WO1999002852A1 - Kolbenpumpe zur kraftstoffhochdruckversorgung - Google Patents

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WO1999002852A1
WO1999002852A1 PCT/DE1998/001791 DE9801791W WO9902852A1 WO 1999002852 A1 WO1999002852 A1 WO 1999002852A1 DE 9801791 W DE9801791 W DE 9801791W WO 9902852 A1 WO9902852 A1 WO 9902852A1
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piston pump
pump according
roller
bolt
tappet
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PCT/DE1998/001791
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Horst Klinger
Uwe Kuhn
Bernd Rosenau
Peter Traub
Thomas GÖTTEL
Gerd LÖSCH
Sandro Soccol
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Robert Bosch Gmbh
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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
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0001—Fuel-injection apparatus with specially arranged lubricating system, e.g. by fuel oil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2307/00—Preventing the rotation of tappets

Definitions

  • the Bolt is fixed with respect to the tappet and has a lubricant guiding device which overlaps or communicates with the lubricant supply opening to the surfaces of the bolt / roller pair sliding against one another.
  • the lubricant guide device therefore serves to transport the lubricant, which is conveyed via the lubricant feed opening into the hubs or into the roller chamber, to the surfaces of the roller and bolt sliding against one another.
  • the bolt has a structured outer surface, which preferably has groove-shaped recesses which extend along the bolt in any desired shape, or lubrication pockets can be provided.
  • a structured outer surface which preferably has groove-shaped recesses which extend along the bolt in any desired shape, or lubrication pockets can be provided.
  • a lubricant supply channel 54 is also provided, which is connected to a Lubricant supply of a motor vehicle engine interacts From the lubricant supply channel 54, a spur line 56 (not shown in FIG. 1) leads away with a throttle device 55 (FIG. 2) and opens into the inner cylinder surface of the cylinder space 16. At the appropriate point is in the outer lateral surface 56 of the tappet 12 a groove 58 (FIG. 3) extending in the stroke direction is provided. A lubricant supply opening 60 extends from this groove 58 into the tappet and opens out in the region of the hub 24, that is to say in the region of the bearing point of the bolt 26.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe vom Rollenstößeltyp zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei einem Common-Rail-Einspritzsystem, mit einer in einem Pumpengehäuse (2) gelagerten Antriebswelle (4), die in Umfangsrichtung mehrere nockenartige Erhebungen (8) aufweist, und mit wenigstens einem bezüglich der Antriebswelle (4) radial in einem Zylinderraum (16) angeordneten Stößel (12), der an seinem radial inneren Endbereich (18) eine umdrehbare Rolle (20) aufweist, welche gegen die Antriebswelle (4) im Bereich deren Erhebungen (8) in Umfangsrichtung abrollbar abgestützt ist. Um den Verschleiß im Bereich der Rollenlagerung zu reduzieren, wird die Pumpe so ausgebildet, dass eine vom Mantel des Stößels (12, 70, 90) ausgehende Schmiermittelzuführöffnung (60, 82, 100), welche in dem die Rolle (20, 72, 92) lagernden radial inneren Endbereich (18) des Stößels mündet und zumindest während eines Teils des Hubs mit einer in dem Zylinderraum (16) mündenden Schmiermittelzuführleitung (54, 56) des Gehäuses (2) kommuniziert.

Description

Titel: Kolbenpumpe zur KraftStoffhochdruckverεorgung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere eine Radialkolbenpumpe vom Rollenstößeltyp zur
Kraftstoffhochdruckversorgung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei einem Common-Rail- Einspritzsystem, mit einer Antriebswelle, die in Umfangsrichtung mehrere nockenartige Erhebungen aufweist, und mit wenigstens einem bezüglich der Antriebswelle radial angeordneten Stößel, der an seinem radial inneren Endbereich eine umdrehbare Rolle aufweist, welche abrollbar gegen die Antriebswelle im Bereich deren Erhebungen in Umfangsrichtung abrollbar abgestützt ist.
Es versteht sich, dass bei einer derartigen Kolbenpumpe vorzugsweise mehrere radial angeordnete Stößel vorgesehen sind, die auf ihrer antriebswellenabgewandten Seite entweder gegen eine Hochdruckseite begrenzende Kolben anliegen oder selbst die Hochdruckseite begrenzen und damit unmittelbar Verdränger- oder Verdichterfunktion ausüben.
