WO2007107410A1 - ROLLENSTÖßEL FÜR EIN PUMPENELEMENT EINER KRAFTSTOFFHOCHDRUCKPUMPE - Google Patents

ROLLENSTÖßEL FÜR EIN PUMPENELEMENT EINER KRAFTSTOFFHOCHDRUCKPUMPE Download PDF

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WO2007107410A1
WO2007107410A1 PCT/EP2007/051267 EP2007051267W WO2007107410A1 WO 2007107410 A1 WO2007107410 A1 WO 2007107410A1 EP 2007051267 W EP2007051267 W EP 2007051267W WO 2007107410 A1 WO2007107410 A1 WO 2007107410A1
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WO
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roller
bearing
bearing shell
tappet
wrap angle
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/051267
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English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Guentert
Burkhard Boos
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • 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
    • 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
    • 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
    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • 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

  • Roller tappets which consist of a tappet body and a bearing roller rotatably mounted in the tappet body are known in different embodiments from the prior art.
  • roller tappets are used in the pump elements of high-pressure fuel pumps of fuel injection systems.
  • a sliding bearing is formed between a bearing shell of the plunger body and the cylindrical bearing roller.
  • This slide bearing is very heavily loaded, especially in the case of high-pressure fuel pumps of the latest generation, which are to provide injection pressures of up to 2,000 bar.
  • This hydrodynamic sliding bearing is usually lubricated by the fuel which is conveyed in the high-pressure fuel pump.
  • the invention has for its object to provide a roller tappet whose
  • This object is achieved with a roller tappet with a plunger body and a cylindrical bearing roller, with a formed in the plunger body bearing shell, wherein the bearing roller is positively received in the bearing shell, and wherein the bearing roller and the bearing shell form a sliding bearing, achieved in that Bearing shell encloses the bearing roller at the ends with a first wrap angle ⁇ i> 180 ° and that the bearing shell encloses the bearing roller in a central portion with a second wrap angle ⁇ 2 ⁇ 180 °.
  • roller tappet is still the form-fitting
  • Guaranteed connection between storage and ram body This is achieved in that at the ends of the bearing roller this is enclosed by the bearing shell with a wrap angle> 180 ° and thus held, so that the mountability is maintained.
  • Wrap angle between 190 ° and 210 °, preferably about equal to 200 °, is.
  • an angle range between 150 ° and 170 °, preferably about 160 °, have proved to be advantageous.
  • the load capacity of the sliding bearing in the roller tappet according to the invention can be further increased if a microstructuring is applied to the bearing shell and / or on the bearing roller. This microstructuring can promote the formation of lubrication pockets and thereby effectively prevent the direct contact of bearing shell and bearing roller.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the bearing shell is designed as a separate component and that this separate component is positively connected to the plunger body.
  • the actual plunger body of a material whose specific gravity is lower than that of the bearing shell, so that the roller plunger is lighter, although the load capacity of the roller plunger increases.
  • the plunger body and / or designed as a separate component bearing shell may be made of metal, plastic or a sintered material.
  • a longitudinal groove is laterally formed on the plunger body, which forms an anti-rotation device for the roller plunger with a pin inserted in the housing of the high-pressure fuel pump.
  • roller tappet according to the invention can be seen in a high-pressure fuel pump in a fuel injection system for an internal combustion engine.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a roller tappet according to the invention in a high-pressure fuel pump
  • FIGS. 2 to 5 a first embodiment of a roller tappet according to the invention in different views and
  • FIGS. 6 and 7 a second embodiment of a roller tappet according to the invention in different views.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of a high-pressure fuel pump for an internal combustion engine.
  • the high-pressure fuel pump may be formed as a single or multi-cylinder radial piston pump.
  • a housing of the high-pressure fuel pump is designated by the reference numeral 1.
  • a camshaft 2 is rotatably mounted in the housing 1.
  • the camshaft 2 is driven by the engine or otherwise, for example via an electric motor.
  • the camshaft 2 comprises on its outer peripheral surface three cams 4 spaced from each other at an angle of 120 °.
  • a guide bore 5 is also formed in the housing 1 of the high-pressure fuel pump.
