DE102012223413A1

DE102012223413A1 - Rollenstößel für eine Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe, und Pumpe mit Rollenstößel

Info

Publication number: DE102012223413A1
Application number: DE102012223413.6A
Authority: DE
Inventors: Jochen Aleker
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2014-06-18
Also published as: WO2014095143A1

Abstract

Der Rollenstößel für eine Pumpe, insbesondere eine Kraftstoffhochdruckpumpe, ist in einer Aufnahme (44) in Richtung seiner Längsachse (41) geführt und wird durch eine Antriebseinrichtung (14,16) in einer Hubbewegung angetrieben. Der Rollenstößel (40) weist ein Stößelteil (42) auf, in dem eine Rolle (46) drehbar gelagert ist, über die sich der Rollenstößel (40) an der Antriebseinrichtung (14,16) abstützt. Das Stößelteil (42) weist wenigstens einen Durchlass (60) auf, der einen inneren Bereich des Stößelteils (42), in dem die Lagerung der Rolle (46) angeordnet ist, mit dem Außenmantel des Stößelteils (42) verbindet. In wenigstens einem an eine in Richtung ihrer Drehachse (48) weisenden Stirnseite (62) der Rolle (46) angrenzenden Umfangsbereich des Stößelteils (42) ist in dessen Innenmantel wenigstens eine sich in Richtung der Längsachse (41) des Rollenstößels (40) erstreckende Nut (66) vorgesehen, in die der wenigstens eine Durchlass (60) mündet.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Rollenstößel für eine Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe, nach der Gattung des Anspruchs 1 und von einer Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe, nach der Gattung des Anspruchs 12.
Ein solcher Rollenstößel und eine solche Pumpe in Form einer Kraftstoffhochdruckpumpe ist durch die DE 197 29 793 A1 bekannt. Diese Pumpe weist wenigstens ein Pumpenelement auf, das wiederum einen einen Pumpenkolben aufweist, der sich über einen Rollenstößel an einer Antriebswelle abstützt und durch diese in einer Hubbewegung angetrieben wird. Der Rollenstößel ist in einer Aufnahme in Richtung seiner Längsachse geführt. Der Rollenstößel weist ein Stößelteil auf, in dem eine Rolle drehbar gelagert ist und das Stößelteil weist wenigstens eine Öffnung auf, die den inneren Bereich des Stößelteils mit der Lagerung der Rolle mit dem Außenmantel des Stöeßlteils verbindet. Über die wenigstens eine Öffnung gelangt Schmierstoff aus der Aufnahme des Rollenstößels zur Lagerung der Rolle. Schmierstoff tritt im inneren Bereich des Stößelteils aus und dort entsteht ein Nebel oder Spray des Schmierstoffs wodurch kein definierter Schmierzustand erreicht werden kann. Bei nicht ausreichender Schmierung kann es zu Verschleiß der Rolle, des Stößelteils und gegebenenfalls vorhandener Lagerbauteile der Rolle kommen.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Rollenstößel mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass im inneren Bereich des Stößelteils zwischen der Stirnseite der Rolle und dem Stößelteil in der wenigstens einen Nut ein erhöhter Druck aufrechterhalten wird, der eine gezielte Schmierung der Lagerung der Rolle mit unter Druck stehendem Schmierstoff ermöglicht. Hierdurch kann der Verschleiß gering gehalten werden. Entsprechend ist bei der mit dem Rollenstößel ausgerüsteten Pumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 12 ein geringer Verschleiß und eine lange Lebensdauer ermöglicht.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Rollenstößels angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine weitere Verbesserung der Schmierung der Lagerung der Rolle. Die Ausbildung gemäß Anspruch 4 ermöglicht eine Aufrechterhaltung eines erhöhten Drucks in der wenigstens einen Nut und somit eine weitere Verbesserung der Schmierung. Die Ausbildung gemäß Anspruch 6 ermöglicht eine hochbelastbare Lagerung der Rolle.
Zeichnung
