EP1904744A1 - Hubring für eine einspritzpumpe - Google Patents

Hubring für eine einspritzpumpe

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Publication number
EP1904744A1
EP1904744A1 EP06762579A EP06762579A EP1904744A1 EP 1904744 A1 EP1904744 A1 EP 1904744A1 EP 06762579 A EP06762579 A EP 06762579A EP 06762579 A EP06762579 A EP 06762579A EP 1904744 A1 EP1904744 A1 EP 1904744A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer material
sliding layer
cam ring
lifting ring
ring according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06762579A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Bickle
Rüdiger Bickle
Uwe Nigrin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KS Gleitlager GmbH
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
KS Gleitlager GmbH
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KS Gleitlager GmbH, Siemens AG filed Critical KS Gleitlager GmbH
Publication of EP1904744A1 publication Critical patent/EP1904744A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F04B1/0413—Cams

Definitions

  • the invention relates to a cam ring for an injection pump for an internal combustion engine, with a round opening for an eccentrically driven shaft portion and at least one flattened outer portion against which a displacer of the injection pump can be supported, wherein in the opening of the cam ring bush-shaped plain bearing means for supporting the shaft portion is provided.
  • the plain bearing means in the form of a plain bearing bush made of a steel / plastic composite material is formed. It comprises a supporting layer made of steel (steel backing) and a porous carrier layer constructed thereon, which is usually made of bronze, in whose pores a polymer-based sliding layer material is introduced.
  • Such plain bearing bushes are made of an endless strip material, separated from the boards and rolled so that they form a butt joint. They are pressed with a hereeinpresskraft in the opening of the cam ring so that they keep a tight fit under all operating conditions during operation of the injection pump, so do not dissolve in the opening.
  • the object of the present invention is to counteract this conflict of goals, that is to say that H. on the one hand to ensure a tight fit of the plain bearing means in the opening of the cam ring and on the other hand to ensure a fatigue-proof and wear-resistant application of force from the cam ring to the displacement.
  • the sliding bearing material comprises a polymer-based sliding layer material with friction-reducing fillers, which is applied directly to the surface of the cam ring delimiting the opening.
  • the sliding layer material according to the invention is applied directly to the opening limiting surface of the cam ring, and is dispensed according to the invention as a carrier of the sliding layer material or, in other words, the cam ring itself is used as a carrier or support body for the sliding layer material, that can for a to cause rapid fatigue and excessive wear rate causative problem, namely the curvature of the cam ring outward due to the high pressure for the plain bearing bush, be eliminated.
  • sliding layer material is sprayed onto the surface according to a preferred 'embodiment of the invention, or according to another embodiment of the sliding layer material produced a film material and this optionally using a bonding agent, in particular PFA-based, is applied to the surface, this is not accompanied by a radial pressure, which would buckle the cam ring or the flat outer portion.
  • the opening of the limiting surface of the cam ring for this purpose has a surface roughness of at least R Z 4, in particular of at least R Z 6 and more preferably of at least R Z 8.
  • the surface is blasted with steel gravel. It has been shown that this not only an advantageous surface roughness, which ensures good adhesion of the sliding layer material, can be achieved, but in addition, the surface is compacted by the impulse application and thereby surface hardened. The surface is thus better suited to absorb tangential forces (shearing forces) or to withstand a shear stress and to hold the sliding layer material on the surface of the opening.
  • the invention is accompanied by another, very significant advantage. Due to the fact that on a metallic Stützg. Carrier layer can be dispensed with the sliding bearing means, radial space is saved, which means that the cam can be made more massive with the same outer dimensions. Likewise, the radial depth not consumed by the metallic carrier can be reduced of the installation space can be used for an increase in the thickness of the sliding layer material.
  • the cam ring is suitable for use, for example, in high-pressure injection pumps for direct-injection diesel engines in the pressure range of 1000 to 2000 bar, where the requirements are not comparable to those in conventional gasoline engines, where between 200 and 300 bar is used.
  • the sliding layer material is based on PEEK. This means that at least 50% by volume of the polymer fraction is formed by PEEK.
  • the sliding layer material as a whole, that is including the fillers, preferably comprises at least 50 wt .-% PEEK.
  • the sliding layer material further advantageously comprises 5 to 15% by weight of TiO 2 . It further advantageously comprises 5 to 15 wt .-% zinc sulfide and / or barium sulfate, which is an excellent solid lubricant especially for mixed friction states.
