-
Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe zur Förderung von Kraftstoff mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Radialkolbenpumpe kann insbesondere in einem Kraftstoffsystem eines Kraftfahrzeugs zur Versorgung eines Verbrennungsmotors mit Kraftstoff eingesetzt werden.
-
Stand der Technik
-
Eine Radialkolbenpumpe weist einen radial in Bezug auf eine Nockenwelle ausgerichteten Pumpenkolben auf. Um den Pumpenkolben über die Drehbewegung der Nockenwelle in einer Hubbewegung anzutreiben, ist der Pumpenkolben in der Regel über einen Rollenstößel außen an einem Nocken der Nockenwelle abgestützt. Der Rollenstößel weist hierzu eine Laufrolle auf, die bei drehendem Nocken auf dem Außenumfang des Nockens abläuft. Darüber hinaus weist der Rollenstößel einen hohlzylinderförmigen Stößelkörper auf, der in einer radial in Bezug auf den Nocken ausgerichteten Zylinderbohrung eines Gehäuseteils der Radialkolbenpumpe hin- und herbeweglich aufgenommen und geführt ist. Mit Hilfe des Rollenstößels wird somit die Rotationsbewegung der Nockenwelle in eine translatorische Bewegung des Rollenstößels sowie des mit dem Rollenstößel verbundenen Pumpenkolbens umgewandelt.
-
Um den Stößelkörper eines Rollenstößels gegen Verdrehen zu sichern, kann dieser in seiner Winkellage durch einen Stift gesichert sein, der in eine außenumfangseitige Ausnehmung des Stößelkörpers eingreift. Die Ausnehmung ist dabei als Schlitz oder Langloch ausgeführt, so dass der Stößelkörper hin- und herbeweglich bleibt.
-
Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2008 040 961 A1 geht beispielhaft eine Hochdruckkraftstoffpumpe mit einem Stößelkörper hervor, der eine langlochförmige Ausnehmung aufweist, in die ein im Pumpengehäuse schräg zur Bewegungsachse des Pumpenkolbens platzierter Stift eingreift, um eine Verdrehung des Stößelkörpers ab einem definierten Maß zu unterbinden. Der Stift lässt demnach eine geringe Drehbewegung des Stößelkörpers zu. Das heißt, dass die Breite der langlochförmigen Ausnehmung in Umfangsrichtung geringfügig größer als der Außendurchmesser des Stifts gewählt ist. Bei optimaler Ausrichtung des Stößelkörpers und der Laufrolle in Bezug auf die Nockenwelle besteht daher kein Reibkontakt zwischen dem Stößelkörper und dem Stift.
-
Aufgrund von Fertigungs- und/oder Montagetoleranzen kann jedoch der Stößelkörper zur Anlage am Stift gelangen. Ist dies der Fall, wird der Stift im Betrieb der Radialkolbenpumpe durch Radialkräfte belastet, die zu einem Bruch des Stifts führen können. Die Bruchgefahr steigt mit der Höhe der Drehzahl der Radialkolbenpumpe.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radialkolbenpumpe mit einem Rollenstößel und einem Stift zur Verdrehsicherung anzugeben, bei der die Bruchgefahr reduziert ist. Im Ergebnis soll somit die Lebensdauer der Radialkolbenpumpe gesteigert werden.
-
Zur Lösung der Aufgabe wird die Radialkolbenpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Radialkolbenpumpe zur Förderung von Kraftstoff, umfassend einen Rollenstößel zur radialen Abstützung eines Pumpenkolbens an einer Nockenwelle, wobei der Rollenstößel einen im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Stößelkörper aufweist, der in einer Zylinderbohrung eines Gehäuseteils der Radialkolbenpumpe hin- und herbeweglich aufgenommen und geführt ist, und wobei im Gehäuseteil ein Stift gelagert ist, der in die Zylinderbohrung hineinragt und in eine seitliche Ausnehmung des Stößelkörpers eingreift. Erfindungsgemäß variiert die Breite der Ausnehmung und ist durch Begrenzungsflächen definiert, die zumindest abschnittsweise aufeinander zulaufen.
-
Die zumindest abschnittsweise aufeinander zulaufenden und die Breite der Ausnehmung definierenden Begrenzungsflächen führen zu einer trichterartigen Verengung der Ausnehmung und damit zu einer Zentrierung des Stifts bei einer Hin- und Herbewegung des Stößelkörpers. Da der Stift gehäusefest montiert ist, bewegt sich nicht der Stift, sondern der Stößelkörper, so dass dieser in Bezug auf den Stift ausgerichtet wird bzw. sich selbst ausrichtet. Ist der Stößelkörper optimal ausgerichtet und der Stift in der Ausnehmung zentriert, verändert der Stößelkörper seine Winkellage nicht, sondern bewegt sich lediglich hin und her.