  • the guide bore 5 serves to guide a roller tappet 6.
  • the roller tappet 6 comprises a tappet body 7 and a bearing roller 9 rotatably mounted in the tappet body 7 about a rotation axis 8.
  • the plunger body 7 has a circular cross-sectional area (see Figure 4).
  • the roller tappet 6 By the rotation of the camshaft 2, the roller tappet 6 is set in an oscillating motion, which is indicated by a double arrow 10.
  • the roller tappet 6 is held in contact with the camshaft 2 via a spring element 11.
  • a low moving mass of the roller tappet 6 is particularly important.
  • the piston 12 may, for example, be a pump piston of a high-pressure fuel pump of a fuel supply system of an internal combustion engine.
  • the anti-twist device comprises a pin 13 inserted into the housing 1 and a longitudinal groove 14 in which the plunger body 7 engages.
  • the longitudinal groove 14 extends substantially parallel to a longitudinal axis 15 of the roller tappet 6.
  • This wrap angle 01 2 is less than 180 °. It has proven to be advantageous if the second wrap angle 01 2 is in a range between 150 ° and 170 °. As a particularly preferred, a second wrap angle has 01 2 of 160 ° proved.
  • High-pressure fuel pump for example, when the bearing roller 9 falls into the housing 1 of the high-pressure fuel pump and jammed there.
  • a second wrap angle 01 2 of about 160 ° the supply of between bearing shell 17 and bearing roller 9 lubrication gap with fuel (not shown) is better than when the second wrap angle 01 2 greater than 180 ° is. Due to the better supply of the lubricating gap between the bearing shell 17 and bearing roller 9, the load capacity of the roller tappet 6 according to the invention is increased. This also applies to the life of the roller tappet 6 according to the invention. This finding is surprising insofar as it would have conventionally been expected that the service life of the sliding bearing formed from bearing shell 17 and bearing roller 9 increases with increasing wrap angle.
  • the bearing roller 9 is positively connected to the plunger body 7, at the ends of the bearing shell 17 is provided in each case a region within which a first wrap angle ⁇ i greater than 180 ° is.
  • the geometry of the roller tappet according to the invention will be explained in more detail with reference to FIGS 2-7.
  • FIG. 2 shows a side view of a first exemplary embodiment of a roller tappet 6 according to the invention. In this view, one end (without reference numeral) of the bearing roller 9 and one end of the bearing shell 17 are visible.
  • the bearing shell 17 encloses this with a first wrap angle ⁇ i, which is greater than 180. This results in a positive connection between the bearing shell 17 and the plunger body 7 and the bearing roller 9, so that the bearing roller 9 is secured against falling out.
  • FIG. 3 shows a section along the line ZZ through the roller tappet 6 shown in FIG. 2. It becomes clear that the bearing shell 17 is subdivided into three sections. At the ends 19, the bearing shell 17 surrounds the bearing roller 9 with a first wrap angle ⁇ i> 180 °, while the bearing shell 17 encloses the bearing roller 9 in a central region 21 only with the second wrap angle a ⁇ ⁇ 180 °. As can be seen in Figure 3, the ends 19 are compared to the central region 21 by the slightly larger first wrap angle ⁇ i Not significantly affected in the area of the ends 19.
  • FIG. 4 shows a view from below of the plunger body 7 shown in FIGS. 2 and 3.
  • the bearing roller 9 is not shown in FIG. 4, as well as in FIG. 5 for reasons of clarity.
  • FIG. 5 shows a longitudinal section through the tappet body 7. Since this longitudinal section corresponds to the sectional view according to FIG. 1. Since FIG. 5 shows only the plunger body 7 and not the other components as shown in FIG. 1, the geometry of the bearing shell 17 and the second wrap angle 01 2 in the central region 21 (FIG. see Figures 3 and 4). The recess 23 is also clearly visible in FIG.
  • FIG. 6 shows a second embodiment of an inventive roller tappet 6 is shown in longitudinal section.
  • the bearing shell 17 is designed as a separate component.
