DE102010043510A1

DE102010043510A1 - Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe

Info

Publication number: DE102010043510A1
Application number: DE201010043510
Authority: DE
Inventors: Timucin Okullu; Namik Karaosmanoglu; Jochen Aleker; Markus Schetter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2010-11-05
Publication date: 2012-05-10
Also published as: WO2012059319A1

Abstract

Die Pumpe umfasst wenigstens ein Pumpenelement (18), das einen durch eine Antriebswelle (14) in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben (20) aufweist. Der Pumpenkolben (20) durch eine rotierende Antriebswelle (14) in einer Hubbewegung angetrieben, wobei die Antriebswelle (14) wenigstens einen Nocken (16) aufweist, auf dem eine zumindest im wesentlichen kreiszylinderförmige Rolle (50) abläuft, die sich über ein Stützelement (46) am Pumpenkolben (20) abstützt. Der Nocken (16) weist eine Nockenlaufbahn (56) auf, die im Längsschnitt parallel zur Drehachse (15) der Antriebswelle (14) zumindest annähernd geradlinig ausgebildet ist. Die Nockenlaufbahn (56) ist im Längsschnitt in wenigstens einem in Richtung der Drehachse (15) der Antriebswelle (14) weisenden seitlichen Randbereich (256) zur Drehachse (15) der Antriebswelle (14) hin abfallend ausgebildet. Durch diese Ausbildung können Kantenträger zwischen der Rolle (50) und der Nockenlaufbahn (56) vermieden werden.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe, nach der Gattung des Anspruchs 1.
Eine solche Pumpe in Form einer Kraftstoffhochdruckpumpe ist durch die DE 10 2004 004 705 A1 bekannt. Diese Pumpe weist wenigstens ein Pumpenelement auf, mit einem durch eine Antriebswelle in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben. Die Antriebswelle weist wenigstens einen Nocken auf, auf dem eine Rolle läuft, die zumindest im wesentlichen kreiszylinderförmig ausgebildet ist. Die Rolle ist in einer Aufnahme eines Stützelements drehbar gelagert, wobei das Stützelement mit dem Pumpenkolben verbunden ist. Der Nocken der Antriebswelle weist eine Nockenlaufbahn auf, die im Längsschnitt bezüglich der Drehachse der Antriebswelle einen zumindest im wesentlichen geradlinigen Verlauf aufweist. Infolge von Fertigungstoleranzen der Antriebswelle und/oder der Rolle kann es vorkommen, dass die Drehachsen der Rolle und der Antriebswelle nicht exakt parallel zueinander verlaufen. Dies führt zu sogenannten Kantenträgern, da die Rolle nur im Randbereich an der Nockenlaufbahn anliegt. In den seitlichen Randbereichen der Rolle und des Nockens treten dabei hohe Belastungen auf, die zu Verschleiß und schließlich zum Ausfall der Pumpe führen können.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Pumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass durch die besondere Ausbildung wenigstens eines Randbereichs der Nockenlaufbahn Kantenträger vermieden werden und somit eine gleichmäßige Verteilung der Belastung zwischen der Rolle und der Nockenlaufbahn erreicht ist, wodurch der Verschleiß gering gehalten werden kann und Schäden an der Pumpe vermieden werden können.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Pumpe angegeben.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Pumpe in einem Längsschnitt,
2 einen in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Pumpe in vergrößerter Darstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und
3 den Ausschnitt II gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In den 1 bis 3 ist eine Pumpe dargestellt, die insbesondere eine Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine ist. Die Pumpe weist ein Gehäuse 10 auf, das mehrteilig ausgebildet sein kann und in dem eine rotierend angetriebene Antriebswelle 14 um eine Drehachse 15 drehbar gelagert ist. Die Antriebswelle 14 weist wenigstens einen Nocken 16 auf. Der Nocken 16 kann ein Einfach- oder Mehrfachnocken sein. Die Pumpe weist wenigstens ein oder mehrere Pumpenelemente 18 mit jeweils einem Pumpenkolben 20 auf, der durch den Nocken 16 der Antriebswelle 14 zumindest mittelbar in einer Hubbewegung in zumindest annähernd radialer Richtung zur Drehachse 15 der Antriebswelle 14 angetrieben wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Pumpe keine eigene Antriebswelle 14 aufweist und der Pumpenkolben 20 des Pumpenelements 18 durch eine Welle der Brennkraftmaschine angetrieben wird, die den Nocken 16 aufweist.
