WO2018177694A1 - STÖßELBAUGRUPPE FÜR EINE RADIALKOLBENPUMPE, RADIALKOLBENPUMPE - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a plunger assembly for a radial piston pump, in particular for a high-pressure fuel pump, having the features of the preamble of
- the specified ram assembly serves to support a
- the invention relates to a radial piston pump, in particular a
- High-pressure fuel pump with such a plunger assembly.
- High-pressure pump which has a hollow cylindrical plunger body, in which a roller shoe is inserted in the direction of a longitudinal axis of the plunger body, wherein a roller is rotatably mounted in the roller shoe.
- the roller shoe is received in the plunger body in such a way that it can perform a tilting movement to a defined extent.
- a tilting plunger body is proposed, which is for this purpose accommodated in a bore of a pump housing part of the high-pressure pump in such a way that the play in the direction of the axis of rotation of the roller is greater than in the direction perpendicular to the axis of rotation of the roller ,
- the present invention has for its object to provide a plunger assembly for a radial piston pump, in particular for a high-pressure fuel pump, with a roller having an improved start-up behavior. In this way, the wear is further reduced and the robustness of the radial piston pump can be increased.
- Advantageous developments of the invention are the respective
- a plunger assembly which has an at least partially hollow cylinder-shaped plunger body with a longitudinal axis Ai_, one in
- Tappet body at least partially included and rotatably mounted about a rotational axis AD roller and a spring comprises.
- the spring biases the plunger assembly in the direction of the cam so that the roller is in frictional contact with the cam.
- the biasing force of the spring simultaneously produces a tilting moment acting on the plunger body.
- the tilting moment leads to a tilting movement of the tappet body, so that the tappet body assumes a tilted position or an already assumed tilting position of the tappet body is compensated. Furthermore, the frictional contact of the roller with the cam can be improved via a deliberately brought about tilting position of the tappet body, so that the startup behavior is improved.
- the immediate start of the roller in the starting case again represents a basic requirement for a low-wear operation, so that at the same time increases the robustness of the radial piston pump.
- a tilting moment can be generated by means of the spring, which causes a tilting movement of the plunger body about an axis of rotation, which runs parallel to the axis of rotation AD of the roller.
- the roller remains optimally aligned with respect to a tread formed on the cam and edge beams are avoided.
- a tilting moment can be generated by means of the spring, which causes a tilting movement or rotation of the plunger body counter to the direction of rotation of the roller. In this way, a tilting position of the plunger body can be counteracted, which takes the plunger body when starting the roller in the region of an increase of the cam.
- the spring and / or the roller are arranged eccentrically with respect to the longitudinal axis AL of the plunger assembly.
- a conventional spring for example a conventional helical compression spring, can be used as a spring, but whose spring force acts eccentrically on the tappet body or on the roller.
- the spring and / or the roller is or are arranged eccentrically with respect to the longitudinal axis AL of the plunger assembly.
- the spring is designed as a helical compression spring and is supported on a contact surface, which is inclined with respect to a perpendicular to the longitudinal axis AL, so that the spring is biased on one side stronger or prestressed.
- About the one-sided stronger bias of the spring is also reaches an off-center or unevenly distributed over the circumference force introduction into the plunger body, which generates the desired tilting moment.
- a designed as a helical compression spring spring can be used, which has varying Windungsabround, so that the spring is biased unilaterally stronger or biased. In this case, no changes must be made to the tappet body, which simplifies the manufacture of the tappet assembly.
- the spring is supported directly or indirectly via a spring plate on the plunger body.
- a spring plate is provided for supporting the spring, this may also be supported on the annular collar.
- the spring plate has the advantage that it allows a simple connection of the plunger assembly with a pump piston of the radial piston pump. For example, the spring plate can be pushed onto the pump piston such that it engages behind a piston foot of the pump piston.
- the further proposed radial piston pump which may in particular be a high-pressure fuel pump, has a plunger assembly for supporting a liftable pump piston of the radial piston pump on a cam of a drive shaft.
- the ram assembly comprises an at least partially hollow cylinder-shaped ram body with a longitudinal axis Ai_, at least partially accommodated in the ram body and rotatably mounted about a rotation axis AD roller and a spring by means of which the ram assembly is biased in the direction of the cam, so that the roller in frictional contact with reaches the cam.