  • the recesses 23 are also present. Thereby, the erfmdungssiee positive connection between the ends 19 of the bearing roller 9 and the bearing shell 17 is produced, while in the central region, a second wrap angle 01 2 ⁇ 180 ° can be realized. Due to the two-part design of plunger body 7 and bearing shell 17, there is the possibility of optimally adapting the material selection in the plunger body 7 and the bearing shell 17 to the loads occurring.
  • the plunger body 7 could be made of a very light material, while the bearing shell 17, for example, made of an extremely wear-resistant material such hardened steel, ceramic, sintered metal or plastic is produced.
  • the bearing shell 17 and the plunger body 7 by a snap connection 25 positively and captively connected to each other.
  • the lubricity between the bearing roller 9 and the plunger body 7 can be significantly improved once again, if between a trained in the recess 18 of the plunger body 7 tread and / or on the peripheral surface of the bearing roller 9, a microstructuring is applied.
  • This can be applied in a simple and cost-effective manner, in particular in the case of a plastic embodiment of the tappet body 7, since the microstructure only has to be introduced into an injection mold once.
  • a microstructure can significantly improve lubrication, e.g. B. by training as lubrication pockets or additional lubrication.

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Abstract

Es wird ein Rollenstößel (6) vorgeschlagen, der einerseits gut montierbar ist und andererseits eine hohe Belastbarkeit aufweist. Dies wird durch eine geeignete Ausgestaltung der Lagerschale (17) erreicht.

Description

Rollenstößel für ein Pumpenelement einer Kraftstoffhochdruckpumpe
Beschreibung
Stand der Technik
Rollenstößel, die aus einem Stößelkörper und einer in dem Stößelkörper drehbar gelagerten Lagerrolle bestehen, sind in unterschiedlichen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise werden Rollenstößel in den Pumpenelementen von Kraftstoffhochdruckpumpen von Kraftstoffeinspritzanlagen eingesetzt. Dabei wird zwischen einer Lagerschale des Stößelkörpers und der zylindrischen Lagerrolle ein Gleitlager ausgebildet. Dieses Gleitlager ist vor allem bei Kraftstoffhochdruckpumpen der neuesten Generation, die Einspritzdrücke von bis zu 2.000 bar bereitstellen sollen, sehr hoch belastet. Geschmiert wird dieses hydrodynamische Gleitlager in der Regel durch den Kraftstoff, der in der Kraftstoffhochdruckpumpe gefördert wird.
Damit die Lagerrollen bei der Montage nicht in das Pumpengehäuse fallen können, sondern vielmehr in der gewünschten Position relativ zu dem Stößelkörper verbleiben, ist es bekannt, eine formschlüssige Verbindung zwischen Stößelkörper und Lagerrolle herzustellen. Dies geschieht üblicherweise dadurch, dass die Lagerschale die Lagerrolle mit einem Umschlingungswinkel von mehr als 180° umschließt. Dadurch ist gewährleistet, dass die Lagerrolle nicht nach unten aus dem Stößelkörper herausfallen kann. Dieser relativ große Umschlingungswinkel wirkt sich jedoch nachteilig auf die Ausbildung eines Schmierfilms zwischen Lagerschale und zylindrischer Lagerrolle aus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rollenstößel bereitzustellen, dessen
Belastbarkeit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Rollenstößeln erhöht ist. Gleichzeitig soll die gute und prozesssichere Montierbarkeit der aus dem Stand der Technik bekannten Rollenstößel erhalten bleiben.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Rollenstößel mit einem Stößelkörper und mit einer zylindrischen Lagerrolle, mit einer in dem Stößelkörper ausgebildeten Lagerschale, wobei die Lagerrolle formschlüssig in der Lagerschale aufgenommen ist, und wobei die Lagerrolle und die Lagerschale ein Gleitlager bilden, dadurch gelöst, dass die Lagerschale die Lagerrolle an deren Enden mit einem ersten Umschlingungswinkel αi > 180° umschließt und dass die Lagerschale die Lagerrolle in einem mittleren Abschnitt mit einem zweiten Umschlingungswinkel α2< 180° umschließt.
