EP1527259B1 - Rollenstössel für eine brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1527259B1
EP1527259B1 EP03793614A EP03793614A EP1527259B1 EP 1527259 B1 EP1527259 B1 EP 1527259B1 EP 03793614 A EP03793614 A EP 03793614A EP 03793614 A EP03793614 A EP 03793614A EP 1527259 B1 EP1527259 B1 EP 1527259B1
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bore
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    • F02M57/02—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F02M57/022—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive
    • F02M57/023—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive mechanical
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a roller tappet for a valve train or an injection device of an internal combustion engine, with a rotatably mounted roller on which a cam contour of a camshaft acts, and with a hollow plunger piston, in which a helical compression spring is arranged and coaxially supported, wherein the plunger piston is cup-shaped and a bottom surface on which the helical compression spring bears directly with one end, and wherein the plunger piston is linearly displaceably mounted in a cylinder bore of a housing as a pump piston, which is connected to a channel arranged in the housing for a liquid or gaseous medium to be conveyed ,
  • roller tappet is used in actuated by camshaft hydraulic pumping units, z. B. hydraulic valve trains or GDI injectors (Gasoline Direct Injection).
  • a known pump unit the plunger is not provided with a roller, however, has a plunger surrounded by a pump spring, which is arranged longitudinally displaceable in a cylinder.
  • a pump spring which is arranged longitudinally displaceable in a cylinder.
  • a spring plate is formed on the plunger piston and a spring support surface is formed on the cylinder.
  • the spring plate also serves as a sliding surface on which slides along the cam, which moves the plunger against the cylinder body.
  • this design also takes up a lot of space and causes an expensive production.
  • the plunger piston with attached spring plate can not be round centerless.
  • a roller tap is preferable to a sliding tap. There are very limited space available, which prevent the use of a larger role. As the roller size decreases, the pressures in the roller cam contact area and the speed of the roller increase.
  • the invention has for its object to provide a roller tappet whose moving mass is very low.
  • a cylindrical Support body is arranged, which is partially surrounded by the plunger piston. It can be arranged in the support body acting as a conduit for the medium to be conveyed bore through which the helical compression spring containing, otherwise closed and acting as a pressure chamber interior of the plunger piston is connected to the channel of the housing. It is also possible that an annular space adjoining the plunger piston, which is formed by the housing and the support body within the cylinder bore, is connected to the channel of the housing via bores acting as conduits for the medium to be delivered.
  • no spring plate and no Federabstütz constitutional on the outside of the plunger are required on the plunger, so that the number of required parts is reduced.
  • the plunger piston can be ground round centerless, thereby reducing the production costs.
  • To prevent rotation of the plunger can be flattened on one side or on two sides, or it can be attached a rotation lock pin.
  • FIG. 4 shown previously injection device has a camshaft 1, which rotates about a roller 2 a lever 3 about an axis 4.
  • a roller 6 of a roller tappet 7 On a cam contour 5 of the reversing lever 3 is a roller 6 of a roller tappet 7 at.
  • the roller tappet 7 With the roller tappet 7, a main injection piston 8 is connected, which is mounted linearly displaceable in an associated cylinder 9.
  • the roller tappet 7 is also mounted with its cylindrical jacket in a cylinder 10 of a housing also linearly displaceable.
  • a return helical compression spring 11 is mounted between a bottom, not shown, of the cylinder 10 and a pot-shaped insert 12 at the top of the main injection piston 8 and thus tends to push the main injection piston 8 in a rest position.
  • the cylinder 10 is part of a housing into which an inlet channel is drilled, which opens into the pressure chamber immediately below the pressure chamber-side end face of the main injection piston 8 in its rest position.
  • An in FIG. 3 illustrated prior plunger 13 consists of a fixed cylinder 14, a longitudinally displaceably arranged in the cylinder plunger piston 15 and a pump spring 16, which is designed as a cylindrical helical compression spring and the plunger 13 concentrically surrounds.
  • a spring support surface 17 is formed on the outer surface of the cylinder 14.
  • the pump spring 16 is supported on a spring plate 18, which is formed on the outside of the cylinder 14 located end of the plunger 13.
  • the front-side outer surface of the spring plate 18 serves as a sliding surface for the cam of a camshaft, which puts the plunger 13 in cooperation with the pump spring 16 in a reciprocating motion.
  • FIG. 1 shows a roller tappet 19 according to the invention, which has a cup-shaped plunger piston 20 with a cylindrical shell and a frontal bottom.
