DE19641791B4

DE19641791B4 - Rollenantrieb, insbesondere für Brennstoffeinspritzpumpen

Info

Publication number: DE19641791B4
Application number: DE19641791A
Authority: DE
Inventors: Erhard Kühn; Steffen Hunkert
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1995-10-24
Filing date: 1996-10-10
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2016-10-11
Also published as: DE19641791A1

Abstract

Rollenantrieb, insbesondere für Brennstoffeinspritzpumpen mit einer angenähert halbzylindrischen Rollenbettung in einem Kipphebel (2) oder Stößel zur losen Aufnahme der bolzenlos gelagerten Rolle (3), wobei die Rollenbettung aus einer Lagerschale (6) besteht, die in eine angepasste Ausnehmung (7) im Kipphebel (2) bzw. Stößel eingesetzt und mit einer Axialsicherung (8, 9) gegen Axialverschiebung gesichert ist, und die die Rolle (3) umfänglich etwa halbzylinderisch umgreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenbettung die Rolle (3) beidendig stirnseitig mit zumindest je einer Anlauffläche (10) übergreift.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rollenantrieb, insbesondere für Brennstoffeinspritzpumpen mit einer angenähert halbzylindrischen Rollenbettung in einem Kipphebel oder Stößel zur losen Aufnahme der bolzenlos gelagerten Rolle.

Bei einem bekannten Kipphebelantrieb für eine Pumpe-Düse-Hochdruckeinspritzung ist die Rolle zwischen zwei Seitenwandungen des Kipphebels unter Zwischenschaltung einer Buchse schwimmend auf einem Bolzen gelagert, der mit seinen beiden Enden in den beiden Kipphebel-Seitenwandungen entweder im Press-Sitz oder durch Sprengringe festgelegt ist. Die von dem umlaufenden Nocken auf die Rolle ausgeübte Kraft wird von dieser über die Buchse auf den Bolzen und von diesem über seine beiden Enden auf die Kipphebel-Seitenwände übertragen. Letztere müssen unter Berücksichtigung der hohen, z. B. durch die Hochdruckeinspritzung bedingten Kräfte einen ausreichenden Querschnitt aufweisen. Die Gesamtbreite des Kipphebels muß daher nennenswert größer sein als die Länge der die Kraft Übertragenden Rolle. Dieser in großem Umfang zur Anwendung kommende Kipphebel Antrieb baut daher verhältnismäßig breit. Seine Herstellung ist aufgrund der hochgenau geschliffenen Teile (Rolle, Buchse, Bolzen) mit zum Teil definiertem Profil teuer. Die Montage ist durch die Handhabung der drei genannten Teile verhältnismäßig aufwendig.

Zur wenigstens teilweisen Behebung dieser Nachteile wurde für Rollenstößel bereits eine Rollenbettung mit bolzenlos gelagerter Rolle vorgeschlagen. Eine derartige Ausführungsform zeigt die DE 23 40 074 A1 . Offenbart ist hier ein zylindrischer Rollenstößel für Brennstoffeinspritzpumpen, dessen quer zur Stößelachse liegende Rolle lose in einer sie auf mehr als die Hälfte ihres Umfanges umgebenden zylindrischen Bettung aufgenommen wird, deren Radius dem Rollenradius entspricht. Die Stirnflächen der Rolle liegen möglichst nahe an der zylindrischen Umfangsfläche des Rollenstößels, wobei die Rolle in axialer Richtung durch Spannhülsen oder Zylinderstifte im Bereich der tiefsten Stelle der Bettung gegen axiales Verschieben gesichert ist. Diese Ausführungsform würde bei einer Übertragung auf einen Kipphebel dessen Breite gegenüber der vorstehend beschriebenen Ausführungsform gar nicht oder nur unwesentlich verringern, da die Spannhülsen oder Zylinderstifte entsprechende axiale Überstände der Kipphebelbettung über die aufzunehmende Rolle erfordern. Nachteilig ist ferner, dass das Stößelende mit der Rolle die Materialpaarung der Rollenbettung bildet.

