WO2016058878A1 - Hochdruckpumpe für ein kraftstoffeinspritzsystem einer brennkraftmaschine - Google Patents

Hochdruckpumpe für ein kraftstoffeinspritzsystem einer brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
WO2016058878A1
WO2016058878A1 PCT/EP2015/073114 EP2015073114W WO2016058878A1 WO 2016058878 A1 WO2016058878 A1 WO 2016058878A1 EP 2015073114 W EP2015073114 W EP 2015073114W WO 2016058878 A1 WO2016058878 A1 WO 2016058878A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tappet
roller
mass
peripheral wall
pressure pump
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/073114
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Schmidbauer
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Gmbh filed Critical Continental Automotive Gmbh
Priority to JP2016557651A priority Critical patent/JP6355751B2/ja
Priority to KR1020167025925A priority patent/KR101907766B1/ko
Priority to US15/119,165 priority patent/US10174731B2/en
Priority to CN201580017959.9A priority patent/CN106460756A/zh
Publication of WO2016058878A1 publication Critical patent/WO2016058878A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/16—Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections
    • 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
    • F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers
    • 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
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/90—Selection of particular materials

Definitions

  • the invention relates to a high pressure pump for a fuel injection ⁇ system of an internal combustion engine.
  • High-pressure pump in fuel injection systems are used, a fuel with a high pressure to beauf ⁇ beat, the pressure, for example, in gasoline internal combustion engines in the range of 250 - is 2500 bar - 400 bar and diesel internal combustion engines in the range of 2000 bar.
  • the high-pressure pump is typically designed as a piston pump, wherein the piston is driven by a roller tappet.
  • the roller tappet has a roller that comes into contact with a cam surface of a cam of a camshaft that is driven by the internal combustion engine.
  • a rotational movement of the camshaft is translated via the roller tappet in a translational movement and transmitted to a piston of the high-pressure pump.
  • the translation of the rotational movement of the camshaft in a translational movement not only axial forces but also lateral forces are transmitted to the Rol ⁇ lenst Jardinel by the cam surface.
  • the entry of lateral forces can lead in the worst case to a tilting of the roller tappet in a tappet guide in the high-pressure pump. So far, it has been attempted to better control this tilting by a corresponding ratio of a roller plunger length L has been maintained to a roller tappet outer diameter D in the range of L / D> 1.
  • roller tappet axis to the axis of the camshaft is displaced towards at ⁇ ordered so that a contact angle between the roller follower and cam surface can be reduced to reduce the resulting side forces.
  • the geometry and also the center of gravity of the roller tappet were carried out in such a way that as far as possible no offset to the roller tappet axis arises which is arranged offset to the axis of the camshaft.
  • the object of the invention is therefore to provide an alternative arrangement which allows control over the tilting of the roller tappet in its roller tappet guide.
  • roller tappet guide bore In order to lubricate the roller tappet advantageous, a game of about 0.06 mm to 0.1 mm is provided in the roller tappet guide bore.
  • a ratio of a roller tappet length L to a roller push-out diameter DL / D is> 1.
  • a roller tappet axis is still perpendicular to the axis of the camshaft.
  • an anti-rotation is provided, for example, formed by a projection which is arranged either on the tappet guide bore or on the outer region of the tappet shirt, and which is in engagement with a recess in the tappet shirt or tappet guide bore.
  • the tappet skirt can be preferably rotationally symmetrically ⁇ forms, ie it can advantageously be formed exclusively circular in cross section perpendicular to a longitudinal extension of the ram the shirt.
  • the plane of symmetry extends on a circle radius through a circle center of the circular shaped tappet shirt.
  • the plunger shirt it is also possible for the plunger shirt to be cuboidal or square in cross-section perpendicular to its longitudinal extent.
  • the plane of symmetry runs on a side bisector of the sides of the cuboid or of the square. In this case there are correspondingly two planes of symmetry through the plunger shirt.
  • the plunger shirt on a cross member for contacting the piston and a peripheral wall for receiving the role, wherein the total mass of the plunger shirt is arranged asymmetrically around the sym ⁇ metry plane on the cross member and / or the peripheral wall.
  • the total mass is thus advantageously formed by a combination of the mass of the traverse and the peripheral wall.
  • both the crosshead and the peripheral wall may be formed with an unbalanced mass distribution is advantageous.
  • several degrees of freedom are advantageously available in the production of the tappet shirt,
  • the uneven mass distribution of the tappet shirt made ⁇ union.
  • the total mass of the ram shirt is formed by the sum of a base mass of a symmetrically to the Symmet ⁇ rieebene formed plunger shirt and an unbalanced mass which is mounted asymmetrically to the plane of symmetry at a directed towards the roller inner region of the tappet shirt.
  • the tappet shirt can be produced particularly simply by arranging an additional mass in the form of the unbalanced mass on a tappet shirt which is generated as usual and symmetrical with respect to its geometry and its center of mass, and thus advantageously off-center, ie asymmetrically with respect to the plane of symmetry of the tappet shirt to achieve advantageous mass imbalance of the tappet shirt.
  • the imbalance mass is particularly advantageously arranged in a contact region of the crossbeam and the peripheral wall, since the largest space for attaching an imbalance mass is advantageously available due to the geometry of the tappet skirt.
  • the imbalance mass is arranged contact-free to the roller in the plunger shirt, so as to prevent advantageous that the imbalance mass obstructs the role in their mobility.
  • the peripheral wall of the tappet shirt has a length parallel to the tappet guide bore starting from a contact region with the cross member up to an open end opposite the contact region. It is particularly preferred if the imbalance mass extends from the contact region, preferably over half the length of the peripheral wall. It is even better if the imbalance mass extends over a third of the length or in particular over a quarter of the length. As a result, preferably a disturbing contact with the roller can be avoided.
  • significantly greater forces act on the tappet guide bore in the area of the open end of the tappet shirt than in a region of the roller tappet near the piston, ie in a contact region of the traverse and the peripheral wall. To counteract this, it is advantageous if the imbalance mass is arranged closer to the contact area than at the open end. As a result, a better distribution of forces is achieved, which advantageously counteracts the tilting of the roller tappet in the tappet guide bore.
  • the imbalance mass is triangular in longitudinal section parallel to the tappet guide bore.
  • a first triangular leg is formed by a partial region of the traverse and a second triangular limb is formed by a partial region of the circumferential wall.