- the biasing force of the spring simultaneously produces a tilting moment acting on the plunger body. Due to the tilting moment, the starting behavior of the roller can be improved, so that the wear in the region of the friction contact of the roller with the cam is reduced.
- the proposed radial piston pump therefore has an increased robustness.
- the radial piston pump preferably has a pump housing with a guide bore, in which the plunger assembly is accommodated to move back and forth.
- the Guide bore is a guide of the plunger body and thus causes the plunger assembly.
- the pump housing has a contact surface for the spring, which is preferably inclined relative to a perpendicular to the longitudinal axis Ai_ of the plunger body, so that the spring is biased on one side stronger.
- the uneven bias of the spring for generating a force acting on the plunger body tilting moment can therefore also be effected via a sloping spring contact surface on the pump housing, so that the plunger assembly itself does not need to be modified.
- An improved start-up behavior of the roller of the plunger assembly can therefore be effected solely by the fact that the pump housing of the radial piston pump is modified.
- Fig. 1 is a schematic longitudinal section through an inventive
- Fig. 2 is a schematic longitudinal section through an inventive
- FIG. 3 shows a schematic longitudinal section through a spring of a plunger assembly according to the invention according to a third preferred embodiment
- Fig. 6 is a schematic longitudinal section through a plunger assembly according to the invention as part of a radial piston pump. Detailed description of the drawings
- FIG. 1 shows a ram assembly 1 according to the invention in a greatly simplified representation.
- the plunger assembly 1 serves to support a pump piston 2 of a radial piston pump on a cam 3 of a drive shaft 4, as shown by way of example in FIG. 6.
- the plunger assembly 1 of FIG. 1 comprises a substantially hollow-cylindrical plunger body 5, in which a roller 6 is rotatably mounted.
- a spring 7, by means of which the plunger assembly 1 in the direction of the cam 3 can be prestressed.
- the roller 6 of the plunger assembly 1 is offset relative to a longitudinal axis AL of the plunger body 5, so that the longitudinal axis AL comes to lie in the running direction of the roller 6 behind a rotation axis AD of the roller 6.
- the spring 7 is accommodated eccentrically in the plunger body 5.
- the spring force FF of the spring 7 thus acts eccentrically on the plunger body 6 a. In this way, a tilting moment is generated, which leads to a tilting movement of the plunger body 5, for example, to compensate for an existing tilted position of the plunger body 5.
- the spring force FF of the spring 7 is introduced eccentrically into the plunger body 5, the tilting position of the plunger body 5 can be compensated in the rest position, so that the starting behavior of the roller 6 in the region of a cam rise is improved , Furthermore, a new tilted position of the plunger body 5 can be effected, which is opposite to the direction of rotation of the roller 6, so that a compensation of additional forces acting during startup forces is achieved. Which forces act during startup is shown schematically in FIG. 5b).
- a hydrodynamic sliding bearing can be improved, which is formed between the roller 6 and the plunger body 5 and between the roller 6 and a roller shoe 18 which is used for rotatably supporting the roller 6 in the plunger body 5 (see, for example, FIG. 6). Because of the tilting movement of the tappet body 5, the hydrodynamically relevant speed between the roller 6 and the tappet body 5 and between the roller 6 and the roller shoe 18 is increased, so that earlier forms a hydrodynamic pressure field in the sliding bearing at startup. This means that the roller 6 floats faster and therefore starts faster.
- the tilting behavior of the tappet body 6 is generally so favorable that the hydrodynamically relevant speed is always increased both with center and with off-center force application.
- the spring 7 does not necessarily have to be arranged eccentrically. Alternatives are shown in Figs. 2 and 3.
- the spring 7 may be formed as a conventional helical compression spring, which is supported on a contact surface 8 running obliquely with respect to a perpendicular to the longitudinal axis Ai_.
- the force-resulting FF then also attacks off-center, so that a tilting moment is generated.
- a contact surface 12 formed on the pump housing 10 for the spring 7 can also be designed to run obliquely.
- the spring 7 is biased stronger on one side, so that hereby the tilting moment is effected.
- the spring 7 embodied as a helical compression spring can also have varying winding distances a or a ', so that the spring 7 can be prestressed more strongly in the region of the winding distances a' since the spring travel is increased.
