EP2823177B1 - Kolbenpumpe - Google Patents
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- EP2823177B1 EP2823177B1 EP13700489.1A EP13700489A EP2823177B1 EP 2823177 B1 EP2823177 B1 EP 2823177B1 EP 13700489 A EP13700489 A EP 13700489A EP 2823177 B1 EP2823177 B1 EP 2823177B1
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Definitions
- the present invention relates to a piston pump, in particular a high-pressure fuel pump, with a housing, a piston and a drive shaft with a cam portion on which the piston is at least indirectly supported via a rotatably mounted in a roller tappet roller, wherein the side of the cam portion on both sides in each case a board is provided, which projects in the radial direction over the cam portion.
- the field of application of the present invention extends to piston pumps, in particular high-pressure fuel pumps, which are used for internal combustion engines in motor vehicles.
- a piston pump which has a housing, a piston and a drive shaft.
- the drive shaft has a cam portion, on which the piston is indirectly supported via a rotatably mounted in a roller tappet roller.
- a board is provided on both sides of the drive shaft, which extends in the radial direction over the cam portion.
- the shelves are conically shaped and the edges facing the Borden the rollers are provided with a conical bevel.
- the roller is mounted on a bolt in a plunger and the axial movement of the roller is limited within the plunger, so that it does not come into contact with the shelves.
- the EP 2 079 923 A1 a piston pump of an internal combustion engine of a motor vehicle, which serves for conveying fuel.
- the piston pump has a piston that can be moved axially back and forth in a cylinder.
- the piston is displaced by the cam of a camshaft against the force of a spring, wherein the spring serves as a return spring and ensures that the roller tappet is always in abutting contact with the cam of the camshaft.
- a roller tappet usually consists of a tappet body on which a roller is rotatably mounted and held. This caster runs on the cam section of the Cam, whereby the friction between the camshaft and the piston is minimized.
- a shelf is arranged projecting beyond the cam portion in the radial direction, so that an axial movement and / or rotation from the ideal position of the roller through the shelves is limited to a defined extent.
- a suitable, tribological mating of the roller and the edges of the wear on the roller and on the board kept so low that it does not lead to malfunction or a shortening of the life of the piston pump.
- the roller is rotated by the friction occurring at the start of one of the ribs in rotation, if they do not already rotate by the rolling friction between the cam portion and roller.
- the board tapers at an end face directed towards the roller towards an outer circumference of the rim and is in particular conically shaped such that an opening inclination results, wherein the roller has a convex curvature, preferably with a face, directed towards the rim Radius has.
- This design of the board and the roller reliably prevents corner contact of the roller with the board. Corner contacts are characterized by high surface pressures and can lead to edge breakage. Edge breakages entail great risks for the operational safety of the piston pump and can lead to undesired operating failures of the piston pump.
- the invention includes the technical teaching that an angle between a perpendicular to a longitudinal axis of the roller and the tapered to an outer periphery of the board end face is 0.1 ° to 10 ° and the radius of a directed to the board end face of the roller between 1 mm and is 40 mm tall. To promote line contact and prevent point contact on a sharp edge, it is proposed to maintain the specified angle for the board and specified radius for the roller. In addition, there is another advantage in that the point of contact between the roller and the board on the shelf between the top edge and the lower edge of the vehicle is located.
- the board on a directed to the roller end face a convex curvature, preferably with a radius and the roller tapers on an end face directed to the board to the front side of the roller, the end face is in particular conically shaped so that gives an opening inclination.
- This design of the board and the roller reliably prevents corner contact of the roller with the board. Corner contacts are characterized by high surface pressures and can lead to edge breakage. Edge breakages entail great risks for the operational safety of the piston pump and can lead to operational failures of the piston pump.
- an angle between a perpendicular to an axis longitudinal axis of the roller and the tapered to an outer periphery of the rim end face 0.1 ° to 10 ° and the radius of a directed to the board end face of the roller between 1 mm and 40 mm is large.
