DE102011082434A1

DE102011082434A1 - Stößel

Info

Publication number: DE102011082434A1
Application number: DE102011082434A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dorn; Norbert Geyer; Marco Junker
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2013-03-14
Also published as: EP2568171A2; EP2568171A3; PL2568171T3; EP2568171B1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Stößel (1) für eine Kraftstoffhochdruckpumpe, mit einem Gehäuse (2), das im Bereich seiner antriebsseitigen Stirn (3) eine Rolle (4) für einen Anlauf eines periodischen Huberzeugers aufnimmt, wobei das Gehäuse (2) axial unterhalb der Rolle (4) von einem mit dessen Innenmantel (5) verbundenen Brückenstück (6) durchragt ist, dessen einer abtriebsseitigen Stirn (7) des Gehäuses (2) zugewandte Unterseite (8) zumindest mittelbar als Anlage für ein Stößelfolgeteil dient, wobei eine Oberseite (9) des Brückenstücks (6) eine schalenartige Einformung (10) aufweist, in der ein aus einem Ring (11) abgetrenntes, bewegliches Schalensegment (12) sitzt, auf dessen Innenbahn (13) die Rolle (4) gleitgelagert ist und wobei am Innenmantel (5) des Gehäuses (2) wenigstens eine Axialführungssäule (14) angeordnet ist, an welcher das Schalensegment (12) über eine respektive Eckaussparung (15) an einer Trennstirn (16) ausdrehgesichert angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stößel, insbesondere für eine Kraftstoffhochdruckpumpe, mit einem Gehäuse, das im Bereich seiner antriebsseitigen Stirn eine Rolle für einen Anlauf eines periodischen Huberzeugers aufnimmt, wobei das Gehäuse axial unterhalb der Rolle von einem mit dessen Innenmantel verbundenen Brückenstück durchragt ist, dessen einer abtriebsseitigen Stirn des Gehäuses zugewandte Unterseite zumindest mittelbar als Anlage für ein Stößelfolgeteil dient, wobei eine Oberseite des Brückenstücks eine schalenartige Einformung aufweist, in der ein aus einem Ring abgetrenntes, bewegliches Schalensegment sitzt, auf dessen Innenbahn die Rolle gleitgelagert ist und wobei das Schalensegment ausdrehgesichert in der Einformung verläuft.
Ein derartiger Stößel ist aus der DE 10 2009 056 303 A1 vorbekannt. Dessen Schalensegment erfährt in der Einformung des Brückenstücks eine Ausdrehsicherung durch am Brückenstück angestemmte Nasen. Klar ist, dass unter entsprechender Belastung das Schalensegment den Widerstand der Nasen durchbrechen und sich somit aus der Einformung drehen kann. Weiterhin hat ein „ungünstiger” Rissverlauf beim Cracken, da nicht 100%ig vorhersehbar, Einfluss auf die Führungs- und Haltefähigkeit.
Aufgabe ist es daher, einen Stößel der vorgenannten Gattung zu schaffen, bei dem die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind. Insbesondere soll dessen Schalensegment gut ausdrehgesichert in der Einformung verlaufen und sich sicher und kostengünstig montieren lassen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass am Innenmantel des Gehäuses wenigstens eine Axialführungssäule angeordnet ist, an welcher das Schalensegment über eine respektive Eckaussparung an einer Trennstirn ausdrehgesichert angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist es hierbei, dass am Innenmantel des Gehäuses vier Axialführungssäulen verteilt sind, an denen das Schalensegment über Eckaussparungen an dessen beiden Trennstirnen ausdrehgesichert angeordnet ist.
Somit ist ein Stößel ohne die eingangs genannten Nachteile geschaffen. Das Schalensegment lässt sich „zielgenau” und sicher montieren und erfährt zudem an den Axialführungssäulen eine hervorragende Ausdrehsicherung, bei gleichzeitig geringer gewünschter Beweglichkeit. Ggf. kommen auch weniger als vier Säulen infrage, so bspw. zwei sich diametral gegenüberliegende oder lediglich eine.
Der Stößel, auch Rollenstößel genannt, soll insbesondere bei Hochdruckpumpen zur Kraftstoffförderung von qualitätsgeregelten Brennkraftmaschinen Anwendung finden (Kraftstoffschmierung). Denkbar und vorgesehen ist jedoch auch ein Einsatz bei quantitätsgeregelten Brennkraftmaschinen oder als klassischer, nockenfolgender Stößel in einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Als Huberzeuger dienen ein Nocken, ein Exzenter oder eine Gruppe hiervon.