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine Pumpe ausschnittsweise in einem Querschnitt, 2 ausschnittsweise einen Rollenstößel der Pumpe in einem Schnitt entlang Linie II-II in 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, 3 den Rollenstößel in einem Schnitt entlang Linie III-III in 2 und 4 den Rollenstößel ausschnittsweise in einem Schnitt gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In den 1 bis 4 ist in vereinfachter Darstellung eine Pumpe gezeigt, die insbesondere eine Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine ist. Die Kraftstoffhochdruckpumpe weist wenigstens ein Pumpenelement 10 auf, das wiederum einen Pumpenkolben 12 aufweist, der zumindest mittelbar durch eine Antriebswelle 14 in einer Hubbewegung in zumindest annähernd radialer Richtung bezüglich der Drehachse 15 der Antriebswelle 14 angetrieben wird. Die Antriebswelle 14 kann Teil der Pumpe sein oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Pumpe keine eigene Antriebswelle aufweist und die Antriebswelle 14 Teil der Brennkraftmaschine ist. Die Antriebswelle 14 kann dabei beispielsweise eine Welle der Brennkraftmaschine sein durch die auch die Gaswechselventile der Brennkraftmaschine betätigt werden. Die Antriebswelle 14 weist für den Antrieb des Pumpenkolbens 12 einen Nocken 16 oder Exzenter auf.
Die Pumpe weist ein Pumpengehäuse auf, das mehrteilig ausgebildet sein kann. Der Pumpenkolben 12 ist in einer Zylinderbohrung 18 eines Gehäuseteils 20 der Pumpe dicht geführt wobei das erste Gehäuseteil 20 nachfolgend als Zylinderkopf bezeichnet wird. Mit seinem der Antriebswelle 14 abgewandten Ende begrenzt der Pumpenkolben 12 in der Zylinderbohrung 18 einen Pumpenarbeitsraum 22. Der Pumpenarbeitsraum 22 weist über ein Einlassventil 24, das ein in den Pumpenarbeitsraum 22 hinein öffnendes Einlassrückschlagventil sein kann, eine Verbindung mit einem Zulauf 26 auf, über den der Pumpenarbeitsraum 22 beim radial nach innen zur Drehachse 15 der Antriebswelle 14 gerichteten Saughub des Pumpenkolbens 12 mit Kraftstoff befüllt wird. Der Pumpenarbeitsraum 22 weist außerdem über ein Auslassventil 28, das beispielsweise ein aus dem Pumpenarbeitsraum 22 heraus öffnendes Auslassrückschlagventil ist, eine Verbindung mit einem Ablauf 30 auf, der zu einem Hochdruckspeicher 32 führen kann und über den beim radial nach außen von der Drehachse 15 der Antriebswelle 14 weg gerichteten Förderhub des Pumpenkolbens 12 Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 22 verdrängt wird.
Der Pumpenkolben 12 stützt sich über einen Rollenstößel 40 am Nocken 16 der Antriebswelle 14 ab. Der Rollenstößel 40 weist ein Stößelteil 42 auf, das hülsenförmig ausgebildet ist und das in einer Aufnahme 44 in Richtung der Längsachse 41 des Rollenstößels 40 verschiebbar geführt ist. Die Aufnahme 44 kann in einem Gehäuseteil der Pumpe oder in einem Teil der Brennkraftmaschine, beispielsweise deren Zylinderkopf oder Motorblock ausgebildet sein. Die Aufnahme 44 kann beispielsweise als Bohrung ausgeführt sein. In die Aufnahme 44 wird Schmierstoff, beispielsweise Schmieröl oder Kraftstoff, über einen Zulauf 45 zugeführt. Vorzugsweise wird der Aufnahme 44 unter erhöhtem Druck stehender Schmierstoff zugeführt.
Im Stößelteil 42 ist eine Rolle 46 um eine Drehachse 48 drehbar gelagert, wobei die Rolle 46 auf dem Nocken 16 der Antriebswelle 14 abrollt. Der Rollenstößel 40 und der Pumpenkolben 12 werden durch eine Feder 49 zur Antriebswelle 14 hin beaufschlagt. Die Rolle 46 ist in einem der Antriebswelle 14 zugewandten inneren Bereich 50 des Stößelteils 42 angeordnet. Bei einem in 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist im Stößelteil 42 ein Bolzen 52 eingesetzt, dessen Längsachse zumindest annähernd senkrecht zur Längsachse 41 des Rollenstößels 40 verläuft. Das Stößelteil 42 weist zwei einander diametral gegenüberliegende Öffnungen 54 auf, durch die der Bolzen 52 hindurchtritt. Der Bolzen 52 kann mittels eines Sicherungselements 56, beispielsweise in Form eines auf diesen aufgebrachten Sprengrings, nach dessen Montage im Stößelteil 42 gegen axiale Bewegung gesichert sein. Die Rolle 46 ist hohlzylinderförmig ausgebildet und direkt oder über eine Lagerbuchse 58 auf dem Bolzen 52 gelagert. Die Rolle 46 und die Lagerbuchse 58 weisen in Richtung der Drehachse 48 der Rolle 46 gesehen zumindest annähernd dieselbe Breite auf.