Insbesondere bei den vorstehend erwähnten Common-Rail- Anwendungen, bei denen die Kolbenpumpe- nicht zur direkten Einspritzung in den Motorzylinder sondern zum Fördern in einen Hochdruckspeicher verwendet wird, besteht das Bestreben, aus Funktions- und Kostengründen die Anzahl der separaten Fördereinheiten im Vergleich zu konventionellen
Einspritzsystemen (z.B. Reihenpumpe, Steckpumpe) zu reduzieren, indem - wie eingangs bereits angedeutet - die Antriebswelle der Kolbenpumpe mehrere Erhebungen in Umfangsrichtung aufweist, die während einer Antriebswellenumdrehung nacheinander eine Hubbewegung bei einem Radialkolben bzw. -Stößel bewirken (Mehrfachnockensystem) .
Dies führt jedoch zu einer erhöhten Belastung der Antriebskomponenten, insbesondere des Stößels und der drehbar gelagerten Rolle. Im Vergleich zu Einfachnockensystemen werden die Förderzeiten des Radialkolbens bzw. -stößeis erhöht, während die Entlastungszeiten zwischen den Förderphasen verkürzt werden. Es steht infolgedessen weniger Zeit für einen Schmierfilmaufbau bzw. eine Regenerierung des Schmierfilms im Bereich der Lagerung der Rolle zur Verfügung. Dies führt bei Kolbenpumpen der genannten Art zu erhöhtem Verschleiß in Folge ungenügender Schmierung im Bereich der Lagerung der Rolle. Durch die langen Förderzeiten wird das Schmieröl aus dem Lagerspalt herausgedrückt und kann während der verhältnismäßig kurzen Entlastungszeiten nicht in hinreichendem Maße wieder in die Lagerstelle eindringen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Verschleiß bei gattungsgemäßen Kolbenpumpen zu reduzieren, ohne die Stößelbelastung (Kolbenkraft, Kolben- bzw. Stößelhub, Relativgeschwindigkeit der Rolle gegenüber ihrer Lagerung verringern zu müssen.
Diese Aufgabe wird durch eine Kolbenpumpe der genannten Art gelöst, die erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch eine vom Mantel des Stößels ausgehende Schmiermittelzuführöffnung, welche in dem die Rolle lagernden radial inneren Endbereich des Stößels mündet und zumindest während eines Teils des Hubs mit einer in dem Zylinderraum mündenden Schmiermittelzuführleitung des Gehäuses kommuniziert.
Es wird also erfindungsgemäß vorgeschlagen, durch die in dem Stößel ausgebildete Schmiermittelzuführöffnung eine Schmierung der Lagerstelle der Rolle zur Verfügung zu stellen. Die Schmiermittelzuführöffnung, die bevorzugtermaßen mit einem Schmierölkreislauf des Motors in Verbindung steht, mündet nach der Erfindung entweder direkt im Bereich der Gleitflächen oder aber im sogenannten Rollenraum, welcher von dem die Rolle aufnehmenden Endbereich des Stößels und der Rollenachse begrenzt wird.
Dadurch, dass über die Schmiermittelzuführöffnung Schmiermittel entweder direkt in die Nabe oder aber in den Rollenraum des Stößels eingeleitet wird, steht eine ausreichende Schmiermittelmenge zur Verfügung. Im ersten Fall wird das Schmiermittel direkt in den Bereich der gegeneinander gleitenden Flächen eingeleitet, und im zweiten Fall steht im Rollenraum stets soviel Schmiermittel zur Verfügung, dass es während der eingangs erwähnten verhältnismäßig kurzen Entlastungszeiten dennoch in ausreichendem Maße in die Lagerstelle eindringen kan .
Die Kolbenpumpe kann in herstellungstechnisch besonders einfacher Weise so ausgebildet sein, dass ein jeweiliger Stößel eine Rolle mit starr angefügten Lagerzapfen aufweist, mit denen die Rolle drehbar in dem Endbereich des Stößels gelagert ist.
