EP2702270B1

EP2702270B1 - Spring washer for a plunger assembly of a high pressure pump and high pressure pump

Info

Publication number: EP2702270B1
Application number: EP12707348.4A
Authority: EP
Inventors: Eberhard Maier; Gerhard Meier; Markus Kunz; Frank Scholz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2012-03-08
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2032-03-08
Also published as: DE102011017573A1; CN103492714B; CN103492714A; EP2702270A1; WO2012146427A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Federteller für eine Stößelbaugruppe einer Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Hochdruckpumpe mit einem solchen Federteller.The present invention relates to a spring plate for a plunger assembly of a high pressure pump having the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a high pressure pump with such a spring plate.

State of the art

Ein Federteller der vorstehend genannten Art bzw. eine Hochdruckpumpe mit einem solchen Federteller ist durch die DE 10 2009 027 689 A1 bekannt. Die hierin beschriebene Hochdruckpumpe weist wenigstens ein Pumpenelement mit einem Pumpenkolben auf, der einen Pumpenarbeitsraum begrenzt und der zumindest mittelbar durch eine Antriebswelle entgegen der Kraft einer Rückstellfeder in einer Hubbewegung antreibbar ist. Hierzu ist der Pumpenkolben mittelbar über einen hülsenförmigen Stößel an der Antriebswelle abgestützt. Zur Verbindung des Pumpenkolbens mit dem Stößel ist ein Federteller vorgesehen, welcher den Kolbenfuß des Pumpenkolbens hintergreift. Über die Rückstellfeder, welche am Federteller abgestützt ist, werden Stößel und Pumpenkolben in Anlage mit der Antriebswelle gehalten.A spring plate of the aforementioned type or a high-pressure pump with such a spring plate is through the DE 10 2009 027 689 A1 known. The high-pressure pump described herein has at least one pump element with a pump piston which delimits a pump working space and which can be driven at least indirectly by a drive shaft against the force of a restoring spring in a lifting movement. For this purpose, the pump piston is indirectly supported via a sleeve-shaped plunger on the drive shaft. To connect the pump piston with the plunger, a spring plate is provided, which engages behind the piston of the pump piston. About the return spring, which is supported on the spring plate, plunger and pump piston are held in contact with the drive shaft.

Der Stößel weist einen sich nach radial innen erstreckenden Ringbund auf, an welchem einerseits der Federteller und andererseits ein Stützelement zur drehbaren Lagerung einer Rolle anliegen. Zwischen dem Stützelement und dem Federteller kommt der Kolbenfuß des Pumpenkolbens zu liegen. Der bekannte Federteller weist eine zentrale Ausnehmung zur Aufnahme des Pumpenkolbens und mehrere um die zentrale Aushemung herum angeordnete bogenförmig verlaufende Ausnehmungen zur Ausbildung eines radial innen liegenden Stützrings und eines radial außen liegenden Stützrings besitzt, die über im Wesentlichen radial verlaufende Stege miteinander verbunden sind. Der radial innen liegende Stützring liegt am Pumpenkolben an.The plunger has a radially inwardly extending annular collar on which on the one hand the spring plate and on the other hand abut a support member for rotatably supporting a roller. Between the support element and the spring plate, the piston foot of the pump piston comes to rest. The known spring plate has a central recess for receiving the pump piston and a plurality of arranged around the central Aushemung arcuate recesses for forming a radially inner support ring and a radially outer support ring has, which are interconnected via substantially radially extending webs. The radially inner support ring abuts against the pump piston.

Aufgrund von Fertigungstoleranzen ist zwischen den Bauteilen oftmals ein axiales Spiel vorhanden, das insbesondere in den Bereichen der Bewegungsumkehr des Pumpenkolbens, beispielsweise beim Übergang von der Förderphase in die Saugphase, vom Pumpenkolben dynamisch durchlaufen wird. Dies führt dazu, dass die Bauteile gegeneinander schlagen und demzufolge einem erhöhten Verschleiß unterliegen. Beim Durchlaufen eines axialen Spiels erfährt der Pumpenkolben hohe Beschleunigungen, die dazu führen, dass der Pumpenkolben mit hoher Geschwindigkeit auf den Federteller aufschlägt. Neben den unerwünschten Geräuschentwicklungen kann dies zu einer Überbelastung des Federtellers und diese wiederum zum Bruch des Federtellers führen. Ferner wirkt sich ein axiales Spiel im Bereich der Kolbenfußaufnahme auf die Fördertoleranzen der Hochdruckpumpe aus.Due to manufacturing tolerances, there is often axial play between the components, which is passed through dynamically by the pump piston, in particular in the areas of movement reversal of the pump piston, for example during the transition from the delivery phase to the suction phase. As a result, the components strike against each other and are therefore subject to increased wear. When passing through an axial clearance of the pump piston undergoes high accelerations, which cause the pump piston strikes the spring plate at high speed. In addition to the unwanted noise developments, this can lead to an overload of the spring plate and this in turn to break the spring plate. Furthermore, an axial clearance in the area of the piston foot receptacle has an effect on the delivery tolerances of the high-pressure pump.

Durch die WO 03/031816 A1 ist eine Hochdruckpumpe bekannt, bei der ebenfalls ein Federteller vorhanden ist, der sich an einem Pumpenkolben abstützt. Der Federteller weist einen radial außenliegenden Stützring und einen radial innen liegenden Stützring auf. Vom innen liegenden Stützring sind vier radial nach innen ragende Eingriffsflächen aus der Ebene des Stützrings herausgebogen, die formschlüssig mit dem Pumpenkolben verbunden sind. Die Eingriffsflächen sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Eine elastische Verformbarkeit des Federtellers ist hierbei nicht vorgesehen.By the WO 03/031816 A1 a high pressure pump is known in which also a spring plate is present, which is supported on a pump piston. The spring plate has a radially outer support ring and a radially inner support ring. From the inner support ring four radially inwardly projecting engagement surfaces are bent out of the plane of the support ring, which are positively connected to the pump piston. The engagement surfaces are arranged in a common plane. An elastic deformability of the spring plate is not provided here.

Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elastisch verformbaren Federteller für eine Stößelbaugruppe einer Hochdruckpumpe derart weiterzuentwickeln, dass der Ausgleich eines axialen Spiels im Bereich der Kolbenaufnahme vereinfacht wird.Based on the above-mentioned prior art, it is an object of the present invention to further develop an elastically deformable spring plate for a plunger assembly of a high-pressure pump such that the compensation of an axial clearance in the region of the piston receptacle is simplified.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Federteller mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 9.The object is achieved by a spring plate with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims. The object is further achieved by a high pressure pump having the features of claim 9.

Disclosure of the invention

Vorgeschlagen wird ein Federteller für eine Stößelbaugruppe einer Hochdruckpumpe in einem Kraftstoffeinspritzsystem, wobei der Federteller insbesondere ein Biege-Stanzteil ist und eine zentrale Ausnehmung zur Aufnahme eines Pumpenkolbens aufweist. Erfindungsgemäß besitzt der radial innen liegende Stützring gegenüber einer Ebene E angehobene und abgesenkte Bereiche, die jeweils in einem Winkelabstand zu den im Wesentlichen radial verlaufenden Stegen angeordnet sind. Durch die Anhebungen und Absenkungen des radial innen liegenden Stützrings weist der Federteller eine zirkulare Welligkeit auf, welche den Ausgleich eines fertigungsbedingten axialen Spiels im Bereich der Aufnahme des Pumpenkolbens bzw. des Kolbenfußes des Pumpenkolbens ermöglicht. Denn die zirkulare Welligkeit bewirkt eine elastische Verformbarkeit des Federtellers, so dass dieser axial vorspannbar ist. Der Federteller ist demzufolge derart in eine Stößelbaugruppe einer Hochdruckpumpe einsetzbar, dass er unter axialer Vorspannung am Pumpenkolben anliegt. Der Kolbenfuß des Pumpenkolbens wird dabei bevorzugt zwischen dem Federteller und einem Stützelement der Stößelbaugruppe eingeklemmt. Die zur Vorspannung des Federtellers erforderliche axiale Kraft wird weiterhin bevorzugt von einer Rückstellfeder bewirkt, welche die Stößelbaugruppe in Anlage mit dem Nocken oder Exzenter einer Antriebswelle hält.Proposed is a spring plate for a plunger assembly of a high-pressure pump in a fuel injection system, wherein the spring plate is in particular a bending stamped part and has a central recess for receiving a pump piston. According to the invention has the radially inner support ring with respect to a plane E raised and lowered areas, which are each arranged at an angular distance to the substantially radially extending webs. Due to the increases and decreases of the radially inner support ring, the spring plate has a circular waviness, which allows the compensation of a production-related axial play in the region of the recording of the pump piston or the piston foot of the pump piston. Because the circular waviness causes elastic deformability of the spring plate, so that it is axially biased. The spring plate is therefore used in such a plunger assembly of a high pressure pump that it rests under axial bias on the pump piston. The piston foot of the pump piston is preferably clamped between the spring plate and a support member of the plunger assembly. The required for biasing the spring plate axial force is further preferably effected by a return spring, which holds the plunger assembly in abutment with the cam or eccentric drive shaft.

Die elastische Verformbarkeit des Federtellers durch die zirkulare Welligkeit führt ferner dazu, dass der Pumpenkolben in den Bereichen seiner Bewegungsumkehr "weich" abgefangen wird. Auf diese Weise werden zum Einen unerwünschte Geräuschentwicklungen vermieden und zum Anderen die Belastungen des Federtellers verringert. Die Gefahr eines Federtellerbruchs ist demzufolge nicht mehr gegeben. Zugleich wird die Fülleffizienz der Hochdruckpumpe erhöht.The elastic deformability of the spring plate by the circular ripple also leads to the pump piston is "soft" intercepted in the areas of its reversal of motion. In this way, on the one hand undesirable noise developments are avoided and on the other hand reduces the burden of the spring plate. The risk of a spring plate break is therefore no longer present. At the same time, the filling efficiency of the high-pressure pump is increased.

Durch die Anordnung der angehobenen bzw. abgesenkten Bereiche des radial innen liegenden Stützrings in einem Winkelabstand zu den im Wesentlichen radial verlaufenden Stegen wird die elastische Verformbarkeit des Federtellers erhöht. Denn als Biegebalken steht nicht nur der radial verlaufende Steg, sondern auch das jeweils im Bereich des Winkelabstandes liegende Teilstück des radial innen liegenden Stützringes zur Verfügung. Vorzugsweise ist daher der Winkelabstand einer Anhebung oder Absenkung zu einem Steg möglichst groß gewählt.By the arrangement of the raised or lowered portions of the radially inner support ring at an angular distance from the substantially radially extending webs, the elastic deformability of the spring plate is increased. Because as a bending beam is not only the radially extending web, but also each lying in the range of the angular distance portion of the radially inner support ring available. Preferably, therefore, the angular distance of an increase or decrease to a web is chosen as large as possible.

Weiterhin bevorzugt ist der Winkelabstand der angehobenen und abgesenkten Bereiche zu den im Wesentlichen radial verlaufenden Stegen jeweils gleich groß gewählt. Das heißt einerseits, dass der Winkelabstand einer Anhebung zum nächsten Steg dem Winkelabstand der weiteren Anhebungen zum jeweils nächsten Steg entspricht, andererseits, dass die Winkelabstände der Anhebungen denen der Absenkungen entsprechen. Die Länge eines Biegebalkens, der in einer Anhebung oder Absenkung endet, ist demnach immer gleich groß, so dass die über die angehobenen und abgesenkten Bereiche bewirkbare elastische Verformbarkeit des Federtellers unabhängig von der Einbaurichtung des Federtellers ebenfalls gleich groß ist.Further preferably, the angular distance of the raised and lowered regions is selected to be equal to the substantially radially extending webs. On the one hand, this means that the angular distance of an increase to the next bridge corresponds to the angular distance of the further elevations to the next bridge, on the other hand, that the angular distances of the elevations correspond to those of the reductions. The length of a bending beam that ends in an increase or decrease, therefore, is always the same size, so that the effect on the raised and lowered areas effected elastic deformability of the spring plate, regardless of the installation direction of the spring plate is also the same size.

Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Anhebungen denen der Absenkungen, wobei ferner vorzugsweise die Anhebungen und Absenkungen jeweils im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet sind. Weisen die Anhebungen und Absenkungen zudem den gleichen Winkelabstand zu den im Wesentlichen radial verlaufenden Stegen auf, folgt hieraus, dass auch die Stege im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet sind. Durch den jeweils gleichen Winkelabstand der angehobenen und abgesenkten Bereiche sowie der Stege zueinander ist eine gleichmäßige elastische Verformung des Federtellers bei einer Beaufschlagung mit einer Axialkraft sichergestellt.Preferably, the number of elevations corresponds to those of the subsidence, wherein further preferably, the elevations and depressions are each arranged at the same angular distance from each other. If the elevations and depressions also have the same angular spacing from the essentially radially extending webs, it follows that the webs are also arranged at the same angular distance from one another. By the same angular distance of the raised and lowered areas and the webs to each other a uniform elastic deformation of the spring plate is ensured when subjected to an axial force.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die angehobenen Bereiche um ein Maß a gegenüber der Ebene E angehoben, wobei das Maß a 0,2 mm oder weniger beträgt. Das über die Anhebungen des radial innen liegenden Stützrings maximal ausgleichbare axiale Spiel beträgt demnach 0,2 mm.According to a preferred embodiment of the invention, the raised portions are raised by a dimension a from the plane E, the dimension a being 0.2 mm or less. The maximum over the increases of the radially inner support ring axial clearance is therefore 0.2 mm.

Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die abgesenkten Bereiche um ein Maß b gegenüber der Ebene E abgesenkt sind, wobei das Maß b 0,2 mm oder weniger betragen kann. Das über die Absenkungen des radial innen liegenden Stützrings maximal ausgleichbare axiale Spiel beträgt demnach ebenfalls 0,2 mm.Alternatively or additionally, it may be provided that the lowered regions are lowered by a dimension b with respect to the plane E, wherein the dimension b may be 0.2 mm or less. The maximum compensation over the subsidence of the radially inner support ring axial play is therefore also 0.2 mm.

Um die elastische Verformbarkeit des Federtellers zu erhöhen, wird ferner vorgeschlagen, dass der radial innen liegende Stützring Durchbrechungen aufweist. Die Durchbrechungen teilen den radial innen liegenden Stützring in Teilstücke auf, welche gemeinsam mit den im Wesentlichen radial verlaufenden Stegen elastisch verformbare Federarme ausbilden. Vorzugsweise sind die Durchbrechungen im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet, so dass sich gleich große Teilstücke des radial innen liegenden Stützrings ergeben. Weiterhin vorzugsweise entspricht die Anzahl der Durchbrechungen der Anzahl der Stege. Um eine gleichmäßige elastische Verformung der Federarme bei einer Beaufschlagung des Federtellers mit einer Axialkraft zu bewirken, wird des Weiteren vorgeschlagen, dass der Winkelabstand der Durchbrechungen zu den Stegen jeweils gleich groß gewählt ist. Vorteilhafterweise ist jeweils eine Durchbrechung mit zwischen zwei Stegen angeordnet.In order to increase the elastic deformability of the spring plate, it is also proposed that the radially inner support ring has openings. The openings divide the radially inner support ring into sections, which together with the essentially radially extending webs form elastically deformable spring arms. Preferably, the openings are in arranged equal angular distance from each other so that equal parts of the radially inner support ring arise. Further preferably, the number of openings corresponds to the number of webs. In order to effect a uniform elastic deformation of the spring arms when the spring plate is acted upon with an axial force, it is further proposed that the angular spacing of the apertures from the webs be selected to be the same. Advantageously, an opening is arranged in each case between two webs.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die Durchbrechungen jeweils zwischen einem angehobenen und einem abgesenkten Bereich des radial innen liegenden Stützrings ausgebildet. Auf diese Weise kommen die angehobenen und abgesenkten Bereiche des radial innen liegenden Stützrings jeweils an den Enden der Federarme ausbildenden Teilstücke des radial innen liegenden Stützrings zu liegen. Dabei weist jedes Teilstück bevorzugt an einem Ende einen angehobenen und an dem anderen Ende einen abgesenkten Bereich auf, wobei sich an den gegenüberliegenden Enden zweier Teilstücke im Bereich einer Durchbrechung jeweils ein angehobener und ein abgesenkter Bereich gegenüberliegen. Jede Anhebung bzw. Absenkung bildet eine Stützfläche aus, mit welcher der Federteller als Bestandteil einer Stößelbaugruppe bevorzugt unter Vorspannung am Pumpenkolben anliegt. Die Vorspannung wird durch eine elastische Verformung des Federtellers im Bereich der Anhebungen und/oder Absenkungen des radial innen liegenden Stützrings bewirkt. Ein axiales Spiel kann somit vollständig ausgeglichen werden.According to one embodiment of the invention, the openings are each formed between a raised and a lowered portion of the radially inner support ring. In this way, the raised and lowered portions of the radially inner support ring come to lie at the ends of the spring arms forming portions of the radially inner support ring. In this case, each section preferably has a raised area at one end and a lowered area at the other end, with a raised area and a lowered area opposite one another at the opposite ends of two sections in the region of an opening. Each increase or decrease forms a support surface, with which the spring plate preferably rests as a component of a plunger assembly under bias on the pump piston. The bias is effected by an elastic deformation of the spring plate in the region of the elevations and / or lowering of the radially inner support ring. An axial clearance can thus be completely compensated.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der radial innen liegende Stützring eine Durchbrechung auf, welche die zentrale Ausnehmung zur Aufnahme des Pumpenkolbens mit einer exzentrisch angeordneten Ausnehmung verbindet. Die exzentrisch angeordnete Ausnehmung soll das Einsetzen eines Pumpenkolbens in den Federteller vereinfachen. Dies gilt insbesondere, wenn ein durchgangsgeschliffener Kolben eingesetzt werden soll. Der Kolben kann zunächst in die exzentrische Ausnehmung eingesetzt und dann seitlich in Richtung der zentralen Ausnehmung verschoben werden, so dass der radial innen liegende Stützring den Kolbenfuß hintergreift bzw. in eine Umfangsnut des Pumpenkolbens eingreift.According to a further preferred embodiment, the radially inner support ring has an opening which connects the central recess for receiving the pump piston with an eccentrically arranged recess. The eccentrically arranged recess is intended to simplify the insertion of a pump piston in the spring plate. This is especially true when a through-ground piston is to be used. The piston can first be inserted into the eccentric recess and then moved laterally in the direction of the central recess, so that the radially inner support ring engages behind the piston foot or engages in a circumferential groove of the pump piston.