  • a cylindrical Helical compression spring 22 is arranged in the interior 21 of the plunger piston 20 in the interior 21 of the plunger piston 20 in the interior 21 of the plunger piston 20 in the interior 21 of the plunger piston 20 in the interior 21 of the plunger piston 20 in the interior 21 of the plunger piston 20 in the interior 21 of the plunger piston 20 is a cylindrical Helical compression spring 22 is arranged. This is supported with one axial end on the inner bottom surface 23 of the plunger piston 20 and with its other axial end on a cylindrical support body 24 which is inserted in a cylinder bore 25 of a fixed housing 26 and axially supported.
  • the roller tappet 19 On the outside of the bottom of the plunger piston 20, the roller tappet 19 has a mounted roller 27, which indirectly or directly from the cam of a camshaft acted upon and can be offset from this in cooperation with the helical compression spring 22 in
  • the occurring periodic change in volume of the inner space 21 generates the pumping action, ie a pushing out of a flow medium to be pumped through a central line 28 of the support body 24 and the housing 26 in a channel 29 of the housing 26, and then sucking in flow medium in the opposite direction.
  • FIG. 2 shown inventive roller tappet 30 is basically constructed as well.
  • the promotion of flow medium takes place by the periodic change in volume of an annular space 34 formed by the cylinder bore 31 of the housing 32 and the inserted support body 33 below the plunger piston 35.
  • the annular space 34 is arranged over a plurality of arranged in the housing 32 lines 36 with the channel 29 of the Housing 32 connected.
  • the interior 21 with the inserted, supported on the bottom surface 23 helical compression spring 22 is not a pump pressure chamber here, he is open by a mounted in the bottom of the plunger piston bore 35 37 outwardly to the roller 27 out.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen Rollenstößel für einen Ventiltrieb oder eine Einspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine, mit einer drehbar gelagerten Rolle, auf welche eine Nockenkontur einer Nockenwelle einwirkt, und mit einem hohlen Stößelkolben, in welchem eine Schraubendruckfeder angeordnet und koaxial abgestützt ist, wobei der Stößelkolben topfförmig ausgebildet ist und eine Bodenfläche aufweist, an welcher die Schraubendruckfeder unmittelbar mit einem Ende anliegt, und wobei der Stößelkolben in einer Zylinderbohrung eines Gehäuses als Pumpenkolben wirkend linear verschiebbar gelagert ist, welche mit einem in dem Gehäuse angeordneten Kanal für ein zu förderndes flüssiges oder gasförmiges Medium verbunden ist.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Ein solcher Rollenstößel findet Einsatz bei durch Nockenwellen betätigten hydraulischen Pumpeinheiten, z. B. hydraulischen Ventiltrieben oder GDI-Einspritzvorrichtungen (Gasoline Direct Injection).
  • Eine bekannte Pumpeinheit, deren Stößel jedoch nicht mit einer Rolle versehen ist, weist einen von einer Pumpenfeder umgebenen Stößelkolben auf, der in einem Zylinder längsverschieblich angeordnet ist. Zur axialen Abstützung der Feder ist an dem Stößelkolben ein Federteller und an dem Zylinder eine Federabstützfläche ausgebildet. Der Federteller dient gleichzeitig als Gleitfläche, an welcher der Nocken entlanggleitet, der den Stößelkolben gegenüber dem Zylinderkörper verschiebt. Außer dem Nachteil, daß hier kein Rollenabgriff erfolgt, hat diese Ausführung auch einen großen Platzbedarf und verursacht eine teuere Fertigung. Außerdem kann bei einem solchen Pumpenstößel der Stößelkolben mit angesetztem Federteller nicht spitzenlos rundgeschliffen werden. Bei der vorliegenden Anwendung ist ein Rollenabgriff einem Gleitabgriff vorzuziehen. Es liegen sehr beengte Platzverhältnisse vor, die den Einsatz einer größeren Rolle verhindern. Mit abnehmender Rollengröße steigen die Pressungen im Kontaktbereich Rolle-Nocken sowie die Drehzahl der Rolle.
  • Aus dem Dokument DE 37 31 240 A1 ist eine Einspritzvorrichtung mit einem Rollenstößel bekannt, der einen massiven Lagerbereich für die Rolle aufweist. Diese Masse wird noch durch einen topfförmigen Einsatz für die Abstützung der Schraubendruckfeder und durch einen Haupteinspritzkolben erhöht. Beide befinden sich im Innenraum des Stößelkolbens und müssen bei der hin- und hergehenden Bewegung des Rollenstößels mitbewegt werden. Ein Rollenstößel der eingangs genannten Art ist mit dem Dokument US-A-1 690 032 offenbart.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rollenstößel anzugeben, dessen bewegte Masse sehr gering ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Zylinderbohrung des Gehäuses ein zylinderförmiger Stützkörper angeordnet ist, welcher von dem Stößelkolben teilweise umgeben ist. Dabei kann in dem Stützkörper eine als Leitung für das zu fördernde Medium wirkende Bohrung angeordnet sein, durch welche der die Schraubendruckfeder enthaltende, im übrigen geschlossene und als Druckraum wirkende Innenraum des Stößelkolbens mit dem Kanal des Gehäuses verbunden ist. Es ist auch möglich, daß ein an dem Stößelkolben sich anschließender Ringraum, der von dem Gehäuse und dem Stützkörper innerhalb der Zylinderbohrung gebildet ist, über als Leitungen für das zu fördernde Medium wirkende Bohrungen mit dem Kanal des Gehäuses verbunden ist.
