EP2823177A1 - Kolbenpumpe - Google Patents

Kolbenpumpe

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EP2823177A1
EP2823177A1 EP13700489.1A EP13700489A EP2823177A1 EP 2823177 A1 EP2823177 A1 EP 2823177A1 EP 13700489 A EP13700489 A EP 13700489A EP 2823177 A1 EP2823177 A1 EP 2823177A1
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EP
European Patent Office
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roller
board
face
piston
piston pump
Prior art date
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Application number
EP13700489.1A
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French (fr)
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Gerhard Meier
Dominik Meinzer
Markus Schetter
Jochen Aleker
Arnold Gente
Andreas Dutt
Frank Maurer
Matthias Greiner
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Publication of EP2823177A1 publication Critical patent/EP2823177A1/de
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Publication of EP2823177B1 publication Critical patent/EP2823177B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/102—Mechanical drive, e.g. tappets or cams
    • 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
    • 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
    • F04B1/0426—Arrangements for pressing the pistons against the actuated cam; Arrangements for connecting the pistons to the actuated cam
    • 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
    • F04B1/0435—Arrangements for disconnecting the pistons from the actuated cam
    • 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
    • F04B1/0439—Supporting or guiding means for the pistons

Definitions

  • the present invention relates to a piston pump, in particular a
  • High-pressure fuel pump comprising a housing, a piston and a drive shaft with a cam portion on which the piston is supported at least indirectly via a roller rotatably mounted in a roller tappet, wherein the side of the cam portion is provided on both sides in each case a board in the radial Direction extends beyond the cam portion.
  • the field of application of the present invention extends to piston pumps, in particular high-pressure fuel pumps, which are used for internal combustion engines in motor vehicles.
  • the drive shaft has a cam portion, on which the piston is indirectly supported via a rotatably mounted in a roller tappet roller.
  • a board is provided on both sides of the drive shaft, which extends in the radial direction over the cam portion.
  • Run-on surfaces for the roller where it comes with axial displacement and / or rotation of the ideal position to the plant.
  • EP 2 079 923 B1 discloses a piston pump of a
  • the piston pump has a piston that can be moved axially back and forth in a cylinder.
  • the piston is displaced by the cam of a camshaft against the force of a spring, wherein the spring as
  • a roller tappet usually consists of a tappet body on which a roller is rotatably mounted and held. This roller runs on the cam portion of the cam, whereby the friction between the camshaft and the piston is minimized.
  • On both sides of the cam portion is a shelf in the radial direction over the
  • Cam portion protruding arranged so that an axial movement and / or rotation of the ideal position of the roller is limited by the shelves to a defined extent.
  • a suitable, tribological mating of the roller and the edges of the wear on the roller and on the board kept so low that it does not lead to malfunction or a shortening of the life of the piston pump.
  • the roller is rotated by the friction occurring at the start of one of the ribs in rotation, if they do not already rotate by the rolling friction between the cam portion and roller.
  • the board tapers at an end face directed towards the roller towards an outer periphery of the rim and is in particular conically shaped such that an opening inclination results, wherein the roller on a face directed towards the board has a convex curvature, preferably with one Radius has.
  • This design of the board reliably prevents corner contact of the roller with the board. Corner contacts are characterized by high surface pressures and can lead to edge breakage. Edge breakages entail great risks for the operational safety of the piston pump and can lead to undesired operating failures of the piston pump.
  • the invention includes the technical teaching that an angle between a perpendicular to a longitudinal axis of the roller and the one to a
  • Outer circumference of the board tapered face is 0.1 ° to 10 ° and the radius of a directed to the board end face of the roller between 1 mm and 40 mm in size.
  • the board has a convex curvature, preferably with a radius, on a face directed towards the roller and the roller tapers on an end face directed toward the board towards the end face of the roller, the end face being in particular conically shaped, so that gives an opening inclination.
  • This design of the board reliably prevents corner contact of the roller with the board. Corner contacts are characterized by high surface pressures and can lead to edge breakage. Edge breakages entail great risks for the operational safety of the piston pump and can lead to operational failures of the piston pump.