Die Rolle kann aber auch gegenüber einem parallel zur Umdrehungsachse der Antriebswelle erstreckten Bolzen umdrehbar und über diesen Bolzen an dem Endbereich des Stößels gelagert sein.
Wie vorstehend bereits angedeutet erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn die Schmiermittelzuführöffnung in dem Endbereich des Stößels in wenigstens einer Nabe des Stößels zur Lagerung der Lagerzapfen bzw. des Lagerbolzens der Rolle mündet. Es wäre auch denkbar, dass die Lagerzapfen oder der Bolzen im Nabenbereich mit einer Ringnut ausgebildet sind, die sich mit der Schmiermittelzuführöffnung deckt.
Es hat sich desweiteren als vorteilhaft erwiesen, wenn der Bolzen bezüglich dem Stößel feststehend ist und eine mit der Schmiermittelzuführöffnung sich überdeckende bzw. kommunizierende Schmiermittelleiteinrichtung zu den gegeneinander gleitenden Flächen der Bolzen/Rolle-Paarung aufweist. Bei feststehendem Bolzen befinden sich diese Gleitflächen innen zwischen Rolle und Bolzen. Die Schmiermittelleiteinrichtung dient also dazu, das über die Schmiermittelzuführöffnung in die Naben oder in den Rollenraum geförderte Schmiermittel zu den gegeneinander gleitenden Flächen von Rolle und Bolzen zu transportieren. Wenn die Schmiermittelzuführöffnung im Nabenbereich mündet, so wird nach einer Variante der Erfindung vorgeschlagen, dass die Schmiermitteleinrichtung von einer Querbohrung im Bolzen und einer schräg zur Bolzenlängsrichtung erstreckten weiteren Bohrung im Bolzen, welchletztere im Bereich der Gleitflächen mündet, gebildet wird. Das Schmiermittel gelangt also über die Schmiermittelzuführöffnung in die im Wesentlichen in radialer Richtung verlaufende Querbohrung in das Innere des Bolzens und von dort über die schräg zur Bolzenlängsrichtung verlaufende weitere Bohrung in den Bereich der Gleitflächen.
Die Schmiermittelleiteinrichtung könnte aber auch in herstellungstechnisch einfacher und damit vorteilhafter Weise von einer in Bolzenlängsrichtung verlaufenden Oberflächennut gebildet sein, die sich bis in den Bereich der Gleitflächen erstreckt .
Die Oberflächennut kann im Querschnitt ansich beliebige Form aufweisen; es hat sich als günstig erwiesen wenn sie im Querschnittt in Bolzenlängsrichtung betrachtet konvex gerundet ausgebildet ist. Desweiteren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Oberflächennut in Bolzenlängsrichtung abgeschlossen ist, d.h. wenn sie nicht an den Stirnseiten des Bolzens mündet, um ein Austreten des Schmiermittels in dieser nicht erwünschten Richtung zu verhindern.
Die Schmiermittelleiteinrichtung könnte desweiteren von einer in Bolzenlängsrichtung verlaufenden Abflachung am Bolzenmantel gebildet sein, was herstellungstechnisch besonders einfach zu bewerkstelligen ist.
Es erweist sich auch als vorteilhaft, wenn in der Mantelfläche des Stößels und/oder in der Zylinderinnenfläche eine in Hubrichtung verlaufende Nut vorgesehen ist. Die Nut stellt beim Hin- und Hergehen des Stößels sicher, dass die
Schmiermittelzuführöffnung des Stößels in jeder Hubhöhe mit der Schmiermittelzuführleitung des Gehäuses, welche in der Zylinderinnenfläche mündet, kommuniziert.
Um den Schmiermitteldurchsatz im System steuern zu können, wird vorgeschlagen in der Schmiermittelzuführleitung des Gehäuses, also in Zuführrichtung vor dem Stößel, eine Drosseleinrichtung vorzusehen. Dies schafft Freiheit im Hinblick auf die Dimensionierung und den Wirkungsgrad der Schmiermittelversorgung. In weiterer Ausbildung der Erfindung besteht der Bolzen und/oder die Rolle aus keramischem Material und zeichnet sich daher im Hinblick auf die Temperaturbelastbarkeit und Verschleißbarkeit gegenüber metallischen Gleitpaarungen aus.