- Fig. 6 is also designed as a radial piston pump
- High-pressure fuel pump can be seen with a pump housing 10, in which in a guide bore 11, a plunger assembly according to the invention 1 is reciprocally accommodated.
- the plunger assembly 1 serves to support a pump piston 2 on the cam 3, which is arranged on a drive shaft 4.
- the rotational movement of the drive shaft 4 is converted in this way into a translational movement of the pump piston 2.
- a spring plate 9 is provided, which engages behind a piston 16 of the pump piston 2 and is supported on an annular collar 17 of the plunger body 6.
- the spring force of the spring 7 keeps the spring plate 9 in abutment with the annular collar 17.
- a roller shoe 18 is supported on the side facing away from the spring plate 9, which serves the rotatable mounting of the roller 6.
- the pump piston 2 is reciprocally accommodated in a cylinder bore 14 of the pump housing 10, the pump piston 2 defining a pump working space 13 within the cylinder bore 14.
- the pump working chamber 13 can be filled with fuel via a suction valve 15, which is compressed during a subsequent upward movement of the pump piston 2.
- Whether the pump piston 2 moves up or down depends on the position of the roller 6 with respect to the cam 3, which forms at least one rise and a descent.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Stößelbaugruppe (1) zur Abstützung eines hubbeweglichen Pumpenkolbens (2) einer Radialkolbenpumpe, insbesondere einer Kraftstoffhochdruckpumpe, an einem Nocken (3) einer Antriebswelle (4), umfassend einen zumindest abschnittsweise hohlzylinderförmig ausgeführten Stößelkörper (5) mit einer Längsachse (AL), eine im Stößelkörper (5) zumindest abschnittsweise aufgenommene und um eine Drehachse (AD) drehbar gelagerte Laufrolle (6) sowie eine Feder (7), mittels welcher die Stößelbaugruppe (1) in Richtung des Nockens (3) vorspannbar ist, so dass die Laufrolle (6) in Reibkontakt mit dem Nocken (3) gelangt. Erfindungsgemäß erzeugt die Vorspannkraft der Feder (7) zugleich ein auf den Stößelkörper (5) wirkendes Kippmoment. Ferner betrifft die Erfindung eine Radialkolbenpumpe mit einer solchen Stößelbaugruppe (1).
Description
Beschreibung Titel:
Stößelbaugruppe für eine Radialkolbenpumpe, Radialkolbenpumpe Die Erfindung betrifft eine Stößelbaugruppe für eine Radialkolbenpumpe, insbesondere für eine Kraftstoffhochdruckpumpe, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des
Anspruchs 1. Die angegebene Stößelbaugruppe dient der Abstützung eines
Pumpenkolbens der Radialkolbenpumpe an einem Nocken einer Antriebswelle. Ferner betrifft die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe, insbesondere eine
Kraftstoffhochdruckpumpe, mit einer solchen Stößelbaugruppe.
Stand der Technik Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2006 045 933 AI ist eine Stößelbaugruppe für eine
Hochdruckpumpe bekannt, die einen hohlzylinderförmigen Stößelkörper aufweist, in den in Richtung einer Längsachse des Stößelkörpers ein Rollenschuh eingefügt ist, wobei im Rollenschuh eine Rolle drehbar gelagert ist. Um die Drehachse der Rolle parallel zur Drehachse einer Antriebswelle auszurichten, an welcher die Stößelbaugruppe abgestützt ist, ist der Rollenschuh in der Weise im Stößelkörper aufgenommen, dass er in definiertem Ausmaß eine Kippbewegung ausführen kann. Durch paralleles Ausrichten der Drehachse der Rolle in Bezug auf die Drehachse der Antriebswelle sollen Kantenträger vermieden werden, die zu einem erhöhten Verschleiß im Bereich der Lauffläche der Rolle führen. Alternativ zu einem kippbeweglichen Rollenschuh wird ein kipp- beweglicher Stößelkörper vorgeschlagen, der hierzu in einer Bohrung eines Pumpen- gehäuseteils der Hochdruckpumpe in der Weise aufgenommen ist, dass das Spiel in Richtung der Drehachse der Rolle größer als in der Richtung senkrecht zur Drehachse der Rolle ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stößelbaugruppe für eine Radialkolbenpumpe, insbesondere für eine Kraftstoffhochdruckpumpe, mit einer Laufrolle anzugeben, die ein verbessertes Anlaufverhalten aufweist. Auf diese Weise soll der Verschleiß weiter gemindert und die Robustheit der Radialkolbenpumpe gesteigert werden.
Zur Lösung der Aufgabe werden die Stößelbaugruppe mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 sowie die Radialkolbenpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 8 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen
Unteransprüchen zu entnehmen.
Offenbarung der Erfindung
Zur Abstützung eines hubbeweglichen Pumpenkolbens einer Radialkolbenpumpe, insbesondere einer Kraftstoffhochdruckpumpe, an einem Nocken einer Antriebswelle wird eine Stößelbaugruppe vorgeschlagen, die einen zumindest abschnittsweise hohlzylinderförmig ausgeführten Stößelkörper mit einer Längsachse Ai_, eine im
Stößelkörper zumindest abschnittsweise aufgenommene und um eine Drehachse AD drehbar gelagerte Laufrolle sowie eine Feder umfasst. Die Feder dient der Vorspannung der Stößelbaugruppe in Richtung des Nockens, so dass die Laufrolle in Reibkontakt mit dem Nocken gelangt. Erfindungsgemäß erzeugt die Vorspannkraft der Feder zugleich ein auf den Stößelkörper wirkendes Kippmoment.
Das Kippmoment führt zu einer Kippbewegung des Stößelkörpers, so dass der Stößelkörper eine Kipplage einnimmt oder eine bereits eingenommene Kipplage des Stößelkörpers ausgeglichen wird. Ferner kann über eine gezielt herbeigeführte Kipplage des Stößelkörpers der Reibkontakt der Laufrolle mit dem Nocken verbessert werden, so dass das Anlaufverhalten verbessert wird. Das unmittelbare Anlaufen der Laufrolle im Startfall stellt wiederum eine Grundvoraussetzung für einen verschleißarmen Betrieb dar, so dass zugleich die Robustheit der Radialkolbenpumpe steigt.
In Abhängigkeit von der jeweiligen Position der Laufrolle in Bezug auf den Nocken, wirken beim Anlaufen unterschiedliche Kräfte auf die Laufrolle. Zu unterscheiden ist insbesondere, ob sich die Laufrolle beim Anlaufen an einem Anstieg oder einem Abstieg
des Nockens befindet. An einem Abstieg wird das Anlaufen der Laufrolle aufgrund der kinematischen Gegebenheiten begünstigt, an einem Anstieg dagegen erschwert. Zudem führen die beim Anlaufen auf die Laufrolle wirkenden Kräfte zu einer Kippbewegung des Stößelkörpers. Bei der erfindungsgemäßen Stößelbaugruppe kann mittels der Feder dieser Kippbewegung des Stößelkörpers entgegengewirkt werden, da diese nicht nur der Vorspannung der Stößelbaugruppe in Richtung des Nockens, sondern ferner der Erzeugung eines auf den Stößelkörper wirkenden Kippmoments dient.
Bevorzugt ist mittels der Feder ein Kippmoment erzeugbar, das eine Kippbewegung des Stößelkörpers um eine Drehachse bewirkt, die parallel zur Drehachse AD der Laufrolle verläuft. Auf diese Weise bleibt die Laufrolle in Bezug auf eine am Nocken ausgebildete Lauffläche optimal ausgerichtet und Kantenträger werden vermieden.
Des Weiteren bevorzugt ist mittels der Feder ein Kippmoment erzeugbar, das eine Kippbewegung bzw. Drehung des Stößelkörpers entgegen der Drehrichtung der Laufrolle bewirkt. Auf diese Weise kann einer Kipplage des Stößelkörpers entgegengewirkt werden, die der Stößelkörper beim Anlaufen der Laufrolle im Bereich eines Anstiegs des Nockens einnimmt.
Um neben der Vorspannung des Stößelkörpers zugleich ein auf den Stößelkörper einwirkendes Kippmoment zu erzeugen, ist bzw. sind gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Feder und/oder die Laufrolle exzentrisch in Bezug auf die Längsachse AL der Stößelbaugruppe angeordnet. Das heißt, dass eine herkömmliche Feder, beispielsweise eine herkömmliche Schraubendruckfeder, als Feder verwendet werden kann, deren Federkraft jedoch außermittig auf den Stößelkörper bzw. auf die Laufrolle einwirkt. Dies wird dadurch erreicht, dass die Feder und/oder die Laufrolle exzentrisch in Bezug auf die Längsachse AL der Stößelbaugruppe angeordnet ist bzw. sind.
Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass die Feder als Schraubendruckfeder ausgeführt und an einer Aufstandsfläche abgestützt ist, die gegenüber einer Senkrechten zur Längsachse AL geneigt ist, so dass die Feder einseitig stärker vorgespannt bzw. vorspannbar ist. Über die einseitig stärkere Vorspannung der Feder wird ebenfalls
eine außermittige bzw. über den Umfang ungleichmäßig verteilte Krafteinleitung in den Stößelkörper erreicht, die das gewünschte Kippmoment erzeugt.
Darüber hinaus kann eine als Schraubendruckfeder ausgeführte Feder eingesetzt werden, die variierende Windungsabstände aufweist, so dass die Feder einseitig stärker vorgespannt bzw. vorspannbar ist. Am Stößelkörper müssen in diesem Fall keine Veränderungen vorgenommen werden, was die Herstellung der Stößelbaugruppe vereinfacht.
Bevorzugt ist die Feder unmittelbar oder mittelbar über einen Federteller am Stößelkörper abgestützt. Zur Abstützung der Feder unmittelbar am Stößelkörper, reicht die Ausbildung eines Ringbunds in einem Innenumfangsbereich des Stößelkörpers. Sofern ein Federteller zur Abstützung der Feder vorgesehen ist, kann auch dieser am Ringbund abgestützt sein. Der Federteller besitzt den Vorteil, dass er in einfacher Weise eine Verbindung der Stößelbaugruppe mit einem Pumpenkolben der Radialkolbenpumpe ermöglicht. Beispielsweise kann der Federteller derart auf den Pumpenkolben aufgeschoben werden, dass er einen Kolbenfuß des Pumpenkolbens hintergreift.
Die ferner vorgeschlagene Radialkolbenpumpe, wobei es sich insbesondere um eine Kraftstoffhochdruckpumpe handeln kann, weist eine Stößelbaugruppe zur Abstützung eines hubbeweglichen Pumpenkolbens der Radialkolbenpumpe an einem Nocken einer Antriebswelle auf. Die Stößelbaugruppe umfasst einen zumindest abschnittsweise hohlzylinderförmig ausgeführten Stößelkörper mit einer Längsachse Ai_, eine im Stößelkörper zumindest abschnittsweise aufgenommene und um eine Drehachse AD drehbar gelagerte Laufrolle sowie eine Feder, mittels welcher die Stößelbaugruppe in Richtung des Nockens vorspannbar ist, so dass die Laufrolle in Reibkontakt mit dem Nocken gelangt. Erfindungsgemäß erzeugt die Vorspannkraft der Feder zugleich ein auf den Stößelkörper wirkendes Kippmoment. Durch das Kippmoment kann das Anlaufverhalten der Laufrolle verbessert werden, so dass der Verschleiß im Bereich des Reibkontakts der Laufrolle mit dem Nocken gemindert wird. Die vorgeschlagene Radialkolbenpumpe weist demnach eine gesteigerte Robustheit auf.