Vergleichbare Rollenbettungen in dem unteren Ende eines Rollenstößels zeigen die US-Patentschriften 1,565,223, 3,822,683, 4,204,814 und 4,335,685. Ein vergleichbarer Kipphebelantrieb lässt sich auch der EP 0 413 237 A1 entnehmen. Auch hier ist die Rolle unmittelbar in eine Ausnehmung des Kipphebels eingesetzt, der die Rolle beidendig stirnseitig mit je einer Stirnwandung übergreift. Diese Stirnwandungen können zwar verhältnismäßig dünnen Querschnitt aufweisen, da sie keine Kräfte von der Rolle auf den Kipphebel zu übertragen haben, dennoch aber soll die Länge der Rolle gegenüber der Kipphebelbreite und damit die Kraftübertragungsfläche verringert werden.

Aus der Schrift DE 691 07 687 T2 ist weiterhin eine Rollenbettung eines Rollenantriebes bekannt, die zur Aufnahme einer bolzenlos gelagerten Rolle eine halbzylindrische Lagerschale aufweist. Dabei ist diese bekannte Lagerschale in eine entsprechend angepasste Ausnehmung in einem Kipphebel eingesetzt und mit einer Axialsicherung gegen eine Axialverschiebung gesichert.

Dabei weist diese Ausführung der Rollenbettung jedoch den Nachteil auf, dass die Axialsicherung relativ aufwendig am Kipphebel selbst vorgesehen ist, was sich insbesondere hinsichtlich Fertigungstoleranzen negativ auf den Fertigungsaufwand auswirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs beschriebenen Rollenantrieb zu verbessern und hier insbesondere die Art der Axialsicherung zu vereinfachen.

Die Axialsicherung der Rolle wird erfindungsgemäß in eine separat einsetzbare Lagerschale verlegt, so dass die axiale Länge der Rolle praktisch der Breite des Kipphebels entsprechen kann, wodurch die volle Kipphebelbreite zur Kraftübertragung zur Verfügung steht. Bei vorgegebener Breite des Rollenantriebes wird somit eine Vergrößerung der tragenden Fläche zwischen Rolle und Kipphebel erzielt.

Herstellung und Montage sind besonders einfach. Durch Verwendung einer separaten Lagerschale kann das für die Materialpaarung mit der Rolle optimale Material gewählt werden, während die Gestaltung des Kipphebels oder Stößels auch hinsichtlich der Materialwahl in erster Linie unter Festigkeitsaspekten erfolgen kann. Die Lagerschale lässt sich – ggf. unter leichter Vorspannung – in einfacher Weise in die Kipphebelausnehmung einrasten, wobei ihre Axialsicherung durch einen ihre Außenkontur überragenden Vorsprung gebildet sein kann, der in eine entsprechende Vertiefung in der genannten Ausnehmung eingreift. Dieser Vorsprung kann eine an zumindest dem einen Längsrand der Lagerschale vorstehende Fahne oder auch eine auf dem Rücken der Lagerschale angeordnet Erhebung z. B. in Form eines Zapfens oder einer sich über den halbkreisförmigen Umfang der Lagerschale erstreckende Rippe sein.

Die zur Axialsicherung der Rolle erfindungsgemäß vorgesehenen Anlaufflächen der Lagerschale können durch einen halbzylindrischen, radial ausgerichteten Rand der Lagerschale oder aber z. B. durch radialgerichtete Nasen gebildet sein. Erstreckt sich die Lagerschale nur über etwa 180 Umfangsgrad, kann die Rolle in radialer Richtung von unten in die Lagerschale eingelegt werden. Erstreckt sich die Lagerschale über etwas mehr als 180 Umfangsgrad, und ist die Lagerschale in radialer Richtung federelastisch ausgebildet, läßt sich die Rolle ebenfalls in radialer Richtung von unten in die Lagerschale einrasten. Bei starrer Ausbildung der Lagerschale müßte die Rolle hingegen in axialer Richtung in die Lagerschale eingeschoben werden. In diesem Fall könnte dann die an der einen Stirnseite der Lagerschale vorgesehene Anlaufflächen erst nach dem Einschieben der Rolle zu deren Axialsicherung nach innen abgebogen werden.

Bei nicht völlig achsparalleler Ausrichtung der Rollenachse zur Kipphebelachse kann es in den Endbereichen der Rolle zu Kantenträgern, also zu einer erhöhten Flächenpressung zwischen Nockenfläche und Rollenmantelfläche kommen. Zur Vermeidung dieser Problematik kann die Rolle erfindungsgemäß ein eine elastische Verformung im Kantenbereich zulassendes Innenprofil aufweisen. Hierdurch wird zugleich das Gewicht der Rolle reduziert.