Im Stößelteil 42 ist wenigstens ein Durchlass 60 vorgesehen, durch den der innere Bereich 50 mit dem Außenmantel des Stößelteils 42 verbunden ist. Der Durchlass 60 ist beispielsweise durch eine Bohrung gebildet, die durch den Mantel des Stößelteils 42 verläuft. Der Durchlass 60 ist auf der der Antriebswelle 14 abgewandten Seite des Bolzens 52 angeordnet. Der Durchlass 60 kann etwa radial zur Längsachse 41 des Rollenstößels 40 verlaufen oder wie in 2 dargestellt geneigt zur Längsachse 41. Die Mündung des Durchlasses 60 im inneren Bereich 50 ist dabei näher zur Antriebswelle 14 angeordnet als die Mündung des Durchlasses 60 am Außenmantel des Stößelteils 42.
Die Rolle 46 weist in Richtung ihrer Drehachse 48 weisende Stirnseiten 62 auf, die an den Innenmantel des Stößelteils 42 angrenzen. Die Lagerbuchse 58 weist in Richtung der Drehachse 48 der Rolle 46 ebenfalls an den Innenmantel des Stößelteils 42 angrenzende Stirnseiten 64 auf. Im Innenmantel des Stößelteils 42 ist in dessen an die Stirnseiten 62 und 64 der Rolle 46 und der Lagerbuchse 58 angrenzenden Umfangsbereich eine Nut 66 vorgesehen, die sich zumindest annähernd in Richtung der Längsachse 41 des Rollenstößels 40 erstreckt. Die Nut 66 erstreckt sich ausgehend von der Öffnung 54, in der der Bolzen 52 aufgenommen ist, von der Antriebswelle 14 weg und endet in Richtung der Längsachse 41 des Rollenstößels 40 gesehen vor dem Außenmantel der Rolle 46. Der Durchlass 60 mündet im inneren Bereich 50 des Stößelteils 42 in dem von der Antriebswelle 14 abgewandten Endbereich der Nut 66. Die Nut 66 kann im Querschnitt wie in 3 dargestellt zumindest annähernd rechteckförmig ausgebildet sein. Alternativ kann die Nut 66 auch eine beliebige andere, beispielsweise gerundete Querschnittsform aufweisen. Die Breite b der Nut 66 ist größer als der Durchmesser d des Durchlasses 60.
Es kann vorgesehen sein, dass nur an eine der Stirnseiten 62 und 64 der Rolle 46 und der Lagerbuchse 58 angrenzend im Innenmantel des Stößelteils 42 eine Nut 66 ausgebildet ist und ein in diese mündender Durchlass 60. Alternativ kann auch an beide Stirnseiten 62 und 64 der Rolle 46 und der Lagerbuchse 58 angrenzend im Innenmantel des Stößelteils 42 jeweils eine Nut 66 und jeweils ein in diese mündender Durchlass 60 ausgebildet ist. Der der Aufnahme 44 des Rollenstößels 40 zugeführte Schmierstoff gelangt durch den Durchlass 60 in die Nut 66, die durch die Stirnseiten 62 und 64 der Rolle 46 und der Lagerbuchse 58 überdeckt wird, so dass in der Nut 66 ein erhöhter Druck aufrechterhalten wird. Aus der Nut 66 gelangt Schmierstoff zwischen die Rolle 46 und die Lagerbuchse 58 und/oder zwischen die Lagerbuchse 58 und den Bolzen 52 und/oder zwischen die Stirnseiten 62 und 64 der Rolle 46 und der Lagerbuchse 58 sowie den angrenzenden Innenmantel des Stößelteils 42.
In 4 ist der Rollenstößel 40 ausschnittsweise gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Rolle 146 ist dabei über ihren Außenmantel in einer Ausnehmung 152 des Stößelteils 142 oder eines im Stößelteil 142 eingesetzten Rollenschuhs 154 drehbar gelagert. Die Ausnehmung 152 ist im Querschnitt zumindest annähernd kreisabschnittförmig ausgebildet und bildet eine Gleitlagerschale für die Rolle 146. Das Stößelteil 142 weist an die Stirnseiten 162 der Rolle 146 angrenzende Umfangsbereiche in dessen Innenmantel auf und an wenigstens eine Stirnseite 162 angrenzend ist eine Nut 166 im Innenmantel des Stößelteils 142 vorgesehen. Die Nut 166 ist wie vorstehend beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ausgebildet und erstreckt sich ausgehend von der Drehachse 48 der Rolle 146 von der Antriebswelle 14 weg und endet vor dem Außenmantel der Rolle 146 bzw. der Ausnehmung 152. Es kann vorgesehen sein, dass nur angrenzend an eine Stirnseite 162 der Rolle 146 eine Nut 166 angeordnet ist oder dass an beide Stirnseiten 162 der Rolle 146 angrenzend jeweils eine Nut 166 angeordnet ist. Die Nut 166 ist über den Durchlass 160 mit dem Außenmantel des Stößelteils 142 verbunden, über den unter Druck stehender Schmierstoff in die Nut 166 zugeführt wird. Aus der Nut 166 kann Schmierstoff zwischen die Stirnseite 162 der Rolle 146 und das angrenzende Stößelteil 142 bzw. den angrenzenden Rollenschuh 154 sowie zwischen die Ausnehmung 152 und den Außenmantel der Rolle 146 gelangen und dort die Schmierung verbessern.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19729793 A1 [0002]