  • the sliding layer material comprises 5 to 15% by weight of graphite.
  • 5 to 15 wt .-% carbon fibers are included.
  • Zinc sulfide is a good solid lubricant that is insensitive to dryness.
  • the more sensitive graphite in this regard has a good thermal conductivity and is able to dissipate the frictional heat occurring in the direction of the bearing metal layer and the metallic support layer.
  • Titanium dioxide gives the required wear resistance.
  • these systems also provide a system which is suitable under conditions of mixed friction (high load, frictional heat, dryness). Carbon fibers support the dissipation of frictional heat and provide stability in the surface direction, so they promote the uniform initiation and absorption of shear forces.
  • the overlay material has a layer thickness of 100 to 250 microns, which is the layer thickness of the finished stroke ring.
  • the sliding layer material comprises a lubricating varnish based on PAI (polyamide-imide).
  • PAI polyamide-imide
  • a preferred composition of the sliding layer material according to the invention comprises 60% by weight of PEEK, 10% by weight of graphite, 10% by weight of carbon fibers, 10% by weight of TiO 2 and 10% by weight of ZnS.
  • a preferred composition of the lubricating varnish comprises 60% by weight of PAI, 10% by weight of graphite, 10% by weight of carbon fibers, 10% by weight of TiO 2 and 10% by weight of ZnS; Even embodiments without carbon fibers have proven to be expedient.
  • the opening limiting surface of the cam ring has a macroscopic Surface contouring, which forms undercuts in the circumferential direction and thus supports a clamping of the sliding layer material.
  • Such macroscopic surface contouring comprises, for example, depressions or web-shaped elevations which can extend in the longitudinal direction of the bush-shaped opening or inclined thereto, in particular helically.
  • the surface contouring is formed by a knurled pattern, which preferably extends substantially over the entire surface of the cam ring delimiting the opening.
  • the sliding layer material can have a layer thickness of 100 to 250 ⁇ m have and is formed almost plate-shaped. It can also be provided for this purpose a plate-shaped recess on the flattened outer portion of the cam ring, in which the sliding layer material is quasi flush-mounted.
  • Sliding layer material may advantageously correspond to the above-described composition of the sliding layer material.
  • Figure 1 is a view of the cam ring according to the invention seen in the direction of the longitudinal center axis;
  • Figure 2 is a sectional view with sectional plane II-II of Figure 1;
  • Figure 3 is a perspective view of another
  • Embodiment of the invention Hubring (still without coating the opening) and
  • Figure 4 is a perspective view of another
  • FIG. 1 and 2 show two views of a cam ring 2 according to the invention, in particular for use in a high-pressure injection pump of a
  • the cam ring 2 is solid and sleeve-shaped in the broadest sense. It has a central opening 4 for a not shown excentrically driven shaft portion, not shown. At its outer periphery, the cam ring 2 has three flattened flat outer sections 6, against which in each case a displacement member (piston means) of the injection pump can be supported. By slightly eccentric drive of said shaft portion, a respective displacer is reciprocated in the direction of the double arrow 8, wherein a fitting against the outer portion 6 foot part of the respective displacer performs a sliding movement in the plane direction of the flattened outer portion 6 relative to this (see double arrow 10th ).
  • a slide bearing means 12 is provided for supporting the eccentrically driven shaft portion, not shown.
  • the sliding bearing means 12 is not a rolled plain bearing bush with a metallic carrier layer which would be pressed into the opening 4, but it is formed from a polymer-based sliding layer material 14 with friction-reducing fillers, which sliding material applied directly to the surface 4 of the cam ring 2 defining the opening 4 is.
  • the surface 16 previously roughened in particular by blasting with steel gravel.
  • a surface roughness of at least R Z 8, in particular of R z 10 proves to be particularly advantageous.
  • a phosphating of the previously roughened surface can also be carried out.
  • the polymer-based sliding-layer material can be held on the surface 16 very well, even under shear stress in the circumferential direction of the lifting ring 2 become.
  • the sliding layer material can be sprayed onto the surface in an advantageous manner. But it is also conceivable that from this a film material is made, which is then applied to the surface, in particular glued.