  • a triangular design of the unbalanced mass, wherein the triangle divides advantageous side areas with existing elements of the tappet ⁇ hemdes as the Traverse or the peripheral wall, is particularly favorable to manufacture, since it can be easily produced.
  • the imbalance mass may be unfavorable because, for example, an excessively high torque M mass would be generated, it may be advantageous to have only one projection either on the traverse or on the peripheral wall or on the traverse and Peripheral wall is provided.
  • pins can be arranged on the traverse or on the peripheral wall.
  • the unbalanced mass is 10% to 100% of the Ba ⁇ sismasse preferably, in particular 20% to 50% of the base mass.
  • the base mass of the tappet shirt is about 100 g, it is particularly preferred if the imbalance mass has a mass of about 20 g to 50 g.
  • the imbalance mass can therefore have the same mass as the base mass of a symmetrical to the plane of symmetry formed Tappet shirt, and thereby advantageously greatly shift the balance of forces acting on the open end forces to acting on the contact area forces.
  • the imbalance mass is in a range of 20% to 50% of the base mass, since so the torque M Ma se se particularly advantageous counteracts the original torque of the roller tappet in the tappet guide bore.
  • the unbalanced mass is advantageously attached ⁇ belongs to the tappet skirt, that a center of gravity of the unbalanced mass is about 10 mm ⁇ be abstandet of the plane of symmetry of the plunger shirt.
  • the environmental peripheral wall can also have at least one asymmetrical to the Symmet ⁇ rieebene located recess. This is another way to arrange the total mass of the plunger shirt asymmetrically about the plane of symmetry, which can be made particularly simple.
  • the recess from the open end of the peripheral wall extends, starting about half the length of the order ⁇ peripheral wall, more preferably about one third of the length and in particular on a quarter of the length. This has the same advantageous effect as in the advantageous arrangement of the unbalanced mass in the opposite end of the open end contact area of Traverse and peripheral wall.
  • the peripheral wall may also be formed with a cavity, wherein the cavity is preferably arranged in a third of the peripheral wall adjacent to the open end.
  • roller tappet and the tappet skirt in particular from at least two different materials under ⁇ , which have a different density. These materials may then preferably distributed asymmetrically distributed on the cross member and / or the peripheral wall.
  • Figure 1 is a perspective view of a longitudinal section of a high-pressure pump with a roller tappet, wherein a roller of the roller tappet runs in a roller shoe.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a high-pressure pump with a roller tappet without roller shoe
  • FIG. 3 is a perspective view of a plunger shirt of the roller tappet of FIG. 1, which is circular in cross-section perpendicular to a longitudinal extent.
  • FIG. 4 is a perspective view of a plunger shirt formed in a cuboid in cross-section perpendicular to a longitudinal extent;
  • Fig. 5 is a schematic longitudinal sectional view of a
  • Fig. 6 is a schematic longitudinal sectional view of a
  • Fig. 7 is a schematic longitudinal sectional view of a
  • Fig. 8 is a schematic longitudinal sectional view of a
  • FIG. 11 is a schematic longitudinal sectional view of a
  • FIG. 1 and FIG. 2 each show a longitudinal sectional illustration of a high-pressure pump 10 in a fuel injection system of an internal combustion engine 14.
  • the high pressure pump 10 is designed as a piston pump 16 and has a guided in a piston guide 18 of a pump housing 20 piston 22 during operation, executes a translational movement and thereby a sawn-sensitive in a pressure chamber 24 fuel compacts 25 and thus be ⁇ alsschlagt with pressure
  • the pump housing 20 is constructed in the present embodiment of two sub-areas, namely a cylinder portion 20 a and a lower housing portion 20 b.
  • the piston guide 18 is preferably arranged in the cylinder region 20a.
  • a roller tappet 30 is provided, which has a surface 32 of the camshaft 26 contacting roller 34 and a standing in contact with the piston 22 plunger shirt 36.
  • roller 34 runs in an additional roller shoe 38 which is in the plunger shirt 36th is arranged, while in the high-pressure pump 10, which is shown in Fig. 2, no additional roller shoe 38 is provided.
  • the tappet shirt 36 has a cross member 40 which contacts the piston 22, and a peripheral wall 42 in which the roller 34 is received, and for guiding the entire roller tappet 30 in a tappet guide bore 44 of the pump housing 20 in the lower housing portion 20b, in Fig. 2 is not shown, is used.
  • the plunger shirt 36 is arranged on an outer region 46 symmetrically about a plane of symmetry 48.
  • FIG. 3 shows a plunger shirt 36, which is circular in cross-section perpendicular to its longitudinal extent 50.
  • the plane of symmetry 48 runs on a circle radius 52 through a circle center 54.
  • the plunger shirt 36 may be formed parallelepiped in cross-section perpendicular to its longitudinal extent 50, as shown in Fig. 4.
  • the tappet skirt 36 on two planes of symmetry 48, each extending on a Be ⁇ tenraumierenden 56th
  • Fig. 5 shows schematically an arrangement of cam 28, roller tappet 30 and piston 22, wherein the plunger shirt 36 is formed symmetrically in both geometry and in total mass about the plane of symmetry 48.
  • both forces in the axial direction F ax i a i and in the lateral direction F se i t ii Ch in the roller tappet by the surface 32 30 ⁇ passes, finally, via the piston 22 to transmit the force to the fuel 25 in the form of pressure.
  • the lateral forces F S eitiich be received by the lifter guide hole 44, and are shown in Fig. 5 with Fi and designated F2.
  • Fi denotes a lateral force which acts in the region of an open end 58 of the peripheral wall 42 of the tappet shirt 36.
  • F2 denotes a lateral force which acts in a contact region 60 of the traverse 40 with the peripheral wall 42.
  • a geometry of 62 and a total mass of the ram 64 shirt 36 is arranged symmetrically about the Sym ⁇ metrieebene 48th
  • a roller tappet axis 66 is arranged so that it extends perpendicularly through an axis 68 of the camshaft 26 so as to reduce the contact angle between the cam 28 and roller 34 and thus reduce Sei ⁇ ten book.
  • an unbalanced mass can for this purpose, as schematically Darge ⁇ represents in Fig. 6, may be provided 70, which asymmetrically to the plane of symmetry 48 in an inner region 72 of the STOE Blend shirt 36 is arranged and together with a base mass 74 with respect to the symmetry plane 48 symmetrically ge ⁇ formed plunger shirt 36, the total mass 64 of the plunger shirt 36 forms.
  • the unbalanced mass 70 brings an acceleration force F Ma sse with it that results in a torque M Ma sse, which opposes the by the uneven distribution of forces Fi and F2 resulting tilting moment of the roller tappet 30th
  • the tilting moment can be influenced and reduced, and edge loads on the roller tappet 30 due to unequal distribution Fi and F2 can be reduced.
  • the time of tilting, so the sudden and unilateral release of the roller tappet 30 of the tappet guide bore 44 can be changed so that the tilting does not adversely affect the kinematics.
  • FIG. 6 shows a first embodiment of a schematic longitudinal sectional illustration of the roller tappet 30, which shows how the total mass 64 can be distributed asymmetrically around the plane of symmetry 48, namely by providing an imbalance mass 70 in the contact region 60 of traverse 40 and
  • the unbalanced mass 70 on the plunger shirt 36 can be made very easily, it being only advantageous to ensure that the imbalance mass is arranged without contact to the roller 34 in the plunger shirt 36.