  • Bei der erfindungsgemäßen Ausführung werden am Stößel kein Federteller und keine Federabstützfläche an der Außenseite des Stößels benötigt ,so daß die Anzahl der erforderlichen Teile reduziert ist. Der Stößelkolben kann spitzenlos rundgeschliffen werden, dadurch verringern sich die Fertigungskosten. Zur Verdrehsicherung kann der Stößel an einer Seite oder an zwei Seiten abgeflacht werden, oder es kann ein Verdrehsicherungsstift angebracht werden.
    • Kurze Beschreibung
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden im Vergleich mit dem vorbekannten Stand der Technik näher beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    einen erfindungsgemäßen Rollenstößel in einer ersten Ausfüh- rungsform;
    Figur 2
    einen erfindungsgemäßen Rollenstößel in einer zweiten Ausfüh- rungsform;
    Figur 3
    einen vorbekannten Stößel;
    Figur 4
    ausschnittsweise eine Einspritzvorrichtung mit einem vorbekann- ten Rollenstößel.
    Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
  • Eine in Figur 4 dargestellte vorbekannte Einspritzvorrichtung weist eine Nokkenwelle 1 auf, die über eine Rolle 2 einen Umlenkhebel 3 um eine Achse 4 verdreht. An einer Nockenkontur 5 des Umlenkhebels 3 liegt eine Rolle 6 eines Rollenstößels 7 an. Mit dem Rollenstößel 7 ist ein Haupteinspritzkolben 8 verbunden, der in einem zugehörigen Zylinder 9 linear verschiebbar gelagert ist. Der Rollenstößel 7 ist mit seinem zylindrischen Mantel in einem Zylinder 10 eines Gehäuses ebenfalls linear verschiebbar gelagert. Eine Rückstell-Schraubendruckfeder 11 ist zwischen einem nicht dargestellten Boden des Zylinders 10 und einem topfförmigen Einsatz 12 an der Oberseite des Haupteinspritzkolbens 8 gelagert und tendiert somit dazu, den Haupteinspritzkolben 8 in eine Ruhestellung zu drücken. Der Zylinder 10 ist Teil eines Gehäuses, in das ein Zulaufkanal gebohrt wird, der unmittelbar unterhalb der druckkammerseitigen Stirnfläche des Haupteinspritzkolbens 8 in dessen Ruhestellung in die Druckkammer mündet.
  • Ein in Figur 3 dargestellter vorbekannter Stößel 13 besteht aus einem festen Zylinder 14, einem in dem Zylinder längsverschieblich angeordneten Stößelkolben 15 und einer Pumpenfeder 16, welche als zylindrische Schraubendruckfeder ausgebildet ist und den Stößel 13 konzentrisch umgibt. Für die axiale Abstützung der Pumpenfeder 16 mit einem Ende ist an der äußeren Oberfläche des Zylinders 14 eine Federabstützfläche 17 ausgebildet. Mit dem anderen Ende stützt sich die Pumpenfeder 16 an einem Federteller 18 ab, der an dem Außerhalb des Zylinders 14 befindlichen Ende des Stößels 13 ausgebildet ist. Die stirnseitige Außenfläche des Federtellers 18 dient als Gleitfläche für den Nocken einer Nockenwelle, welche den Stößel 13 im Zusammenwirken mit der Pumpenfeder 16 in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt.
  • Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Rollenstößel 19, der einen topfförmigen Stößelkolben 20 mit einem zylinderförmigen Mantel und einem stirnseitigen Boden aufweist. In dem Innenraum 21 des Stößelkolbens 20 ist eine zylindrische Schraubendruckfeder 22 angeordnet. Diese stützt sich mit einem axialen Ende an der inneren Bodenfläche 23 des Stößelkolbens 20 und mit ihrem anderen axialen Ende an einem zylindrischen Stützkörper 24 ab, der in einer Zylinderbohrung 25 eines festen Gehäuses 26 eingesetzt und axial abgestützt ist. Der Stößelkolben 20 ist auf einem Teil seiner Länge in der Zylinderbohrung 25 linear verschiebbar eingesteckt und umgibt hier den Stützkörper 24. An der Außenseite des Bodens des Stößelkolbens 20 weist der Rollenstößel 19 eine gelagerte Rolle 27 auf, welche mittelbar oder unmittelbar von dem Nocken einer Nockenwelle beaufschlagt und von diesem in Zusammenwirkung mit der Schraubendruckfeder 22 in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt werden kann. Die dabei auftretende periodische Volumenänderung des Innenraumes 21 erzeugt die Pumpwirkung, also ein Herausdrücken eines zu fördernden Strömungsmediums durch eine zentrale Leitung 28 des Stützkörpers 24 und des Gehäuses 26 in einen Kanal 29 des Gehäuses 26, und anschließend ein Einsaugen von Strömungsmedium in entgegengesetzter Richtung.