  • the layer thickness of the applied sliding layer material 12 in the radial direction is in particular 100 to 250 ⁇ m after the calibration; originally, a layer thickness with an additional machining allowance of additionally 150 ⁇ m is applied.
  • a preferred sprayable overlay material comprises, for example, 60% by weight of PEEK, 10% by weight of graphite, 10% by weight of carbon fibers, 10% by weight of TiO 2 and 10% by weight of ZnS.
  • a PAI-based lubricating varnish having a layer thickness of 15 to 45 ⁇ m, in particular 15 to 25 ⁇ m, without machining addition.
  • An exemplary and preferred composition of the lubricating varnish comprises ⁇ O% by weight PAI, 10% by weight graphite, 10% by weight carbon fibers, 10% by weight TiO 2 and 10% by weight ZnS.
  • FIG. 3 shows a corresponding lifting ring 2, on the inner surface 16 of which a macroscopic surface contouring 20 in the form of longitudinal depressions 22 is provided.
  • a helical indentation 24 and a knurled pattern 26 formed on the surface are shown by way of example. These measures are able to individually or in combination in the tangential direction or in the circumferential direction to form undercuts for the applied thereon sliding layer material, so that this better absorb shear stresses and can pass on the cam ring 2 without detaching from the surface 16.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the invention in which a thin layer of polymer-based sliding layer material 30 is applied directly to a flattened outer section 6. As can be seen from FIG. 4, a depression 32 corresponding to the layer thickness is formed on the flattened outer section 6, into which the sliding layer material 30 is introduced virtually flush with the surface. The sliding layer material 30 then forms the support for the displacer, not shown, of an injection pump.
  • a sliding layer material according to the invention may be provided, or it may be pressed in here a conventional plain bearing bush made of a steel / plastic composite material. Due to the formation of the flattened outer portion 6 with a directly applied to the steel of the cam ring 2 sliding layer material 30, a bulge of the cam affects less negative than when the displacer abuts directly against the steel surface of the flattened outer portion 6 of the cam ring 2.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hubring (2) für eine Einspritzpumpe für einen Verbrennungsmotor, mit einer runden Öffnung (4) für einen exzentrisch antreibbaren Wellenabschnitt und mit wenigstens einem abgeflachten Aussenabschnitt (6), gegen den ein Verdrängerorgan der Einspritzpumpe abstützbar ist, wobei in der Öffnung (4) des Hubrings (2) ein buchsenförmiges Gleitlagermittel (12) zur Lagerung des Wellenabschnitts vorgesehen ist; um die problematischen Auswirkungen des Einpressens des Gleitlagermittels in die Öffnung zu verringern, wird der Hubring so ausgebildet, dass das Gleitlagermittel (12) ein Gleitschichtmaterial (14) auf Polymerbasis mit reibungsvermindernden Füllstoffen umfasst, welches direkt auf die die Öffnung (4) begrenzende Oberfläche (16) des Hubrings (2) aufgebracht ist.

Description

Titel : Hubring für eine Einspritzpumpe
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Hubring für eine Einspritzpumpe für einen Verbrennungsmotor, mit einer runden Öffnung für einen exzentrisch antreibbaren Wellenabschnitt und mit wenigstens einem abgeflachten Außenabschnitt, gegen den ein Verdrängerorgan der Einspritzpumpe abstützbar ist, wobei in der Öffnung des Hubrings ein buchsenförmiges Gleitlagermittel zur Lagerung des Wellenabschnitts vorgesehen ist.
Bei bekannten Hubringen ist das Gleitlagermittel in Form einer Gleitlagerbuchse aus einem Stahl/Kunststoff- Verbundwerkstoff ausgebildet. Sie umfasst eine Stützschicht aus Stahl (Stahlrücken) und eine darauf aufgebaute poröse Trägerschicht, die zumeist aus Bronze gebildet ist, in deren Poren ein auf Polymerbasis beruhendes Gleitschichtmaterial eingebracht ist. Derartige Gleitlagerbuchsen sind aus einem endlosen Bandmaterial hergestellt, von den Platinen abgetrennt und gerollt werden, so dass sie eine Stoßfuge bilden. Sie werden mit einer Mindesteinpresskraft in die Öffnung des Hubrings eingepresst, damit sie im Betrieb der Einspritzpumpe unter allen Betriebsbedingungen einen Festsitz behalten, sich also nicht in der Öffnung lösen. Das Einpressen solcher Lagerbuchsen führt einerseits zu einer Flächenpressung zwischen den Stoßenden der Buchse, die in Umfangsrichtung der Buchse in dem Buchsenmaterial wirkt. Andererseits wird hierdurch eine radiale Kraft auf das Material des Hubrings ausgeübt, die zu einer Wölbung der abgeflachten Außenabschnitte nach radial außen führt, so dass der abgeflachte Außenabschnitt im Schnitt in Richtung der Längsmittelachse der Öffnung bzw. der Buchse betrachtet nicht mehr eben, sondern bogenförmig gekrümmt verläuft und einen Scheitel aufweist. Wenn sich das Verdrängerorgan gegen diese gekrümmte Fläche mit einem Fuß- oder Schuhabschnitt abs-tützt, so ist keine über dessen Anlagefläche gleichmäßige Krafteinleitung in das Verdrängerorgan mehr gewährleistet. Es liegt keine den Anforderungen genügende gleichmäßige Flächenberührung mehr vor, sondern es kommt zu. erhöhter punkt- oder linienförmiger Krafteinleitung. Dies geht einher mit einer erhöhten Verschleißrate und Materialermüdung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesem Zielkonflikt zu begegnen, d. h. einerseits einen Festsitz des Gleitlagermittels in der Öffnung des Hubrings zu gewährleisten und andererseits eine ermüdungsfeste und verschleißbeständige Krafteinleitung von dem Hubring auf das Verdrängerorgan sicherzustellen.
Diese Aufgabe wird bei einem Hubring der genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Gleitlagermaterial ein Gleitschichtmaterial auf Polymerbasis mit reibungsvermindernden Füllstoffen umfasst, welches direkt auf die die Öffnung begrenzende Oberfläche des Hubrings aufgebracht ist.
Dadurch dass das Gleitschichtmaterial erfindungsgemäß direkt auf die die Öffnung begrenzende Oberfläche des Hubrings aufgebracht ist, und auf einen Stahlrücken als Träger des Gleitschichtmaterials erfindungsgemäß verzichtet wird oder, anders ausgedrückt, der Hubring selbst als Träger oder Stützkörper für das Gleitschichtmaterial verwendet wird, kann das für eine zu rasche Ermüdung und zu hohe Verschleißrate ursächliche Problem, nämlich die Wölbung des Hubringes nach außen infolge des hohen Einpressdrucks für die Gleitlagerbuchse, beseitigt werden. Wenn das Gleitschichtmaterial nach einer bevorzugten' Ausführungsform der Erfindung auf die Oberfläche aufgespritzt wird oder nach einer weiteren Ausführungsform aus dem Gleitschichtmaterial ein Folienwerkstoff hergestellt und dieser gegebenenfalls unter Verwendung eines Haftvermittlers, insbesondere auf PFA- Basis, auf die Oberfläche aufgebracht wird, so geht dies nicht mit einem Radialdruck einher, welcher den Hubring bzw. den ebenen Außenabschnitt wölben würde.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die die Öffnung begrenzende Oberfläche des Hubrings hierfür eine Oberflächenrauheit von wenigstens RZ4 , insbesondere von wenigstens RZ6 und weiter bevorzugt von wenigstens RZ8 aufweist.
In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens erweist es sich als vorteilhaft, wenn zusätzlich eine Phosphatierung bei der Oberfläche angewandt wird.
Nach einem weiteren Erfindungsgedanken erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Oberfläche mit Stahlkies gestrahlt ist. Es hat sich nämlich gezeigt, dass hierdurch nicht nur eine vorteilhafte Oberflächenrauhigkeit, die eine gute Haftung des Gleitschichtmaterials gewährleistet, erreicht werden kann, sondern zusätzlich wird die Oberfläche durch die Impulsbeaufschlagung verdichtet und hierdurch oberflächengehärtet. Die Oberfläche ist damit besser geeignet, tangential wirkende Kräfte (Scherkräfte) aufzunehmen bzw. einer Scherbeanspruchung zu widerstehen und das Gleitschichtmaterial an der Oberfläche der Öffnung zu halten.