Der Pumpenkolben 20 ist in einer Zylinderbohrung 22 eines Gehäuseteils 24 der Pumpe dicht geführt. Mit seinem der Antriebswelle 14 abgewandten Ende begrenzt der Pumpenkolben 20 in der Zylinderbohrung 22 einen Pumpenarbeitsraum 26. Der Pumpenarbeitsraum 26 weist über ein in diesen hinein öffnendes Einlassrückschlagventil 30 eine Verbindung mit einem beispielsweise von einer Förderpumpe herführenden Zulauf 32 auf, über den der Pumpenarbeitsraum 26 beim radial nach innen zur Drehachse 15 der Antriebswelle 14 gerichteten Saughub des Pumpenkolbens 20 mit Kraftstoff befüllt wird. Der Pumpenarbeitsraum 26 weist außerdem über ein aus diesem heraus öffnendes Auslassrückschlagventil 34 eine Verbindung mit einem Ablauf 36 auf, der beispielsweise zu einem Kraftstoffhochdruckspeicher 38 führt und über den beim radial nach außen von der Drehachse 15 der Antriebswelle 14 weg gerichteten Förderhub des Pumpenkolbens 20 Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 26 verdrängt wird.
Der Pumpenkolben 20 stützt sich mittelbar über ein Element in Form eines Rollenstößels 42 am Nocken 16 der Antriebswelle 14 ab. Der Rollenstößel 42 umfasst einen hohlzylinderförmigen Stößelkörper 44, in dem ein Rollenschuh 46 als Stützelement eingesetzt ist. Der Rollenschuh 46 weist auf seiner der Antriebswelle 14 zugewandten Seite eine Ausnehmung 48 auf, die eine Lagerung für eine zylindrische Rolle 50 bildet, die somit um eine Achse 51 drehbar in der Ausnehmung 48 gelagert ist. Die Rolle 50 läuft auf dem Nocken 16 der Antriebswelle 14 ab. Der Pumpenkolben 20 ist in Richtung seiner Längsachse 21 mit dem Rollenstößel 42 gekoppelt. Der Stößelkörper 44 ist in einer Aufnahme 52 in einem Gehäuseteil der Pumpe in zumindest annähernd senkrechter Richtung zur Drehachse 15 der Antriebswelle 14 verschiebbar geführt. Die Aufnahme 52 ist beispielsweise als Bohrung ausgebildet. Der Rollenstößel 42 und der mit diesem verbundene Pumpenkolben 20 werden durch eine Feder 40 zum Nocken 16 hin beaufschlagt.
Der Nocken 16 der Antriebswelle 14 weist eine Nockenlaufbahn 56 auf, auf der die Rolle 50 abläuft. Die Rolle 50 ist über ihre gesamte Länge L durchgehend kreiszylinderförmig ausgebildet. Im Längsschnitt parallel zur Drehachse 15 der Antriebswelle 14 weist die Nockenlaufbahn 56 eine Breite B auf. Die Nockenlaufbahn 56 ist im wesentlichen geradlinig ausgebildet und verläuft zumindest annähernd parallel zur Drehachse 15 der Antriebswelle 14 und der Drehachse 51 der Rolle 50. Die Nockenlaufbahn 56 weist in Richtung der Drehachse 15 der Antriebswelle 14 gesehen einen zentralen Bereich 156 auf, der zumindest annähernd geradlinig und parallel zur Drehachse 15 der Antriebswelle 14 ausgebildet ist. Bei einem in 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel weist die Nockenlaufbahn 56 in Richtung der Drehachse 15 der Antriebswelle 14 beiderseits an ihren zentralen Bereich 156 anschließende seitliche Randbereiche 256 auf, die zur Drehachse 15 der Antriebswelle 14 hin abfallend ausgebildet sind. Die Randbereiche 256 nähern sich somit mit zunehmendem Abstand vom zentralen Bereich 156 der Drehachse 15 der Antriebswelle 14 an. Die Randbereiche 256 der Nockenlaufbahn 56 sind dabei zur Rolle 50 hin konvex gekrümmt ausgebildet. Die Randbereiche 256 der Nockenlaufbahn 56 weisen einen größeren Abstand von der Rolle 50 auf als der zentrale Bereich 156. Die Randbereiche 256 sind an den Stirnseiten des Nockens 16 gegenüber dem zentralen Bereich 156 der Nockenlaufbahn 56 um ein Maß s zur Drehachse 15 der Antriebswelle 14 zurückgesetzt. Das Maß s ist in der Zeichnung aus Anschaulichkeitsgründen stark überhöht dargestellt.
Die Randbereiche 256 der Nockenlaufbahn 56 erstrecken sich in Richtung der Drehachse 15 der Antriebswelle 14 über ein Maß b, das beispielsweise etwa 10 bis 20%, vorzugsweise etwa 15% der gesamten Breite B der Nockenlaufbahn 56 beträgt. Das Maß s beträgt beispielsweise etwa 1 bis 10%, vorzugsweise etwa 5% vom Maß b. Die Randbereiche 256 der Nockenlaufbahn 56 können zumindest näherungsweise mit einem Radius R konvex gekrümmt ausgebildet sein, wobei der Radius R beispielsweise etwa das 1- bis 5-fache, vorzugsweise etwa das 2-fache der Breite B beträgt. Der Übergang zwischen dem zentralen Bereich 156 der Nockenlaufbahn 56 und den Randbereichen 256 ist vorzugsweise kontinuierlich, das bedeutet ohne Stufe und ohne Knick ausgeführt. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Randbereiche 256 der Nockenlaufbahn 56 eine beliebige andere, nichtkreisförmige Krümmung aufweisen.
Bei einem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Randbereiche 256 der Nockenlaufbahn 56 zumindest annähernd konisch ausgebildet und verlaufen mit zunehmendem Abstand vom zentralen Bereich 156 zur Drehachse 15 der Antriebswelle 14 hin abfallend. Die Breite b der Randbereiche 256 kann beispielsweise etwa 10 bis 20%, vorzugsweise etwa 15% der Breite B der Nockenlaufbahn betragen. Das Maß s kann beispielsweise etwa 1 bis 10%, vorzugsweise etwa 5% vom Maß b betragen.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Nockenlaufbahn 56 nur auf einer Seite einen wie vorstehend ausgebildeten Randbereich 256 aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004004705 A1 [0002]