Vorteile der Erfindung
Bei dem erfindungsgemäß beanspruchten Rollenstößel ist nach wie vor die formschlüssige
Verbindung zwischen Lagerung und Stößelkörper gewährleistet. Dies wird dadurch erreicht, dass an den Enden der Lagerrolle diese von der Lagerschale mit einem Umschlingungswinkel > 180° umschlossen und somit gehalten wird, so dass die Montierbarkeit erhalten bleibt.
Gegenüber herkömmlichen Rollenstößeln wird eine erhöhte Belastbarkeit des Gleitlagers dadurch erreicht, dass in einem mittleren Abschnitt der Lagerrolle diese von der Lagerschale mit einem zweiten Umschlingungswinkel kleiner 180° umschlossen wird. Dadurch wird der Schmierspalt zwischen Lagerschale und Lagerrolle in dem mittleren Bereich verkürzt.
Es hat sich überraschenderweise bei Versuchen herausgestellt, dass durch die Verkürzung des
Schmierspalts die Belastbarkeit des Gleitlagers im mittleren Bereich der Lagerrolle, das heißt dort wo die Belastungen am höchsten sind, zunimmt. Dadurch wird die Belastbarkeit des erfindungsgemäßen Rollenstößels erhöht, ohne zusätzliche Bauteile zu benötigen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste
Umschlingungswinkel zwischen 190° und 210°, bevorzugt etwa gleich 200°, beträgt. Für den zweiten Umschlingungswinkel haben sich ein Winkelbereich zwischen 150° und 170°, bevorzugt etwa 160°, als vorteilhaft erwiesen.
Die Belastbarkeit des Gleitlagers in dem erfindungsgemäßen Rollenstößel kann weiter erhöht werden, wenn auf der Lagerschale und/oder auf der Lagerrolle eine Mikrostrukturierung aufgebracht ist. Diese Mikrostrukturierung kann die Ausbildung von Schmiertaschen fördern und dadurch den direkten Kontakt von Lagerschale und Lagerrolle wirksam unterbinden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Lagerschale als separates Bauteil ausgeführt ist und dass dieses separate Bauteil formschlüssig mit dem Stößelkörper verbunden ist. Dadurch ist es möglich, die Lagerschale aus einem Werkstoff herzustellen, der optimal mit der Lagerrolle, die üblicherweise aus gehärtetem Stahl hergestellt wird, zusammenwirkt. Des Weiteren ist es möglich, den eigentlichen Stößelkörper aus einem Werkstoff herzustellen, dessen spezifisches Gewicht geringer ist als das der Lagerschale, so dass der Rollenstößel leichter wird, obwohl die Belastbarkeit des Rollenstößels zunimmt.
Der Stößelkörper und/oder die als separates Bauteil ausgeführte Lagerschale kann aus Metall, Kunststoff oder einem Sinterwerkstoff bestehen.
Um zu gewährleisten, dass der Stößelkörper sich relativ zu dem Gehäuse der Pumpe verdreht, ist seitlich an dem Stößelkörper eine Längsnut ausgeformt, die mit einem im Gehäuse der Kraftstoffhochdruckpumpe eingesetzten Stift eine Verdrehsicherung für den Rollenstößel bildet.
Ein besonders bevorzugtes Einsatzgebiet des erfindungsgemäßen Rollenstößels ist in einer Kraftstoffhochdruckpumpe in einem Kraftstoff-Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine zu sehen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in den Zeichnungen, deren Beschreibung und in den Patentansprüchen beschriebenen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. Zeichnungen
Es zeigen:
Figur 1 eine Ausfuhrungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rollenstößel in einer Kraftstoffhochdruckpumpe;
Figuren 2 bis 5 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rollenstößels in verschiedenen Ansichten und
Figuren 6 und 7 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rollenstößels in verschiedenen Ansichten.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 ist eine Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Brennkraftmaschine im Längsschnitt dargestellt. Die Kraftstoffhochdruckpumpe kann als Ein- oder Mehrzylinder-Radialkolbenpumpe ausgebildet sein. Ein Gehäuse der Kraftstoffhochdruckpumpe ist mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. In dem Gehäuse 1 ist eine Nockenwelle 2 drehbar gelagert. Die Nockenwelle 2 wird durch die Brennkraftmaschine oder auf andere Weise, beispielsweise über einen Elektromotor, angetrieben. Die Nockenwelle 2 umfasst auf ihrer äußeren Umfangsfläche drei zueinander in einem Winkel von 120° beabstandete Nocken 4.