Die vorgenannte, wenigstens eine Axialführungssäule soll in Fortbildung der Erfindung einteilig vom Innenmantel des Gehäuses abstehen und im Querschnitt eine dreieckähnlich zulaufende Geometrie haben. Somit kann diese Säule beim bevorzugt spanlosen Herstellprozess des Gehäuses einfach mit ausgeformt werden. Denkbar ist es jedoch auch, diese als separates Teil vorzusehen und nachträglich, bspw. durch Schweißen oder Fügen, mit dem Hemd des Gehäuses zu verbinden.
Die in einem weiteren Unteranspruch vorgeschlagene deutliche Fase im Kantenbereich des Schalensegments von dessen Axialstirnsegment zur Innenbahn sorgt für einen von Auswürfen etc. freien Innenbahnbereich. Diese Auswürfe können beim Crackprozess, also beim stumpfen Abtrennen der Schalensegmente aus einem fertigen oder halbfertigen Ring wie bspw. einem Wälzlagerring, der fertig bearbeitet sein kann, entstehen. Es sind jedoch auch andere Trennverfahren wie Sägen oder Schleifen (Trennschleifen) denkbar und vorgesehen.
In Konkretisierung der Erfindung soll das Brückenstück einteiliger Bestandteil des Gehäuses sein. Somit werden nachträgliche Montagekosten minimiert, bei welcher Montage auch eine negative maßliche Beeinflussung des Stößels auftreten kann.
Bei dem vorgenannten Cracken können bspw. zwei bis vier Elemente aus einem Ring gewonnen werden. Hierbei wird stirnseitig des Rings ein entsprechend stumpfes Werkzeug mit Axialkraft appliziert, wobei es hilfreich ist, hierbei eine Kerbe, wie anspruchsgemäß aufgeführt, im Abschnitt einer Axialstirn des Rings anzuordnen. Die Kerbe kann als entsprechende Einformung oder als Laserkerbe oder andere gezielte Materialschwächung vorliegen. Trotz eines nicht 100%-ig vorhersagbaren Rissverlaufs an den Trennstirnen beeinflusst dieser nicht die Führung und Ausdrehsicherung des gewonnenen Schalensegments im Stößel negativ.
Zur Zeichnung:
1 zeigt eine räumliche Ansicht auf einen als Pumpenstößel ausgebildeten Stößel;
2 einen Längsschnitt durch den Stößel;
3 einen Wälzlagerring als Ring, aus welchem die Schalensegmente gewonnen werden und
4 als Einzelheit ein Schalensegment.
Dargestellt ist ein Stößel 1 für eine Kraftstoffhochdruckpumpe. Dieser hat ein zylindrisches Gehäuse 2, welches im Bereich seiner antriebsseitigen Stirn 3 eine Rolle 4 für einen Anlauf eines Ein- oder Mehrfachnockens aufnimmt.
Axial unterhalb der Rolle 4 ist das Gehäuse 2 von einem Brückenstück 6 durchragt, das einteilig von dessen Innenmantel 5 ausgeht. Eine einer abtriebsseitigen Stirn 7 des Gehäuses 2 zugewandte Unterseite 8 des Brückenstücks 6 dient als Anlage für ein Stößelfolgeteil (hier Pumpenkolben).
Eine Oberseite 9 des Brückenstücks 6 weist eine schalenartige Einformung 10 auf, die aus 2 ersichtlich ist. In dieser sitzt ein aus einem Ring 11 abgetrenntes, darin geringfügig beweglich gehaltenes Schalensegment 12, auf dessen Innenbahn 13 die Rolle 4 gleitgelagert verläuft. Eine Schmierung dieser Lagerung erfolgt durch Kraftstoff, wobei auch eine separate Ölschmierung denkbar ist.
Zu erkennen ist, dass das Schalensegment 12 ausdrehgesichert in der Einformung 10 verläuft. Hierfür gehen vom Innenmantel 5 des Gehäuses 2 vier Axialführungssäulen 14 einteilig aus, an denen das Schalensegment 12 über Eckaussparungen 15 (s. a. 4) an dessen beiden Trennstirnen 16 ausdrehgesichert angeordnet ist. Die Eckaussparungen 15 sind teilkomplementär zur Außenkontur der Axialführungssäulen 14.
Wie aus den 1, 3 zu entnehmen ist, weist ein Kantenbereich 17 des Schalensegments 12 von dessen jeweiligem Axialstirnsegment 18 zur Innenbahn 13 eine deutliche Fase 19 auf. Darunter ist eine Fase zu verstehen, die größer als eine Norm- oder Minimalfase für einen derartigen Übergangsbereich ist.
Jedes Schalensegment 12 wird durch Cracken aus einem Ring 11 gewonnen (s. a. 3, 4). Der Ring 11 hat hiernach drei 3 Trennstirnbereiche 20. An beiden Axialstirnen 21 des Rings 11 ist je Trennstirnbereich 20 eine von dessen Außenmantel 22 ausgehende halbkreisförmige Ausnehmung 23 zur Darstellung von jeweils zwei der Eckaussparungen 15 appliziert. In jede Ausnehmung 23 mündet eine an der Axialstirn 21 verlaufende Kerbe 24.
Zum Abtrennen (Cracken) der Schalensegmente 12, also zur Risserzeugung, wird ein entsprechend stumpfes Werkzeug axial auf die Kerbe 24 gebracht.
Bezugszeichenliste