In ganz besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist der Bolzen eine strukturierte Mantelfläche auf, die vorzugsweise nutförmige Ausnehmungen aufweist, die sich in ansich beliebiger Form entlang des Bolzens erstrecken, oder es können Schmiertaschen vorgesehen werden. Durch diese Oberflächenstrukturierung wird einerseits durch die insbesondere kapillare Wirkung der Struktur ein Schmiermitteltransport in den Spalt zwischen Lagerzapfen und Nabe oder zwischen Rolle und insbesondere feststehendem Bolzen und andererseits eine Speicherung des Schmieröls in der belasteten Zone (Schmiertaschenwirkung) bewirkt. Bevorzugte Abmessungen der Oberflächenstrukturen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen .
Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn zwischen dem Bolzen und der Rolle eine Zwischenbuchse vorgesehen ist, da hierdurch die Relativgeschwindigkeit der Gleitpartner und somit der Energieumsatz bei der auftretenden Misch- bzw. Festkörperreibung reduziert wird.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen und aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung. In der Zeichnung zeigt :
Figur 1 eine teilweise Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Kolbenpumpe;
Figur 2 eine Schnittansicht mit Detaildarstellung entlang der Linie II-II in Figur 1 ;
Figur 3 zwei Schnittansichten eines Stößels nach Figur 1;
Figur 4 eine Schnittansicht und eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Stößels mit SchmiermittelZuführöffnung;
Figur 5 zwei weitere Schnittansichten einer weiteren
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stößels sowie Ansichten zweier Ausführungsformen eines Bolzens für die Stößelrolle;
Figur 6 eine Schnittansicht des Stößels nach Figur 4 mit einer Verdrehsicherung des Bolzens;
Figur 7 zwei Schnittansichten eines Stößels mit einer Schmierölzuführung direkt in den Rollenraum;
Figur 8 verschiedene Oberflächenstrukturen von Stößelbolzen und Figur 9 zwei Schnittansichten eines Stößels mit zusätzlicher Zwischenbuchse zwischen Bolzen und Rolle.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Kolbenpumpe mit einem Pumpengehäuse 2, in dem eine Antriebswelle 4 sowie mehrere Rollenstößel-Verdichtungseinheiten 6 in radialer Richtung oder sternförmig zueinander angeordnet sind. Die Antriebswelle 4 umfasst in Umfangsrichtung drei nockenartige Erhebungen 8, deren radial äußerste Punkte jeweils um 120° in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet ist und den Scheitel einer gleichmäßigen Verrundung bilden. Desweiteren ist in einer parallel zur Figurenebene verlaufenden Ebene eine entsprechende nockenartige Ausbildung 10 der Antriebswelle 4 vorgesehen, welche jedoch zu ersterer um 60° verdreht ist und mit einer weiteren Rollenstößelverdichtereinheit 6' (Figur 2) zusammenwirkt .
Die Rollenstößelverdichtereinheit 6 umfasst einen Stößel 12, der in radialer Richtung 14 hin- und herbewegbar in einem Zylinderraum 16 des Pumpengehäuses 2 vorgesehen ist. An seinem der Antriebswelle 4 zugewandten Endabschnitt 18 ist eine Rolle 20 umdrehbar gelagert. Hierfür bildet der Endabschnitt 18 einen Bolzenstuhl 22 (Figur 3), in dem Naben 24 vorgesehen sind, um einen Bolzen 26 zur umdrehbaren Lagerung der Rolle 20 aufzunehmen. Die Rolle 20 rollt gegen die nockenartigen Erhebungen 8 der Antriebswelle 4 in Umfangsrichtung ab und bewirkt dadurch ein Hin- und Hergehen des Stößels 12. Auf seiner von der Antriebswelle 4 abgewandten Seite ist der Stößel 12 durch eine Feder 28 in radialer Richtung 14 nach innen auf die Antriebswelle 4 hin vorgespannt. Die Feder 28 stützt sich stößelseitig gegen einen Federteller 30 ab, welches mit seinem Außenbereich 32 gegen den Stößel 12 gedrückt ist. Im Innenbereich 34 ist eine zentrale Öffnung 36 vorgesehen, durch welche ein Kolben 38 hindurchgeführt ist. Der Kolben 38 stützt sich stößelseitig gegen einen zentralen Ansatz 40 des Stößels 12 ab und ragt mit seinem gegenüberliegenden freien Ende 42 in einen hochdruckseitigen Zylinderraum 44 hinein, der von einem flanschförmigen Abschnitt 46 des Pumpengehäuses 2 gebildet ist. Bei Hin- und Hergehen des Stößels 12 wird der Kolben 38 in dem hochdruckseitigen Zylinderraum 44 in Verdichtungsrichtung bzw. Ansaugrichtung hin- und herbewegt .