Claims

Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe, mit wenigstens einem Pumpenelement (18), das einen durch eine rotierende Antriebswelle (14) in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben (20) aufweist, wobei die Antriebswelle (14) wenigstens einen Nocken (16) aufweist, auf dem eine zumindest im wesentlichen kreiszylinderförmige Rolle (50) abläuft, die sich über ein Stützelement (46) am Pumpenkolben (20) abstützt, wobei der Nocken (16) eine Nockenlaufbahn (56) aufweist, die im Längsschnitt parallel zur Drehachse (15) der Antriebswelle (14) zumindest annähernd geradlinig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenlaufbahn (56) im Längsschnitt in wenigstens einem in Richtung der Drehachse (15) der Antriebswelle (14) weisenden seitlichen Randbereich (256) zur Drehachse (15) der Antriebswelle (14) hin abfallend ausgebildet ist.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenlaufbahn (56) in beiden seitlichen Randbereichen (256) zur Drehachse (15) der Antriebswelle (14) hin abfallend ausgebildet ist.
Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine seitliche Randbereich (256) der Nockenlaufbahn (56) zur Rolle (50) hin konvex gekrümmt ausgebildet ist.
Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine seitliche Randbereich (256) der Nockenlaufbahn (56) mit einem Radius (R) gekrümmt ausgebildet ist.
Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine seitliche Randbereich (256) der Nockenlaufbahn (56) zumindest annähernd konisch ausgebildet ist.
Pumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (50) durchgehend über ihre gesamte Länge (L) kreiszylinderförmig ausgebildet ist.