  • Axial longitudinal axis of the roller and the tapered to an outer periphery of the rim face 0.1 ° to 10 ° and the radius of a directed to the board end face of the roller between 1 mm and 40 mm in size.
  • Such a design of the contact surfaces promotes a line contact and thus prevents the punctual contact on a sharp edge.
  • the board and the cam section are integrally formed.
  • the board and / or the roller made of a hardenable iron material. Manufacturing technology and from the point of view of assembly, the one-piece design allows a safe and easy way of on-board training on the camshaft. Furthermore, the
  • Wear resistance at the contact surfaces of the board and the roller can be increased by a surface hardening.
  • the board and / or the roller have a surface treatment to minimize friction.
  • a surface treatment is a
  • Surface texture can be realized in particular by grinding, polishing or etching.
  • the board has a lower height than half the diameter of the roller.
  • a small height of the board is associated with a greater restoring force of the roller and thus also reduces the wear of the contact surfaces of the board and the roller.
  • FIG. 2 is an enlarged schematic sectional view of the marked in Figure 1 area, comprising a cam portion including board and roller, 3 is a schematic sectional view of that shown in FIG.
  • FIG. 1 shows a piston pump which comprises a housing 1 in which a drive shaft 2 is mounted via two bearings 7a and 7b. Further, the drive shaft 2 between the two bearings 7a and 7b comprises a cross-sectionally oval Nockenabschitt 3.
  • the piston pump serves as a high-pressure fuel pump for an internal combustion engine in a motor vehicle. With it, the fuel is compressed to a very high pressure and conveyed to a fuel manifold, not shown here.
  • Piston pump is driven directly by the internal combustion engine. Therefore, the drive shaft 2 has a corresponding coupling portion 8, which is arranged outside of the housing 1.
  • the piston of the piston pump, not shown here is of the
  • Cam section 3 of the drive shaft 2 driven indirectly.
  • a roller tappet 4 is arranged. This comprises a plunger body 9 and a roller 5.
  • a piston spring not shown in the drawing, the roller tappet 4 is pressed together with the piston against the cam portion 3, to ensure that the
  • Roller 5 does not lift off from the cam portion 3 of the drive shaft 2.
  • a respective board 6 a and 6 b is provided on the drive shaft 2.
  • the rims 6a and 6b protrude in the radial direction beyond the cam portion 3, so that the roller 5 starts on migration during operation in the axial direction and / or rotation of the ideal position against one of the two shelves 6a or 6b. This will be the
  • Axial movement and / or rotation of the ideal position of the roller 5 during operation limited to a defined level.
  • care can be taken that by a suitable tribological pairing the roller 5 and the rims 6a and 6b of the wear on both the roller 5 and the shelves 6a and 6b is so low that it does not
  • the board 6a has a directed to the roller 5 at least approximately conical shaped end face. This end face is tilted such that the width of the board
  • the roller 5 has a convex curvature, in particular with a radius r, on a face directed towards the rim 6a.
  • the board 6a is formed such that its height is less than half the diameter of the roller 5.
  • Such a design of the board 6a and the roller 5 allows for angular deviations of the direction of the roller 5, high pressure due to edge support or corner contacts between roller. 5 and board 6a to avoid.
  • it is advantageous if the point of contact of the roller with the board 6a is between the Bordoberrent and the underborder.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the cam section 3 together with the rim 6a and the roller 5.
  • the board 6a has a convex curvature, in particular with a radius r, on a face directed towards the roller 5.
  • the roller 5 is formed at least approximately conical on an end face directed towards the rim 6a. This end face is tilted in such a way that its diameter decreases towards an end face of the roller 5 and the end face leads away from the rim 6a towards the outer circumference of the roller 5, so that a closing inclination results.
  • the board 6a is formed such that its height is less than half the diameter of the roller 5.