In dem Gehäuse 1 der Kraftstoffhochdruckpumpe ist außerdem eine Führungsbohrung 5 ausgebildet. Die Führungsbohrung 5 dient der Führung eines Rollenstößels 6. Der Rollenstößel 6 umfasst einen Stößelkörper 7 und eine in dem Stößelkörper 7 um eine Drehachse 8 drehbar gelagerte Lagerrolle 9 auf. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Stößelkörper 7 eine kreisförmige Querschnittsfläche (siehe Figur 4).
Durch die Drehung der Nockenwelle 2 wird der Rollenstößel 6 in eine oszillierende Bewegung versetzt, die durch einen Doppelpfeil 10 angedeutet ist. Der Rollenstößel 6 wird über ein Federelement 11 in Anlage an der Nockenwelle 2 gehalten. Um das Federelement 11 nicht unnötig hoch zu belasten und um Bauraum einzusparen, ist eine geringe bewegte Masse des Rollenstößels 6 besonders wichtig.
Die oszillierende Bewegung des Rollenstößels 6 wird bei dem in Figur 1 dargestellten
Ausfuhrungsbeispiel auf einen Kolben 12 übertragen. Der Kolben 12 kann beispielsweise ein Pumpenkolben einer Kraftstoffhochdruckpumpe eines Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine sein.
Damit sich der Rollenstößels 6 nicht verdrehen kann, ist eine zwischen dem Gehäuse 1 und dem Rollenstößel 6 wirkende Verdrehsicherung vorgesehen. In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Verdrehsicherung einen in das Gehäuse 1 eingesetzten Stift 13 und eine Längsnut 14 in dem Stößelkörper 7 eingreift. Die Längsnut 14 verläuft im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse 15 des Rollenstößels 6.
In Figur 1 sind sowohl die Lagerrolle 9 als auch der Stößelkörper 7 geschnitten dargestellt. In dieser Darstellung ist gut zu erkennen, dass in dem Stößelkörper 7 eine Lagerschale 17 ausgebildet ist. Diese Lagerschale 17 bildet zusammen mit der Lagerrolle 9 ein Gleitlager. Die Schnittebene der Figur 1 geht durch die Längsachse 15 des Rollenstößels. In dieser Schnittebene umschließt die Lagerschale 17 die Lagerrolle 9 mit einem zweiten Umschlingungswinkel 012.
Dieser Umschlingungswinkel 012 ist kleiner als 180°. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der zweite Umschlingungswinkel 012 in einem Bereich zwischen 150° und 170° liegt. Als besonders bevorzugt hat sich ein zweiter Umschlingungswinkel 012 von 160° erwiesen.
Weil der zweite Umschlingungswinkel α2 kleiner als 180° ist, besteht keine formschlüssige
Verbindung zwischen Lagerschale 17 und Lagerrolle 9 in dem oder den Bereichen in denen der zweite Umschlingungswinkel α2 kleiner als 180° ist. In Folge dessen würde die Lagerrolle 9 nicht in dem Stößelkörper 7 gehalten, wenn beispielsweise während der Montage die Lagerrolle 9 und der Stößelkörper in das Gehäuse 1 der Kraftstoffhochdruckpumpe eingeführt werden soll. Daraus resultieren mögliche Störungen bei der Montage der erfindungsgemäßen
Kraftstoffhochdruckpumpe, wenn beispielsweise die Lagerrolle 9 in das Gehäuse 1 der Kraftstoffhochdruckpumpe fällt und sich dort verklemmt. Es hat sich jedoch bei praktischen Versuchen erwiesen, dass bei einem zweiten Umschlingungswinkel 012 von etwa 160° die Versorgung des zwischen Lagerschale 17 und Lagerrolle 9 befindlichen Schmierspalts mit Kraftstoff (nicht dargestellt) besser ist, als wenn der zweite Umschlingungswinkel 012 größer als 180° ist. Durch die bessere Versorgung des Schmierspalts zwischen Lagerschale 17 und Lagerrolle 9 wird die Belastbarkeit des erfindungsgemäßen Rollenstößels 6 erhöht. Dies gilt auch für die Lebensdauer des erfindungsgemäßen Rollenstößels 6. Diese Erkenntnis ist insofern überraschend als man üblicherweise erwartet hätte, dass die Lebensdauer des aus Lagerschale 17 und Lagerrolle 9 gebildeten Gleitlagers mit zunehmendem Umschlingungswinkel zunimmt.
