gekrümmten Oberflächen 164, 164' erwartet wird.
Unter Bezugnahme auf 2 beinhaltet die Rollenwelle 117 eine Außenfläche 176, auf der die Rolle 114 über eine Vielzahl von Rollenlagern 180 drehbar montiert ist. Die Rolle 114 beinhaltet eine Länge, die kleiner ist als der Abstand zwischen den Innenflächen des Paares der parallelen Wände 166, 166'. Die Rolle 114 ist derart ausgestaltet, dass sie mit dem rotierenden Nockenvorsprung 110 in Eingriff kommt, wenn die Stößelbaugruppe 100 auf dem Motor montiert ist. Der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Rollenwellenenden 118, 118' ist größer als der Abstand zwischen den Außenflächen 168, 168' der parallelen Wände 166, 166', sodass sich das Ende der Rollenwellenenden 118, 118' durch die Wellenöffnungen 170, 170' erstreckt und innerhalb der Führungsnuten 120, 120' verschiebbar gelagert ist, wenn der Nockenstößel 106 auf dem Führungskörper 108 montiert ist. Die Rollenwellenenden 118, 118' können in Bezug auf das Stößelgehäuse 112 frei schwebend oder gegen das Stößelgehäuse 112 gepresst angeordnet sein.
Unter Bezugnahme auf 4A ist der Nockenstößel 106 auf einem Basisabschnitt 182 der Nocke dargestellt, der die Rollenwellenenden 118, 118' proximal zu den zweiten Anschlagsbegrenzungen 156, 156' der Führungsnut 120, 120' positioniert, ohne die zweiten Anschlagsbegrenzungen 156, 156' zu berühren. Unter Bezugnahme auf 4B ist der Nockenstößel 106 auf einem Scheitelabschnitt 184 der Nocke dargestellt, der die Rollenwellenenden 118, 118' der Rollenwelle 117 proximal zu den einschränkenden Vorsprüngen 158, 158' der Führungsnuten 120, 120' positioniert ohne die einschränkenden Vorsprünge 158, 158' zu berühren. Somit wird der Nockenstößel 106 unter normalen Betriebsbedingungen in einer gegenseitigen axialen Bewegung durch die Betriebsabschnitte 162, 162' der Führungsnut 120, 120' geführt, wobei die Bewegungsgrenze der Rollenwellenenden 118, 118' nicht in Kontakt mit den zweiten Anschlagsbegrenzungen 156, 156' oder dem einschränkenden Vorsprung 158, 158' steht.
Unter Bezugnahme auf 5A ist der Nockenstößel 106 in einer Versandposition dargestellt. Zu Versandzwecken können die Rollenwellenenden 118, 118' des Nockenstößels 106 durch die einschränkenden Vorsprünge 158, 158' von den Betriebsabschnitten 162, 162' in die Rückhalteabschnitte 160, 160' der Führungsnuten 120, 120' mit einer vorgegebenen Axialkraft, die auf den Nockenstößel 106 in Richtung des ersten Endes 124 des Führungskörpers 108 ausgeübt wird, gedrängt werden. Der Abstand zwischen den ersten Anschlagsbegrenzungen 154 und dem einschränkenden Vorsprung 158 ist etwa der Durchmesser des Rollenwellenendes 118, sodass das Rollenwellenende 118 in einer festen Position zwischen dem ersten Anschlag 154 und dem einschränkenden Vorsprung 158 gehalten wird. Während der Montage können die Wellenenden 118, 118' der Nockenstößel 106 durch eine vorgegebenen Axialkraft, die auf die Nockenstößel 106 in Richtung des zweiten Endes 130 ausgeübt wird, durch die einschränkenden Vorsprünge 158, 158' in die Betriebsabschnitte 162, 162' der Führungsnuten 120, 120' gedrängt werden. Unter Bezugnahme auf 5B ist der Nockenstößel 106 in einer Serviceposition dargestellt. Wenn die Stößelbaugruppe 100 aus der Halterung 104 der Pumpenbaugruppe entfernt wird, fällt der Nockenstößel 106 in Richtung des zweiten Endes 130 des Führungskörpers 108 derart ab, dass die Rollenwellenenden 118, 118' auf den jeweiligen zweiten Anschlagsbegrenzungen 156, 156' der genuteten Elemente 128, 128' ruhen und von diesen getragen werden, um zu verhindern, dass der Nockenstößel 106 sich vom Führungskörper 108 löst.