  • the unbalanced mass 70 can be triangular, for example in longitudinal section to the parallel to the tappet guide bore 44, as shown in Fig. 6. Particularly advantageous is a first triangular leg 76 through a portion 78 of the Traverse 40 formed, and a second triangle legs 80 through a portion 82 of the peripheral wall 42nd
  • the unbalanced mass 70 is located in an upper region of the tappet shirt 36, d. H. at a peripheral wall 42, which has a certain length 84 starting from the contact region 60 to the open end 58, starting from the contact region 60 over half of the length 84 and over one third of the length 84 and over a quarter of the length 84 extends.
  • the torque M Ma s se is influenced by F mass also from the actual mass of the unbalanced mass 70th It has proven to be advantageous that the unbalanced mass 70 makes up 10% to 100% of the base mass 74. It is particularly advantageous if the imbalance mass moves in a range of 20% to 50% of the base mass 74.
  • the triangular shape shown in FIG. 1 As an alternative to the triangular shape shown in FIG. 1
  • Imbalance mass 70 may also, as shown in the longitudinal sectional view in Fig. 7, projections 88 on the cross member 40 and / or the peripheral wall 42 may be provided, which also, as well as the triangular unbalanced mass 70, advantageously from the contact portion 60 over half the length 84 and a third of the length 84 and a quarter of the length 84 of the peripheral wall 42 extend.
  • Fig. 8 and Fig. 9 represent schematic longitudinal sectional views of alternative embodiments of the tappet shirt, in which not an additional imbalance mass 70 are provided in the inner region 72 of the peripheral wall 42, but in which an area of the Circumferential wall 42 has one or more recesses 90 and a cavity 92.
  • the mass of the peripheral wall 42 in the area having the recess 90 and the cavity 92 is less than in other areas of the peripheral wall 42 and there is a total of an asymmetrically distributed to the plane of symmetry 48 Ge ⁇ felmasse 64 of the plunger shirt 36th a further, in Fig. alternative shown in longitudinal section 10, the provision of different materials, a first material 94 having a first density and a second material 96 a second density which is un ⁇ differently to the first density.
  • the plunger shirt 36 is made from the two materials 94, 96, wherein the materials 94, 96 are arranged asymmetrically about the plane of symmetry 48, so that a total of asymmetrically distributed to the plane of symmetry 48 total mass 64 of the plunger shirt 36 results.
  • FIG. 11 shows, in a longitudinal section, by way of example for the triangular unbalanced mass 70 on the inner region 72 of the plunger 36, an anti-rotation device 98, which, however, can also be used in all other embodiments.
  • the anti-twist device may be formed as a pin 100 which is disposed either on the tappet guide bore 44 or the tappet shirt 36 and in a recess 100 on the adjacent element - tappet guide bore 44 or roller tappet 30 - engages, so as to prevent the Roller tappet 30 rotates about its roller ⁇ tsammlungelachse 66.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe (10) für ein Kraftstoffeinspritzsystem (12) einer Brennkraftmaschine (14), welche ein Pumpengehäuse (20) zum Aufnehmen von Elementen der Hochdruckpumpe (10), einen Kolben (22) zum Beaufschlagen eines Kraftstoffes (25) mit Druck, der in einer Kolbenführung (18) des Pumpengehäuses (20) geführt ist, und einen Rollenstößel (30) mit einem Stößelhemd (36) und einer Rolle (34) zum Übertragen einer translatorischen Bewegung von einer Nocke (28) einer Nockenwelle (26) auf den Kolben (22) aufweist, wobei der Rollenstößel (30) in einer Stößelführungsbohrung (44) in dem Pumpengehäuse (20) geführt ist. Das Stößelhemd (36) weist einen von der Rolle (34) weg gerichteten Außenbereich (46) auf, der symmetrisch um eine Symmetrieebene (48) ausgebildet ist, wobei das Stößelhemd (36) eine Gesamtmasse (64) aufweist, die um die Symmetrieebene (48) unsymmetrisch verteilt angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer
Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für ein Kraft¬ stoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine.
Hochdruckpumpen in Kraftstoffeinspritzsystemen werden dazu verwendet, einen Kraftstoff mit einem hohen Druck zu beauf¬ schlagen, wobei der Druck beispielsweise bei Benzin- Brennkraftmaschinen im Bereich von 250 - 400 bar und bei Diesel-Brennkraftmaschinen im Bereich von 2000 bar - 2500 bar liegt. Je höher der Druck, der in dem jeweiligen Kraftstoff erzeugt werden kann, desto geringer sind Emissionen, die während der Verbrennung des Kraftstoffes in einer Brennkammer entstehen, was insbesondere vor dem Hintergrund vorteilhaft ist, dass eine Verringerung von Emissionen immer stärker gewünscht wird. Um die hohen Drücke in dem jeweiligen Kraftstoff erzielen zu können, wird die Hochdruckpumpe typischerweise als Kolbenpumpe ausgeführt, wobei der Kolben von einem Rollenstößel angetrieben wird. Der Rollenstößel weist eine Rolle auf, die in Kontakt kommt mit einer Nockenoberfläche eines Nockens einer Nockenwelle, welche von der Brennkraftmaschine angetrieben ist. Dabei wird eine Rotationsbewegung der Nockenwelle über den Rollenstößel in eine translatorische Bewegung übersetzt und auf einen Kolben der Hochdruckpumpe übertragen. Bei der Übersetzung der Drehbewegung der Nockenwelle in eine translatorische Bewegung werden durch die Nockenoberfläche nicht nur axiale Kräfte sondern auch seitliche Kräfte auf den Rol¬ lenstößel übertragen. Der Eintrag von seitlichen Kräften kann im ungünstigen Fall zu einem Kippen des Rollenstößels in einer Stößelführung in der Hochdruckpumpe führen. Bislang wurde versucht, dieses Kippen besser zu beherrschen, indem ein entsprechendes Verhältnis von einer Rollenstößellänge L zu einem Rollenstößelaußendurchmesser D im Bereich von L/D>1 eingehalten worden ist. Weiter wurde darauf geachtet, dass eine Rollenstößelachse zur Achse der Nockenwelle hin versetzt an¬ geordnet ist, so dass ein Kontaktwinkel zwischen Rollenstößel und Nockenoberfläche verkleinert werden kann, um die resultierenden Seitenkräfte zu vermindern. Dabei wurden die Geometrie und auch der Massenschwerpunkt des Rollenstößels derart ausgeführt, dass möglichst kein Versatz zu der Rollenstößelachse entsteht, die zur Achse der Nockenwelle hin versetzt angeordnet ist.
Zusätzlich gibt es auch Anordnungen, die eine Verdrehsicherung zur Vermeidung von Verdrehungen des Rollenstößels in der Rollenstößelführung vorsehen.
Die genannten Maßnahmen sind einerseits entweder nicht aus¬ reichend, um dem unkontrollierten Kippen des Rollenstößels in seiner Rollenstößelführung entgegenzuwirken, oder andererseits aufwändig in der Herstellung wie beispielsweise das Vorsehen einer Verdrehsicherung.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine alternative Anordnung vorzusehen, die eine Kontrolle über das Kippen des Rollenstößels in seiner Rollenstößelführung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine weist ein Pumpengehäuse zum Aufnehmen von Elementen der Hochdruckpumpe auf. Das Pumpengehäuse ist dabei zusammengesetzt aus einem Zylinderbereich und einem unteren Gehäusebereich. Weiter weist die Hochdruckpumpe einen Kolben zum Beaufschlagen eines Kraftstoffes mit Druck, der in einer Kolbenführung des Pumpengehäuses, insbesondere in dem Zylin¬ derbereich, geführt ist, und einen Rollenstößel mit einem Stößelhemd und einer Rolle zum Übertragen einer translatorischen Bewegung von einem Nocken einer Nockenwelle auf den Kolben auf, wobei der Rollenstößel in einer Stößelführungsbohrung an dem Pumpengehäuse, insbesondere in dem unteren Gehäusebereich, geführt ist. Das Stößelhemd weist einen von der Rolle weg gerichteten Außenbereich auf, der sich symmetrisch um eine Symmetrieebene ausgebildet ist, wobei das Stößelhemd eine Gesamtmasse aufweist, die um die Symmetrieebene unsymmetrisch verteilt angeordnet ist.
Um den Rollenstößel vorteilhaft zu schmieren, ist in der Rollenstößelführungsbohrung ein Spiel von etwa 0,06 mm bis 0,1 mm vorgesehen.
Es wird im Gegensatz zu den bisherigen Anordnungen gerade nicht darauf geachtet, dass ein Massenschwerpunkt des Rollenstößels möglichst auf einer Symmetrieebene des Rollenstößels liegt, die senkrecht auf einer Nockenwellenachse steht, sondern es wird gezielt die Masse unsymmetrisch verteilt um die Symmetrieebene ausgestaltet. Dadurch kann ein Drehmoment MMas se verursacht werden, das dem Kippmoment entgegenwirkt. Durch gezieltes Vorsehen der Masse mit einer vorbestimmten Unsymmetrie kann daher das Kippen des Rollenstößels in seiner Stößelführungsbohrung im Bereich des Spiels gezielt beeinflusst werden. Einerseits kann das Kippmoment reduziert werden, somit können Seitenkräfte, die auf die Stößelführungsbohrung wirken, gleichmäßiger übertragen werden. Andererseits kann der Zeitpunkt des Kippens vorhersehbar beeinflusst werden.
Um das Verkippen des Rollenstößels in der Stößelführungsbohrung weiter gering zu halten, ist es zusätzlich vorteilhaft, wenn ein Verhältnis einer Rollenstößellänge L zu einem Rollenstöße- laußendurchmesser D L/D>1 ist. Weiter ist es auch vorteilhaft, wenn eine Rollenstößelachse weiterhin senkrecht auf der Achse der Nockenwelle steht. Prinzipiell kann auf eine Verdrehsicherung zwar verzichtet werden, jedoch kann es durch die Einwirkung von seitlichen Kräften neben dem Verkippen des Rollenstößels in der Stößelführungsbohrung auch zu einer Rotation kommen, insbesondere wenn der Rollenstößel rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Daher ist es vorteilhaft, wenn zusätzlich eine Verdrehsicherung vorgesehen ist, beispielsweise durch einen Vorsprung gebildet, der entweder an der Stößelführungsbohrung oder an dem Außenbereich des Stößelhemdes angeordnet ist, und der mit einer Aussparung an Stößelhemd bzw. Stößelführungsbohrung in Eingriff ist.
Das Stößelhemd kann vorzugsweise rotationssymmetrisch ausge¬ bildet sein, d. h. es kann vorteilhaft im Querschnitt senkrecht zu einer Längserstreckung des Stößelhemdes kreisförmig aus- gebildet sein. Dabei verläuft die Symmetrieebene auf einem Kreisradius durch einen Kreismittelpunkt des kreisförmig ausgebildeten Stößelhemdes.
Alternativ ist es auch möglich, dass das Stößelhemd im Quer- schnitt senkrecht zu seiner Längserstreckung quaderförmig oder quadratisch ausgebildet ist. In diesem Fall verläuft die Symmetrieebene auf einer Seitenhalbierenden der Seiten des Quaders bzw. des Quadrates. In diesem Fall gibt es entsprechend zwei Symmetrieebenen durch das Stößelhemd.
Vorzugsweise weist das Stößelhemd eine Traverse zum Kontaktieren des Kolbens und eine Umfangswand zur Aufnahme der Rolle auf, wobei die Gesamtmasse des Stößelhemdes unsymmetrisch um die Sym¬ metrieebene verteilt an der Traverse und/oder der Umfangswand angeordnet ist.
Die Gesamtmasse wird also vorteilhaft durch eine Kombination der Masse der Traverse und der Umfangswand gebildet. Bei der un¬ symmetrischen Verteilung der Gesamtmasse um die Symmetrieebene des Stößelhemdes kann vorteilhaft sowohl die Traverse als auch die Umfangswand mit einer unsymmetrischen Massenverteilung ausgebildet sein. Dadurch stehen bei der Herstellung des Stößelhemdes vorteilhaft mehrere Freiheitsgrade zur Verfügung, die eine ungleiche Massenverteilung des Stößelhemdes ermög¬ lichen .
Vorzugsweise ist die Gesamtmasse des Stößelhemdes gebildet durch die Summe einer Basismasse eines symmetrisch zu der Symmet¬ rieebene ausgebildeten Stößelhemdes und einer Unwuchtmasse, die unsymmetrisch zu der Symmetrieebene an einem zu der Rolle gerichteten Innenbereich des Stößelhemdes angebracht ist. Besonders einfach kann das Stößelhemd hergestellt werden, indem an einem wie üblich erzeugten, hinsichtlich seiner Geometrie und seines Massenschwerpunktes symmetrischen, Stößelhemd eine zusätzliche Masse in Form der Unwuchtmasse angeordnet wird, und zwar vorteilhaft außermittig, d. h. unsymmetrisch zu der Symmetrieebene des Stößelhemdes, um so ein vorteilhaftes Massenungleichgewicht des Stößelhemdes zu erreichen.
Besonders vorteilhaft wird dabei die Unwuchtmasse in einem Kontaktbereich von der Traverse und der Umfangswand angeordnet, da hier aufgrund der Geometrie des Stößelhemdes vorteilhaft der größte Platz zum Anbringen einer Unwuchtmasse zur Verfügung steht .
In besonders bevorzugter Ausgestaltung wird die Unwuchtmasse kontaktfrei zu der Rolle in dem Stößelhemd angeordnet, um so vorteilhaft zu verhindern, dass die Unwuchtmasse die Rolle in ihrer Beweglichkeit behindert.
Die Umfangswand des Stößelhemdes weist parallel zu der Stö- ßelführungsbohrung von einem Kontaktbereich mit der Traverse ausgehend bis zu einem dem Kontaktbereich gegenüberliegenden offenen Ende eine Länge auf. Es ist besonders bevorzugt, wenn sich die Unwuchtmasse von dem Kontaktbereich ausgehend vorzugsweise über die Hälfte der Länge der Umfangswand erstreckt. Noch besser ist es, wenn sich die Unwuchtmasse über ein Drittel der Länge oder insbesondere über ein Viertel der Länge erstreckt. Dadurch kann vorzugsweise ein störender Kontakt mit der Rolle vermieden werden . Bei einem Rollenstößel ohne unsymmetrisch verteilte Gesamtmasse wirken im Bereich des offenen Endes des Stößelhemdes deutlich größere Kräfte auf die Stößelführungsbohrung als in einem Bereich des Rollenstößels nahe dem Kolben, d. h. in einem Kontaktbereich der Traverse und der Umfangswand. Um dem entgegenzuwirken ist es vorteilhaft, wenn die Unwuchtmasse näher an dem Kontaktbereich angeordnet ist, als an dem offenen Ende. Dadurch wird eine bessere Kräfteverteilung erzielt, was vorteilhaft dem Kippen des Rollenstößels in der Stößelführungsbohrung entgegenwirkt.
Vorteilhaft ist die Unwuchtmasse im Längsschnitt parallel zu der Stößelführungsbohrung dreieckig ausgebildet. Dabei ist bevorzugt, wenn ein erster Dreiecksschenkel durch einen Teil- bereich der Traverse und ein zweiter Dreiecksschenkel durch einen Teilbereich der Umfangswand gebildet ist. Eine dreieckige Ausbildung der Unwuchtmasse, wobei sich das Dreieck vorteilhaft Seitenbereiche mit bereits vorhandenen Elementen des Stößel¬ hemdes wie der Traverse bzw. der Umfangswand teilt, ist besonders günstig in der Herstellung, da es leichter erzeugt werden kann.
In Fällen, in denen eine dreieckige Ausbildung der Unwuchtmasse jedoch ungünstig sein kann, weil dadurch beispielsweise ein zu starkes Drehmoment MMas se erzeugt würde, kann es vorteilhaft sein, wenn lediglich ein Vorsprung entweder an der Traverse oder an der Umfangswand oder an Traverse und Umfangswand vorgesehen ist. Beispielsweise können dazu Zapfen an der Traverse bzw. an der Umfangswand angeordnet werden. Vorzugsweise beträgt die Unwuchtmasse 10 % bis 100 % der Ba¬ sismasse, insbesondere 20 % bis 50 % der Basismasse.
Beträgt beispielsweise die Basismasse des Stößelhemdes etwa 100 g, ist es besonders bevorzugt, wenn die Unwuchtmasse eine Masse von etwa 20 g bis 50 g hat.
Die Unwuchtmasse kann daher die gleiche Masse aufweisen wie die Basismasse eines symmetrisch zu der Symmetrieebene ausgebildeten Stößelhemdes, und dabei vorteilhaft das Kräfteverhältnis von an dem offenen Ende wirkenden Kräften zu an dem Kontaktbereich wirkenden Kräften stark verschieben. Es hat sich jedoch als besonders günstig herausgestellt, wenn die Unwuchtmasse in einem Bereich von 20 % bis 50 % der Basismasse liegt, da so das Drehmoment MMas se besonders vorteilhaft dem ursprünglichen Drehmoment des Rollenstößels in der Stößelführungsbohrung entgegenwirkt . Vorteilhaft wird die Unwuchtmasse so in dem Stößelhemd ange¬ ordnet, dass ein Schwerpunkt der Unwuchtmasse etwa 10 mm be¬ abstandet ist von der Symmetrieebene des Stößelhemdes.