  • Such Training the board 6a and the roller 5 allows for angular deviations of the direction of the roller 5 to avoid high pressure due to edge beams or corner contacts between the roller 5 and board 6a. Moreover, it is advantageous if the point of contact of the roller 5 is located with the board 6a between the Bordobermine and the underborder. This is inventively fulfilled when the angle w between a
  • Perpendicular to an axis longitudinal axis of the roller 5 and the tapered to an outer periphery of the roller 5 end face is 0.1 ° to 10 ° and the radius r is directed to the roller 5 end face of the rim 6a between 1 mm and 40 mm in size.
  • Figure 4 shows a misalignment of the roller 5 on the cam portion 3. It comes in a contact point B for contact of the roller 5 with the board 6a.
  • the distance a indicates the distance of the contact point B from the center M of the caster width. This distance a coincides with the distance between the contact point B and the roller longitudinal axis in a non-twisted state.
  • the distance b is the distance between the contact point B and the center M of the caster width.
  • the angle c represents the angle of rotation of the roller 5 and can be up to 30 °.
  • the roller 5 undergoes a force, which from the normal force Fn and the
  • Return torque is greater than the friction torque. This can be achieved, for example, when the force Fr is particularly small, a reduction in Fr being accomplished by providing the rim 6a and the roller 5 with a friction reducing coating at least at possible contact surfaces between the roller 5 and the rim 6a.
  • Another way to promote the provision of the roller 5 is an enlargement of the lever arm a and / or a reduction of the lever arm b.
  • the permissible angular deviation can be specified. This can be realized by changing the dimensions of the roller 5, wherein the
  • Roller diameter should be increased and the roller width should be reduced. Further, the distance a is also increased, the smaller the board 6a is. Thus, the height of the rim 6a should have a lower height than half the diameter of the roller 5.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe, mit einem Gehäuse (1), einem Kolben und einer Antriebswelle (2) mit einem Nockenabschnitt (3), an dem sich der Kolben wenigstens mittelbar über eine in einem Rollenstößel (4) drehbar gelagerte Laufrolle (5) abstützt, wobei seitlich des Nockenabschnitts (3) zu beiden Seiten jeweils ein Bord (6) vorgesehen ist, der in radialer Richtung über den Nockenabschnitt (3) hinausragt, wobei sich der Bord (6) an einer zur Laufrolle (5) gerichteten Stirnfläche zu einem Außenumfang des Bordes (6) verjüngt, wobei der Bord (6) insbesondere konisch geformt ist, so dass sich eine öffnende Neigung ergibt, wobei die Laufrolle (5) an einer zum Bord (6) gerichteten Stirnfläche eine konvexe Wölbung, vorzugsweise mit einem Radius (r) aufweist. Alternativ kann auch der Bord eine konvexe Wölbung aufweisen und die Rolle sich konisch verjüngen.

Description

Titel:
Kolbenpumpe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere eine
Hochdruck-Kraftstoffpumpe, mit einem Gehäuse, einem Kolben und einer Antriebswelle mit einem Nockenabschnitt, an dem sich der Kolben wenigstens mittelbar über eine in einem Rollenstößel drehbar gelagerte Laufrolle abstützt, wobei seitlich des Nockenabschnitts zu beiden Seiten jeweils ein Bord vorgesehen ist, der in radialer Richtung über den Nockenabschnitt hinausragt.
Das Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung erstreckt sich auf Kolbenpumpen, insbesondere Hochdruck-Kraftstoffpumpen, die für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommen.
Stand der Technik
Aus der WO 2004/097219 A ist eine Kolbenpumpe bekannt, welche ein
Gehäuse, einen Kolben und eine Antriebswelle aufweist. Die Antriebswelle weist einen Nockenabschnitt auf, an dem sich der Kolben mittelbar über eine in einem Rollenstößel drehbar gelagerten Laufrolle abstützt. Seitlich des Nockenabschnitts ist zu beiden Seiten an der Antriebswelle ein Bord vorgesehen, der in radialer Richtung über den Nockenabschnitt hinausragt. Die beiden Borde bilden
Anlaufflächen für die Laufrolle, an denen diese bei axialer Verschiebung und/oder Verdrehung aus der idealen Lage zur Anlage kommt.
Des Weiteren offenbart die EP 2 079 923 B1 eine Kolbenpumpe einer
Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, die zum Fördern von Kraftstoff dient. Dazu weist die Kolbenpumpe einen in einem Zylinder axial hin und her beweglichen Kolben auf. Der Kolben wird dabei durch den Nocken einer Nockenwelle gegen die Kraft einer Feder verlagert, wobei die Feder als
Rückstellfeder dient und dafür sorgt, dass der Rollenstößel stets in Anlagekontakt mit dem Nocken der Nockenwelle steht. Ein Rollenstößel besteht üblicherweise aus einem Stößelkörper, an dem eine Laufrolle drehbar gelagert und gehalten ist. Diese Laufrolle läuft auf dem Nockenabschnitt des Nockens ab, wodurch die Reibung zwischen der Nockenwelle und dem Kolben minimiert wird. Zu beiden Seiten des Nockenabschnitts ist ein Bord in radialer Richtung über den
Nockenabschnitt hinausragend angeordnet, so dass eine axiale Bewegung und/oder Verdrehung aus der idealen Lage der Laufrolle durch die Borde auf ein definiertes Maß limitiert ist. Darüber hinaus wird durch eine geeignete, tribologische Paarung der Laufrolle und der Borde der Verschleiß an der Laufrolle und am Bord derart gering gehalten, dass er nicht zur Funktionsstörung oder einer Verkürzung der Lebensdauer der Kolbenpumpe führt. Ferner wird die Laufrolle durch die beim Anlaufen an einem der Borde entstehende Reibung in Drehung versetzt, falls sie nicht ohnehin schon durch die Wälzreibung zwischen Nockenabschnitt und Laufrolle dreht.
Offenbarung der Erfindung
Ausgehend von dem vorgehend genannten Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kolbenpumpe zu schaffen, die einem
Eckkontakt bei Winkelabweichungen der Laufrichtung einer Laufrolle mit einem
Bord entgegenwirkt, die Gefahr des Verschleißens und Abbrechens von Kanten und Ecken minimiert und eine Rückführung der Laufrolle in ihre ursprüngliche Position fördert. Die Aufgabe wird ausgehend von einer Kolbenpumpe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den nachfolgenden abhängigen Ansprüchen hervor. Entsprechend eines ersten Ausführungsbeispiels verjüngt sich der Bord an einer zur Laufrolle gerichteten Stirnfläche zu einem Außenumfang des Bordes hin und ist insbesondere konisch ausgebildet, so dass sich eine öffnende Neigung ergibt, wobei die Laufrolle an einer zum Bord gerichteten Stirnfläche eine konvexe Wölbung, vorzugsweise mit einem Radius aufweist. Diese Ausbildung des Bordes verhindert zuverlässig einen Eckkontakt der Laufrolle mit dem Bord. Eckkontakte sind von hohen Flächenpressungen geprägt und können zu Kantenabbrüchen führen. Kantenabbrüche bringen große Risiken für die Betriebssicherheit der Kolbenpumpe mit sich und können zu ungewünschten Betriebsausfällen der Kolbenpumpe führen.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass ein Winkel zwischen einer Senkrechten zu einer Achsenlängsachse der Laufrolle und der zu einem
Außenumfang des Bordes verjüngenden Stirnfläche 0,1 ° bis 10° groß ist und der Radius einer zum Bord gerichteten Stirnfläche der Laufrolle zwischen 1 mm und 40 mm groß ist. Um einen Linienkontakt zu fördern und einen punktuellen
Kontakt an einer scharfen Kante zu verhindert, wird vorgeschlagen den angegebene Winkel für den Bord und den angegebenen Radius für die Laufrolle einzuhalten. Darüber hinaus besteht ein weiterer Vorteil darin, dass der
Berührpunkt zwischen der Laufrolle und dem Bord am Bord zwischen der Bordoberkante und der Bordunterkante liegt.