Claims

Rollenstößel für eine Pumpe, insbesondere eine Kraftstoffhochdruckpumpe, der in einer Aufnahme (44) in Richtung seiner Längsachse (41) geführt ist und durch eine Antriebseinrichtung (14, 16) in einer Hubbewegung angetrieben wird, mit einem Stößelteil (42; 142), in dem eine Rolle (46; 146) drehbar gelagert ist, über die sich der Rollenstößel (40) an der Antriebseinrichtung (14, 16) abstützt, wobei das Stößelteil (42; 142) wenigstens einen Durchlass (60; 160) aufweist, der einen inneren Bereich des Stößelteils (42; 142), in dem die Lagerung der Rolle (46; 146) angeordnet ist, mit dem Außenmantel des Stößelteils (42; 142) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem an eine in Richtung ihrer Drehachse (48) weisenden Stirnseite (62; 162) der Rolle (46; 146) angrenzenden Umfangsbereich des Stößelteils (42; 142) in dessen Innenmantel wenigstens eine sich in Richtung der Längsachse (41) des Rollenstößels (40) erstreckende Nut (66; 166) vorgesehen ist, in die der wenigstens eine Durchlass (60; 160) mündet.
Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Nut (66; 166) auf der der Antriebseinrichtung (14, 16) abgewandten Seite der Drehachse (48) der Rolle (46; 146) angeordnet ist.
Rollenstößel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass angrenzend an beide Stirnseiten (62; 162) der Rolle (46; 146) jeweils wenigstens eine Nut (66; 166) im Innenumfang des Stößelteils (42; 142) vorgesehen ist.
Rollenstößel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung der Längsachse (41) des Rollenstößels (40) von der Antriebseinrichtung (14, 16) weggesehen die wenigstens eine Nut (66; 166) vor der radial äußeren Mantelfläche der Rolle (46; 146) endet.
Rollenstößel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Durchlass (60; 160) in dem der Antriebseinrichtung (14, 16) abgewandten Endbereich der wenigstens einen Nut (66; 166) in diese mündet.
Rollenstößel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (48) direkt oder über eine Lagerbuchse (58) auf einem in das Stößelteil (42) eingesetzten Bolzen (52) gelagert ist und dass sich die wenigstens eine Nut (66) ausgehend von der der Antriebseinrichtung (14, 16) abgewandten Seite des Bolzens (52) erstreckt.
Rollenstößel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Nut (66; 166) im Querschnitt zumindest annähernd rechteckförmig ausgebildet ist.
Rollenstößel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Durchlass (60; 160) zur Längachse (41) des Rollenstößels (40) geneigt durch das Stößelteil (42; 142) verläuft.
Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, mit wenigstens einem Pumpenelement (10), das einen Pumpenkolben (12) aufweist, der sich über einen Rollenstößel (40) an einem Antriebsbereich (14, 16) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenstößel (40) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist.