EP2406494B1

EP2406494B1 - Stössel

Info

Publication number: EP2406494B1
Application number: EP10709711.5A
Authority: EP
Inventors: Stefan Dorn; Norbert Geyer; Karsten Kucht
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2018-01-10
Anticipated expiration: 2030-03-04
Also published as: CN102348894B; US8474427B2; KR20110126140A; DE102009013130A1; WO2010102942A1; EP2406494A1; CN102348894A; JP2012520408A; US20110265752A1; KR101741852B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Stößel, geeignet entweder für eine Kraftstoffhochdruckpumpe oder für einen Ventiltrieb einer qualitäts- oder quantitätsgeregelten Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse, dessen einem Nocken- oder Exzenteranlauf dienende Antriebsseite eine Rolle oder Gleitfläche immanent ist, wobei dessen einer Anlage eines Stößelfolgeteils dienende Abtriebsseite an einer Unterseite eines einen Innenmantel des Gehäuses durchragenden Brückenstücks liegt, wobei in einem Fenster des Gehäuses eine dessen Außenmantel überragende Verdrehsicherung verläuft, die aus einer Radialverlängerung des Brückenstück gebildet ist.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiger Stößel, hier zur Hubbetätigung eines Pumpenkolbens einer Kraftstoffpumpe, geht aus der DE 10 2006 057 246 A1 hervor. Als Verdrehsicherung für dessen Gehäuse dient eine Radialverlängerung seines Brückenstücks, die durch ein Fenster des Gehäuses ragt (s. Fig. 1a - 1c). Das Brückenstück ist in Richtung zur Abtriebsseite an einem Ringelement gehalten, das auf umfangsverteilten, vom Innenmantel des Gehäuses ausgehenden Nasen sitzt.
Aufgrund des separaten Halterings sowie der umlaufenden Nasen ist mit erhöhtem Material- sowie Montageaufwand zu rechnen.
Ein Tassenstößel mit hydraulischem Ventilspielausgleich ist aus der DE-42 09 440 A1 bekannt. Das Stößelgehäuse mit einem Boden, einer Hülse und einer inneren Führungshülse soll aus keramischem Werkstoff hergestellt werden. Im Inneren ist ein Abdeckelement eingesetzt, das an zumindest einer Auswulstung an der Innenseite der Hülse fixiert ist. Das Abdeckelement weist weiterhin einen horizontalen Ansatz auf, der in einen Schlitz der Hülse ragt. Der horizontale Ansatz überragt den Schlitz nur geringfügig. Dadurch, dass das Abdeckelement aus metallischem Werkstoff - im Gegensatz zu dem keramischen Werkstoff des Tassenstößels - gefertigt ist, passt sich das Abdeckelement bzw. der horizontale Ansatz besonders gut der Durchmesservergrößerung der Bohrung des Zylinderkopfes im Fall einer Erwärmung an. Daraus folgt, dass der horizontale Ansatz und dessen Abmessung keine Verdrehsicherung darstellt sondern lediglich zum Spielausgleich des Tassenstößels in seiner Bohrung aufgrund von Wärmedehnungen vorgesehen sind.
Es ist weiterhin bekannt, DE- 44 03 510 A1 , ein Ventilmodul herzustellen, das aus einem Ventil mit Ventilteller und Federn sowie aus einem Tassenstößel mit ebenem Boden und einer Hülse besteht. In dem Tassenstößel ist ein Spielausgleichselement eingebaut, das mittels eines Dichtungsbalgs im Inneren des Tassenstößels gehalten ist, wobei der Rand des Dichtungsbalgs am Übergang zwischen dem Boden und der Hülse im Tassenstößel fixiert ist.
Eine Verdrehsicherung oder Rastbefestigung eines Bauteils am Tassenstößel ist nicht vorgesehen.
Die US- 5 379 730 beschreibt einen Tassenstößel mit ebenem Boden und einer Hülse, in dem ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement eingebaut werden soll, das von einem Blechzylinder im Inneren des Tassenstößels gehalten ist. Der Blechzylinder wird nach Einfügen in den Tassenstößel durch einen Rollier Vorgang an der Hülse befestigt. Zur Herstellung des Rollierwulstes im Blechzylinder und der Hülse dient ein inneres Werkzeug 47 und ein äußeres Werkzeug 45. Beim Einfügen des Blechzylinders in den Tassenstößel sind keine Vorsprünge, Rasten oder dergleichen vorgesehen. Die Fixierung erfolgt erst nachträglich durch den Rolliervorgang. Der Tassenstößel weist auch keine Verdrehsicherung auf.
Es ist auch noch einen Tassenstößel bekannt, DE-10 2004 056 458 A1 , bei dem im Inneren ein Dom eingesetzt ist, der mittels eines Sicherungsbleches fixiert wird. Das Sicherungsblech weist einen äußeren umgebörtelten Rand auf, mit dem das Sicherungsblech und damit der Dom im Inneren des Tassenstößels fixiert sind. Die Spannkraft der Randbördelung erzeugt die Haltekraft. Vorsprünge, Rasten oder auch eine Verdrehsicherung sind nicht vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Stößel der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die aufgeführten Nachteile beseitigt sind.