Entsprechend eines zweiten Ausführungsbeispiels weist der Bord an einer zur Laufrolle gerichteten Stirnfläche eine konvexe Wölbung, vorzugsweise mit einem Radius auf und die Laufrolle verjüngt sich an einer zum Bord gerichteten Stirnfläche zur Stirnseite der Laufrolle hin, wobei die Stirnfläche insbesondere konisch geformt ist, so dass sich eine öffnende Neigung ergibt. Diese Ausbildung des Bordes verhindert zuverlässig einen Eckkontakt der Laufrolle mit dem Bord. Eckkontakte sind von hohen Flächenpressungen geprägt und können zu Kantenabbrüchen führen. Kantenabbrüche bringen große Risiken für die Betriebssicherheit der Kolbenpumpe mit sich und können zu Betriebsausfällen der Kolbenpumpe führen.
Vorzugsweise ist ein Winkel zwischen einer Senkrechten zu einer
Achsenlängsachse der Laufrolle und der zu einem Außenumfang des Bordes verjüngenden Stirnfläche 0,1 ° bis 10° groß und der Radius einer zum Bord gerichteten Stirnfläche der Laufrolle zwischen 1 mm und 40 mm groß ist. Eine derartige Ausbildung der Kontaktflächen fördert einen Linienkontakt und verhindert somit den punktuellen Kontakt an einer scharfen Kante. Ferner liegt der Berührpunkt zwischen der Laufrolle und dem Bord am Bord zwischen der Bordoberkante und der Bordunterkante. Erfindungsgemäß sind der Bord und der Nockenabschnitt einstückig ausgebildet. Darüber hinaus bestehen der Bord und/oder die Laufrolle aus einem härtbarem Eisenwerkstoff. Fertigungstechnisch und unter dem Gesichtspunkt der Montage erlaubt die einstückige Ausbildung eine sichere und einfache Möglichkeit der Bordausbildung an der Nockenwelle. Desweiteren kann die
Verschleißbeständigkeit an den Kontaktflächen des Bordes und der Laufrolle durch eine Oberflächenhärtung erhöht werden.
Der Bord und/oder die Laufrolle weisen eine Oberflächenbehandlung zur Reibungsminimierung auf. Unter einer Oberflächenbehandlung ist eine
Beschichtung oder eine etwaige mechanische oder chemische Veränderung der Oberflächenbeschaffenheit zu verstehen. Solche Veränderungen der
Oberflächenbeschaffenheit können insbesondere durch schleifen, polieren oder ätzen realisiert werden.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass der Bord eine geringere Höhe aufweist als der halbe Durchmesser der Laufrolle. Eine geringe Höhe des Bordes ist verbunden mit einer größeren Rückstellungskraft der Laufrolle und vermindert somit auch den Verschleiß der Kontaktflächen des Bordes und der Laufrolle.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.
Ausführungsbeispiele
Es zeigen:
Fig.1 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen
Kolbenpumpe,
Fig.2 eine vergrößerte schematische Schnittdarstellung des in Figur 1 gekennzeichneten Bereiches, umfassend einen Nockenabschnitt samt Bord und Laufrolle, Fig.3 eine schematische Schnittdarstellung des in Figur 2 dargestellten
Nockenabschnittes samt Bord und Laufrolle nach einem zweiten Ausführungsbeispiel und
Fig.4 eine schematische Darstellung der Borde mit der
dazwischenliegenden Laufrolle.