Die Radialkolbenpumpe weist bevorzugt ein Pumpengehäuse mit einer Führungsbohrung auf, in der die Stößelbaugruppe hin und her beweglich aufgenommen ist. Über die
Führungsbohrung wird eine Führung des Stößelkörpers und damit der Stößelbaugruppe bewirkt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Pumpengehäuse eine Aufstandsfläche für die Feder aufweist, die vorzugsweise gegenüber einer Senkrechten zur Längsachse Ai_ des Stößelkörpers geneigt ist, so dass die Feder einseitig stärker vorgespannt ist. Die ungleichmäßige Vorspannung der Feder zur Erzeugung eines auf den Stößelkörper wirkenden Kippmoments kann demnach auch über eine schräg verlaufende Federauf- standsfläche am Pumpengehäuse bewirkt werden, so dass die Stößelbaugruppe selbst nicht modifiziert werden muss. Ein verbessertes Anlaufverhalten der Laufrolle der Stößelbaugruppe kann demzufolge allein dadurch bewirkt werden, dass das Pumpengehäuse der Radialkolbenpumpe modifiziert wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Stößelbaugruppe gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform,
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Stößelbaugruppe gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform,
Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch eine Feder einer erfindungsgemäßen Stößelbaugruppe gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform,
Fig. 4 jeweils einen schematischen Längsschnitt durch eine aus dem Stand der Technik bekannte Stößelbaugruppe a) in Ruhestellung, b) beim Anlaufen,
Fig. 5 jeweils einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Stößelbaugruppe a) in Ruhestellung, b) beim Anlaufen und
Fig. 6 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Stößelbaugruppe als Bestandteil einer Radialkolbenpumpe.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Stößelbaugruppe 1 in einer stark vereinfachten Darstellung zu entnehmen. Die Stößelbaugruppe 1 dient der Abstützung eines Pumpenkolbens 2 einer Radialkolbenpumpe an einem Nocken 3 einer Antriebswelle 4, wie beispielhaft in der Fig. 6 dargestellt. Die Stößelbaugruppe 1 der Fig. 1 umfasst hierzu einen im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Stößelkörper 5, in dem eine Laufrolle 6 drehbar gelagert ist. Und eine Feder 7, mittels welcher die Stößelbaugruppe 1 in Richtung des Nockens 3 vorspannbar ist.
Bei der Ausführungsform der Fig. 1 ist die Laufrolle 6 der Stößelbaugruppe 1 gegenüber einer Längsachse AL des Stößelkörpers 5 versetzt angeordnet, so dass die Längsachse AL in Laufrichtung der Laufrolle 6 hinter einer Drehachse AD der Laufrolle 6 zu liegen kommt. Darüber hinaus ist die Feder 7 exzentrisch im Stößelkörper 5 aufgenommen. Die Federkraft FF der Feder 7 wirkt demnach außermittig auf den Stößelkörper 6 ein. Auf diese Weise wird ein Kippmoment erzeugt, das zu einer Kippbewegung des Stößelkörpers 5 führt, um beispielsweise eine bereits vorhandene Kipplage des Stößelkörpers 5 auszugleichen.
Wie beispielhaft in der Fig. 4a) anhand einer aus dem Stand der Technik bekannten Stößelbaugruppe 1 dargestellt, wirken in Ruhelage - in Abhängigkeit von der Position der Stößelbaugruppe 1 in Bezug auf den Nocken 3 - Kräfte auf die Stößelbaugruppe 1 ein. Hierbei handelt es sich um die Federkraft FF und eine Gegenkraft FN, die senkrecht zu einer am Nocken 3 ausgebildeten Lauffläche 19 auf die Laufrolle 6 einwirkt und somit eine parallel zur Federkraft FF als auch eine senkrecht hierzu ausgerichtete Kraftkomponente aufweist. Letztere führt dazu, dass der Stößelkörper 5 eine Kipplage innerhalb einer Führungsbohrung 11 eines Pumpengehäuses 10 einnimmt.
Läuft nunmehr - wie in der Fig. 4b) dargestellt - die im Bereich eines Anstiegs am Nocken 3 abgestützte Laufrolle 6 an, wirken im Reibkontakt zwischen der Laufrolle 6 und dem Nocken 3 Reibkräfte FRN, welche die senkrecht zur Federkraft FF auf die Laufrolle 6 wirkende Kraftkomponente noch verstärkt. Entsprechend steigen die Reibkräfte FRNQ im Kontaktbereich des Stößelkörpers 5 mit dem Pumpengehäuse 10 an,
wodurch nicht nur der Verschleiß verstärkt wird, sondern ferner das Anlaufen der Laufrolle 6 erschwert wird.
Wird jedoch - wie beispielhaft in der Fig. 5a) dargestellt - die Federkraft FF der Feder 7 exzentrisch in den Stößelkörper 5 eingeleitet, kann die Kipplage des Stößelkörpers 5 in Ruhelage kompensiert werden, so dass das Anlaufverhalten der Laufrolle 6 im Bereich eines Nockenanstiegs verbessert wird. Ferner kann eine neue Kipplage des Stößelkörpers 5 bewirkt werden, die der Drehrichtung der Laufrolle 6 entgegengesetzt ist, damit auch ein Ausgleich der beim Anlaufen zusätzlich wirkenden Kräfte erzielt wird. Welche Kräfte beim Anlaufen wirken, ist schematisch in der Fig. 5b) dargestellt.