Um zu gewährleisten, dass die Lagerrolle 9 trotz eines zweiten Umschlingungswinkels 012 von weniger als 180° die Lagerrolle 9 formschlüssig mit dem Stößelkörper 7 verbunden ist, ist an den Enden der Lagerschale 17 jeweils ein Bereich vorgesehen, innerhalb dessen ein erster Umschlingungswinkel αi größer als 180° ist. Die Geometrie des erfindungsgemäßen Rollenstößels wird nachfolgend anhand der Figuren 2 - 7 näher erläutert.
Figur 2 zeigt eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rollenstößels 6. In dieser Ansicht ist ein Ende (ohne Bezugszeichen) der Lagerrolle 9 sowie ein Ende der Lagerschale 17 sichtbar.
An den Enden der Lagerrolle 9 umschließt die Lagerschale 17 diese mit einem ersten Umschlingungswinkel αi, der größer als 180 ist. Dadurch ergibt sich eine formschlüssige Verbindung zwischen der Lagerschale 17 beziehungsweise dem Stößelkörper 7 und der Lagerrolle 9, so dass die Lagerrolle 9 gegen Herausfallen gesichert ist.
Figur 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie Z-Z durch den in Figur 2 dargestellten Rollenstößel 6. Dabei wird deutlich, dass die Lagerschale 17 in drei Abschnitte unterteilt ist. An den Enden 19 umschließt die Lagerschale 17 die Lagerrolle 9 mit einem ersten Umschlingungswinkel αi > 180°, während die Lagerschale 17 in einem mittleren Bereich 21 die Lagerrolle 9 nur mit dem zweiten Umschlingungswinkel aι< 180° umschließt. Wie aus Figur 3 ersichtlich, sind die Enden 19 im Vergleich zu dem mittleren Bereich 21 durch die etwas größeren ersten Umschlingungswinkel αi im Bereich der Enden 19 nicht nennenswert beeinträchtigt. Andererseits ist durch den Formschluss zwischen Stößelkörper und Lagerrolle 9 im Bereich der Enden 19 gewährleistet, dass die Lagerrolle 9 bei der Montage nicht aus dem Stößelkörper heraus und in das Gehäuse 1 der Kraftstoffhochdruckpumpe fallen kann. Wie aus Figur 3 ersichtlich, ist die Lagerrolle 9 an ihren Enden ballig ausgeführt. Dadurch wird die Reibung zwischen den Stirnflächen (ohne
Bezugszeichen) der Lagerrolle 9 und dem Gehäuse 1 der Kraftstoffhochdruckpumpe minimiert.
Figur 4 zeigt eine Ansicht von unten auf den in den Figuren 2 und 3 dargestellten Stößelkörper 7. Die Lagerrolle 9 ist in Figur 4, ebenso wie in Figur 5 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
In dieser Ansicht von unten ist die Längsnut 14 im Stößelkörper 7 gut sichtbar. Es wird auch deutlich, dass die Verringerung des zweiten Umschlingungswinkels α2 relativ zu dem ersten Umschlingungswinkel 012 durch eine Ausnehmung 23, die beispielsweise mit einem Fingerfräser hergestellt werden kann, erreichbar ist.
In Figur 5 ist ein Längsschnitt durch den Stößelkörper 7 dargestellt. Dieser Längsschnitt entspricht der Schnittdarstellung gemäß Figur 1. Da in Figur 5 nur der Stößelkörper 7 dargestellt ist und nicht, wie in Figur 1 die weiteren Bauteile eingezeichnet sind, lässt sich die Geometrie der Lagerschale 17 und der zweite Umschlingungswinkel 012 im mittleren Bereich 21 (siehe Figuren 3 und 4) gut erkennen. Auch die Aussparung 23 ist in Figur 5 gut sichtbar.