1: Stößel
2: Gehäuse
3: antriebsseitige Stirn
4: Rolle
5: Innenmantel
6: Brückenstück
7: abtriebsseitige Stirn
8: Unterseite
9: Oberseite
10: Einformung
11: Ring
12: Schalensegment
13: Innenbahn
14: Axialführungssäule
15: Eckaussparung
16: Trennstirn
17: Kantenbereich
18: Axialstirnsegment
19: Fase
20: Trennstirnbereich
21: Axialstirn
22: Außenmantel
23: Ausnehmung
24: Kerbe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009056303 A1 [0002]

Claims

Stößel (1), insbesondere für eine Kraftstoffhochdruckpumpe, mit einem Gehäuse (2), das im Bereich seiner antriebsseitigen Stirn (3) eine Rolle (4) für einen Anlauf eines periodischen Huberzeugers aufnimmt, wobei das Gehäuse (2) axial unterhalb der Rolle (4) von einem mit dessen Innenmantel (5) verbundenen Brückenstück (6) durchragt ist, dessen einer abtriebsseitigen Stirn (7) des Gehäuses (2) zugewandte Unterseite (8) zumindest mittelbar als Anlage für ein Stößelfolgeteil dient, wobei eine Oberseite (9) des Brückenstücks (6) eine schalenartige Einformung (10) aufweist, in der ein aus einem Ring (11) abgetrenntes, bewegliches Schalensegment (12) sitzt, auf dessen Innenbahn (13) die Rolle (4) gleitgelagert ist und wobei das Schalensegment (12) ausdrehgesichert in der Einformung (10) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass am Innenmantel (5) des Gehäuses (2) wenigstens eine Axialführungssäule (14) angeordnet ist, an welcher das Schalensegment (12) über eine respektive Eckaussparung (15) an einer Trennstirn (16) ausdrehgesichert angeordnet ist.
Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Innenmantel (5) des Gehäuses (2) genau vier Axialführungssäulen (14) verteilt sind, an denen das Schalensegment (12) über respektive Eckaussparungen (15) an dessen beiden Trennstirnen (16) ausdrehgesichert angeordnet ist.
Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Eckaussparung (15) wenigstens teilkomplementär oder im Wesentlichen komplementär zu ihrer Axialführungssäule (14) ist.
Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kantenbereich (17) des Schalensegments (12) von dessen jeweiligem Axialstirnsegment (18) zumindest zur Innenbahn (13) mit einer deutlichen Fase (19) versehen ist.
Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Axialführungssäule (14) einteilig mit dem Innenmantel (5) des Gehäuses (2) verbunden ist sowie im Querschnitt spitz in Richtung auf eine Axiallinie des Stößel (1) zuläuft.
Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenstück (6) einteilig mit dem Gehäuse (2) verbunden ist.
Stößel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalensegment (18) eine Halb-, Drittel oder Viertelschale ist sowie aus einem Wälzlagerring oder einem ähnlichen Bauteil als Ring (11) und durch ein Trennverfahren wie Cracken, Sägen, Erodieren oder Fräsen aus diesem gewonnen ist.
Stößel nach Anspruch 7, sofern auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass, je Trennstirnbereich (20), an wenigstens einer Axialstirn (21) des Rings (11) eine von dessen Außenmantel (22) ausgehende halbkreisförmige Ausnehmung (23) zur Darstellung von jeweils zwei der Eckaussparungen (15) appliziert ist, wobei jede Ausnehmung (23) von einer Kerbe (24) an der Axialstirn (21) geschnitten ist, die radial zu einer Axiallinie des Standardwälzlagerings als Ring (11) ausgerichtet ist.
Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) als Stahlblech- bzw. Fließpressteil vorliegt.