Ein Vorteil der Stößelbaugruppe 100 besteht darin, dass der Nockenstößel 106 während des Versandes und vor dem Einbau in die Pumpenbaugruppe 104 innerhalb des Führungskörpers 108 in einer vorgegebenen Position gehalten werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Führungskörper 108 die axiale Hin- und Herbewegung des Nockenstößels 106 zur Z-Achse während des Normalbetriebs begrenzt und eine Drehung des Nockenstößels 106 um die Z- und Y-Achse verhindert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Führungskörper 108 Merkmale beinhaltet, die die Stößelbaugruppe 100 innerhalb der Halterung 104 und in Bezug auf die Pumpenbaugruppe richtig positionieren und lokalisieren. Noch ein weiterer Vorteil der Stößelbaugruppe 100 ist der Hubkörper mit geringerer Masse, der durch den Kunststoffführungskörper 108 und die geringere Masse des Nockenstößels 106 ermöglicht wird. Noch ein weiterer Vorteil der Stößelbaugruppe 100 besteht darin, dass der Nockenstößel 106 nicht mit einem in der Bohrung definierten Kanal in Berührung kommt, wodurch der Verschleiß des Nockenstößels 106 geringer ausfällt. Ein weiterer Vorteil der Stößelbaugruppe 100 ist die Reduzierung von Lärm, Vibrationen und Rauheit durch die geringere hin- und hergehende Masse und den reduzierten Metall-zu-Metall-Kontakt.
Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung ist nur als Beispiel zu verstehen und Variationen, die sich nicht vom Kern der Erfindung entfernen, werden als im Rahmen der Erfindung befindlich vorausgesetzt. Solche Varianten sollen nicht als eine Abweichung vom Sinn und Umfang der Erfindung betrachtet werden.

Claims

Nockenstößelbaugruppe, umfassend: einen Führungskörper, der ein Paar von genuteten Elementen umfasst, wobei jedes der genuteten Elemente eine Innenfläche beinhaltet, die eine längliche Führungsnut mit einer vertieften Oberfläche definiert, und wobei die längliche Führungsnut eines genuteten Elements der länglichen Führungsnut des anderen genuteten Elements zugewandt und daran ausgerichtet ist; und einen Nockenstößel, der eine Rolle mit zwei gegenüberliegenden Rollenwellenenden umfasst, wobei der Nockenstößel zwischen dem Paar von genuteten Elementen angeordnet ist, und wobei eines der Rollenwellenenden in einer Führungsnut aufgenommen wird und das andere der Rollenwellenenden in der anderen der Führungsnut aufgenommen wird, sodass die Rollenwellenenden in reziproker axialer Richtung innerhalb der länglichen Führungsnuten verschiebbar sind und zwischen den vertieften Oberflächen gehalten werden.
Nockenstößelbaugruppe nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der länglichen Führungsnuten eine erste Anschlagsbegrenzung, eine zweite Anschlagsbegrenzung gegenüber der ersten Anschlagsbegrenzung und einen einschränkenden Vorsprung, der sich in die längliche Führungsnut zwischen der ersten und zweiten Anschlagsbegrenzung erstreckt, beinhaltet.
Nockenstößelbaugruppe nach Anspruch 2, wobei der einschränkende Vorsprung ausreichend von der ersten Anschlagsbegrenzung beabstandet ist, um einen Rückhalteabschnitt der länglichen Führungsnut zu definieren.
Nockenstößelbaugruppe nach Anspruch 3, wobei der einschränkende Vorsprung ausreichend von der zweiten Anschlagsbegrenzung beabstandet ist, um einen Betriebsabschnitt der länglichen Führungsnut zu definieren.
Nockenstößelbaugruppe nach Anspruch 4, wobei mindestens entweder die erste Anschlagsbegrenzung und/oder die zweite Anschlagsbegrenzung eine Form beinhaltet, die komplementär zur Form des Rollenwellenendes ist.
Nockenstößelbaugruppe nach Anspruch 2, wobei der Führungskörper einen hohlen zylindrischen Abschnitt beinhaltet, und das Paar der genuteten Elemente sich von einem Ende des zylindrischen Abschnitts erstreckt.
Nockenstößelbaugruppe nach Anspruch 6, wobei der hohle zylindrische Abschnitt eine Kantenfläche beinhaltet, die sich zwischen dem Paar der genuteten Elemente erstreckt, und die Kantenfläche einen Bolzen beinhaltet.
Nockenstößelbaugruppe nach Anspruch 6, wobei der Hohlzylinder das Folgende beinhaltet: ein Ende mit einem ringförmigen Flansch, der eine sich radial erstreckende Kerbe und eine äußere zylindrische Fläche definiert, die eine sich axial erstreckende Rippe definiert, die mit der Kerbe ausgerichtet ist.
Nockenstößelbaugruppe nach Anspruch 2, wobei der Nockenstößel ein Stößelgehäuse mit zwei gegenüberliegenden, einander zugewandten parallelen Seiten beinhaltet, und wobei die gegenüberliegenden, einander zugewandten parallelen Seiten gegen die jeweiligen Innenflächen der genuteten Elemente verschiebbar sind, wenn die Rollenwellenenden innerhalb der jeweiligen länglichen Führungsnuten aufgenommen werden.
Nockenstößelbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der Führungskörper aus einem Kunststoffmaterial mit einer Verstärkungsfaser und der Nockenstößel aus einem metallischen Material gebildet ist.