Vorteilhafterweise besitzt die exzentrisch angeordnete Ausnehmung einen größeren Durchmesser als die zentrale Ausnehmung. Der durchgangsgeschliffene Kolben kann dann über die exzentrische Ausnehmung eingeführt und auf Höhe einer Umfangsnut in radialer Richtung in die zentrale Ausnehmung verschoben werden. Die beiden unterschiedlich großen Durchmesser der beiden Ausnehmungen führen zu einer schlüssellochähnlichen Form der Kolbenaufnahme. Der Durchmesser der zentralen Ausnehmung des Federtellers ist dabei bevorzugt kleiner als der Außendurchmesser des Pumpenkolbens gewählt, damit der radial innen liegende Stützring den Kolbenfuß hintergreift bzw. in Eingriff mit der Umfangsnut des Pumpenkolbens bringbar ist.Advantageously, the eccentrically arranged recess has a larger diameter than the central recess. The through-ground piston can then be inserted through the eccentric recess and at the level of a circumferential groove in radial direction are moved into the central recess. The two different diameters of the two recesses lead to a keyhole-like shape of the piston receiving. The diameter of the central recess of the spring plate is preferably chosen smaller than the outer diameter of the pump piston, so that the radially inner support ring engages behind the piston or is engageable with the circumferential groove of the pump piston.

Die Anhebungen und Absenkungen des radial innen liegenden Stützrings können bereits beim Schneiden des Federtellers mittels der Schneidmatrize ausgebildet werden. Auf diese Weise ist der erfindungsgemäße Federteller zudem einfach und kostengünstig herstellbar.The elevations and depressions of the radially inner support ring can already be formed when cutting the spring plate by means of the cutting die. In this way, the spring plate according to the invention is also easy and inexpensive to produce.

Die des Weiteren zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe vorgeschlagene Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem weist wenigstens ein Pumpenelement mit einem erfindungsgemäßen Federteller auf. Der Federteller ist dabei Bestandteil einer Stößelbaugruppe, über welche ein hubbeweglich geführter Pumpenkolben des Pumpenelementes mittelbar an einem Nocken oder Exzenter einer Antriebswelle abgestützt ist, über welche der Pumpenkolben entgegen der Federkraft einer Rückstellfeder zu einer Hubbewegung antreibbar ist. Über die Anhebungen und Absenkungen im Bereich des radial innen liegenden Stützrings vermag der Federteller ein axiales Spiel im Bereich der Kolbenaufnahme auszugleichen. Denn die Anhebungen und Absenkungen bewirken eine elastische Verformbarkeit des Federtellers, so dass dieser in axialer Richtung vorspannbar ist, um den Kolbenfuß zwischen dem Federteller und einem Stützelement einzuklemmen. Die Klemmwirkung verhindert, dass der Pumpenkolben bei einer Bewegungsumkehr an den angrenzenden Bauteilen anschlägt und es zu Schlaggeräuschen kommt. Die Bewegung des Pumpenkolbens wird zudem über den elastisch verformbaren Federteller "weich" abgefangen, so dass ferner die Gefahr von Federtellerbrüchen reduziert wird. Darüber hinaus wird die Fülleffizienz der Hochdruckpumpe erhöht, da der Pumpenkolben stets nachgeführt wird.The further proposed to achieve the object mentioned high-pressure pump for a fuel injection system has at least one pump element with a spring plate according to the invention. The spring plate is part of a plunger assembly, via which a hubbeweglich guided pump piston of the pump element is indirectly supported on a cam or eccentric drive shaft, via which the pump piston against the spring force of a return spring is driven to a lifting movement. About the increases and reductions in the region of the radially inner support ring of the spring plate can compensate for an axial play in the piston receiving area. Because the increases and decreases cause elastic deformability of the spring plate, so that it can be biased in the axial direction to clamp the piston foot between the spring plate and a support member. The clamping action prevents the pump piston from abutting the adjoining components when there is a reversal of motion and sounding banging occurs. The movement of the pump piston is also "soft" intercepted via the elastically deformable spring plate, so that further the risk of spring plate fractures is reduced. In addition, the filling efficiency of the high-pressure pump is increased because the pump piston is always tracked.