Zusätzlich oder alternativ zu der Unwuchtmasse kann die Um- fangswand auch wenigstens eine unsymmetrisch zu der Symmet¬ rieebene angeordnete Ausnehmung aufweisen. Dies ist eine weitere Möglichkeit, die Gesamtmasse des Stößelhemdes unsymmetrisch um die Symmetrieebene anzuordnen, die besonders einfach hergestellt werden kann.
Vorzugsweise erstreckt sich die Ausnehmung von dem offenen Ende der Umfangswand ausgehend über die Hälfte der Länge der Um¬ fangswand, mehr vorzugsweise über ein Drittel der Länge und insbesondere über ein Viertel der Länge. Dies hat die gleichen vorteilhaften Effekt wie bei der vorteilhaften Anordnung der Unwuchtmasse in dem dem offenen Ende gegenüberliegenden Kontaktbereich von Traverse und Umfangswand.
Alternativ oder zusätzlich zu der Unwuchtmasse bzw. der Aus- nehmung kann die Umfangswand auch mit einem Hohlraum ausgebildet sein, wobei der Hohlraum vorzugsweise in einem dem offenen Ende benachbarten Drittel der Umfangswand angeordnet ist.
Zusätzlich oder alternativ ist es auch möglich, den Rollenstößel und insbesondere das Stößelhemd aus wenigstens zwei unter¬ schiedlichen Materialien zu fertigen, die eine unterschiedliche Dichte aufweisen. Diese Materialien können dann vorzugsweise unsymmetrisch verteilt an der Traverse und/oder der Umfangswand angeordnet sein.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Längsschnitts einer Hochdruckpumpe mit einem Rollenstößel, wobei eine Rolle des Rollenstößels in einem Rollenschuh läuft;
Fig. 2 eine Längsschnittdarstellung einer Hochdruckpumpe mit einem Rollenstößel ohne Rollenschuh;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines im Querschnitt senkrecht zu einer Längserstreckung kreisförmig ausgebildeten Stößelhemdes des Rollenstößels aus Fig.
1 und Fig. 2;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines im Querschnitt senkrecht zu einer Längserstreckung quaderförmig ausgebildeten Stößelhemdes;
Fig. 5 eine schematische Längsschnittdarstellung eines
symmetrisch um eine Symmetrieebene ausgebildeten
Rollenstößels mit im Betrieb des Rollenstößels wirkenden Kräften;
Fig. 6 eine schematische Längsschnittdarstellung einer
ersten Ausführungsform eines unsymmetrisch um die
Symmetrieebene ausgebildeten Rollenstößels mit einer dreieckigen Unwuchtmasse;
Fig. 7 eine schematische Längsschnittdarstellung einer
zweiten Ausführungsform eines unsymmetrisch um die Symmetrieebene ausgebildeten Rollenstößels mit
Vorsprüngen;
Fig. 8 eine schematische Längsschnittdarstellung einer
dritten Ausführungsform eines unsymmetrisch um die Symmetrieebene ausgebildeten Rollenstößels mit einer Ausnehmung in einer Umfangswand des Stößelhemdes;
Fig. 9 eine schematische Längsschnittdarstellung einer
vierten Ausführungsform eines unsymmetrisch um die Symmetrieebene ausgebildeten Rollenstößels mit einem Hohlraum in der Umfangswand des Stößelhemdes;
Fig. 10 eine schematische Längsschnittdarstellung eines aus zwei unterschiedlichen Materialien gebildeten Rol- lenstößels, wobei die Materialien unterschiedliche
Dichten aufweisen und unsymmetrisch um die Symmetrieebene des Rollenstößels angeordnet sind; und
Fig. 11 eine schematische Längsschnittdarstellung eines
Rollenstößels gemäß Fig. 3 mit einer zusätzlichen Verdrehsicherung.
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen jeweils eine Längsschnittdarstellung einer Hochdruckpumpe 10 in einem Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine 14.
Die Hochdruckpumpe 10 ist als Kolbenpumpe 16 ausgebildet und weist einen in einer Kolbenführung 18 eines Pumpengehäuses 20 geführten Kolben 22 auf, der im Betrieb eine translatorische Bewegung ausführt und dabei einen in einem Druckraum 24 be- findlichen Kraftstoff 25 verdichtet und somit mit Druck be¬ aufschlagt. Das Pumpengehäuse 20 ist in der vorliegenden Ausführungsform aus zwei Teilbereichen, nämlich einem Zylinderbereich 20a und einem unteren Gehäusebereich 20b, aufgebaut. Die Kolbenführung 18 ist dabei bevorzugt in dem Zylinderbereich 20a angeordnet.
Angetrieben in seiner translatorischen Bewegung wird der Kolben 22 von einer Nockenwelle 26 mit zwei Nocken 28, die ihrerseits von der Brennkraftmaschine 14 angetrieben wird.
Um eine Rotationsbewegung der Nockenwelle 26 in die
translatorische Bewegung des Kolbens 22 übersetzen zu können, ist ein Rollenstößel 30 vorgesehen, der eine eine Oberfläche 32 der Nockenwelle 26 kontaktierende Rolle 34 und ein mit dem Kolben 22 in Kontakt stehendes Stößelhemd 36 aufweist.
In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform läuft die Rolle 34 in einem zusätzlichen Rollenschuh 38, der in dem Stößelhemd 36 angeordnet ist, während in der Hochdruckpumpe 10, die in Fig. 2 gezeigt ist, kein zusätzlicher Rollenschuh 38 vorgesehen ist.
Das Stößelhemd 36 weist eine Traverse 40 auf, die den Kolben 22 kontaktiert, sowie eine Umfangswand 42, in der die Rolle 34 aufgenommen ist, und die zur Führung des gesamten Rollenstößels 30 in einer Stößelführungsbohrung 44 des Pumpengehäuses 20 im unteren Gehäusebereich 20b, der in Fig. 2 nicht dargestellt ist, dient .
Das Stößelhemd 36 ist an einem Außenbereich 46 symmetrisch um eine Symmetrieebene 48 angeordnet.
Dies ist schematisch für zwei unterschiedliche Ausführungsformen des Stößelhemdes 36 in den Fig. 3 und Fig. 4 gezeigt.
Fig. 3 zeigt dabei ein Stößelhemd 36, das im Querschnitt senkrecht zu seiner Längserstreckung 50 kreisförmig ausgebildet ist. Die Symmetrieebene 48 verläuft dabei auf einem Kreisradius 52 durch einen Kreismittelpunkt 54.
Alternativ kann das Stößelhemd 36 auch im Querschnitt senkrecht zu seiner Längserstreckung 50 quaderförmig ausgebildet sein, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. In diesem Fall weist das Stößelhemd 36 zwei Symmetrieebenen 48 auf, die jeweils auf einer Sei¬ tenhalbierenden 56 verlaufen.
Fig. 5 zeigt schematisch eine Anordnung aus Nocken 28, Rollenstößel 30 und Kolben 22, wobei das Stößelhemd 36 symmetrisch sowohl in Geometrie als auch in Gesamtmasse um die Symmetrieebene 48 ausgebildet ist.
Bei einem Hub des Kolbens 22, d. h. beim Pumpen des Kraftstoffes 25 als auch beim Saugen des Kraftstoffes 25, werden durch die Oberfläche 32 sowohl Kräfte in axialer Richtung Faxiai als auch in seitlicher Richtung FseitiiCh in den Rollenstößel 30 einge¬ leitet, um schließlich über den Kolben 22 die Kraft auf den Kraftstoff 25 in Form von Druck zu übertragen. Die Seitenkräfte FSeitiich werden durch die Stößelführungsbohrung 44 aufgenommen und sind in Fig. 5 mit Fi und F2 bezeichnet. Fi bezeichnet dabei eine seitliche Kraft, die im Bereich eines offenen Endes 58 der Umfangswand 42 des Stößelhemdes 36 wirkt. F2 bezeichnet dabei eine seitliche Kraft, die in einem Kontaktbereich 60 der Traverse 40 mit der Umfangswand 42 wirkt. Wie in Fig. 5 zu sehen ist, sind die Kräfte Fi und F2 ungleichmäßig verteilt, so dass der Rol¬ lenstößel 30 innerhalb der Stößelführungsbohrung 44 kippen kann. Wie weiter aus Fig. 5 hervorgeht, ist eine Geometrie 62 und eine Gesamtmasse 64 des Stößelhemdes 36 symmetrisch um die Sym¬ metrieebene 48 angeordnet. Zusätzlich ist eine Rollenstößelachse 66 so angeordnet, dass sie senkrecht durch eine Achse 68 der Nockenwelle 26 verläuft, um so den Kontaktwinkel zwischen Nocken 28 und Rolle 34 zu verkleinern und damit resultierende Sei¬ tenkräfte zu vermindern.
Trotz Verminderung der Seitenkräfte FseitiiCh kann jedoch ein Kippen des Rollenstößels 30 in der Stößelführungsbohrung 44 nicht verhindert werden.
Daher wird nun vorgeschlagen, außermittig, d. h. unsymmetrisch um die Symmetrieebene 48 verteilt, die Gesamtmasse 64 des Stößelhemdes 36 auszubilden.
Durch unsymmetrische Verteilung der Gesamtmasse 64 um die Symmetrieebene 48 wird der Kontaktwinkel zwischen Nocken 28 und Rolle 34 nicht verändert, es wird jedoch ohne Veränderung eines Hubprofils oder einer Nockenkontur eine Möglichkeit eröffnet, die seitlichen Kräfte FseitiiCh an dem Rollenstößel 30 zu be¬ einflussen. Denn durch unsymmetrische Anordnung der Gesamtmasse 64 können die seitlichen Kräfte Fi und F2 homogener verteilt werden und werden somit gleichmäßiger an die Stößelführungsbohrung 44 übertragen.