In Figur 1 ist eine Kolbenpumpe dargestellt, welche ein Gehäuse 1 umfasst, in dem eine Antriebswelle 2 über zwei Lager 7a und 7b gelagert sind. Ferner umfasst die Antriebswelle 2 zwischen den beiden Lagern 7a und 7b einen im Querschnitt ovalen Nockenabschitt 3. Die Kolbenpumpe dient als Hochdruck- Kraftstoffpumpe für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug. Mit ihr wird der Kraftstoff auf einen sehr hohen Druck verdichtet und zu einer hier nicht dargestellten Kraftstoffsammelleitung gefördert. Die Antriebswelle 2 der
Kolbenpumpe wird dabei direkt von der Brennkraftmaschine angetrieben. Daher verfügt die Antriebswelle 2 über einen entsprechenden Kupplungsabschnitt 8, der außerhalb des Gehäuses 1 angeordnet ist. Der hier nicht dargestellte Kolben der Kolbenpumpe wird von dem
Nockenabschnitt 3 der Antriebswelle 2 mittelbar angetrieben. Zwischen dem Kolben und dem Nockenabschnitt 3 ist ein Rollenstößel 4 angeordnet. Dieser umfasst einen Stößelkörper 9 und eine Laufrolle 5. Mittels einer in der Zeichnung nicht dargestellten Kolbenfeder wird der Rollenstößel 4 zusammen mit dem Kolben gegen den Nockenabschnitt 3 gedrückt, um sicher zu stellen, dass die
Laufrolle 5 nicht von dem Nockenabschnitt 3 der Antriebswelle 2 abhebt.
Zu beiden Seiten des Nockenabschnitts 3 ist jeweils ein Bord 6a und 6b an der Antriebswelle 2 vorgesehen. Die Borde 6a und 6b ragen in radialer Richtung über den Nockenabschnitt 3 hinaus, so dass die Laufrolle 5 bei Wanderung während des Betriebes in axialer Richtung und/oder Verdrehung aus der idealen Lage, gegen einen der beiden Borde 6a oder 6b anläuft. Dadurch wird die
Axialbewegung und/oder Verdrehung aus der idealen Lage der Laufrolle 5 während des Betriebes auf ein definiertes Maß beschränkt. Gleichzeitig kann dafür Sorge getragen werden, dass durch eine geeignete tribologische Paarung der Laufrolle 5 und der Borde 6a und 6b der Verschleiß sowohl an der Laufrolle 5 als auch an den Borden 6a und 6b so gering ist, dass er nicht zu
Funktionsstörungen oder einer Verkürzung der Lebensdauer der Kolbenpumpe führt.
Der in der Figur 2 näher dargestellte Bereich eines Nockenabschnittes 3 zeigt den an einer Stirnseite des Nockenabschnittes 3 angeordneten in radialer Richtung über den Nockenabschnitt 3 hinausragenden Bord 6a. Der Bord 6a weist eine zur Laufrolle 5 gerichtete zumindest annähernd konisch geformte Stirnfläche auf. Diese Stirnfläche ist derart gekippt, dass die Breite des Bordes
6a vom Außenumfang zum Innenumfang hin zunimmt, wodurch sich eine öffnende Neigung ergibt. Die Laufrolle 5 weist an einer zum Bord 6a gerichteten Stirnfläche eine konvexe Wölbung, insbesondere mit einem Radius r auf. Ferner ist der Bord 6a derart ausgebildet, dass seine Höhe geringer ist als der halbe Durchmesser der Laufrolle 5. Eine solche Ausbildung des Bordes 6a und der Laufrolle 5 ermöglicht bei Winkelabweichungen der Laufrichtung der Laufrolle 5, hohe Pressungen infolge von Kantenträger oder Eckkontakten zwischen Laufrolle 5 und Bord 6a zu vermeiden. Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn der Berührpunkt der Laufrolle mit dem Bord 6a zwischen der Bordoberkannte und der Bordunterkannte liegt. Dies wird erfindungsgemäß erfüllt, wenn der Winkel w zwischen einer Senkrechten zu einer Achsenlängsachse der Laufrolle 5 und der zu einem Außenumfang des Bordes 6a verjüngenden Stirnfläche zwischen 0,1 ° und 10°groß ist und der Radius r einer zum Bord 6a gerichteten Stirnfläche der Laufrolle 5 1 mm bis 40 mm groß ist.
In Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform des Nockenabschnittes 3 samt Bord 6a und Laufrolle 5 dargestellt. Der Bord 6a weist an einer zur Laufrolle 5 gerichtete Stirnfläche eine konvexe Wölbung, insbesondere mit einem Radius r auf. Die Laufrolle 5 ist an einer zum Bord 6a gerichteten Stirnfläche zumindest annähernd konisch geformt. Diese Stirnfläche ist derart gekippt, dass zu einer Stirnseite der Laufrolle 5 hin deren Durchmesser abnimmt und die Stirnfläche zum Außenumfang der Laufrolle 5 hin vom Bord 6a wegführt, so dass eine schließende Neigung entsteht. Ferner ist der Bord 6a derart ausgebildet, dass seine Höhe geringer ist als der halbe Durchmesser der Laufrolle 5. Eine Solche Ausbildung des Bordes 6a und der Laufrolle 5 ermöglicht bei Winkelabweichungen der Laufrichtung der Laufrolle 5, hohe Pressungen infolge von Kantenträger oder Eckkontakten zwischen Laufrolle 5 und Bord 6a zu vermeiden. Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn der Berührpunkt der Laufrolle 5 mit dem Bord 6a zwischen der Bordoberkannte und der Bordunterkannte liegt. Dies wird erfindungsgemäß erfüllt, wenn der Winkel w zwischen einer
Senkrechten zu einer Achsenlängsachse der Laufrolle 5 und der zu einem Außenumfang der Laufrolle 5 verjüngenden Stirnfläche 0,1 ° bis 10° groß ist und der Radius r einer zur Laufrolle 5 gerichteten Stirnfläche des Bordes 6a zwischen 1 mm und 40 mm groß ist.
Figur 4 zeigt eine Schiefstellung der Laufrolle 5 auf dem Nockenabschnitt 3. Es kommt in einem Berührpunkt B zum Kontakt der Laufrolle 5 mit dem Bord 6a. Der Abstand a kennzeichnet die Entfernung des Berührpunktes B vom Mittelpunkt M der Laufrollenbreite. Dieser Abstand a stimmt mit dem Abstand zwischen dem Berührpunkt B und der Laufrollenlängsachse in einem nicht verdrehten Zustand überein. Der Abstand b ist der Abstand zwischen dem Berührpunkt B und dem Mittelpunkt M der Laufrollenbreite. Der Winkel c stellt den Verdrehwinkel der Laufrolle 5 dar und kann bis zu 30° groß sein. Im Berührpunkt B erfährt die Laufrolle 5 eine Krafteinwirkung, welche aus der Normalkraft Fn und der
Reibkraft Fr der Laufrolle 5 durch Kontakt am Bord 6a resultiert.
Diese beiden Kräfte Fn und Fr bewirken ein Drehmoment, wobei die Kraft Fr den Hebelarm b aufweist und als Reibmoment wirkt, welches den Verdrehwinkel c vergrößert. Die Kraft Fn weist den Hebelarm a auf und wirkt als
Rückstellmoment, welches den Verdrehwinkel c verringert. Eine Rückstellung der Laufrolle 5 in ihre ursprüngliche Position wird erreicht, wenn das
Rückstellmoment größer ist als das Reibmoment. Dies kann beispielsweise erreicht werden wenn die Kraft Fr besonders klein ist, wobei eine Verringerung von Fr bewerkstelligt wird, indem der Bord 6a und die Laufrolle 5 mit einer reibungsverringernden Beschichtung zumindest an möglichen Berührungsflächen zwischen Laufrolle 5 und Bord 6a versehen werden.