  • Ein in Figur 2 dargestellter erfindungsgemäßer Rollenstößel 30 ist grundsätzlich ebenso aufgebaut. Hier erfolgt die Förderung von Strömungsmedium jedoch durch die periodische Volumenänderung eines von der Zylinderbohrung 31 des Gehäuses 32 und dem eingesetzten Stützkörper 33 gebildeten Ringraumes 34 unterhalb des Stößelkolbens 35. Der Ringraum 34 ist über mehrere in dem Gehäuse 32 angeordnete Leitungen 36 mit dem Kanal 29 des Gehäuses 32 verbunden. Der Innenraum 21 mit der eingesetzten, an der Bodenfläche 23 abgestützten Schraubendruckfeder 22 ist hier nicht ein Pumpendruckraum, er ist durch eine in dem Boden des Stößelkolbens 35 angebrachte Bohrung 37 nach außen zur Rolle 27 hin geöffnet.
    • Bezugszahlenliste
    • 1
    Nockenwelle
    2
    Rolle
    3
    Umlenkhebel
    4
    Achse
    5
    Nockenkontur
    6
    Rolle
    7
    Rollenstößel
    8
    Haupteinspritzkolben
    9
    Zylinder
    10
    Zylinder
    11
    Schraubendruckfeder
    12
    Einsatz
    13
    Stößel
    14
    Zylinder
    15
    Stößelkolben
    16
    Pumpenfeder
    17
    Federabstützfläche
    18
    Federteller
    19
    Rollenstößel
    20
    Stößelkolben
    21
    Innenraum
    22
    Schraubendruckfeder
    23
    Bodenfläche
    24
    Stützkörper
    25
    Zylinderbohrung
    26
    Gehäuse
    27
    Rolle
    28
    Leitung
    29
    Kanal
    30
    Rollenstößel
    31
    Zylinderbohrung
    32
    Gehäuse
    33
    Stützkörper
    34
    Ringraum
    35
    Stößelkolben
    36
    Leitung
    37
    Bohrung

Claims (4)

  1. Rollenstößel (19, 30) für einen Ventiltrieb oder eine Einspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine, mit einer drehbar gelagerten Rolle (27), auf welche eine Nockenkontur einer Nockenwelle einwirkt, und mit einem hohlen Stößelkolben (20, 35), in welchem eine Schraubendruckfeder (22) angeordnet und koaxial abgestützt ist, wobei der Stößelkolben (20, 35) topfförmig ausgebildet ist und eine Bodenfläche (23) aufweist, an welcher die Schraubendruckfeder (22) unmittelbar mit einem Ende anliegt, und wobei der Stößelkolben (20, 35) in einer Zylinderbohrung (25, 31) eines Gehäuses (26, 32) als Pumpenkolben wirkend linear verschiebbar gelagert ist, welche mit einem in dem Gehäuse (26, 32) angeordneten Kanal (29) für ein zu förderndes flüssiges oder gasförmiges Medium verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zylinderbohrung (25, 31) des Gehäuses (26, 32) ein zylinderförmiger Stützkörper (24, 33) angeordnet ist, welcher von dem Stößelkolben (20, 35) teilweise umgeben ist.
  2. Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stützkörper (24) eine als Leitung (28) für das zu fördernde Medium wirkende Bohrung angeordnet ist, durch welche der die Schraubendruckfeder (22) enthaltende im Übrigen geschlossene und als Druckraum wirkende Innenraum (21) des Stößelkolbens (20) mit dem Kanal (29) des Gehäuses (26) verbunden ist.
  3. Rollenstößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass ein an dem Stößelkolben (35) sich anschließender, von dem Gehäuse (32) und dem Stützkörper (33) innerhalb der Zylinderbohrung (31) gebildeter Ringraum (34) über als Leitungen (36) für das zu fördernde Medium wirkende Bohrungen mit dem Kanal (29) des Gehäuses (32) verbunden ist.
  4. Rollenstößel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der die Schraubendruckfeder (22) enthaltende Innenraum (21) des Stößelkolbens (35) über eine von seiner Bodenfläche (23) ausgehende Bohrung (37) nach außen geöffnet ist.
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