WO2013010627A1

WO2013010627A1 - Rollenstösselpumpeinheit

Info

Publication number: WO2013010627A1
Application number: PCT/EP2012/002761
Authority: WO
Inventors: Wolfgang Strusch
Original assignee: Deutz Aktiengesellschaft
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2012-06-30
Publication date: 2013-01-24
Also published as: DE102011107291A1

Abstract

Rollenstößelpumpeinheit, umfassend wenigstens einen Stößelkörper (1), wenigstens einen Lagerbolzen (2), wenigstens eine Lagerbuchse (3) sowie wenigstens eine Rolle (4), wenigstens eine Hochdruckpumpe und wenigstens eine Feder ohne Federkraftkomponente in Umfangsrichtung (Torsion). Als Varianten der Druckfeder werden eine zweigeteilte Feder mit einem links- und einem rechts-steigendem Teil, sowie Tellerfedern oder Wellfedern.

Description

Rollenstößelpumpeinheit

B E S C H R E I B U N G

Die Erfindung betrifft einen Rollenstößel, insbesondere zum Einsatz in Brennkraftmaschinen.

Derartige Rollenstößel sind z. B. bekannt aus der DE 19719265 A1 . Dort in Fig. 1 ist die Kraftstoffförderpumpe für jeden Zylinder ein Einzelpumpenelement, das gehäuselos in eine entsprechende Pumpenöffnung des Kurbelgehäuses eingesetzt und über eine oder mehrere Dichtungen gegenüber diesem abgedichtet ist. Das Einzelpumpenelement weist eine Plungerbüch- se auf, die mittels eines angeformten oder aufgesetzten Befestigungsflan- sches und Schrauben mit dem Kurbelgehäuse verschraubt ist. In die Plun- gerbüchse ist eine durchgehende Plungerbüchsenbohrung eingearbeitet, in die ein Pumpenplunger eingesetzt ist. Der Pumpenplunger begrenzt in der Plungerbüchsenbohrung einen Druckraum, dem zu fördernder Kraftstoff über Leitungen zuführbar ist. Die Leitung mündet im Bereich des Befesti- gungsflansches und ist mit einer externen Kraftstoffversorgungsleitung, die entlang der Brennkraftmaschine verlegt ist, verbindbar. Der Pumpenplunger weist eine nicht erkennbare Schrägkantensteuerung auf, mit der je nach Drehstellung des Pumpenplungers die Verbindung zwischen der Leitung und dem Druckraum bezogen auf die Nockenstellung bei unterschied- liehen Drehstellungen verbindbar bzw. absperrbar ist. Sobald die Verbindung abgesperrt ist, fördert der Pumpenplunger bei weiterer Förder-Bewegung Kraftstoff von dem Druckraum über ein Anschlussstück in eine Einspritzleitung zu einem Einspritzventil, von dem der Kraftstoff in den Brennraum des zugehörigen Zylinders eingespritzt wird. In das Anschlussstück ist je nach Ausführungsform ein Druckventil eingesetzt. Dabei kann bei anderen Ausführungsformen aber ausdrücklich auf das Druckventil verzichtet werden und das Anschlussstück ohne eine entsprechende Aufnahmeöffnung ausgebildet sein. Diese Lösung bietet sich in erster Linie bei Einschaltung eines Magnetventils zur Steuerung des Förderbeginns und des Förderendes in den Hochdruckteil des Einspritzsystems an. Axial bewegt sich der Pumpenplunger über einen Rollenstößel, der mit einer Rolle auf dem Nocken abrollt. Der Rollenstößel ist in einer Führungsbuchse eingesetzt, die in einer Plungerbohrung des Kurbelgehäuses in Verlängerung der Kraftstoffförderpumpenbohrung angeordnet ist. Der Rollenstößel ist über einen Kanal mit einer Ölbohrung entlang der Brennkraftmaschine verbun- den. Der Rollenstößel ist aus Gewichtsgründen hohl ausgebildet und weist auf dem zu der Rolle gegenüberliegenden Ende eine Pfanne auf, in die ein Federteller ggf. unter Einfügung einer Ausgleichsscheibe eingesetzt ist. Der Federteller ist auf einen ringförmigen Absatz des Pumpenplungers aufschiebbar und spannt die Pumpenfeder zwischen einer Anlage und eben dem Federteller. Die Anlage wirkt mit der Plungerbüchse zusammen, so dass der Pumpenplunger bis zu einem Anschlag an der Verstellhülse verschoben werden kann. Hierzu weist der Pumpenplunger eine ringförmige Erweiterung auf, in die ein Stift eingesetzt ist, der mit einer Nut in der Verstellhülse zusammenwirkt. Wird eine Regelstange in Brennkraftmaschinen- längsrichtung bewegt, verdreht diese über einen mit einer Bohrung in der Regelstange zusammenwirkenden Verstellstift die Verstellhülse und diese ihrerseits über den Stift den Pumpenplunger und damit die Stellung der schrägen Steuerkante im Bezug zu der Leitung. Um den Rollenstößel auch bei Verzögerungen in Kontakt mit dem Nocken zu halten, wird er durch die spiralförmige Pumpenfeder beaufschlagt.