Eine andere Möglichkeit die Rückstellung der Laufrolle 5 zu fördern ist eine Vergrößerung des Hebelarmes a und/oder eine Verringerung des Hebelarmes b. Durch das Einstellen der Geometrien Radius an der Laufrolle 5 und Winkel am Bord 6a zueinander, ergibt sich ein Verhältnis von a/b, welches bewirkt, dass die Rückstellung immer bei jeder Winkelabweichung erreicht wird. Die zulässige Winkelabweichung kann dabei festgelegt werden. Dies lässt sich durch eine Änderung der Abmessungen der Laufrolle 5 realisieren, wobei der
Laufrollendurchmesser vergrößert werden sollte und die Laufrollenbreite verringert werden sollte. Ferner wird der Abstand a ebenfalls vergrößert, je kleiner der Bord 6a ist. Somit sollte die Höhe des Bordes 6a eine geringere Höhe aufweisen als der halbe Durchmesser der Laufrolle 5.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, anstelle der Aufbringung einer
reibungsverringernden Beschichtung, die Oberfläche durch schleifen, polieren oder ätzen zu glätten, um den Effekt der Reibungsverringerung hervorzurufen. Desweitern ist eine reibungsverringernde Werkstoffpaarung und insbesondere eine Schmierung der Reibflächen der Laufrolle 5 und der Borde 6a und 6b ebenfalls denkbar.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass„umfassend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener
Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den
Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Ansprüche
1 . Kolbenpumpe, insbesondere Hochdruck-Kraftstoffpumpe, mit einem Gehäuse (1 ), einem Kolben und einer Antriebswelle (2) mit einem
Nockenabschnitt (3), an dem sich der Kolben wenigstens mittelbar über eine in einem Rollenstößel (4) drehbar gelagerte Laufrolle (5) abstützt, wobei seitlich des Nockenabschnitts (3) zu beiden Seiten jeweils ein Bord (6) vorgesehen ist, der in radialer Richtung über den Nockenabschnitt (3) hinausragt,
dadurch gekennzeichnet, dass sich der Bord (6) an einer zur Laufrolle (5) gerichteten Stirnfläche zu einem Außenumfang des Bordes (6) verjüngt, wobei der Bord (6) insbesondere konisch geformt ist, so dass sich eine öffnende Neigung ergibt, wobei die Laufrolle (5) an einer zum Bord (6) gerichteten
Stirnfläche eine konvexe Wölbung, vorzugsweise mit einem Radius (r) aufweist.
2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel (w) zwischen einer Senkrechten (s) zu einer Achsenlängsachse der Laufrolle (5) und der zu einem Außenumfang des Bordes (6) verjüngenden Stirnfläche 0,1 ° bis 10° groß ist.
3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (r) einer zum Bord (6) gerichteten Stirnfläche der Laufrolle (5) zwischen 1 mm und 40 mm groß ist.
4. Kolbenpumpe, insbesondere Hochdruck-Kraftstoffpumpe, mit einem Gehäuse (1 ), einem Kolben und einer Antriebswelle (2) mit einem
Nockenabschnitt (3), an dem sich der Kolben wenigstens mittelbar über eine in einem Rollenstößel (4) drehbar gelagerte Laufrolle (5) abstützt, wobei seitlich des Nockenabschnitts (3) zu beiden Seiten jeweils ein Bord (6) vorgesehen ist, der in radialer Richtung über den Nockenabschnitt (3) hinausragt,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bord (6) an einer zur Laufrolle (5) gerichteten Stirnfläche eine konvexe Wölbung, vorzugsweise mit einem Radius (r) aufweist, und sich die Laufrolle (5) an einer zum Bord (6) gerichteten
Stirnfläche zu einer Stirnseite der Laufrolle (5) verjüngt, wobei die Stirnfläche insbesondere konisch geformt ist, so dass sich eine schließende Neigung ergibt.
5. Kolbenpumpe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel (w) zwischen einer Senkrechten (s) zu einer Achsenlängsachse der Laufrolle (5) und der zu einem Außenumfang der Laufrolle (5) verjüngenden Stirnfläche 0,1 ° bis 10° groß ist.
6. Kolbenpumpe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (r) einer zur Laufrolle (5) gerichteten Stirnfläche der Bordes (6) zwischen 1 mm und 40 mm groß ist.
7. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bord (6) und der Nockenabschnitt (3) einstückig ausgebildet sind.
8. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bord (6) und/oder die Laufrolle (5) aus einem härtbarem Eisenwerkstoff bestehen.
9. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bord (6) und/oder die Laufrolle (5) eine Oberflächenbehandlung zur Reibungsminimierung aufweisen.
10. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bord (6) eine geringere Höhe aufweist als der halbe Durchmesser der Laufrolle (5).
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