Der hochdruckseitige Zylinderraum 44 ist in nicht dargestellter Weise mit einer Ansaugleitung sowie einer zu einem Common-Rail- Speicher führenden Hochdruckleitung verbunden. Der antriebsachsenseitige Endabschnitt 18 sowie der Bolzenstuhl 22 des Stößels 12 bilden oberhalb der Bolzenlängsachse 48 einen Rollenraum 50. Dieser Rollenraum 50 ist über eine Entlüftungsöffnung 52 mit der antriebswellenabgewandten Seite des Stößels 12, an der sich die Feder 28 abstützt verbunden, um das Hin- und Hergehen des Stößels 12 nicht durch Druck/Unterdruckbildung zu behindern.
In dem Pumpengehäuse 2 ist desweiteren ein Schmiermittelzuführkanal 54 vorgesehen, welcher mit einer Schmiermittelversorgung eines Kraftfahrzeugmotors zusammenwirkt Von dem Schmiermittelzuführkanal 54 führt eine in der Figur 1 nicht dargestellte Stichleitung 56 mit einer Drosseleinrichtung 55 (Figur 2) weg und mündet in der inneren Zylinderfläche des Zylinderraums 16. An der entsprechenden Stelle ist in der äußeren Mantelfläche 56 des Stößels 12 eine in Hubrichtung erstreckte Nut 58 (Figur 3) vorgesehen. Von dieser Nut 58 erstreckt sich eine Schmiermittelzuführöffnung 60 in den Stößel und mündet im Bereich der Nabe 24, also im Bereich der Lagerstelle des Bolzens 26.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Stößels 70 mit einer Rolle 72, die über einen Bolzen 74 in den Naben 76 des Bolzenstuhls 78 des Stößels 70 gelagert ist. Von der äußeren Mantelfläche 80 des Stößels 70 ausgehend ist wiederum eine Schmiermittelzuführöffnung 82 vorgesehen, welche in Form einer geraden Bohrung ausgeführt und im Scheitel der Nabe 76 mündet. Der Bolzen 74 ist als feststehender Bolzen ausgebildet und so in den Naben 76 orientiert, dass eine in radialer Richtung des Bolzens 74 vorgesehene Bohrung 84 mit der Mündung der Schmiermittelzuführδffnung 82 in der Nabe 76 kommuniziert. Die radiale Bohrung 84 im Bolzen 74 erstreckt sich etwa bis zur Bolzenmitte. Von dort aus erstreckt sich schräg zur Bolzenachse eine weitere Bohrung 86, die im Bereich der gegeneinander gleitenden Flächen von Bolzen 74 und Rolle 72 in der Bolzenmantelfläche 88 mündet. Auf diese Weise kann über die Schmiermittelzuführöffnung 82 im Stößel und die Querbohrung 84 sowie die daran anschließende weitere Bohrung 86 Schmiermittel in den Bereich der gegeneinander laufenden Flächen von Rolle 72 und Bolzen 74 gebracht werden. Die Bohrungen 84 und 86 bilden also eine Schmiermittelleiteinrichtung 89. Wie aus der rechten Darstellung der Figur 3 zu ersehen ist", ist im Unterschied zu den Figuren 1, 3 keine in Hubrichtung erstreckte Nut am Stößelmantel 80 vorgesehen. Eine derartige Nut könnte aber in der inneren Zylinderfläche vorgesehen sein, um in besonders vorteilhafter Weise über den gesamten Hub eine Anbindung an den Schmiermittelkreislauf zu gewährleisten.