Durch eine definierte Kipplage des Stößelkörpers 5 kann zudem ein hydrodynamisches Gleitlager verbessert werden, das zwischen der Laufrolle 6 und dem Stößelkörper 5 bzw. zwischen der Laufrolle 6 und einem Rollenschuh 18 ausgebildet wird, der zur drehbaren Lagerung der Laufrolle 6 in den Stößelkörper 5 eingesetzt ist (siehe beispielsweise Fig. 6). Denn durch die Kippbewegung des Stößelkörpers 5 wird die hydrodynamisch relevante Geschwindigkeit zwischen der Laufrolle 6 und dem Stößelkörper 5 bzw. zwischen der Laufrolle 6 und dem Rollenschuh 18 vergrößert, so dass sich beim Anlaufen früher ein hydrodynamisches Druckfeld im Gleitlager ausbildet. Das heißt, dass die Laufrolle 6 schneller aufschwimmt und dementsprechend schneller anläuft.
Liegt die Laufrolle 6 in Ruhestellung im Bereich eines Abstiegs am Nocken 3 an, ist das Kippverhalten des Stößelkörpers 6 in der Regel derart günstig, dass sowohl mit mittiger als auch mit außermittiger Krafteinleitung die hydrodynamisch relevante Geschwindigkeit immer erhöht ist.
Um eine außermittige Krafteinleitung zu erzielen, muss nicht zwingend die Feder 7 exzentrisch angeordnet werden. Alternativen sind in den Fig. 2 und 3 aufgezeigt.
Wie beispielhaft in der Fig. 2 dargestellt, kann die Feder 7 als herkömmliche Schraubendruckfeder ausgebildet sein, die an einer schräg gegenüber einer Senkrechten zur Längsachse Ai_ verlaufenden Aufstandsfläche 8 abgestützt ist. Die Kraftresultierende FF greift dann ebenfalls außermittig an, so dass ein Kippmoment erzeugt wird. Alternativ
oder ergänzend kann auch eine am Pumpengehäuse 10 ausgebildete Aufstandsfläche 12 für die Feder 7 schräg verlaufend ausgebildet werden. Über mindestens eine schräg verlaufende Aufstandsfläche 8, 12 wird die Feder 7 einseitig stärker vorgespannt, so dass hierüber das Kippmoment bewirkt wird.
Wie in der Fig. 3 dargestellt, kann die als Schraubendruckfeder ausgebildete Feder 7 auch variierende Windungsabstände a bzw. a' aufweisen, so dass im Bereich der Win- dungsabstände a' die Feder 7 stärker vorspannbar ist, da der Federweg vergrößert ist.
Der Fig. 6 ist darüber hinaus eine als Radialkolbenpumpe ausgeführte
Kraftstoffhochdruckpumpe mit einem Pumpengehäuse 10 zu entnehmen, in dem in einer Führungsbohrung 11 eine erfindungsgemäße Stößelbaugruppe 1 hin und her beweglich aufgenommen ist. Die Stößelbaugruppe 1 dient der Abstützung eines Pumpenkolbens 2 am Nocken 3, der an einer Antriebswelle 4 angeordnet ist. Die Drehbewegung der Antriebswelle 4 wird auf diese Weise in eine translatorische Bewegung des Pumpenkolbens 2 umgewandelt.
Zur Verbindung des Pumpenkolbens 2 mit der Stößelbaugruppe 1 ist ein Federteller 9 vorgesehen, der einen Kolbenfuß 16 des Pumpenkolbens 2 hintergreift und an einem Ringbund 17 des Stößelkörpers 6 abgestützt ist. Die Federkraft der Feder 7 hält den Federteller 9 in Anlage mit dem Ringbund 17. Am Ringbund 17 ist auf der dem Federteller 9 abgewandten Seite ein Rollenschuh 18 abgestützt, welcher der drehbaren Lagerung der Laufrolle 6 dient.