-
Der Stößelkörper wird demnach im Betrieb der Radialkolbenpumpe automatisch ausgerichtet und in eine Winkellage gebracht, in der die Belastung des der Verdrehsicherung dienenden Stifts durch Radialkräfte minimal ist. Entsprechend sinkt die Gefahr eines Bruchs des Stifts und die Lebensdauer der Radialkolbenpumpe steigt.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Breite der Ausnehmung stets größer als der Außendurchmesser des Stifts. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass es nicht zu einem Klemmsitz des Stifts innerhalb der Ausnehmung kommt und sich der Stößelkörper frei hin- und herbewegen kann.
-
Des Weiteren bevorzugt ist die Breite der Ausnehmung in zumindest einem Bereich nur geringfügig größer als der Außendurchmesser des Stifts. In zumindest diesem einen Bereich ist demnach die Breite der Ausnehmung im Wesentlichen an den Außendurchmesser des Stifts angepasst, so dass der Stößelkörper bereits bei einer geringen Verdrehung zur Anlage am Stift gelangt und durch diesen wieder ausgerichtet wird. Vorzugsweise ist die Breite der Ausnehmung in zumindest diesem einen Bereich derart gewählt, dass die maximale Verdrehung des Stößelkörpers in diesem Bereich 5° beträgt. Bei dem Bereich, in dem die Breite der Ausnehmung nur geringfügig größer als der Außendurchmesser des Stifts ist, handelt es sich um den Bereich der Verengung. Das heißt, dass im Übrigen die Breite der Ausnehmung größer ist und eine Verdrehung des Stößelkörpers über einen Winkelbereich von mehr als 5° zulässt.
-
Ferner bevorzugt ist der Bereich, in dem die Breite der Ausnehmung nur geringfügig größer als der Außendurchmesser des Stifts ist, im Wesentlichen mittig in Bezug auf die axiale Erstreckung der Ausnehmung angeordnet. Die Ausnehmung verengt sich demnach zur Mitte hin und weitet sich dann wieder auf. Auf diese Weise wird nur eine einzige Verengung ausgebildet, so dass der Kontakt des Stößelkörpers mit dem Stift auf ein Minimum reduziert wird.
-
Die Breite der Ausnehmung ist demnach bevorzugt im Bereich der beiden Enden der Ausnehmung jeweils am größten. Das Ausrichten des Stößelkörpers erfolgt somit nicht in einer Endlage des Stößelkörpers, sondern mitten in seiner Bewegung, so dass die Korrektur seiner Winkellage erleichtert wird.
-
Vorteilhafterweise sind die Begrenzungsflächen, welche die Breite der Ausnehmung definieren, ballig ausgeführt. Das heißt, dass die Begrenzungsflächen einer Kurve folgen, über die der Stößelkörper sanft ausgerichtet wird. Die Belastung des Stifts während des Ausrichtens des Stößelkörpers ist somit so gering wie möglich.
-
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Begrenzungsflächen, welche die Breite der Ausnehmung definieren, spiegelsymmetrisch in Bezug auf eine axial verlaufende Symmetrieachse ausgeführt sind. Der Stößelkörper wird somit bei jeder unerwünschten Verdrehung ausgerichtet, und zwar unabhängig davon, ob er eine Verdrehung in die eine oder in die andere Drehrichtung erfahren hat.
-
Bevorzugt ist im Stößelkörper ein Stützelement mit einer Lagerausnehmung aufgenommen, in der eine Laufrolle drehbar gelagert ist. Über die Laufrolle ist der Rollenstößet reibungsarm am Nocken abgestützt, sofern die Laufrolle optimal in Bezug auf den Nocken ausgerichtet ist. Dies ist in der Regel der Fall, wenn der Stößelkörper innerhalb der Zylinderbohrung des Gehäuseteils optimal ausgerichtet ist, so dass die automatische Ausrichtung des Stößelkörpers gemäß der Erfindung auch zu einem reibungsarmen Ablaufen der Laufrolle auf dem Nocken beiträgt.
-
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
- 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Radialkolbenpumpe im Bereich eines Rollenstößels,
- 2 eine Schnittansicht durch eine weitere erfindungsgemäße Radialkolbenpumpe im Bereich eines Rollenstößels, und
- 3 eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines Stößelkörpers einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe.