- Such a design of the contact surfaces promotes a line contact and thus prevents the punctual contact on a sharp edge.
- the board and the cam section are integrally formed.
- the board and / or the roller made of a hardenable iron material. Manufacturing technology and from the point of view of assembly, the one-piece design allows a safe and easy way of on-board training on the camshaft. Furthermore, the wear resistance at the contact surfaces of the board and the roller can be increased by a surface hardening.
- the board and / or the roller have a surface treatment to minimize friction.
- a surface treatment means a coating or any mechanical or chemical change in the surface finish. Such changes in the surface condition can be realized in particular by grinding, polishing or etching.
- the board has a lower height than half the diameter of the roller.
- a small height of the board is associated with a greater restoring force of the roller and thus also reduces the wear of the contact surfaces of the board and the roller.
- a piston pump which comprises a housing 1, in which a drive shaft 2 via two bearings 7a and 7b are mounted. Furthermore, the drive shaft 2 between the two bearings 7a and 7b has a cross-sectionally oval Nockenabschitt 3.
- the piston pump serves as a high-pressure fuel pump for an internal combustion engine in a motor vehicle. With it, the fuel is compressed to a very high pressure and conveyed to a fuel manifold, not shown here.
- the drive shaft 2 of the piston pump is driven directly by the internal combustion engine. Therefore, the drive shaft 2 has a corresponding coupling portion 8, which is arranged outside of the housing 1.
- the piston of the piston pump is indirectly driven by the cam portion 3 of the drive shaft 2.
- a roller tappet 4 is arranged. This comprises a plunger body 9 and a roller 5.
- the roller tappet 4 is pressed together with the piston against the cam portion 3 to ensure that the roller 5 does not lift off the cam portion 3 of the drive shaft 2 ,
- a respective board 6 a and 6 b is provided on the drive shaft 2.
- the rims 6a and 6b protrude in the radial direction beyond the cam portion 3, so that the roller 5 starts on migration during operation in the axial direction and / or rotation of the ideal position against one of the two shelves 6a or 6b.
- the axial movement and / or rotation is limited from the ideal position of the roller 5 during operation to a defined extent.
- the Indian FIG. 2 shown portion of a cam portion 3 shows the arranged on an end face of the cam portion 3 in the radial direction beyond the cam portion 3 protruding board 6a.
- the board 6a has a directed to the roller 5 at least approximately conical shaped end face. This end face is tilted in such a way that the width of the rim 6a increases from the outer circumference to the inner circumference, resulting in an opening inclination.
- the roller 5 has a convex curvature, in particular with a radius r, on a face directed towards the rim 6a.
- the board 6a is formed such that its height is less than half the diameter of the roller 5.
- Such a design of the board 6a and the roller 5 allows for angular deviations of the direction of the roller 5, high pressure due to edge support or corner contacts between roller. 5 and board 6a to avoid.
- FIG. 3 is a further embodiment of the cam portion 3 together with the board 6a and roller 5 shown.
- the board 6a has a convex curvature, in particular with a radius r, on a face directed towards the roller 5.
- the roller 5 is formed at least approximately conical on an end face directed towards the rim 6a. This end face is tilted in such a way that its diameter decreases towards an end face of the roller 5 and the end face leads away from the rim 6a towards the outer circumference of the roller 5, so that a closing inclination results.
- the board 6a is formed such that its height is less than half the diameter of the roller 5.
- Such a design of the board 6a and the roller 5 allows for angular deviations of the direction of the roller 5, high pressure due to edge support or corner contacts between roller. 5 and board 6a to avoid. Moreover, it is advantageous if the point of contact of the roller 5 is located with the board 6a between the Bordobernote and the underborder. This is achieved according to the invention when the angle w between a perpendicular to an axis longitudinal axis of the roller 5 and the outer circumference of the roller 5 tapered end surface is 0.1 ° to 10 ° and the radius r directed to the roller 5 end face of the rim 6a between 1 mm and 40 mm in size.