Mit der Erfindung geht aber ein weiterer, ganz wesentlicher Vorteil einher. Dadurch, dass auf eine metallische Stützbzw. Trägerschicht bei dem Gleitlagermittel verzichtet werden kann, wird radialer Bauraum eingespart, was bedeutet, dass der Hubring bei gleichen Außenabmessungen massiver ausgebildet werden kann. In entsprechender Weise kann die nicht durch den metallischen Träger verbrauchte radiale Tiefe des Bauraums für eine Erhöhung der Dicke des Gleitschichtmaterials verwendet werden.
Ingesamt kann auf die erfinderische Weise eine Einspritzpumpe für höchste Belastungen, auch unter Mischreibung, wie beim Anfahren des Aggregats, gefertigt werden. Der Hubring eignet sich für die Verwendung beispielsweise bei Hochdruckeinspritzpumpen bei direkt einspritzenden Dieselmotoren im Druckbereich von 1000 bis 2000 bar, wo die Anforderungen nicht mit denjenigen bei herkömmlichen Benzinmotoren, wo zwischen 200 und 300 bar gearbeitet wird, vergleichbar sind.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hubrings beruht das Gleitschichtmaterial auf PEEK-Basis . Dies bedeutet, dass wenigstens 50 Vol.-% des Polymeranteils von PEEK gebildet ist. Das Gleitschichtmaterial insgesamt, also einschließlich der Füllstoffe, umfasst vorzugsweise wenigstens 50 Gew.-% PEEK. Als verschleißbeständigen Füllstoff umfasst das Gleitschichtmaterial weiter vorteilhafterweise 5 bis 15 Gew.-% TiO2. Es umfasst weiter vorteilhafterweise 5 bis 15 Gew.-% Zinksulfid und/oder Bariumsulfat, bei dem es sich um einen hervorragend geeigneten Festschmierstoff gerade für Mischreibungszustände handelt. Des Weiteren erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Gleitschichtmaterial 5 bis 15 Gew.- % Graphit umfasst. Außerdem erweist es sich als vorteilhaft, wenn 5 bis 15 Gew.-% Carbonfasern enthalten sind.
Bei Zinksulfid handelt es sich um einen guten Festschmierstoff, der unempfindlich gegen Trockenheit ist. Das diesbezüglich empfindlichere Graphit hat hingegen eine gute Wärmeleitfähigkeit und ist in der Lage, die auftretende Reibungswärme in Richtung auf die Lagermetallschicht und die metallische Stützschicht abzuleiten. Titandioxid hingegen verleiht die erforderliche Verschleißbeständigkeit. Somit ist mit diesen Komponenten ein tribologisch gesehen auch bei Bedingungen der Mischreibung (hohe Last, auftretende Reibungswärme, Trockenheit) geeignetes System geschaffen. Carbonfasern unterstützen die Ableitung von Reibungswärme und verleihen eine Stabilität in Oberflächenrichtung, sie begünstigen also die gleichmäßige Einleitung und Aufnahme von Scherkräften.
Es erweist sich als besonders zweckmäßig, wenn das Gleitschichtmaterial eine Schichtdicke von 100 bis 250 um aufweist, wobei es sich hierbei um die Schichtdicke des fertig bearbeiteten Hubrings handelt. Bei der unmittelbaren Herstellung wird eine Schichtdicke mit einer
Bearbeitungszugabe von etwa 150 μm aufgetragen, also 250 bis 400 μm, die dann bei der Endbearbeitung und Kalibrierung auf den genannten Bereich abgetragen wird.
Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hubrings umfasst das Gleitschichtmaterial einen Gleitlack auf PAI-Basis (Polyamidimid) . Solchenfalls wird eine Schichtdicke von 15 bis 40 um, insbesondere von 15 bis 25 um ohne Bearbeitungszugabe aufgebracht, insbesondere aufgespritzt oder durch Tauchen aufgetragen.
Eine bevorzugte Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Gleitschichtmaterials umfasst 60 Gew.-% PEEK, 10 Gew.-% Graphit, 10 Gew.-% Carbonfasern, 10 Gew.-% TiO2 und 10 Gew.-% ZnS.
Eine bevorzugte Zusammensetzung des Gleitlacks umfasst 60 Gew.-% PAI, 10 Gew.-% Graphit, 10 Gew.-% Carbonfasern, 10 Gew.-% TiO2 und 10 Gew.-% ZnS; auch Ausführungsformen ohne Carbonfasern haben sich als zweckmäßig erwiesen.