Beispielsweise kann hierzu, wie in Fig. 6 schematisch darge¬ stellt, eine Unwuchtmasse 70 vorgesehen sein, die unsymmetrisch zu der Symmetrieebene 48 in einem Innenbereich 72 des Stö- ßelhemdes 36 angeordnet ist und gemeinsam mit einer Basismasse 74 eines bezüglich zu der Symmetrieebene 48 symmetrisch ge¬ bildeten Stößelhemdes 36 die Gesamtmasse 64 des Stößelhemdes 36 bildet .
Die Unwuchtmasse 70 bringt eine Beschleunigungskraft FMasse mit sich, die in einem Drehmoment MMasse resultiert, welches dem durch die ungleichmäßige Verteilung der Kräfte Fi und F2 resultierenden Kippmoment des Rollenstößels 30 entgegenwirkt.
Dadurch kann das Kippmoment beeinflusst und reduziert werden, und Kantenlasten auf dem Rollenstößel 30 durch Ungleichverteilung Fi und F2 können verringert werden. Zusätzlich kann der Zeitpunkt des Kippens, also das plötzliche und einseitige Loslösen des Rollenstößels 30 von der Stößelführungsbohrung 44, derart verändert werden, dass das Kippen keinen negativen Einfluss auf die Kinematik nimmt.
Beispielsweise könnte eine zu große Beschleunigung an der Rolle 34 zu einem Schlupf zwischen Oberfläche 32 der Nockenwelle 26 und der Rolle 34 führen, wobei das Kippen des Rollenstößels 30 diesen Beschleunigungsverlauf verändern kann. Damit kann mit dem Verändern des Kippverhaltens des Rollenstößels 30 auch der Schlupf verbessert werden.
Fig. 6 zeigt eine erste Ausführungsform einer schematischen Längsschnittdarstellung des Rollenstößels 30, die zeigt, wie die Gesamtmasse 64 unsymmetrisch um die Symmetrieebene 48 verteilt angeordnet werden kann, nämlich durch Vorsehen einer Un- wuchtmasse 70 in dem Kontaktbereich 60 von Traverse 40 und
Umfangswand 42. Eine solche Unwuchtmasse 70 an dem Stößelhemd 36 kann sehr einfach hergestellt werden, wobei lediglich vorteilhaft darauf zu achten ist, dass die Unwuchtmasse kontaktfrei zu der Rolle 34 in dem Stößelhemd 36 angeordnet ist. Dadurch kann die Unwuchtmasse 70 beispielsweise im Längsschnitt zu der parallel zu der Stößelführungsbohrung 44 dreieckig ausgebildet sein, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Besonders vorteilhaft ist ein erster Dreiecksschenkel 76 durch einen Teilbereich 78 der Traverse 40 gebildet, und ein zweiter Dreiecksschenkel 80 durch einen Teilbereich 82 der Umfangswand 42.
Vorteilhaft ist es, wenn sich die Unwuchtmasse 70 in einem oberen Bereich des Stößelhemdes 36 befindet, d. h. bei einer Umfangswand 42, die ausgehend von dem Kontaktbereich 60 zu dem offenen Ende 58 hin eine bestimmte Länge 84 hat, von dem Kontaktbereich 60 ausgehend sich über die Hälfte der Länge 84 bzw. über ein Drittel der Länge 84 bzw. über ein Viertel der Länge 84 erstreckt.
Dadurch wird ein Schwerpunkt 86 der Unwuchtmasse 70 beeinflusst, der über die Gleichung MMas se = D (Schwerpunkt 86 zu Rollens¬ tößelachse 66) x FMasse seinerseits das Drehmoment MMasse be¬ einflusst, welches dem Kippmoment des Rollenstößels 30 in der Stößelführungsbohrung 44 entgegenwirkt.
Das Drehmoment MMas se wird über FMasse auch von der eigentlichen Masse der Unwuchtmasse 70 beeinflusst. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die Unwuchtmasse 70 10 % bis 100 % der Basismasse 74 ausmacht. Besonders vor¬ teilhaft ist es, wenn sich die Unwuchtmasse in einem Bereich von 20 % bis 50 % der Basismasse 74 bewegt. Alternativ zu der in Fig. 6 dargestellten Dreiecksform der
Unwuchtmasse 70 können auch, wie in der Längsschnittdarstellung in Fig. 7 gezeigt, Vorsprünge 88 an der Traverse 40 und/oder der Umfangswand 42 vorgesehen sein, die sich ebenfalls, wie auch die dreiecksförmige Unwuchtmasse 70, vorteilhaft ausgehend von dem Kontaktbereich 60 über die Hälfte der Länge 84 bzw. ein Drittel der Länge 84 bzw. ein Viertel der Länge 84 der Umfangswand 42 erstrecken .
Fig. 8 und Fig. 9 stellen schematische Längsschnittdarstellungen alternativer Ausführungsformen des Stößelhemdes dar, bei denen nicht eine zusätzliche Unwuchtmasse 70 im Innenbereich 72 der Umfangswand 42 vorgesehen sind, sondern bei denen ein Bereich der Umfangswand 42 eine oder mehrere Ausnehmungen 90 bzw. einen Hohlraum 92 aufweist.
Dadurch wird die Masse der Umfangswand 42 in dem Bereich, der die Ausnehmung 90 bzw. den Hohlraum 92 aufweist, geringer als in anderen Bereichen der Umfangswand 42 und es ergibt sich insgesamt eine unsymmetrisch zu der Symmetrieebene 48 verteilte Ge¬ samtmasse 64 des Stößelhemdes 36. Eine weitere, in Fig. 10 im Längsschnitt dargestellte Alternative ist die Bereitstellung unterschiedlicher Materialien, wobei ein erstes Material 94 eine erste Dichte aufweist und ein zweites Material 96 eine zweite Dichte, die zu der ersten Dichte un¬ terschiedlich ist. Das Stößelhemd 36 wird aus den beiden Ma- terialien 94, 96 gefertigt, wobei die Materialien 94, 96 unsymmetrisch um die Symmetrieebene 48 herum angeordnet werden, so dass sich insgesamt eine unsymmetrisch zu der Symmetrieebene 48 verteilte Gesamtmasse 64 des Stößelhemdes 36 ergibt. Fig. 11 zeigt im Längsschnitt beispielhaft für die dreiecks- förmige Unwuchtmasse 70 an dem Innenbereich 72 des Stößels 36 eine Verdrehsicherung 98, die jedoch auch in allen anderen Ausführungsformen verwendet werden kann. Die Verdrehsicherung kann als Zapfen 100 ausgebildet sein, der entweder an der Stößel- führungsbohrung 44 oder an dem Stößelhemd 36 angeordnet ist und in einen Rücksprung 100 an dem benachbarten Element - Stößelführungsbohrung 44 oder Rollenstößel 30 - eingreift, um so zu verhindern, dass sich der Rollenstößel 30 um seine Rollens¬ tößelachse 66 dreht.
Insgesamt wird daher vorgeschlagen, die bislang weitgehend symmetrisch ausgeführte Stößelgeometrie derart unsymmetrisch auszuführen, dass der versetzte Massenschwerpunkt 86 ein Moment zur positiven Beeinflussung der Stößelkinematik generiert. Darüber hinaus kann dieser zusätzliche Freiheitsgrad in der geometrischen Gestaltung des Rollenstößels 30 weitere Mög¬ lichkeiten eröffnen. Neben der Änderung der Kräfte selbst, kann auch der Zeitpunkt des Kippens bzw. des Abhebens am unteren bzw. oberen Ende der Stößelführungsbohrung 44 optimiert werden, um beispielsweise negative Einflüsse am Beschleunigungsverlauf der Rollengeschwindigkeit in einen unkritischen Verlauf zu ver¬ lagern. Somit kann ein plötzlicher Schlupf zwischen einer Oberfläche 32 der Nockenwelle 26 und der Rolle 34, verursacht durch Kippen des Rollenstößels 30, vor- oder zurückgestellt werden, um den Winkel möglichst in einen unkritischen Bereich des Hubprofiles zu bringen.
Bezugs zeichenliste
10 Hochdruckpumpe
12 Kraftstoffeinspritzsystem
14 Brennkraftmaschine
16 Kolbenpumpe
18 Kolbenführung
20 Pumpengehäuse
20a Zylinderbereich
20b unterer Gehäusebereich
22 Kolben
24 Druckraum
25 Kraftstoff
26 Nockenwelle
28 Nocken
30 Rollenstößel
32 Oberfläche
34 Rolle
36 Stößelhemd
38 Rollenschuh
40 Traverse
42 Umfangswand
44 Stößelführungsbohrung
46 Außenbereich
48 Symmetrieebene
50 Längserstreckung
52 Kreisradius
54 Kreismittelpunkt
56 Seitenhalbierende
58 offenes Ende
60 Kontaktbereich
62 Geometrie
64 Gesamtmasse
66 Rollenstößelachse
68 Achse
70 Unwuchtmasse
72 Innenbereich
74 Basismasse 76 erster Dreiecksschenkel
78 Teilbereich Traverse
80 zweiter Dreiecksschenkel
82 Teilbereich Umfangswand
84 Länge
86 Schwerpunkt
88 Vorsprung
90 Ausnehmung
92 Hohlraum
94 erstes Material
96 zweites Material
98 Verdrehsicherung
100 Zapfen
102 Rücksprung
Faxiai Kraft in axialer Richtung
FSeitiich Kraft in seitlicher Richtung
Fi seitliche Kraft am offenen Ende des Umfangsrandes
F2 seitliche Kraft im Kontaktbereich Traverse zu Um¬ fangswand
FMasse Beschleunigungskraft der Unwuchtmasse
MMasse Drehmoment der Unwuchtmasse