Figur 5 zeigt einen Stößel 90 mit Rolle 92 und feststehendem Bolzen 94. Der Stößel 90 weist wiederum eine in Hubrichtung verlaufende Längsnut 96 an seiner äußeren Mantelfläche 98 auf, von der eine Schmiermittelzuführöffnung 100 wegführt und im Bereich der Nabe 102 mündet. Der Bolzen 94 weist eine Schmiermittelleiteinrichtung 104 in Form einer in Bolzenlängsrichtung verlaufenden Nut 106 an der Bolzenmantelfläche 108 auf. Über die Schmiermittelleiteinrichtung 104 wird das über die Schmiermittelzuführöffnung 100 in den Nabenbereich geförderte Schmiermittel in axialer Richtung (Pfeil 110) in den Bereich der gegeneinander gleitenden Flächen von Rolle 92 und Bolzen 94 gebracht. Die Längsnut 106 ist in axialer Richtung des Bolzens abgeschlossen und im Querschnitt (siehe Einzelheit X) konvex gerundet ausgebildet. In Figur 5 ist noch eine weitere alternative Ausgestaltung in Form eines Bolzens 94' dargestellt, der anstelle der Längsnut 106 eine Abflachung 108 aufweist, die auch in der Einzelheit Y dargestellt ist. Figur 6 zeigt einen wie Figur 5 entsprechenden Stößel 110, bei dem eine Verdrehsicherung 112 des Bolzens 114 gegenüber der Nabe 116 vorgesehen ist. Die Verdrehsicherung 112 ist von einem radial zur Bolzenlängsrichtung durch den Stößel 110 hindurch eingeführten Stift 118 gebildet.
Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungform, wonach ein Stößel 120 mit im Rollenraum 122 mündenden Schmiermittelzuführöffnungen 124 ausgebildet ist. Die Schmierung erfolgt hier also über den Rollenraum 122. Diese Ausführungsform erweist sich im Zusammenhang mit einem losen Bolzen als vorteilhaft. Hierdurch wird zumindest ein erhöhtes Schmierölangebot bei fertigungstechnisch verhältnismäßig geringem Bearbeitungs- und Montageaufwand erreicht.
In Figur 8 ist ein Bolzen 130 dargestellt mit wendeiförmig an seiner äußeren Mantelfläche 132 erstreckter nutförmiger Strukturierung 134. In Figur 8 sind weitere
Oberflächenstrukturen 136 (Waffelmuster) und 138 in Form von separaten Schmiertaschen dargestellt. Desweiteren ist ein Querschnitt eines V-förmigen Nutprofilε 140 gezeigt, das eine Tiefe von vorzugsweise 40 μm und eine Breite im Bereich der Mantelfläche von vorzugsweise 70 μm aufweist. Es wird darauf hingewiesen, dass auch bei einer Struktur wie 136 zusätzlich Schmiertaschen vorgesehen werden können, um eine kombinierte Wirkung zu erzielen.
Schließlich zeigt Figur 9 einen Stößel, bei dem zwischen der Rolle 154 und dem Bolzen 156 eine gegenüber dem Bolzen 156 und gegenüber der Rolle 154 laufende Zwischenbuchse 158 zur Reduzierung der Relativgeschwindigkeit der Reibpartner vorgesehen ist.

Claims

Patentansprüche
1. Kraftstoffhochdruckpumpe vom Rollenstößeltyp zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei
Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen, insbesondere bei einem Common-Rail-Einspritzsystem, mit einer in einem Pumpengehäuse (2) gelagerten Antriebswelle (4) , die in Umfangsrichtung mehrere nockenartige Erhebungen (8) aufweist, und mit wenigstens einem bezüglich der Antriebswelle (4) radial in einem Zylinderraum (16) angeordneten Stößel (12), der an seinem radial inneren Endbereich (18) eine umdrehbare Rolle (20) aufweist, welche gegen die Antriebswelle (4) im Bereich deren Erhebungen (8) in Umfangsrichtung abrollbar abgestützt ist, gekennzeichnet durch eine vom Mantel des Stößels (12, 70, 90) ausgehende Schmiermittelzuführöffnung (60, 82, 100), welche in dem die Rolle (20, 72, 92) lagernden radial inneren Endbereich (18) des Stößels mündet und zumindest während eines Teils des Hubs mit einer in dem Zylinderraum (16) mündenden Schmiermittelzuführleitung (54, 56) des Gehäuses (2) kommuniziert .