In Figur 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfmdungsgemäßen Rollenstößels 6 im Längsschnitt dargestellt. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Lagerschale 17 als separates Bauteil ausgeführt. In der Lagerschale 17 sind die Aussparungen 23 ebenfalls vorhanden. Dadurch wird der erfmdungsgemäße Formschluss zwischen den Enden 19 der Lagerrolle 9 und der Lagerschale 17 hergestellt, während im mittleren Bereich ein zweiter Umschlingungswinkel 012 < 180° realisiert werden kann. Durch die zweiteilige Ausführung von Stößelkörper 7 und Lagerschale 17 ergibt sich die Möglichkeit, die Materialauswahl bei dem Stößelkörper 7 und der Lagerschale 17 optimal auf die auftretenden Belastungen anzupassen. Beispielsweise könnte der Stößelkörper 7 aus einem sehr leichten Werkstoff hergestellt werden, während die Lagerschale 17, beispielsweise aus einem extrem verschleißfesten Werkstoff wie gehärtetem Stahl, Keramik, Sintermetall oder Kunststoff hergestellt wird. Bei dem in Figur 6 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel sind die Lagerschale 17 und der Stößelkörper 7 durch eine Schnappverbindung 25 formschlüssig und unverlierbar miteinander verbunden.
Die Schmierverhältnisse zwischen der Lagerrolle 9 und dem Stößelkörper 7 können noch einmal deutlich verbessert werden, wenn zwischen einer in der Vertiefung 18 des Stößelkörpers 7 ausgebildeten Lauffläche und/oder auf der Umfangsfläche der Lagerrolle 9 eine Mikrostrukturierung aufgebracht ist. Dies kann insbesondere bei einer Kunststoffausführung des Stößelkörpers 7 einfach und kostengünstig aufgebracht werden, da die Mikrostruktur nur einmal in eine Spritzgussform eingebracht werden muss. Eine Mikrostruktur kann die Schmierung deutlich verbessern, z. B. durch Ausbildung als Schmiertaschen oder zusätzliche Schmiernuten.

Claims

Ansprüche
1. Rollenstößel mit einem Stößelkörper (7) und mit einer zylindrischen Lagerrolle (9), mit einer in dem Stößelkörper (7) ausgebildeten Lagerschale (17), wobei die Lagerrolle (9) formschlüssig in der Lagerschale (17) aufgenommen ist und wobei die Lagerrolle (9) und die Lagerschale (17) ein Gleitlager bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (17) die Lagerrolle (9) an deren Enden mit einem ersten Umschlingungswinkel (αi) größer 180° umschließt, und dass die Lagerschale (17) die Lagerrolle (9) in einem mittleren Abschnitt (21) mit einem zweiten Umschlingungswinkel (012) kleiner 180° umschließt.
2. Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Umschlingungswinkel (αi) zwischen 190° und 210°, bevorzugt etwa gleich 200°, beträgt.
3. Rollenstößel (6) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Umschlingungswinkel (012) zwischen 150° und 170°, bevorzugt etwa gleich 160°, beträgt.
4. Rollenstößel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Lagerschale (17) und/oder auf der Lagerrolle (9) eine Mikrostrukturierung aufgebracht ist.
5. Rollenstößel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale als separates Bauteil ausgeführt ist, und dass dieses separate Bauteil () formschlüssig mit dem Stößelkörper (7) verbunden ist. (Figuren 6 und 7)
6. Rollenstößel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößelkörper (7) und/oder die als separates Bauteil ausgeführte Lagerschale (17) aus Metall,
Kunststoff oder einem Sinterwerkstoff besteht.
7. Rollenstößel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass seitlich an dem Stößelkörper (7) eine Längsnut (14) ausgeformt ist, und dass die Längsnut (14) zusammen mit einem in einem Gehäuse (1) eingesetzten Stift (13) eine Verdrehsicherung für den Rollenstößel (6) bildet.
8. Rollenstößel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenstößel (6) für einen Einsatz in einer Kraftstoffhochdruckpumpe einer Brennkraftmaschine ausgelegt ist.
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