Claims

Patentansprüche
1. Hochdruckpumpe (10) für ein Kraftstoffeinspritzsystem (12) einer Brennkraftmaschine (14), aufweisend
ein Pumpengehäuse (20) zum Aufnehmen von Elementen der Hochdruckpumpe (10),
einen Kolben (22) zum Beaufschlagen eines Kraftstoffes (25) mit Druck, wobei der Kolben (22) in einer Kolbenführung (18) des Pumpengehäuses (20) geführt ist,
einen Rollenstößel (30) mit einem Stößelhemd (36) und einer Rolle (34) zum Übertragen einer translatorischen Bewegung von einem Nocken (28) einer Nockenwelle (26) auf den Kolben (22), wobei der Rollenstößel (30) in einer Stößelführungsbohrung (44) in dem Pumpengehäuse (20) geführt ist, wobei das Stößelhemd (36) einen von der Rolle (34) weg gerichteten Außenbereich (46) aufweist, der symmetrisch um eine Symmetrieebene (48) ausgebildet ist,
wobei das Stößelhemd (36) eine Gesamtmasse (64) aufweist, die um die Symmetrieebene (48) unsymmetrisch verteilt angeordnet ist.
2. Hochdruckpumpe (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Stößelhemd (36) eine Traverse (40) zum Kontaktieren des Kolbens (22) und eine Umfangswand (42) zur Aufnahme der Rolle (34) aufweist, wobei die Gesamtmasse (64) unsymmetrisch um die Symmetrieebene (48) verteilt an Traverse (40) und/oder Umfangswand (42) angeordnet ist.
3. Hochdruckpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtmasse (64) des Stö¬ ßelhemdes (36) gebildet ist durch die Summe einer Basismasse (74) eines symmetrisch zu der Symmetrieebene (48) ausgebildeten Stößelhemdes (36) und einer unsymmetrisch zu der Symmetrieebene (48) an einem zu der Rolle (34) gerichteten Innenbereich (72) des Stößelhemdes (36) angebrachten Unwuchtmasse (70), wobei die Unwuchtmasse (70) insbesondere in einem Kontaktbereich (60) von Traverse (40) und Umfangswand (42) angeordnet ist.
4. Hochdruckpumpe (10) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchtmasse (70) kontaktfrei zu der Rolle (34) in dem Stößelhemd (36) angeordnet ist, wobei die Umfangswand (42) parallel zu der Stößelführungsbohrung (44) von einem Kontaktbereich (60) mit der Traverse (40) ausgehend bis zu einem dem Kontaktbereich (60) gegenüberliegenden offenen Ende (58) eine Länge (84) aufweist, wobei sich die Unwuchtmasse (70) von dem Kontaktbereich (60) ausgehend vorzugsweise über die Hälfte der Länge der Umfangswand (42) , mehr vorzugsweise über ein Drittel der Länge (84), mehr vorzugsweise über ein Viertel der Länge (84), erstreckt.
5. Hochdruckpumpe (10) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchtmasse (70) im Längs¬ schnitt parallel zu der Stößelführungsbohrung (44) dreieckig ausgebildet ist, wobei ein erster Dreiecksschenkel (76) durch einen Teilbereich der Traverse (78) und ein zweiter Dreiecksschenkel (80) durch einen Teilbereich der Umfangswand (82) gebildet ist, oder dass in dem Kontaktbereich (60) wenigstens ein Vorsprung an der Traverse (40) und/oder der Umfangswand (42) angeordnet ist.
6. Hochdruckpumpe (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Unwuchtmasse (70) 10 % bis 100 % der Basismasse (74), insbesondere 20 % bis 50 % der Basismasse (74), beträgt.
7. Hochdruckpumpe (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangswand (42) wenigstens eine unsymmetrisch zu der Symmetrieebene (48) angeordnete Ausnehmung (90) aufweist.
8. Hochdruckpumpe (10) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet , dass die Umfangswand (42) parallel zu der Stößelführungsbohrung (44) von einem Kontaktbereich (60) mit der Traverse (40) ausgehend bis zu einem dem Kontaktbereich (60) gegenüberliegenden offenen Ende (58) eine Länge (84) aufweist, wobei sich die Ausnehmung von dem offenen Ende (58) ausgehend über die Hälfte der Länge (84) der Umfangswand (42) , vorzugsweise über ein Drittel der Länge (84) , mehr vorzugsweise über ein Viertel der Länge (84), erstreckt.
9. Hochdruckpumpe (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangswand (42) mit einem Hohlraum (92) ausgebildet ist, wobei die Umfangswand (42) vorzugsweise parallel zu der Stößelführungsbohrung (44) von einem Kontaktbereich (60) mit der Traverse (40) ausgehend bis zu einem dem Kontaktbereich (60) gegenüberliegenden offenen Ende (58) eine Länge (84) aufweist, wobei der Hohlraum (92) vor¬ zugsweise in einem dem offenen Ende (58) benachbarten Drittel der Umfangswand (42) angeordnet ist.
10. Hochdruckpumpe (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenstößel (30) aus we¬ nigstens zwei unterschiedlichen Materialien (94, 96) mit unterschiedlicher Dichte gefertigt ist, die unsymmetrisch um die Symmetrieebene (48) verteilt an Traverse (40) und/oder Um- fangswand (42) angeordnet sind.
PCT/EP2015/073114 2014-10-15 2015-10-07 Hochdruckpumpe für ein kraftstoffeinspritzsystem einer brennkraftmaschine WO2016058878A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016557651A JP6355751B2 (ja) 2014-10-15 2015-10-07 内燃機関の燃料噴射システムのための高圧ポンプ
KR1020167025925A KR101907766B1 (ko) 2014-10-15 2015-10-07 내연 엔진의 연료 분사 시스템을 위한 고압 펌프
US15/119,165 US10174731B2 (en) 2014-10-15 2015-10-07 High pressure pump for a fuel injection system of an internal combustion engine
CN201580017959.9A CN106460756A (zh) 2014-10-15 2015-10-07 用于内燃机的燃料喷射系统的高压泵

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014220839.4A DE102014220839B4 (de) 2014-10-15 2014-10-15 Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine
DE102014220839.4 2014-10-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016058878A1 true WO2016058878A1 (de) 2016-04-21

Family

ID=54288784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/073114 WO2016058878A1 (de) 2014-10-15 2015-10-07 Hochdruckpumpe für ein kraftstoffeinspritzsystem einer brennkraftmaschine

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10174731B2 (de)
JP (1) JP6355751B2 (de)
KR (1) KR101907766B1 (de)
CN (1) CN106460756A (de)
DE (1) DE102014220839B4 (de)
WO (1) WO2016058878A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10174731B2 (en) 2014-10-15 2019-01-08 Continental Automotive Gmbh High pressure pump for a fuel injection system of an internal combustion engine
US10208725B2 (en) 2014-10-15 2019-02-19 Continental Automotive Gmbh High pressure fuel pump and associated drive device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190309658A1 (en) * 2018-04-04 2019-10-10 GM Global Technology Operations LLC Cam follower assembly

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010026360A1 (de) * 2010-07-07 2012-01-12 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Stössel
WO2012082768A1 (en) * 2010-12-13 2012-06-21 Eaton Corporation Pump actuator anti-rotation device
WO2013119214A1 (en) * 2012-02-08 2013-08-15 Koyo Bearings Usa Llc Follower mechanism
EP2677124A1 (de) * 2012-06-20 2013-12-25 Otics Corporation Rollenstössel für Verbrennungsmotor