2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelzuführöffnung (60, 82, 100) mit einem Schmiermittelkreislauf des Motors in Verbindung steht.
3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Rolle mit starr angefügten Lagerzapfen, die in dem Stößel drehbar gelagert sind.
Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (20, 72, 92, 114) gegenüber einem parallel zur Umdrehungsachse der Antriebswelle (4) erstreckten Bolzen (26, 74, 94, 114) umdrehbar und über diesen Bolzen (26, 74, 94, 114) an dem radial inneren Endbereich (18) des Stößels (12, 70, 90, 110) gelagert ist.
Kolbenpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelzuführöffnung (60, 82, 100) in dem Endbereich des Stößels (12, 70, 90, 110) in wenigstens einer Nabe (76, 116) des Stößels mündet.
Kolbenpumpe nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (26, 74, 94, 114) bezüglich dem Stößel (12, 70, 90, 110) feststehend ist, und eine mit der Schmiermittelzuführöffnung (60, 82, 100) kommunizierende Schmiermittelleiteinrichtung (89, 104) zu den Gleitflächen der Bolzen/Rolle-Paarung aufweist.
Kolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelleiteinrichtung (89) von einer Querbohrung (84) und einer schräg zur Bolzenlängsrichtung erstreckten weiteren Bohrung (86) , welche im Bereich der Gleitflächen mündet, gebildet ist.
8. Kolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelleiteinrichtung (104) von einer in Bolzenlängsrichtung verlaufenden Oberflächennut (106) gebildet ist, die sich bis in den "Bereich der Gleitflächen erstreckt .
9. Kolbenpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächennut (106) im Querschnitt in
Bolzenlängsrichtung betrachtet konvex gerundet ausgebildet ist.
10. Kolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächennut (106) in Bolzenlängsrichtung abgeschlossen ist .
11. Kolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelleiteinrichtung (106') von einer in Bolzenlängsrichtung verlaufenden Abflachung (108) am Bolzenmantel gebildet ist.
12. Kolbenpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (114) mittels einer Verdrehsicherung (112) gegenüber dem Stößel (110) unverdrehbar gehalten ist .
13. Kolbenpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der Schmiermittelzuführöffnung (60, 82, 100) in der Mantelfläche des Stößels (12, 70, 90) ausgehend in der Mantelfläche und/oder in der Zylinderinnenfläche eine in Hubrichtung verlaufende Nut (58, 96) vorgesehen ist.
14. Kolbenpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schmiermittelzuführung (54, 56) vor dem Stößel (12) eine Drosseleinrichtung (55) vorgesehen ist .
15. Kolbenpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen und/oder die Rolle aus keramischem Material bestehen.
16. Kolbenpumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen und/oder die Rolle aus Silizium-Nitrid oder Zirkon-Oxid bestehen.
17. Kolbenpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (130) eine strukturierte Mantelfläche (132) aufweist.
18. Kolbenpumpe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Mantelfläche (132) nutförmige Ausnehmungen (134), vorzugsweise in Wendelform oder Kreuzwendelform aufweist.
19. Kolbenpumpe nach Anspruch 17, oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Mantelfläche Schmiertaschen (138) aufweist.
20. Kolbenpumpe nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Oberflächenstrukturen 0,005 - 0,2 mm, vorzugsweise 0,020 - 0,80 mm beträgt.
21. Kolbenpumpe nach Anspruch 17, 18, 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Oberflächenstrukturen 0,010 - 0,2 mm vorzugsweise 0,020 - 0,080 mm beträgt.
22. Kolbenpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Bolzen (156) und der Rolle (154) eine Zwischenbuchse (158) vorgesehen ist.
23. Kolbenpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine massive in den Rollenraum eingeklipste Rolle.
PCT/DE1998/001791 1997-07-11 1998-06-30 Kolbenpumpe zur kraftstoffhochdruckversorgung WO1999002852A1 (de)

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