- FIG. 4 shows a misalignment of the roller 5 on the cam portion 3. It comes in a touch point B for contact of the roller 5 with the board 6a.
- the distance a indicates the distance of the contact point B from the center M of the caster width. This distance a coincides with the distance between the contact point B and the roller longitudinal axis in a non-twisted state.
- the distance b is the distance between the contact point B and the center M of Roller width.
- the angle c represents the angle of rotation of the roller 5 and can be up to 30 °.
- the roller 5 undergoes a force, which results from the normal force Fn and the frictional force Fr of the roller 5 by contact on board 6a.
- Another way to promote the provision of the roller 5 is an enlargement of the lever arm a and / or a reduction of the lever arm b.
- a ratio of a / b which causes the provision is always achieved at each angular deviation.
- the permissible angular deviation can be specified. This can be realized by changing the dimensions of the roller 5, wherein the roller diameter should be increased and the roller width should be reduced. Further, the distance a is also increased, the smaller the board 6a is. Thus, the height of the rim 6a should have a lower height than half the diameter of the roller 5.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe, mit einem Gehäuse, einem Kolben und einer Antriebswelle mit einem Nockenabschnitt, an dem sich der Kolben wenigstens mittelbar über eine in einem Rollenstößel drehbar gelagerte Laufrolle abstützt, wobei seitlich des Nockenabschnitts zu beiden Seiten jeweils ein Bord vorgesehen ist, der in radialer Richtung über den Nockenabschnitt hinausragt.
- Das Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung erstreckt sich auf Kolbenpumpen, insbesondere Hochdruck-Kraftstoffpumpen, die für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommen.
- Aus der
EP 0 243 339 A1 ist eine Kolbenpumpe bekannt, welche ein Gehäuse, einen Kolben und eine Antriebswelle aufweist. Die Antriebswelle weist einen Nockenabschnitt auf, an dem sich der Kolben mittelbar über eine in einem Rollenstößel drehbar gelagerten Laufrolle abstützt. Seitlich des Nockenabschnitts ist zu beiden Seiten an der Antriebswelle ein Bord vorgesehen, der in radialer Richtung über den Nockenabschnitt hinausragt. Die Borde sind dabei konisch geformt und die den Borden zugewandten Stirnflächen der Laufrolle sind mit einer konischen Anschrägung versehen. Die Laufrolle ist auf einem Bolzen in einem Stößel gelagert und die Axialbewegung der Laufrolle ist innerhalb des Stößels begrenzt, so dass diese nicht in Anlage an die Borde kommt. - Des Weiteren offenbart die
EP 2 079 923 A1 eine Kolbenpumpe einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, die zum Fördern von Kraftstoff dient. Dazu weist die Kolbenpumpe einen in einem Zylinder axial hin und her beweglichen Kolben auf. Der Kolben wird dabei durch den Nocken einer Nockenwelle gegen die Kraft einer Feder verlagert, wobei die Feder als Rückstellfeder dient und dafür sorgt, dass der Rollenstößel stets in Anlagekontakt mit dem Nocken der Nockenwelle steht. Ein Rollenstößel besteht üblicherweise aus einem Stößelkörper, an dem eine Laufrolle drehbar gelagert und gehalten ist. Diese Laufrolle läuft auf dem Nockenabschnitt des Nockens ab, wodurch die Reibung zwischen der Nockenwelle und dem Kolben minimiert wird. Zu beiden Seiten des Nockenabschnitts ist ein Bord in radialer Richtung über den Nockenabschnitt hinausragend angeordnet, so dass eine axiale Bewegung und/oder Verdrehung aus der idealen Lage der Laufrolle durch die Borde auf ein definiertes Maß limitiert ist. Darüber hinaus wird durch eine geeignete, tribologische Paarung der Laufrolle und der Borde der Verschleiß an der Laufrolle und am Bord derart gering gehalten, dass er nicht zur Funktionsstörung oder einer Verkürzung der Lebensdauer der Kolbenpumpe führt. Ferner wird die Laufrolle durch die beim Anlaufen an einem der Borde entstehende Reibung in Drehung versetzt, falls sie nicht ohnehin schon durch die Wälzreibung zwischen Nockenabschnitt und Laufrolle dreht. - Ausgehend von dem vorgehend genannten Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kolbenpumpe zu schaffen, bei der die Axialbewegung und/oder Verdrehung der Laufrolle begrenzt ist, die einem Eckkontakt bei Winkelabweichungen der Laufrichtung einer Laufrolle mit einem Bord entgegenwirkt, die Gefahr des Verschleißens und Abbrechens von Kanten und Ecken minimiert und eine Rückführung der Laufrolle in ihre ursprüngliche Position fördert.