Der Pumpenkolben 2 ist in einer Zylinderbohrung 14 des Pumpengehäuses 10 hin und her beweglich aufgenommen, wobei der Pumpenkolben 2 innerhalb der Zylinderbohrung 14 einen Pumpenarbeitsraum 13 begrenzt. Der Pumpenarbeitsraum 13 ist bei einer Abwärtsbewegung des Pumpenkolbens 2 über ein Saugventil 15 mit Kraftstoff be- füllbar, der während einer anschließenden Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens 2 verdichtet wird. Ob sich der Pumpenkolben 2 aufwärts oder abwärts bewegt, hängt von der Position der Laufrolle 6 in Bezug auf den Nocken 3 ab, der mindestens einen Anstieg und einen Abstieg ausbildet.
Claims
1. Stößelbaugruppe (1) zur Abstützung eines hubbeweglichen Pumpenkolbens (2) einer Radialkolbenpumpe, insbesondere einer Kraftstoffhochdruckpumpe, an einem Nocken (3) einer Antriebswelle (4), umfassend einen zumindest abschnittsweise hohlzylinderförmig ausgeführten Stößelkörper (5) mit einer Längsachse (Ai_), eine im Stößelkörper (5) zumindest abschnittsweise aufgenommene und um eine Drehachse (AD) drehbar gelagerte Laufrolle (6) sowie eine Feder (7), mittels welcher die Stößelbaugruppe (1) in Richtung des Nockens (3) vorspannbar ist, so dass die Laufrolle (6) in Reibkontakt mit dem Nocken (3) gelangt,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannkraft der Feder (7) zugleich ein auf den Stößelkörper (5) wirkendes Kippmoment erzeugt.
2. Stößelbaugruppe (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das mittels der Feder (7) erzeugte Kippmoment eine Kippbewegung des Stößelkörpers (5) um eine Drehachse bewirkt, die parallel zur Drehachse (AD) der Laufrolle (6) verläuft.
3. Stößelbaugruppe (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das mittels der Feder (7) erzeugte Kippmoment eine Kippbewegung des Stößelkörpers (5) entgegen der Drehrichtung der Laufrolle (6) bewirkt.
4. Stößelbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (7) und/oder die Laufrolle (6) exzentrisch in Bezug auf die Längsachse (Ai_) der Stößelbaugruppe (1) angeordnet ist bzw. sind.
5. Stößelbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (7) als Schraubendruckfeder ausgeführt und an einer Aufstandsfläche (8) abgestützt ist, die gegenüber einer Senkrechten zur
Längsachse (Αι_) geneigt ist, so dass die Feder (7) einseitig stärker vorgespannt bzw. vorspannbar ist.
6. Stößelbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (7) als Schraubendruckfeder mit variierenden Windungsabständen (a) ausgeführt ist, so dass die Feder (7) einseitig stärker vorgespannt bzw. vorspannbar ist.
7. Stößelbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (7) unmittelbar oder mittelbar über einen Federteller (9) am Stößelkörper (5) abgestützt ist.
8. Radialkolbenpumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe, mit einer
Stößelbaugruppe (1) zur Abstützung eines hubbeweglichen Pumpenkolbens (2) der Radialkolbenpumpe an einem Nocken (3) einer Antriebswelle (4), wobei die Stößelbaugruppe (1) einen zumindest abschnittsweise hohlzylinderförmig ausgeführten Stößelkörper (5) mit einer Längsachse (Ai_), eine im Stößelkörper (5) zumindest abschnittsweise aufgenommene und um eine Drehachse (AD) drehbar gelagerte Laufrolle (6) sowie eine Feder (7) umfasst, mittels welcher die Stößelbaugruppe (1) in Richtung des Nockens (3) vorspannbar ist, so dass die Laufrolle (6) in Reibkontakt mit dem Nocken (3) gelangt,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannkraft der Feder (7) zugleich ein auf den Stößelkörper (5) wirkendes Kippmoment erzeugt.
9. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Radialkolbenpumpe ein Pumpengehäuse (10) mit einer Führungsbohrung (11) aufweist, in der die Stößelbaugruppe (1) hin und her beweglich aufgenommen ist.
10. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (10) eine Aufstandsfläche (12) für die Feder (7) aufweist, die vorzugsweise gegenüber einer Senkrechten zur Längsachse (Ai_) geneigt ist, so dass die Feder (7) einseitig stärker vorgespannt ist.
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