Insgesamt führt somit der erfindungsgemäße Lösungsvorschlag zu einem Rollenantrieb, der sich einfach herstellen und montieren läßt, eine vergrößerte tragende Fläche aufweist, hohe Umfangsgeschwindigkeit zuläßt und eine verbesserte Funktion gewährleistet.

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 in Stirnansicht und zum Teil im lotrechten Schnitt einen Kipphebelantrieb für eine Pumpe-Düse-Hochdruckeinspritzung;
2 in einer Explosionsdarstellung einen Kipphebel eine Lagerschale und eine Rolle und
3 einen Längsschnitt durch die Rolle gemäß 2.
Der in 1 dargestellte Kipphebelantrieb weist einen um eine Kipphebelachse 1 verschwenkbaren Kipphebel 2 auf, in dessen einem Hebelende eine Rolle 3 gelagert ist, die sich auf einer Nockenfläche 4 einer angetriebenen Nockenwelle 5 abstützt. Kipphebelachse 1, Rolle 3 und Nockenwelle 5 sind achsparallel zueinander ausgerichtet.
2 läßt die Lagerung der Rolle 3 im Kipphebel 2 erkennen. Vorgesehen ist eine angenähert halbzylindrische Rollenbettung zur losen Aufnahme der bolzenlos gelagerten Rolle 3. Die Rollenbettung besteht aus einer Lagerschale 6, die in eine ihrer Außenkontur angepaßte Ausnehmung 7 im Kipphebel 2 (ggf. unter Vorspannung) eingesetzt ist. Zur Sicherung gegen axiale Verschiebung weist die Lagerschale 6 an ihren beiden Längsrändern jeweils eine mittig angeordnete, über die Außenkontur der Lagerschale 6 nach außen vorragende Fahne 8 auf, die in je eine entsprechende Vertiefung 9 im Kipphebel 2 bzw. in dessen Ausnehmung 7 eingreifen. Der die Rolle 3 aufnehmende Arm des Kipphebels 2 ist vorzugsweise massiv ausgebildet. Die im Querschnitt etwa halbzylindrische Ausnehmung 7 ist in den Kipphebelarm eingefräst und erstreckt sich über die komplette Kipphebelbreite, der die Länge der Lagerschale 6 entspricht.
Zur Sicherung der Rolle 3 gegen Axialverschiebung gegenüber der Lagerschale 6 weist letztere an ihren beiden Stirnenden je eine Anlauffläche 10 auf, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch je zwei Nasen gebildet ist.
Insbesondere 3 läßt erkennen, daß die Rolle 3 an ihren beiden Endabschnitten mit einem Innenprofil 11 versehen ist, das in dem durch die Rolle 3 geführten Längsschnitte etwa parabelförmig ausgebildet ist.

Claims

Rollenantrieb, insbesondere für Brennstoffeinspritzpumpen mit einer angenähert halbzylindrischen Rollenbettung in einem Kipphebel (2) oder Stößel zur losen Aufnahme der bolzenlos gelagerten Rolle (3), wobei die Rollenbettung aus einer Lagerschale (6) besteht, die in eine angepasste Ausnehmung (7) im Kipphebel (2) bzw. Stößel eingesetzt und mit einer Axialsicherung (8, 9) gegen Axialverschiebung gesichert ist, und die die Rolle (3) umfänglich etwa halbzylinderisch umgreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenbettung die Rolle (3) beidendig stirnseitig mit zumindest je einer Anlauffläche (10) übergreift.
Rollenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialsicherung der Lagerschale (6) durch einen ihre Außenkontur überragenden Vorsprung (8) gebildet ist, der in eine entsprechende Vertiefung (9) in der genannten Ausnehmung (7) eingreift.
Rollenantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der die Axialsicherung bildende Vorsprung eine an zumindest dem einen Längsrand der Lagerschale (6) vorstehende Fahne (8) ist.
Rollenantrieb nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (6) unter Vorspannung in die genannte Ausnehmung (7) eingesetzt ist.
Rollenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (6) die Rolle (3) um etwas mehr als 180° umgreift.
Rollenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufflächen (10) der Lagerschale (6) Nasen sind.
Rollenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (3) ein eine elastische Verformung im Kantenbereich zulassendes Innenprofil (11) aufweist.