Nach einem weiteren Erfindungsgedanken weist die die Öffnung begrenzende Oberfläche des Hubrings eine makroskopische Oberflächenkonturierung auf, die in Umfangsrichtung Hinterschnitte bildet und so eine Verklammerung des Gleitschichtmaterials unterstützt. Durch eine solche makroskopische Oberflächenkonturierung können insbesondere tangential auftretende Scherkräfte, welche das Gleitlagermittel im Betrieb zu lösen suchen, besser aufgenommen werden, so dass ein Festsitz des Gleitlagermittels in der Öffnung bei allen
Betriebsbedingungen gewährleistet werden kann. Eine solche makroskopische Oberflächenkonturierung umfasst beispielsweise Vertiefungen oder stegförmige Erhebungen, die in Längsrichtung der buchsenförmigen Öffnung oder geneigt hierzu, insbesondere wendeiförmig, verlaufen können.
Es ist auch denkbar, dass die Oberflächenkonturierung durch ein Rändelmuster gebildet ist, welches sich vorzugsweise im Wesentlichen über die gesamte die Öffnung begrenzende Oberfläche des Hubrings erstreckt.
Nach einem weiteren an sich unabhängigen und selbständig Schutz beanspruchenden Erfindungsgedanken ist an dem abgeflachten Außenabschnitt des Hubrings ein direkt auf eine Oberfläche aufgebrachtes Gleitschichtmaterial auf Polymerbasis mit reibungsvermindernden Füllstoffen vorgesehen, welches eine im Wesentlichen ebene Anlagefläche für das Verdrängerorgan bildet. Diese selbständig schutzbegründende Ausbildung kann anstelle der erfindungsgemäßen Ausbildung des Gleitlagermittels in der Öffnung des Hubrings oder zusätzlich hierzu verwirklicht werden. Es hat sich gezeigt, dass durch eine derartige Modifizierung des abgeflachten Außenabschnitts die nachteiligen Auswirkungen einer geringfügigen Auswölbung des Hubrings kompensiert werden können.
In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens kann das Gleitschichtmaterial eine Schichtdicke von 100 bis 250 um aufweisen und ist quasi plattenförmig ausgebildet. Es kann hierfür auch eine plattenförmige Vertiefung an dem abgeflachten Außenabschnitt des Hubrings vorgesehen sein, in welche das Gleitschichtmaterial quasi flächenbündig eingelassen ist.
Zumindest grundsätzlich wäre es auch denkbar, wenn anstelle dieser Maßnahme oder zusätzlich zu dieser ein dem Hubring zugewandter Abschnitt des Verdrängerorgans eine derartige Beschichtung mit Gleitschichtmaterial aufweist.
Die Ausbildung und Zusammensetzung des auf den abgeflachten Außenabschnitt des Hubrings aufgebrachten
Gleitschichtmaterials kann in vorteilhafter Weise der oben beschriebenen Zusammensetzung des Gleitschichtmaterials entsprechen.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen und der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hubrings . In der Zeichnung zeigt :
Figur 1 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Hubrings gesehen in Richtung der Längsmittelachse;
Figur 2 eine Schnittansicht mit Schnittebene II-II aus Figur 1;
Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer weiteren
Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Hubrings (noch ohne Beschichtung der Öffnung) und
Figur 4 eine perspektivische Ansicht einer weiteren
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hubrings. Die Figuren 1 und 2 zeigen zwei Ansichten eines erfindungsgemäßen Hubrings 2, insbesondere für die Verwendung bei einer Hochdruckeinspritzpumpe eines
Dieselverbrennungsmotors. Der Hubring 2 ist massiv und im weitesten Sinne hülsenförmig ausgebildet. Er weist eine zentrale Öffnung 4 für einen nicht dargestellten leicht exzentrisch antreibbaren Wellenabschnitt auf. An seinem äußeren Umfang weist der Hubring 2 drei abgeflachte ebene Außenabschnitte 6 auf, gegen welche jeweils ein Verdrängerorgan (Kolbenmittel) der Einspritzpumpe abstützbar ist. Durch leicht exzentrischen Antrieb des erwähnten Wellenabschnitts wird ein jeweiliges Verdrängerorgan in Richtung des Doppelpfeils 8 hin- und hergehend bewegt, wobei ein gegen den Außenabschnitt 6 anliegendes Fußteil des jeweiligen Verdrängerorgans eine gleitende Bewegung in Ebenenrichtung des abgeflachten Außenabschnitts 6 gegenüber diesem ausführt (s. Doppelpfeil 10).