Lösung der Aufgabe

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass am Innenmantel des Stößels, nur an einem dem Fenster diametral gegenüberliegenden Abschnitt, ein durch einen Stanz-Prägevorgang hergestellter, einteilig angebundener Vorsprung verläuft, der keilartig in Richtung zur Antriebsseite ansteigt, wobei das aus Stahlblech bestehende Brückenstück, mit seinem der Radialverlängerung diametral gegenüberliegenden Abschnitt, über den Vorsprung geschnappt ist und mit einem Randbereich dessen Unterseite auf diesem liegt.
Somit liegt ein Stößel vor, bei dem die eingangs beschriebenen Nachteile beseitigt sind. Das hinter den Vorsprung geschnappte Brückenstück erfährt somit in Richtung zur Abtriebsseite eine Zweipunktlagerung im Fenster und auf dem Absatz. Ggf. können auch zwei leicht beabstandete Absätze dem Fenster gegenüberliegend appliziert sein. Aufgrund des Wegfalls des separaten Halterings nach dem Stand der Technik sind die Teilezahl sowie der Montageaufwand reduziert. Das Brückenstück wird im fertigen Zustand des Stößels, d.h. nach einem Härte- und Schleifvorgang, montiert und verläuft letztlich geringfügig spielbehaftet innerhalb seiner axialen Führung.
Der vorgenannte Stößel, der als Rollen- oder Gleitstößel vorgeschlagen ist, kann beispielsweise von einem Nocken an seiner Antriebsseite betätigt werden, der stirnseitig einer Nockenwelle eines Ventiltriebs der Brennkraftmaschine sitzt (Pumpenstößel). Denkbar und vorgesehen ist es jedoch auch, die huberzeugenden Mittel an einer beliebigen Welle der Brennkraftmaschine wie einer Ausgleichs- oder Kurbelwelle zu applizieren (Pumpenstößel). Im Fall eines Einsatzes des Stößels in einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine kann dieser Stößel mit einem Nocken einer oben- oder untenliegenden Nockenwelle kommunizieren.
Eine Montage des Brückenstücks ist denkbar einfach. Somit sind die Fertigungskosten in der Großserienfertigung absenkbar. Dabei wird das Brückenstück mit seiner vorzugsweise einteilig daran verlaufenden Radialverlängerung voran über die abtriebsseitige Stirn des Gehäuses geführt und mit dessen Radialverlängerung in das respektive Fenster gesteckt. Anschließend erfolgt ein Schnappen/Rasten des Brückenstücks mit seiner der Radialverlängerung diametral gegenüberliegenden Seite über den vom Innenmantel des Gehäuses ausgehenden Vorsprung und ein Anlegen an Unterseiten von sich diametral im Gehäuse gegenüberliegenden Flachs.
Der vorgenannte Schnappvorsprung kann beispielsweise durch einen einfachen Stanz-Prägevorgang generiert werden. Gegebenenfalls kann auch eine separate Schnappnase appliziert werden. Außerdem ist es denkbar und vorgesehen mehrere umfangsverteilte Schnappvorsprünge anzuordnen.
Die zuletzt genannten Flachs haben versteifende Funktion und dienen einer Anordnung eines Bolzens, auf welchem Bolzen eine gleit- oder wälzgelagerte Rolle als Kontaktpartner für den Nocken oder Exzenter verläuft.
Das Brückenstück mit dem fingerartigen Ansatz zur Darstellung der Verdrehsicherung kann aus Blechwerkstoff gestanzt, geprägt und gebogen werden. Ggf. sind auch alternative Werkstoffe wie Kunststoffe oder Verbundwerkstoffe denkbar und vorgesehen. Oberseiten des Brückenstücks, welche an Unterseiten der Flachs anliegen, folgen zweckmäßigerweise der Kontur der letztgenannten Unterseiten. So kann das Brückenstück geringfügig zylindrisch ausgebildet sein, was zudem einen Beitrag in Richtung Versteifung leistet.
Die vom Brückenstück abstehende Verdrehsicherung kann, nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung, an ihrer Stirnseite einer weiteren Behandlung unterzogen werden. So ist es vorgeschlagen, dem Führungsansatz eine größere Führungslänge dadurch zu verleihen, dass dieser stirnseitig gestaucht, gestreckt, gebogen, geprägt o. dgl. wird.
Ein weiterer Vorschlag bezieht sich darauf, in der Stirnseite der Radialverlängerung des Brückenstücks ein separates Bauteil wie einen Pin oder einen Rohrabschnitt zu befestigen. Letztgenannte Bauteile können beispielsweise durch Einpressen, Löten, Schweißen etc. mit dem Brückenstück verbunden werden und vergrößern ebenfalls die Führungslänge in der Nut bei Einbau.
Ein weiter Unteranspruch bezieht sich schließlich darauf, dass das Gehäuse aus einem preiswerten Leichtbauwerkstoff wie Stahlblech beispielsweise tiefziehtechnisch hergestellt ist. Somit ist ein weiterer Beitrag in Richtung Absenkung der Kosten geleistet.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 den erfindungsgemäßen Stößel in einer Explosivdarstellung;
Figur 2 den Stößel nach Figur 1 im Zusammenbau;
Figur 3 eine vergrößerte Ansicht auf den Innenmantel des Stößels im Bereich dessen Vorsprungs und
die Figuren 4 bis 7 das Brückenstück mit alternativen Gestaltungen dessen Radialverlängerung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Dargestellt ist ein Stößel 1, hier als Gegenläufer für einen Nocken einer Kraftstoffhochdruckpumpe. Der Stößel 1 besteht aus einem im Wesentlichen zylindrischen Gehäuse aus dünnwandigem Stahlblech, mit einer Abtriebsseite 3 und einer Antriebsseite 7. Das Gehäuse 2 ist an seiner Antriebsseite 7 durch eine antriebsseitige Stirn 17 begrenzt. Es hat zwei bis an diese Stirn 17 heranreichende und sich diametral gegenüberliegende Flachs 18. In jedem Flach 18 ist ein Lagerauge 19 appliziert. Wie die Figuren 1, 2 offenbaren, sitzt in den Lageraugen 19 endseitig ein Bolzen 20, auf dem eine wälzgelagerte Rolle 8 verläuft. Die Rolle 8 kommuniziert mit einem nicht gezeichneten Nocken einer Kraftstoffpumpe.
Zudem ist gezeigt, dass ein Innenmantel 5 des Gehäuses 2 von einem Brückenstück 6 durchragt ist. Das Brückenstück 6 ist als dünnwandiges Blechbauteil ausgebildet und hat eine fingerartige Radialverlängerung 12 zur Darstellung einer Verdrehsicherung 11.
Das Gehäuse 2 besitzt ein Fenster 9, durch welches die Radialverlängerung 12 des Brückenstücks 6 ragt. Dabei liegt das Brückenstück 6 einerseits in Richtung zur antriebsseitigen Stirn 17 an Unterseiten 16 der Flachs 18 an. Andererseits ist das Brückenstück 6 hinter einen vom Innenmantel 5 des Gehäuses 2 ausgehenden Vorsprung 15 mit einem Randbereich 14 eines der Radialverlängerung 12 gegenüberliegenden Abschnitts 13 geschnappt. Der wenigstens eine Vorsprung 15 ist beispielsweise durch eine Anstanzung/Anprägung dargestellt.
Es liegt auf der Hand, dass durch die einteilige Verbindung der Radialverlängerung 12 mit dem Brückenstück 6 zur Darstellung der Verdrehsicherung 11 und durch die gleichzeitig einfache axiale Fixierung des Brückenstücks 6 am Vorsprung 15 sowie an den Unterseiten 16 der Flachs 18 ein kostengünstiger Stößel 1 geschaffen ist. Durch den Fenstereingriff des Brückenstücks 6 und dessen Lagerung auf dem Vorsprung 15 ist eine sehr einfache Verliersicherung für das Brückenstück 6 geschaffen. Zudem ist der Stößel 1 hinsichtlich seiner Bauteilezahl gegenüber Stößeln nach dem Stand der Technik reduziert.
Die Figuren 4 bis 7 zeigen spezielle Ausgestaltungen einer Außenstirn 21 der Radialverlängerung 12. So kann nach Figur 4 die Außenstirn 21 beispielsweise angestaucht sein, so dass eine größere Führungslänge gegeben ist. Gemäß der Ausgestaltung nach Figur 5 ist es vorgesehen, ein separates Einsatzteil 23 an der Außenstirn 21 zu befestigen. Auch kann gemäß Figur 6 die Kontaktfläche zur Führungsnut im Umgebungsmaterial durch einen Abstreckvorgang oder nach Figur 7 durch Abwinkeln vergrößert werden.

Liste der Bezugszahlen

1) Stößel
2) Gehäuse
3) Abtriebsseite
4) Unterseite
5) Innenmantel
6) Brückenstück
7) Antriebsseite
8) Rolle
9) Fenster
10)Außenmantel
11)Verdrehsicherung
12)Radialverlängerung
13)Abschnitt
14)Randbereich
15)Vorsprung
16)Unterseite
17)antriebsseitige Stirn
18)Flach
19)Lagerauge
20)Bolzen
20a)Oberseite
21)Außenstirn
22)Führungsansatz
23)Einsatzteil

Claims

Stößel (1), geeignet entweder für eine Kraftstoffhochdruckpumpe oder für einen Ventiltrieb einer qualitäts- oder quantitätsgeregelten Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (2), dessen einem Nocken- oder Exzenteranlauf dienende Antriebsseite (7) eine Rolle (8) oder Gleitfläche immanent ist, wobei dessen einer Anlage eines Stößelfolgeteils dienende Abtriebsseite (3) an einer Unterseite (4) eines einen Innenmantel (5) des Gehäuses (2) durchragenden Brückenstücks (6) liegt, wobei in einem Fenster (9) des Gehäuses (2) eine dessen Außenmantel (10) überragende Verdrehsicherung (11) verläuft, die aus einer Radialverlängerung des Brückenstück (6) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Innenmantel (5) des Stößels (1), nur an einem dem Fenster (9) diametral gegenüberliegenden Abschnitt, ein einteilig angebundener Vorsprung (15) verläuft, der keilartig in Richtung zur Antriebsseite ansteigt, wobei das Brückenstück (6), das aus Stahlblech besteht, mit einem der Radialverlängerung (12) diametral gegenüberliegenden Abschnitt (13), über den Vorsprung (15) geschnappt ist und mit einem Randbereich (14) dessen Unterseite (4) auf diesem liegt.
Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenstück (6) in Richtung zur Antriebsseite (7) an Unterseiten (16) von in den Außenmantel (10) des Gehäuses (2) eingebrachten, sich diametral gegenüberliegenden sowie von einer antriebsseitigen Stirn (17) des Gehäuses (2) ausgehenden Flachs (18) anliegt, wobei jeder Flach (18) ein Lagerauge (19) hat, in welchen Lageraugen (19) ein Bolzen (20) zur Wälz- oder Gleitlagerung der Rolle (8) aufgenommen ist.
Stößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseiten (16) der Flachs (18) am Innenmantel (5) des Gehäuses (2) halbschalenartig vorliegen, wobei eine Oberseite (20a) des Brückenstücks (6), zumindest im Abschnitt der Unterseiten (16) der Flachs (18), zu Letztgenannten komplementär ist.
Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialverlängerung (12) fingerartig vorliegt, einteilig mit dem Brückenstück (6) verbunden ist und an ihrer Außenstirn (21) in einen ein- oder beidseitig senkrecht abstehenden Führungsansatz (22) übergeht.
Stößel nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialverlängerung (12) an ihrer Außenstirn (21) mit einem separaten Einsatzteil (23) wie einem aufrecht stehenden Pin oder einem Röhrchen versehen ist.
Verfahren zum Herstellen eines Stößels nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das separate Einsatzteil (23) mit der Außenstirn (21) durch ein Verfahren wie Einpressen, Schweißen, Kleben, Löten verbunden ist.
Verfahren zum Herstellen eines Stößels nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, der Führungsansatz durch ein Fertigungsverfahren, wie Anstauchen, Abprägen / Abstrecken oder durch Abbiegen, hergestellt ist.
Verfahren zum Herstellen eines Stößels nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) entweder aus Stahlblech tiefgezogen oder fließpresstechnisch hergestellt ist.
Verfahren zum Herstellen eines Stößels nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (15) durch einen Stanz-Prägevorgang hergestellt ist.