Vorteilhafterweise ist der Federteller einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe über den radial innen liegenden Stützring am Pumpenkolben und über den radial außen liegenden Stützring an einem Stößelkörper der Stößelbaugruppe abgestützt. In dieser Anordnung ist eine Klemmverbindung des Pumpenkolbens mit der Stößelbaugruppe realisierbar. Beim Zusammensetzen der Stößelbaugruppe wird der radial innen liegende Stützring des Federtellers durch die Federkraft der Rückstellfeder, welche bis 600 N und darüber betragen kann, auf ein axiales Maß zusammengedrückt, so dass der Federteller unter axialer Vorspannung am Pumpenkolben anliegt. Ein axiales Spiel wird somit vollständig ausgeglichen. Bei spiegelsymmetrischer Ausbildung der angehobenen und abgesenkten Bereiche des radial innen liegenden Stützrings ist ferner gewährleistet, dass die Einbaurichtung des Federtellers unerheblich ist. Das heißt, dass der Federteller in beiden Einbaulagen das gleiche Verhalten zeigt, so dass Montagefehler wirksam verhindert werden.Advantageously, the spring plate of a high-pressure pump according to the invention is supported via the radially inner support ring on the pump piston and via the radially outer support ring on a plunger body of the plunger assembly. In this arrangement, a clamping connection of the pump piston with the plunger assembly can be realized. When assembling the plunger assembly is the radially inside lying support ring of the spring plate by the spring force of the return spring, which may be up to 600 N and above, compressed to an axial dimension, so that the spring plate rests under axial bias on the pump piston. An axial play is thus completely compensated. In mirror-symmetrical design of the raised and lowered portions of the radially inner support ring is further ensured that the installation direction of the spring plate is irrelevant. This means that the spring plate shows the same behavior in both installation positions, so that assembly errors are effectively prevented.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:

Figur 1 eine teilweise perspektivisch dargestellte Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Bereich der Stößelbaugruppe,
Figur 2a eine Draufsicht auf eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Federtellers,
Figur 2b einen Teilschnitt durch den Federteller der Figur 2a,
Figur 3a eine Draufsicht auf eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Federtellers,
Figur 3b einen Teilschnitt durch den Federteller der Figur 3a und
Figur 4 eine perspektivische Darstellung einer dritten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Federtellers.

Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. These show:

FIG. 1 1 is a partially perspective view of a high-pressure pump according to the invention in the region of the plunger assembly,
FIG. 2a a top view of a first preferred embodiment of a spring plate according to the invention,
FIG. 2b a partial section through the spring plate of FIG. 2a .
FIG. 3a a plan view of a second preferred embodiment of a spring plate according to the invention,
FIG. 3b a partial section through the spring plate of FIG. 3a and
FIG. 4 a perspective view of a third preferred embodiment of a spring plate according to the invention.

Detailed description of the drawings

Die in der Figur 1 ausschnittsweise dargestellte erfindungsgemäße Hochdruckpumpe umfasst wenigstens ein Pumpenelement mit einem hubbeweglich geführten Pumpenkolben 4, welcher über eine Stößelbaugruppe 2 an einem Nocken 14 einer Antriebswelle 15 abgestützt ist. Die Stößelbaugruppe 2 bewirkt eine Umwandlung der Rotationsbewegung der Antriebswelle 15 in eine Translationsbewegung des Pumpenkolbens 4. Die Stößelbaugruppe 2 umfasst einen hülsenförmigen Stößelkörper 17 sowie ein hierin aufgenommenes Stützelement 18, in welchem eine Rolle 19 drehbar gelagert ist. Mit der Rolle 19 liegt die Stößelbaugruppe 2 außenumfangseitig am Nocken 14 der Antriebswelle 15 an. Eine Rückstellfeder 16 hält die Stößelbaugruppe 2 in Anlage mit dem Nocken 14.The in the FIG. 1 The high-pressure pump according to the invention, which is shown in sections, comprises at least one pump element with a pump piston 4 which can be moved in terms of lifting motion and which is supported via a plunger assembly 2 on a cam 14 of a drive shaft 15. The plunger assembly 2 causes a conversion of the rotational movement of the drive shaft 15 in a translational movement of the pump piston 4. The plunger assembly 2 comprises a sleeve-shaped plunger body 17 and a support member 18 received therein, in which a roller 19 is rotatably mounted. With the roller 19, the plunger assembly 2 is located on the outer peripheral side of the cam 14 of the drive shaft 15 at. A return spring 16 holds the plunger assembly 2 in abutment with the cam 14.

Der hülsenförmige Stößelkörper 17 weist innenumfangseitig einen Ringbund 20 auf, an welchem einerseits das Stützelement 18, andererseits ein Federteller 1 abgestützt ist. Der Federteller 1 weist eine zentrale Ausnehmung 3 zur Aufnahme des Pumpenkolbens 4 auf. Dieser ist derart in den Federteller 1 eingesetzt, dass der radial innen liegende Stützring einen Kolbenfuß 21 des Pumpenkolbens hintergreift. Auf diese Weise wird ein Formschluss des Federtellers 1 mit dem Pumpenkolben 4 bewirkt. Der Federteller 1 ist aus Metall hergestellt, insbesondere aus Stahl, vorzugsweise aus Federstahl.The sleeve-shaped plunger body 17 has on the inner circumference an annular collar 20 on which on the one hand, the support member 18, on the other hand, a spring plate 1 is supported. The spring plate 1 has a central recess 3 for receiving the pump piston 4. This is inserted into the spring plate 1 such that the radially inner support ring engages behind a piston 21 of the pump piston. In this way, a positive connection of the spring plate 1 with the pump piston 4 is effected. The spring plate 1 is made of metal, in particular steel, preferably spring steel.

Der Bereich der Kolbenfußaufnahme weist fertigungsbedingt ein axiales Spiel auf, das vom Pumpenkolben 4 bei einer Bewegungsumkehr dynamisch durchlaufen wird. Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Hochdruckpumpe weist jedoch einen elastisch verformbaren Federteller 1 auf, welcher ein axiales Spiel auszugleichen vermag, indem der Federteller 1 unter axialer Vorspannung eingebaut wird, so dass der Kolbenfuß 21 zwischen dem Federteller 1 und dem Stützelement 18 eingeklemmt wird.The area of the Kolbenfußaufnahme has production due to an axial clearance that is dynamically traversed by the pump piston 4 at a reversal of motion. In the Fig. 1 However, illustrated high-pressure pump according to the invention has an elastically deformable spring plate 1, which is able to compensate for axial play by the spring plate 1 is installed under axial bias, so that the piston 21 is clamped between the spring plate 1 and the support member 18.

Eine erste Ausführungsform eines elastisch verformbaren erfindungsgemäßen Federtellers 1 ist in den Figuren 2a und 2b dargestellt. Der Federteller ist als Biege-Stanzteil ausgeführt, welches gegenüber einer Ebene E angehobene und abgesenkte Bereiche 9, 10 aufweist. Die angehobenen und abgesenkten Bereiche 9, 10 sind derart ausgebildet und angeordnet, dass eine zirkulare Welligkeit bewirkt wird, welche die elastische Verformbarkeit des Federtellers gewährleistet. Die elastische Verformbarkeit des Federtellers 1 wiederum ermöglicht den Einbau des Federtellers 1 unter einer axialen Vorspannung, wobei die zur axialen Vorspannung erforderliche Kraft über die Federkraft der Rückstellfeder 16 bewirkt wird. Bevorzugt ist daher die Federkraft bzw. Steifigkeit der Rückstellfeder 16 größer als die des Federtellers 1 gewählt. Der unter einer axialen Vorspannung am Pumpenkolben 4 anliegende elastisch verformbare Federteller 1 führt nicht nur zum Ausgleich eines vorhandenen axialen Spiels, sondern führt bei einer Bewegungsumkehr des Pumpenkolbens 4 ferner dazu, dass die Bewegungen des Pumpenkolbens 4 "weich" abgefangen werden.A first embodiment of an elastically deformable spring plate 1 according to the invention is in the FIGS. 2a and 2b shown. The spring plate is designed as a bending stamped part, which has a plane E raised and lowered areas 9, 10. The raised and lowered portions 9, 10 are formed and arranged so that a circular ripple is effected, which ensures the elastic deformability of the spring plate. The elastic deformability of the spring plate 1 in turn allows the installation of the spring plate 1 under an axial bias, wherein the force required for the axial preload force on the spring force of the return spring 16 is effected. Preferably, therefore, the spring force or stiffness of the return spring 16 is greater than that of the spring plate 1 selected. The voltage applied under an axial bias on the pump piston 4 elastically deformable spring plate 1 not only leads to the compensation of existing axial play, but also leads to a reversal of movement of the pump piston 4 to the fact that the movements of the pump piston 4 are "soft" intercepted.

Wie der Draufsicht der Figur 2a zu entnehmen ist, weist der Federteller 1 neben der zentralen Ausnehmung 3 drei weitere bogenförmig verlaufende Ausnehmungen 5 auf, die konzentrisch zur zentralen Ausnehmung 3 und im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet sind. Die bogenförmig verlaufenden Ausnehmungen 5 dienen als Durchströmöffnungen. Zwischen den bogenförmig verlaufenden Ausnehmungen 5 bilden sich radial verlaufende Stege 8 aus, welche einen radial innen liegenden Stützring 6 und einen radial außen liegenden Stützring 7 verbinden. In eingebautem Zustand liegt der Federteller 1 vorzugsweise mit dem radial außen liegenden Stützring 7 an einem Ringbund 20 eines hülsenförmigen Stößelkörpers 17 und mit dem radial innen liegenden Stützring 6 an einem Pumpenkolben 4 an.Like the top view of the FIG. 2a can be seen, the spring plate 1 in addition to the central recess 3, three further arcuate recesses 5, which are arranged concentrically to the central recess 3 and at the same angular distance from each other. The arcuate recesses 5 serve as flow openings. Between the arcuate recesses 5 radially extending webs 8 form, which connect a radially inner support ring 6 and a radially outer support ring 7. In the installed state, the spring plate 1 is preferably located with the radially outer support ring 7 on an annular collar 20 of a sleeve-shaped plunger body 17 and with the radially inner support ring 6 on a pump piston 4 at.

Der radial innen liegende Stützring weist gegenüber einer Ebene E angehobene und abgesenkte Bereiche 9, 10 auf (siehe Figur 2b). Durch die angehobenen und abgesenkten Bereiche 9, 10 wird im Bereich des radial innen liegenden Stützrings 6 eine zirkulare Welligkeit erzielt, welche zu einer elastischen Verformbarkeit des Federtellers 1 führt. Um eine hohe Elastizität des Federtellers 1 zu bewirken, liegen die angehobenen und abgesenkten Bereiche 9, 10 jeweils in einem Winkelabstand zu den radial verlaufenden Stegen 8. Vorliegend ist die zirkulare Welligkeit derart ausgebildet, dass jeweils ein angehobener und ein abgesenkter Bereich 9, 10 mittig zwischen zwei Stegen 8 liegt. Der Federteller der Figur 2a weist insgesamt drei Stege 8 auf, welche in gleichem Winkelabstand zueinander liegen. Der Winkelabstand beträgt vorliegend 120°. Die Anzahl der Anhebungen bzw. Absenkungen beträgt demnach ebenfalls drei, wobei der Winkelabstand der Anhebungen bzw. Absenkungen jeweils zueinander sowie zu den Stegen 8 immer gleich gewählt ist. Der Winkelabstand der angehobenen und abgesenkten Bereiche 9, 10 zu den Stegen 8 führt zu einer erhöhten Elastizität des erfindungsgemäßen Federtellers 1 gegenüber einem Federteller 1, welcher beispielsweise eine Anhebung oder Absenkung in Verlängerung der Stege 8 aufweisen würde. Denn der Biegebalken besitzt eine größere Länge, wenn er sich nicht nur radial, sondern auch über einen Teilumfangsbereich des radial innen liegenden Stützrings erstreckt (siehe Punkt-Strich-Punkt-Linien in Figur 2a).The radially inner support ring has raised and lowered areas 9, 10 with respect to a plane E (see FIG. 2b ). By the raised and lowered portions 9, 10 a circular waviness is achieved in the region of the radially inner support ring 6, which leads to an elastic deformability of the spring plate 1. In order to effect a high elasticity of the spring plate 1, the raised and lowered portions 9, 10 are each at an angular distance to the radially extending webs 8. In the present case, the circular waviness is formed such that in each case a raised and a lowered portion 9, 10 in the center between two webs 8 lies. The spring plate of the FIG. 2a has a total of three webs 8, which are at the same angular distance from each other. The angular distance is present 120 °. The number of increases or decreases is therefore also three, wherein the angular distance of the increases or decreases each to each other and to the webs 8 is always the same. The angular distance of the raised and lowered portions 9, 10 to the webs 8 leads to increased elasticity of the spring plate 1 according to the invention with respect to a spring plate 1, which would have, for example, an increase or decrease in extension of the webs 8. Because the bending beam has a greater length when it extends not only radially, but also over a partial circumferential region of the radially inner support ring (see dot-dash-dot lines in FIG. 2a ).