In der Öffnung 4 des Hubrings ist ein Gleitlagermittel 12 zur Lagerung des nicht dargestellten exzentrisch antreibbaren Wellenabschnitts vorgesehen. Das Gleitlagermittel 12 ist erfindungsgemäß keine gerollte Gleitlagerbuchse mit einer metallischen Trägerschicht , die in die Öffnung 4 eingepresst wäre, sondern sie ist gebildet aus einem Gleitschichtmaterial 14 auf Polymerbasis mit reibungsvermindernden Füllstoffen, welches Gleitschichtmaterial direkt auf die die Öffnung 4 begrenzende Oberfläche 16 des Hubrings 2 aufgebracht ist. Hierfür kann nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Oberfläche 16 zuvor insbesondere durch Strahlen mit Stahlkies aufgerauht werden. Als besonders vorteilhaft erweist sich eine Oberflächenrauheit von wenigstens RZ8, insbesondere von Rz10. Auch kann zusätzlich eine Phosphatierung der zuvor aufgerauhten Oberfläche durchgeführt werden. Auf diese Weise kann das Gleitschichtmaterial auf Polymerbasis sehr gut auch bei scherender Beanspruchung in Umfangsrichtung des Hubrings 2 an der Oberfläche 16 gehalten werden. Das Gleitschichtmaterial kann in vorteilhafter Weise auf die Oberfläche aufgespritzt sein. Es ist aber auch denkbar, dass hieraus ein Folienwerkstoff gefertigt wird, der dann auf die Oberfläche aufgebracht, insbesondere aufgeklebt ist.
Die Schichtdicke des aufgebrachten Gleitschichtmaterials 12 in radialer Richtung beträgt insbesondere 100 bis 250 um nach der Kalibrierung; ursprünglich wird eine Schichtdicke mit einer zusätzlichen Bearbeitungszugabe von zusätzlich 150 μm aufgebracht.
Ein bevorzugtes aufspritzbares Gleitschichtmaterial umfasst beispielsweise 60 Gew.-% PEEK, 10 Gew.-% Graphit, 10 Gew.-% Carbonfasern, 10 Gew.-% TiO2 und 10 Gew.-% ZnS.
Nach einer weiteren Erfindungsvariante kann auch ein Gleitlack auf PAI-Basis mit einer Schichtdicke von 15 bis 45 μm, insbesondere 15 bis 25 μm ohne Bearbeitungszugabe aufgespritzt werden. Eine beispielhafte und bevorzugte Zusammensetzung des Gleitlacks umfasstβO Gew.-% PAI, 10 Gew.- % Graphit, 10 Gew.-% Carbonfasern, 10 Gew.-% TiO2 und 10 Gew.-% ZnS.
Figur 3 zeigt einen entsprechenden Hubring 2, auf dessen innerer Oberfläche 16 eine makroskopische Oberflächenkonturierung 20 in Form von in Längsrichtung verlaufenden Vertiefungen 22 vorgesehen ist. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist beispielhaft eine wendeiförmige Vertiefung 24 sowie ein auf der Oberfläche ausgebildetes Rändelmuster 26 dargestellt. Diese Maßnahmen vermögen einzeln oder in Kombination in tangentialer Richtung bzw. in Umfangsrichtung Hinterschnitte für das darauf aufgebrachte Gleitschichtmaterial zu bilden, so dass dieses besser Scherbeanspruchungen aufnehmen und an den Hubring 2 weitergeben kann, ohne sich von der Oberfläche 16 zu lösen. Schließlich zeigt Figur 4 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der an einem abgeflachten Außenabschnitt 6 eine dünne Schicht von Gleitschichtmaterial 30 auf Polymerbasis direkt aufgebracht ist. Wie aus Figur 4 ersichtlich, ist an dem abgeflachten Außenabschnitt 6 eine der Schichtdicke entsprechende Vertiefung 32 ausgebildet, in welche das Gleitschichtmaterial 30 quasi flächenbündig eingebracht ist. Das Gleitschichtmaterial 30 bildet dann das Auflager für das nicht dargestellte Verdrängerorgan einer Einspritzpumpe.
In der Öffnung 4 des Hubrings 2 kann, wie vorausgehend im Zusammenhang mit Figuren 1 bis 3 beschrieben, ein erfindungsgemäßes Gleitschichtmaterial vorgesehen sein, oder es kann hier eine herkömmliche Gleitlagerbuchse aus einem Stahl/Kunststoff-Verbundwerkstoff eingepresst sein. Durch die Ausbildung des abgeflachten Außenabschnitts 6 mit einem direkt auf den Stahl des Hubrings 2 aufgebrachten Gleitschichtmaterial 30 wirkt sich eine Auswölbung des Hubrings weniger negativ aus, als wenn das Verdrängerorgan direkt gegen die Stahloberfläche des abgeflachten Außenabschnitts 6 des Hubrings 2 anliegt.

Claims

Patentansprüche
1. Hubring (2) für eine Einspritzpumpe für einen Verbrennungsmotor, mit einer runden Öffnung (4) für einen exzentrisch antreibbaren Wellenabschnitt und mit wenigstens einem abgeflachten Außenabschnitt (6), gegen den ein Verdrängerorgan der Einspritzpumpe abstützbar ist, wobei in der Öffnung (4) des Hubrings (2) ein buchsenförmiges Gleitlagermittel (12) zur Lagerung des Wellenabschnitts vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlagermittel (12) ein Gleitschichtmaterial (14) auf Polymerbasis mit reibungsvermindernden Füllstoffen umfasst, welches direkt auf die die Öffnung (4) begrenzende Oberfläche (16) des Hubrings (2) aufgebracht ist.
2. Hubring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitschichtmaterial (14) auf die Oberfläche aufgespritzt ist.
3. Hubring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitschichtmaterial (14) als ein Folienwerkstoff bereitgestellt und auf die Oberfläche aufgebracht ist.
4. Hubring nach Anspruch 1 , 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (16) hierfür eine Oberflächenrauheit von wenigstens RZ4 aufweist.
5. Hubring nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitschichtmaterial (14) auf PEEK-Basis beruht.
6. Hubring nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitschichtmaterial (14) 5 - 15 Gew. -% Tiθ2 umfasst.
7. Hubring nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitschichtmaterial (14) 5 - 15 Gew. -% ZnS umfasst.
8. Hubring nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitschichtmaterial (14) 5 - 15 Gew.-% Graphit umfasst.
9. Hubring nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitschichtmaterial (14) 5 - 15 Gew.-% Carbonfasern umfasst .
10. Hubring nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitschichtmaterial (14) eine Schichtdicke von 100 -
250 μm aufweist.
11. Hubring nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitschichtmaterial (14) einen Gleitlack auf PAI-Basis umfasst.
12. Hubring nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, nach vor dass das Gleitschichtmaterial (14) eine Schichtdicke von 15 - 40 um aufweist.
13. Hubring nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Öffnung (4) begrenzende Oberfläche (16) des Hubrings (2) eine makroskopische Oberflächenkonturierung (20) aufweist, die in Umfangsrichtung Hinterschnitte bildet und so eine Verklammerung des Gleitschichtmaterials (14) unterstützt.
14. Hubring nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenkonturierung (20) nutförmige Vertiefungen (22) oder stegförmige Erhebungen umfasst.
15. Hubring nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenkonturierung (20) ein Rändelmuster (24) umfasst.
16. Hubring für eine Einspritzpumpe für einen Verbrennungsmotor, mit einer runden Öffnung (4) für einen exzentrisch antreibbaren Wellenabschnitt und mit wenigstens einem abgeflachten Außenabschnitt (6), gegen den ein Verdrängerorgan der Einspritzpumpe abstützbar ist, wobei in der Öffnung (4) des Hubrings (2) ein buchsenförmiges Gleitlagermittel (12) zur Lagerung des Wellenabschnitts vorgesehen ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass an dem abgeflachten Außenabschnitt (6) ein direkt auf eine Oberfläche des Hubrings (2) aufgebrachtes Gleitschichtmaterial (30) auf Polymerbasis mit reibungsvermindernden Füllstoffen vorgesehen ist, welches eine im wesentlichen ebene Anlagefläche für das Verdrängerorgan bildet.
17. Hubring nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitschichtmaterial (30) in einer Schichtdicke von 100 - 250 um aufgebracht ist.
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