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1797781A (en) * 1930-05-01 1931-03-24 Frank E Mccaughey Pump piston
US2179354A (en) * 1935-08-07 1939-11-07 Super Diesel Tractor Corp Pump
DE960776C (de) 1954-04-18 1957-03-28 Eduard Woydt Dr Ing In einem einzigen Drehsinn umlaufende Hochdruckpumpe oder -motor
DE1096114B (de) * 1956-04-04 1960-12-29 Daimler Benz Ag Einspritzpumpe fuer Brennkraftmaschinen
GB881430A (en) 1959-04-16 1961-11-01 Norton Tool Company Ltd Improvements in or relating to pumps, compressors and engines
DE2712450C2 (de) * 1977-03-22 1984-08-23 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Pumpenkolbenantrieb für eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen
US4197787A (en) * 1977-08-29 1980-04-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Pump piston with flexible member
US4955284A (en) * 1989-02-27 1990-09-11 Ingersoll-Rand Company Piston having ceramic parts
JP2583900Y2 (ja) 1990-09-28 1998-10-27 株式会社 ガスター 浴槽洗浄装置およびその装置用の洗剤投入装置
JPH0612703U (ja) * 1992-07-13 1994-02-18 三菱自動車工業株式会社 内燃機関用タペツト
JPH06200714A (ja) * 1993-01-08 1994-07-19 Mazda Motor Corp 内燃機関のタペット構造
JPH1018941A (ja) * 1996-07-01 1998-01-20 Mitsubishi Electric Corp 可変吐出量高圧ポンプ
JPH1150818A (ja) * 1997-08-01 1999-02-23 Fuji Oozx Inc 内燃機関用タペット
DE19858862A1 (de) 1998-12-19 2000-03-02 Bosch Gmbh Robert Radialkolbenpumpe
US6530363B1 (en) * 1999-04-16 2003-03-11 Caterpillar Inc Variable delivery pump and common rail fuel system using the same
JP2001221131A (ja) 2000-02-07 2001-08-17 Bosch Automotive Systems Corp 噴射ポンプのタペット潤滑機構
DE10212492B4 (de) 2002-03-21 2012-02-02 Daimler Ag Kolbenpumpe
US6901844B2 (en) * 2002-07-02 2005-06-07 Stanadyne Corporation Guided shoe for radial piston pump
JP2004270641A (ja) * 2003-03-11 2004-09-30 Yanmar Co Ltd ディーゼルエンジン
EP1498600A1 (de) * 2003-07-18 2005-01-19 Delphi Technologies, Inc. Common-Rail-Einspritzsystem
US20070273105A1 (en) * 2004-03-11 2007-11-29 Stanton Eddie N Packing cartridges and pressure-dampening and voc-absorbing elements for plunger-type pumps
DE102004036106A1 (de) * 2004-07-24 2006-03-16 Ina-Schaeffler Kg Periodisch beaufschlagbarer Stößel für einen Ventil- oder Pumpentrieb
US7311087B2 (en) * 2004-11-23 2007-12-25 Cummins Inc. Fuel pump with a guided tappet assembly and methods for guiding and assembly
DE102006034768A1 (de) 2006-07-27 2008-01-31 Siemens Ag Radialkolbenpumpeneinheit zur Kraftstoff-Hochdruckversorgung bei Kraftstoff-Einspritzsystemen
JP2008045441A (ja) 2006-08-11 2008-02-28 Toyota Motor Corp 液体用ポンプ
DE102006059716A1 (de) * 2006-12-18 2008-06-26 Mahle International Gmbh Verdrehgesicherter Stößel eines Ventiltriebes
KR20110013367A (ko) * 2008-05-12 2011-02-09 에누티에누 가부시키가이샤 펌프용 태핏
JP2010112193A (ja) 2008-11-04 2010-05-20 Ryosen Engineers Co Ltd 高圧ポンプ
JP5372692B2 (ja) * 2009-10-06 2013-12-18 日立オートモティブシステムズ株式会社 高圧燃料ポンプ
JP5545623B2 (ja) * 2009-11-17 2014-07-09 株式会社オティックス リフタ構造
JP5496696B2 (ja) * 2010-01-27 2014-05-21 Ｎｔｎ株式会社 ポンプ用タペット
JP2011231652A (ja) * 2010-04-26 2011-11-17 Toyota Motor Corp 高圧燃料ポンプ
KR20120029667A (ko) 2010-09-17 2012-03-27 자동차부품연구원 연료펌프의 캠 부시
DE102011083571A1 (de) * 2011-09-28 2013-03-28 Robert Bosch Gmbh Stößelbaugruppe für eine Kraftstoffhochdruckpumpe sowie Kraftstoffhochdruckpumpe
JP5459329B2 (ja) * 2012-01-31 2014-04-02 株式会社デンソー サプライポンプ
EP2628942B1 (de) 2012-02-14 2014-10-01 Continental Automotive GmbH Pumpe und Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
DE102012218525B4 (de) * 2012-10-11 2015-06-03 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
FR2998629B1 (fr) * 2012-11-29 2015-07-03 Skf Ab Dispositif de rouleau suiveur de came
DE102013210036A1 (de) * 2013-05-29 2014-12-04 Robert Bosch Gmbh Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem
EP2947285B1 (de) * 2014-05-22 2017-07-12 Aktiebolaget SKF Mechanisches System zur Darstellung eines Nockenfolgers bzw. eines Kipphebels mit einem inneren Volumen zur Aufnahme eines Ölbades
EP2960446A1 (de) * 2014-06-24 2015-12-30 Aktiebolaget SKF Mechanisches System, das einen Nockenfolger oder einen Kipphebel ausbildet
DE102014218489A1 (de) * 2014-09-15 2016-03-17 Robert Bosch Gmbh Kolbenpumpe
DE102014220937B4 (de) 2014-10-15 2016-06-30 Continental Automotive Gmbh Antriebsvorrichtung zum Antreiben einer Kraftstoffhochdruckpumpe sowie Kraftstoffhochdruckpumpe
DE102014220839B4 (de) 2014-10-15 2016-07-21 Continental Automotive Gmbh Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010026360A1 (de) * 2010-07-07 2012-01-12 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Stössel
WO2012082768A1 (en) * 2010-12-13 2012-06-21 Eaton Corporation Pump actuator anti-rotation device
WO2013119214A1 (en) * 2012-02-08 2013-08-15 Koyo Bearings Usa Llc Follower mechanism
EP2677124A1 (de) * 2012-06-20 2013-12-25 Otics Corporation Rollenstössel für Verbrennungsmotor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10174731B2 (en) 2014-10-15 2019-01-08 Continental Automotive Gmbh High pressure pump for a fuel injection system of an internal combustion engine
US10208725B2 (en) 2014-10-15 2019-02-19 Continental Automotive Gmbh High pressure fuel pump and associated drive device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017512936A (ja) 2017-05-25
US20170211534A1 (en) 2017-07-27
KR20160119238A (ko) 2016-10-12
US10174731B2 (en) 2019-01-08
DE102014220839B4 (de) 2016-07-21
KR101907766B1 (ko) 2018-12-07
CN106460756A (zh) 2017-02-22
DE102014220839A1 (de) 2016-04-21
JP6355751B2 (ja) 2018-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT517217B1 (de) Längenverstellbare pleuelstange
AT513054B1 (de) Längenverstellbare Pleuelstange
AT512334A1 (de) Längenverstellbare Pleuelstange
DE10227176A1 (de) Kraftstoffeinspritzpumpe
DE19828847B4 (de) Kolbenbolzenbuchse
EP1546547B1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen
DE19832091A1 (de) Kolben für einen Verbrennungsmotor
AT519305B1 (de) Längenverstellbare Pleuelstange mit einer Zylinder-Kolben-Einheit mit mehreren Kolbendichtungen
WO2015000883A1 (de) Rotor für einen nockenwellenversteller
WO2016058878A1 (de) Hochdruckpumpe für ein kraftstoffeinspritzsystem einer brennkraftmaschine
DE102013205908A1 (de) Minuten-Kolbenring mit einer Rille
EP3268641A1 (de) Kugelgelenk, insbesondere pleuelkugelgelenk, sowie pleuel mit einem kugelgelenk
DE102004002487A1 (de) Rollenstößel
AT521160B1 (de) Längenverstellbares Pleuel mit massereduziertem Ablassventil
DE102014016208B4 (de) Kolben für Verbrennungskraftmaschine
DE102015103206B4 (de) Pleuelstange mit einer Exzenter-Verstelleinrichtung und Verbrennungsmotor mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis
WO2020073071A1 (de) Hydraulischer ventilmechanismus für längenverstellbare pleuelstange
AT521678A4 (de) Längenverstellbare Pleuelstange mit masseoptimiertem Steuerschieber
AT16800U1 (de) Schraubverbindung für längenverstellbare Pleuelstange mit unterschiedlicher Gewindesteigung
EP3325855B1 (de) Kolbenring
AT522568B1 (de) Kolben
DE10249187A1 (de) Unterstützungsvorrichtung und -verfahren für einen variablen Ventilmechanismus
DE102017116122B3 (de) Verfahren zum Herstellen einer Einheit aus Exzenterstange und Kolben einer Pleuelstange eines Verbrennungsmotors
EP0011145B1 (de) Gleitschuh für hydrostatische Kolbenmaschinen
DE102017202118B3 (de) Antriebsanordnung zum Antreiben eines Pumpenkolbens einer Kraftstoffhochdruckpumpe sowie Kraftstoffeinspritzsystem

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15777925

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15119165

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016557651

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20167025925

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15777925

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1