Um ein Poka Yoke Einbauverhalten des Federtellers 1 zu erzielen, ist ferner vorgesehen, dass die Anhebung um ein Maß a und die Absenkung um ein Maß b erfolgt, welche gleich groß gewählt sind. Die angehobenen Bereiche 9 und die abgesenkten Bereiche 10 weisen demnach den gleichen axialen Abstand zur Ebene E auf (siehe Figur 2b). Insofern ist unbeachtlich, in welcher Einbaulage der Federteller 1 verbaut wird. Einbaufehler können somit vermieden werden.In order to achieve a poka yoke installation behavior of the spring plate 1, it is further provided that the increase takes place by a dimension a and the reduction by a dimension b, which are chosen to be the same size. The raised areas 9 and the lowered areas 10 therefore have the same axial distance to the plane E. on (see FIG. 2b ). In this respect, it is irrelevant in which mounting position the spring plate 1 is installed. Installation errors can thus be avoided.

Ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Federtellers 1 ist den Figuren 3a und 3b zu entnehmen. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figuren 2a und 2b weist der Federteller der Figuren 3a und 3b nur zwei bogenförmig verlaufende als Durchströmöffnungen dienende Ausnehmungen 5 auf. Darüber hinaus besitzt der Federteller 1 jedoch eine exzentrische Ausnehmung 13, welche über eine Durchbrechung 12 mit der zentralen Ausnehmung 3 verbunden ist. Der Durchmesser der Ausnehmung 13 ist größer als der Durchmesser der Ausnehmung 3 gewählt, so dass die Ausnehmungen 3 und 13 gemeinsam eine schlüssellochähnliche Form besitzen. Sie erleichtert das Einsetzen eines insbesondere durchgangsgeschliffenen Pumpenkolbens, welcher lediglich eine Umfangsnut zur formschlüssigen Verbindung mit dem Federteller 1 besitzt. Der Pumpenkolben wird hierzu zunächst in die exzentrische Ausnehmung 13 eingeführt und auf Höhe der Umfangsnut radial in Richtung der zentralen Ausnehmung 3 verschoben, so dass der radial innen liegende Stützring 6 in Eingriff mit der Umfangsnut des Pumpenkolbens gelangt. Die exzentrische Ausnehmung 13 dient darüber hinaus entsprechend den bogenförmig verlaufenden Ausnehmungen 5 ebenfalls als Durchströmöffnung. Eine weitere Ausnehmung 5, die in diesem Fall jedoch kreisrund ausgeführt ist, bildet eine weitere Durchströmöffnung aus. Die exzentrische Ausnehmung 13 sowie die kreisrund ausgeführte Ausnehmung sind jeweils im Bereich eines im Wesentlichen radial verlaufenden Steges 8 angeordnet, welche zwischen den beiden bogenförmig verlaufenden Ausnehmungen 5 ausgebildet sind. Die Anzahl der Anhebungen bzw. Absenkungen des radial innen liegenden Stützrings 6 entspricht der Anzahl der bogenförmig verlaufenden Ausnehmungen 5. Jeweils eine Anhebung und eine Absenkung sind im Wesentlichen mittig zwischen den beiden Stegen 8 angeordnet.A second embodiment of a spring plate 1 according to the invention is the FIGS. 3a and 3b refer to. In contrast to the embodiment of FIGS. 2a and 2b the spring plate of the FIGS. 3a and 3b only two arcuate recesses 5 serving as throughflow openings. In addition, however, the spring plate 1 has an eccentric recess 13, which is connected via an opening 12 with the central recess 3. The diameter of the recess 13 is selected larger than the diameter of the recess 3, so that the recesses 3 and 13 together have a keyhole-like shape. It facilitates the insertion of a particular through-ground pump piston, which has only one circumferential groove for positive connection with the spring plate 1. For this purpose, the pump piston is first introduced into the eccentric recess 13 and displaced radially in the direction of the central recess 3 at the level of the circumferential groove, so that the radially inner support ring 6 engages with the circumferential groove of the pump piston. The eccentric recess 13 also serves in accordance with the arcuate recesses 5 also as a flow-through. A further recess 5, which is executed in this case, however, circular, forms a further flow opening. The eccentric recess 13 and the circular recess are each arranged in the region of a substantially radially extending web 8, which are formed between the two arc-shaped recesses 5. The number of increases or decreases of the radially inner support ring 6 corresponds to the number of arcuate recesses 5. In each case an increase and a reduction are arranged substantially centrally between the two webs 8.