Die Rolle des Stößels ist mittig im Stößelkörper angeordnet und ist leicht ballig. Beim Drehen der Nockenwelle läuft die Rolle erst auf dem Grundkreis des Nockens, und durch die Balligkeit trägt sie nur in der Mitte. Kommt nun die Flanke des Nockens, so muss sich die Rolle für einen Geradeauslauf erst ausrichten. Diese Drehbewegung um die Achse des Stößels wird durch die spiralförmige Pumpenfeder während des Hubes durch ihre Kraftkomponente in Umfangsrichtung unterstützt. Dieses Ausrichten des Rollenlaufs geschieht bei jedem Anstieg auf den Nocken!

Der Geradeauslauf der Rolle findet praktisch nicht statt.

Diese Schlingerbewegung lässt sich bei jedem laufenden Nocken erkennen. Auch auf der Kuppe des Nockens lässt sich eine derartige Twistbewe- gung des Stößels erkennen. Durch diesen Nichtgeradeauslauf der Rolle kommt es zu einem Anstieg der Hertzschen Pressung zwischen Rolle und Nocken, was nachteilig ist, da es zu Beeinträchtigungen der Bauteillebensdauer beitragen kann. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obenstehenden Nachteile zu vermeiden und einen Rollenstößel vorzusehen, der die nachfolgenden Merkmale aufweist, wenigstens einen Stößelkörper, wenigstens einen Lagerbolzen, wenigstens eine Lagerbuchse sowie wenigstens eine Rolle, wenigstens einen Stößelkörper und wenigstens eine Hochdruckpumpe und wenigstens eine Feder ohne Federkraftkomponente in Umfangsrichtung. Durch die nicht entstehende Kraftkomponente wird der Geradeauslauf der Rolle gefördert, ob auf dem Grundkreis oder dem Nockenverlauf. Die Rolle ist nun nicht mehr darauf angewiesen, sich bei jedem Nockenanstieg neu auszurichten.

Weiter ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Feder zweigeteilt ist, was vorteilhafterweise zu einer Aufhebung von Kräften in Umfangsrichtung insbesondere beim Zusammendrücken der Feder führt. Eine erfindungsgemäße alternative Ausgestaltung sieht vor, dass die zweigeteilte Feder einen rechts- und einen linkssteigenden Teil aufweist. Hierbei entsteht bei entsprechender Auslegung keine Drehkomponente durch die Druckfeder. Weitere bevorzugte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher er- läutert.

Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Seitenansicht eines Rollenstößels zwischen Nockenwelle und