-
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
-
Die in der 1 dargestellte Radialkolbenpumpe umfasst ein Gehäuseteil 6 mit einer Zylinderbohrung 5, in der ein Rollenstößel 1 hin- und herbeweglich aufgenommen und geführt ist. Der Rollenstößel 1 dient der radialen Abstützung eines Pumpenkolbens 2 an einer Nockenwelle 3, so dass die Drehung der Nockenwelle 3 in eine Hubbewegung des Pumpenkolbens 2 umgewandelt wird. Der Pumpenkolben 2 ist hierzu in einem Pumpenzylinderkopf 16 hubbeweglich aufgenommen.
-
Der Rollenstößel 1 umfasst einen hohlzylinderförmigen Stößelkörper 4, der innenumfangseitig einen Ringbund 20 zur Abstützung eines Federtellers 19 aufweist, der einen Kolbenfuß 18 des Pumpenkolbens 2 hintergreift. Über die Federkraft einer am Federteller 19 abgestützten Feder 17 wird der Federteller 19 gegen den Ringbund 20 axial vorgespannt. Auf der gegenüberliegenden Seite ist ein im Stößelkörper 4 aufgenommenes Stützelement 13 am Ringbund 20 abgestützt, das eine Lagerausnehmung 14 zur drehbaren Lagerung einer Laufrolle 15 besitzt.
-
Die in der 2 dargestellte Radialkolbenpumpe ist im Wesentlichen gleich der Radialkolbenpumpe der 1 ausgebildet. Darüber hinaus weist die Radialkolbenpumpe der 2 eine Verdrehsicherung in Form eines Stifts 7 auf, der in eine seitliche Ausnehmung 8 des Stößelkörpers 4 eingreift. Die Ausnehmung 8 ist langlochartig ausgebildet, so dass sich der Stößelkörper 4 weiterhin hin- und herbewegen kann. In Drehrichtung jedoch lässt der Stift 7 eine Drehbewegung des Stößelkörpers 4 lediglich über einen sehr kleinen Winkelbereich zu, um die gewünschte Verdrehsicherung zu erzielen. Denn eine Verdrehung des Stößelkörpers 4 geht mit einer Verdrehung der Laufrolle 15 in Bezug auf die Nockenwelle 3 einher, so dass die Laufrolle 15 nicht mehr optimal in Bezug auf die Nockenwelle 3 ausgerichtet ist. Eine Verdrehung des Stößelkörpers 4 gilt es daher zu unterbinden.
-
In der Regel ist die Breite der langlochartigen Ausnehmung 8 des Stößelkörpers 4 zur Aufnahme des Stifts 7 geringfügig größer als der Außendurchmesser des Stifts 7 gewählt. Eine geringe Verdrehung genügt in diesem Fall bereits, dass der Stößelkörper 4 zur Anlage am Stift 7 gelangt. Auf den Stift 7 wirken in diesem Fall Radialkräfte, die auf Dauer zu einem Bruch des Stifts 7 führen können.
-
Um dies zu vermeiden, weißt der Stößelkörper 4 einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe eine seitliche Ausnehmung 8 für einen Stift 7 auf, deren Breite über die Höhe der Ausnehmung 8 variiert. Ein solcher Stößelkörper 4 ist beispielhaft in der 3 dargestellt. Nach einer unerwünschten Verdrehung des Stößelkörpers 4 (siehe 3, Pfeil 22) nimmt der Stößelkörper 4 die dargestellte Lage in Bezug auf den Stift 7 ein. Der Stift 7 befindet sich in dieser Lage außermittig in Bezug auf die Ausnehmung 8 und liegt an einer von zwei seitlichen Begrenzungsflächen 9, 10 der der Ausnehmung 8 an. Da die Begrenzungsflächen 9, 10 ballig geformt sind, richtet sich der Stößelkörper 4 automatisch aus, wenn er sich aus der dargestellten Lage nach oben bewegt (siehe 3, Pfeil 21), da der Stift 7 über die ballig geformte Begrenzungsfläche 9 den Stößelkörper 4 zu einer Drehbewegung zwingt. Der Stift 7 wird in einem Bereich 11, in dem die Ausnehmung 8 die geringste Breite aufweist, weitgehend zentriert. Im weiteren Verlauf der Bewegung des Stößelkörpers 4 verliert dieser den Kontakt zum Stift 7, da die Ausnehmung 8 nach unten hin wieder breiter wird. Somit wirken auf den Stift 7 auch keine Radialkräfte mehr.
-
Da sich der Stößelkörper 4 in beide Drehrichtungen verdrehen kann, sind vorliegend beide Begrenzungsflächen 9, 10 der Ausnehmung 8 ballig geformt. Die Begrenzungsflächen 9, 10 sind zudem spiegelsymmetrisch in Bezug auf eine Symmetrieachse 12 ausgebildet.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102008040961 A1 [0004]