Wie der Fig. 3b zu entnehmen ist weist auch der dargestellte Federteller 1 ein Poka Yoke Einbauverhalten auf. Denn das Maß a der Anhebung gegenüber der Ebene E ist gleich dem Maß b der Absenkung gegenüber der Ebene E gewählt. Insofern ist die Einbaulage des Federtellers 1 unbeachtlich.Again Fig. 3b can also be seen, the spring plate 1 shown on a Poka Yoke installation behavior. For the measure a of the elevation with respect to the plane E is chosen equal to the dimension b of the lowering in relation to the plane E. In this respect, the installation position of the spring plate 1 is irrelevant.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Federtellers 1 ist der Figur 4 zu entnehmen. Die Grundform entspricht der des Ausführungsbeispiels der Figuren 2a und 2b. Der Federteller 1 weist drei bogenförmig verlaufende Ausnehmungen 5 auf, welche durch im Wesentlichen radial verlaufende Stege 8 voneinander getrennt werden. Die bogenförmig verlaufenden Ausnehmungen 5 führen zur Ausbildung eines radial außen liegenden Stützrings 7 und eines radial innen liegenden Stützrings 6, wobei letzterer Bereiche 9, 10 umfasst, die gegenüber einer Ebene E jeweils um ein Maß a angehoben und ein Maß b abgesenkt sind. Um ein Poka Yoke Einbauverhalten zu bewirken, ist das Maß a gleich dem Maß b gewählt. Es beträgt vorliegend 0,2 mm. Die Anhebungen und Absenkungen sind jeweils in einem Winkelabstand zu den Stegen 8 angeordnet, so dass ein möglichst langer Biegebalken erzielt wird. Um die elastische Verformbarkeit des Federtellers 1 weiter zu erhöhen, ist jeweils zwischen einer Anhebung und einer Absenkung jeweils eine Durchbrechung 11 ausgebildet. Die Durchbrechungen 11 teilen den radial innen liegenden Stützring 6 in drei Teilstücke auf, welche gemeinsam mit den Stegen 8 elastisch verformbare Federarme ausbilden. Jeder Federarm bzw. jedes Teilstück des radial innen liegenden Stützrings weist somit an einem Ende eine Anhebung und an dem jeweils anderen Ende eine Absenkung auf, so dass unabhängig von der Einbaulage des Federtellers 1 jeder Federarm eine Anhebung bzw. Absenkung zur Anlage am Pumpenkolben besitzt. Gleiche Winkelabstände der Anhebungen bzw. der Absenkungen zueinander führen zu einer rotationssymmetrischen Ausbildung des Federtellers 1. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Figuren 2a und 2b beträgt der Winkelabstand vorliegend 120°.Another embodiment of a spring plate 1 according to the invention is the FIG. 4 refer to. The basic form corresponds to that of the embodiment of FIGS. 2a and 2b , The spring plate 1 has three arcuate running Recesses 5, which are separated by substantially radially extending webs 8. The arcuate recesses 5 lead to the formation of a radially outer support ring 7 and a radially inner support ring 6, the latter comprising areas 9, 10 which are raised relative to a plane E by a dimension a and a dimension b are lowered. In order to effect a Poka Yoke installation behavior, the dimension a is chosen equal to the dimension b. It is presently 0.2 mm. The elevations and depressions are each arranged at an angular distance from the webs 8, so that the longest possible bending beam is achieved. To further increase the elastic deformability of the spring plate 1, in each case an opening 11 is formed between an increase and a reduction. The openings 11 divide the radially inner support ring 6 in three sections, which form together with the webs 8 elastically deformable spring arms. Each spring arm or each section of the radially inner support ring thus has at one end an increase and at the other end a reduction, so that regardless of the installation position of the spring plate 1 each spring arm has a raising or lowering to rest on the pump piston. Same angular intervals of the increases or the reductions to each other lead to a rotationally symmetrical design of the spring plate 1. According to the embodiment of FIGS. 2a and 2b the angular distance in the present case is 120 °.

Claims

Spring plate for a tappet assembly (2) of a high-pressure pump in a fuel injection system, wherein the spring plate (1) is in particular a bent and punched part, and wherein the spring plate (1) has a central recess (3) for receiving a pump piston (4), wherein the spring plate (1) furthermore has at least two arcuately running recesses (5) which are arranged around the central recess (3) and which serve for forming a radially inner support ring (6) and a radially outer support ring (7) which are connected to one another by means of substantially radially running webs (8),
characterized in that the radially inner support ring (6) has regions (9, 10) which are elevated and sunken relative to a plane (E) and which are arranged in each case with an angular spacing to the substantially radially running webs (8) and which give rise to a circular undulation of the inner support ring (6) and to elastic deformability of the spring plate (1).
Spring plate according to Claim 1,
characterized in that the angular spacing of the elevated and sunken regions (9, 10) to the substantially radially running webs (8) is selected to be equal in each case.
Spring plate according to 1 or 2,
characterized in that the elevated regions (9) are elevated relative to the plane (E) by a dimension (a), wherein the dimension (a) amounts to at most approximately 0.2 mm.
Spring plate according to one of the preceding claims,
characterized in that the sunken regions (10) are sunken relative to the plane (E) by a dimension (b), wherein the dimension (b) amounts to at most approximately 0.2 mm.
Spring plate according to one of the preceding claims,
characterized in that the radially inner support ring (6) has apertures (11) which are preferably arranged with uniform angular spacings to one another.
Spring plate according to Claim 5,
characterized in that the apertures (11) are formed in each case between an elevated and a sunken region (9, 10).
Spring plate according to one of the preceding claims,
characterized in that the radially inner support ring (6) has an aperture (12) which connects the central recess (3) to an eccentrically arranged recess (13).
Spring plate according to Claim 7,
characterized in that the eccentrically arranged recess (13) has a larger diameter than the central recess (3).
High-pressure pump for a fuel inj.ection system, having at least one pump element comprising a spring plate (1) according to one of the preceding claims, wherein the spring plate (1) is a constituent part of a tappet assembly (2) by means of which a pump piston (4), which is guided such that it can perform stroke movements, is supported indirectly on a cam (14) or eccentric of a drive shaft (15), by means of which the pump piston (4) can be driven in a reciprocating movement counter to the spring force of a restoring spring (16).
High-pressure pump according to Claim 9,
characterized in that the spring plate (1) is supported by means of the radially inner support ring (6) on the pump piston (4) and by means of the radially outer support ring (7) on a tappet body (17) of the tappet assembly (2).