Hochdruckpumpe

Fig. 2 Vorderansicht des Rollenstößels aus Fig. 1

Fig. 3 Seitenansicht eines Rollenstößels zwischen Nockenwelle und

Hochdruckpumpe mit links- und rechtsdrehender Feder

Fig. 4 Seitenansicht eines Rollenstößels zwischen Nockenwelle und

Hochdruckpumpe mit einem Satz Tellerfedern

Fig. 5 Seitenansicht eines Rollenstößels zwischen Nockenwelle und

Hochdruckpumpe mit einem Block Wellfedern

Fig. 6 Schnitt durch Zylinderkurbelgehäuse Fig. 1 zeigt einen Rollenstößel in einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Stößelkörper 1 , der einen Lagerbolzen 2, eine diesen Lagerbolzen konzentrisch um den Lagerbolzenmittelpunkt umgebende Lagerbuchse 3 sowie eine Rolle 4 aufweist, in der Seitenansicht. Zwischen dem Stößelkörper 1 und der Hochdruckpumpe 7 ist in Stößelkörperlängsachse 8 eine Druckfeder 6 angeordnet. Auf der Oberfläche des Einspritznockens 10 der Nockenwelle 11 läuft die Rolle 4 des Stößelkörpers 1 ab. Auf dem Gaswechselnocken 12 läuft der Rollenstößel 20 zur Betätigung der Gaswechselventile 13, die mittels des Kipphebel 14 über die Stößelstange 15 angelenkt werden. Das Zylinderkurbelgehäuse 16 einer Verbrennungskraftma- schine wird in Fig. 1 ausschnittsweise offenbart. Die Einspritzleitungen 17 verbinden das Common-Rail 18 mit der Hochdruckpumpe 7 sowie das Common-Rail 18 mit dem Einspritzventil 19. In der Fig. 2 wird der Rollenstößel aus Fig. 1 in einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Stößelkörper 1 , der einen Lagerbolzen 2, eine diesen Lagerbolzen konzentrisch um den Lagerbolzenmittelpunkt umgebende Lagerbuchse 3 sowie eine Rolle 4 aufweist, in der Vorderansicht offenbart. Zwischen dem Stößelkörper 1 und der Hochdruckpumpe 7 ist in Stößelkör- perlängsachse 8 eine Druckfeder 6 angeordnet. Auf der Oberfläche des Einspritznocken 10 der Nockenwelle 1 1 läuft die Rolle 4 des Stößelkörpers 1 ab. Auf dem Gaswechselnocken 12 läuft der Rollenstößel 20 zur Betätigung der Gaswechselventile 13, die mittels des Kipphebels 14 über die Stößelstange 15 angelenkt werden. Das Zylinderkurbelgehäuse 16 einer Verbrennungskraftmaschine wird in Fig. 1 ausschnittsweise offenbart. Die Einspritzleitungen 17 verbinden das Common-Rail 18 mit der Hochdruckpumpe 7 sowie das Common-Rail 18 mit dem Einspritzventil 19.

In Fig. 6 wird dargestellt, wie der Stift 5 des Stößelkörpers 1 in einer Nut im Zylinderkurbelgehäuse 16 geführt wird, um ein Verdrehen des Stößelkörpers 1 zu verhindern.

In Fig. 3 wird ein Rollenstößel in einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Stößelkörper 1 , der einen Lagerbolzen 2, eine diesen Lagerbolzen konzentrisch um den Lagerbolzenmittelpunkt umgebende Lagerbuchse 3 sowie eine Rolle 4 aufweist, in der Seitenansicht dargestellt. Zwischen dem Stößelkörper 1 und der Hochdruckpumpe 7 ist in Stößelkörperlängsachse 8 eine zweigeteilte Druckfeder 6 angeordnet, die einen Federteller 9 aufweist. Der eine Teil der zweiteiligen Druckfeder 6 ist rechtssteigend und wird vom anderen Teil der zweiteiligen Druckfeder 6, die linkssteigend ist, durch einen Federteller 9 getrennt. Durch die Aufteilung der Feder in zwei entgegengesetzt drehende Federteile hebt sich die Kraft in Umfangsrich- tung auf. In einer alternativen Ausgestaltung kann auf die Anordnung eines Federtellers 9 verzichtet werden, wenn die Endausläufer der Federteile derart plan ausgeführt sind, dass man die Federn planparallel aufeinander anordnen kann. Auf der Oberfläche des Einspritznockens 10 der Nockenwelle 1 1 läuft die Rolle 4 des Stößelkörpers 1 ab. Auf dem Gaswechselnocken 12 läuft der Rollenstößel 20 zur Betätigung der Gaswechselventile 13, die mittels des Kipphebel 14 über die Stößelstange 15 angelenkt werden. Das Zylinderkurbelgehäuse 16 einer Verbrennungskraftmaschine wird in Fig. 3 ausschnittsweise offenbart. Die Einspritzleitungen 17 verbinden das Common-Rail 18 mit der Hochdruckpumpe 7 sowie das Common-Rail 18 mit dem Einspritzventil 19.

Fig. 4 zeigt einen Rollenstößel in einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Stößelkörper 1 , der einen Lagerbolzen 2, eine diesen Lagerbolzen konzentrisch um den Lagerbolzenmittelpunkt umgebende Lagerbuchse 3 sowie eine Rolle 4 aufweist, in der Seitenansicht. Zwischen dem Stößel- körper 1 und der Hochdruckpumpe 7 ist in Stößelkörperlängsachse 8 eine Druckfeder 6 angeordnet, die aus einem Satz Tellerfedern besteht, der ebenfalls keine Umfangskräfte entstehen lässt. Von Vorteil ist hierbei, dass die Tellerfedern an ihren Auflagen Reibkräfte gegen eine Verdrehung des Stößels aufbringen, welche der Stößel z. B. durch Toleranzen im Nocken- trieb erfährt. Auf der Oberfläche des Einspritznockens 10 der Nockenwelle

11 läuft die Rolle 4 des Stößelkörpers 1 ab. Auf dem Gaswechselnocken

12 läuft der Rollenstößel 20 zur Betätigung der Gaswechselventile 13, die mittels des Kipphebel 14 über die Stößelstange 15 angelenkt werden. Das Zylinderkurbelgehäuse 16 einer Verbrennungskraftmaschine wird in Fig. 1 ausschnittsweise offenbart. Die Einspritzleitungen 17 verbinden das Common-Rail 18 mit der Hochdruckpumpe 7 sowie das Common-Rail 18 mit dem Einspritzventil 19.

Fig. 5 zeigt einen Rollenstößel in einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Stößelkörper 1 , der einen Lagerbolzen 2, eine diesen Lagerbolzen konzentrisch um den Lagerbolzenmittelpunkt umgebende Lagerbuchse 3 sowie eine Rolle 4 aufweist, in der Seitenansicht. Zwischen dem Stößelkörper 1 und der Hochdruckpumpe 7 ist in Stößelkörperlängsachse 8 eine Druckfeder 6 angeordnet, die als Block von Wellfedern ausgestaltet ist. Diese Wellfederanordnung lässt keine Umfangsfederkräfte entstehen. Die Reibkräfte an den Federauflagen dämpfen das Twisten des Stößels. Auf der Oberfläche des Einspritznockens 10 der Nockenwelle 11 läuft die Rolle 4 des Stößelkörpers 1 ab. Auf dem Gaswechselnocken 12 läuft der Rollen- Stößel 20 zur Betätigung der Gaswechselventile 13, die mittels des Kipphebels 14 über die Stößelstange 15 angelenkt werden. Das Zylinderkurbelgehäuse 16 einer Verbrennungskraftmaschine wird in Fig. 1 ausschnittsweise offenbart. Die Einspritzleitungen 17 verbinden das Common-Rail 18 mit der Hochdruckpumpe 7 sowie das Common-Rail 18 mit dem Einspritzventil 19.

Bezugszeichen

1 Stößelkörper

2 Lagerbolzen

3 Lagerbuchse

4 Rolle

5 Stift

6 Druckfeder

7 Hochdruckpumpe

8 Stößelkörperlängsachse

9 Federteller

10 Einspritznocken

1 1 Nockenwelle

12 Gaswechselnocken

13 Gaswechselventil

14 Kipphebel

15 Stößelstange

16 Zylinderkurbelgehäuse einer Verbrennungskraftmaschine

17 Einspritzleitung

18 Common-Rail

19 Einspritzventil

20 Rollenstößel für Gaswechselventile

Claims

Rollenstößelpumpeinheit mit Varianten der Druckfeder A N S P R Ü C H E

1. Rollenstößelpumpeinheit, umfassend wenigstens einen Stößelkörper (1 ), wenigstens einen Lagerbolzen (2), wenigstens eine Lagerbuchse (3) sowie wenigstens eine Rolle (4), wenigstens einen Stößelkörper und wenigstens eine Hochdruckpumpe und wenigstens eine Feder (6) ohne Fe- derkraftkomponente in Umfangsrichtung.

2. Rollenstößel nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (6) wenigstens zweigeteilt ist.

3. Rollenstößel nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Teil der Feder (6) rechtssteigend, der andere Teil der Feder (6) linkssteigend ausgeführt ist.

4. Rollenstößel nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem linkssteigenden und dem rechtssteigenden Teil der Feder (6) wenigstens ein Federteller (9) angeordnet ist.

5. Rollenstößel nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (6) aus einem Satz Tellerfedern besteht.

6. Rollenstößel nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (6) aus einem Satz Wellfedern besteht.