- Die Aufgabe wird ausgehend von einer Kolbenpumpe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den nachfolgenden abhängigen Ansprüchen hervor.
- Entsprechend eines ersten Ausführungsbeispiels verjüngt sich der Bord an einer zur Laufrolle gerichteten Stirnfläche zu einem Außenumfang des Bordes hin und ist insbesondere konisch ausgebildet, so dass sich eine öffnende Neigung ergibt, wobei die Laufrolle an einer zum Bord gerichteten Stirnfläche eine konvexe Wölbung, vorzugsweise mit einem Radius aufweist. Diese Ausbildung des Bordes und der Laufrolle verhindert zuverlässig einen Eckkontakt der Laufrolle mit dem Bord. Eckkontakte sind von hohen Flächenpressungen geprägt und können zu Kantenabbrüchen führen. Kantenabbrüche bringen große Risiken für die Betriebssicherheit der Kolbenpumpe mit sich und können zu ungewünschten Betriebsausfällen der Kolbenpumpe führen.
- Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass ein Winkel zwischen einer Senkrechten zu einer Achsenlängsachse der Laufrolle und der zu einem Außenumfang des Bordes verjüngenden Stirnfläche 0,1° bis 10° groß ist und der Radius einer zum Bord gerichteten Stirnfläche der Laufrolle zwischen 1 mm und 40 mm groß ist. Um einen Linienkontakt zu fördern und einen punktuellen Kontakt an einer scharfen Kante zu verhindert, wird vorgeschlagen den angegebene Winkel für den Bord und den angegebenen Radius für die Laufrolle einzuhalten. Darüber hinaus besteht ein weiterer Vorteil darin, dass der Berührpunkt zwischen der Laufrolle und dem Bord am Bord zwischen der Bordoberkante und der Bordunterkante liegt.
- Entsprechend eines zweiten Ausführungsbeispiels weist der Bord an einer zur Laufrolle gerichteten Stirnfläche eine konvexe Wölbung, vorzugsweise mit einem Radius auf und die Laufrolle verjüngt sich an einer zum Bord gerichteten Stirnfläche zur Stirnseite der Laufrolle hin, wobei die Stirnfläche insbesondere konisch geformt ist, so dass sich eine öffnende Neigung ergibt. Diese Ausbildung des Bordes und der Laufrolle verhindert zuverlässig einen Eckkontakt der Laufrolle mit dem Bord. Eckkontakte sind von hohen Flächenpressungen geprägt und können zu Kantenabbrüchen führen. Kantenabbrüche bringen große Risiken für die Betriebssicherheit der Kolbenpumpe mit sich und können zu Betriebsausfällen der Kolbenpumpe führen.
- Vorzugsweise ist ein Winkel zwischen einer Senkrechten zu einer Achsenlängsachse der Laufrolle und der zu einem Außenumfang des Bordes verjüngenden Stirnfläche 0,1° bis 10° groß und der Radius einer zum Bord gerichteten Stirnfläche der Laufrolle zwischen 1 mm und 40 mm groß ist. Eine derartige Ausbildung der Kontaktflächen fördert einen Linienkontakt und verhindert somit den punktuellen Kontakt an einer scharfen Kante. Ferner liegt der Berührpunkt zwischen der Laufrolle und dem Bord am Bord zwischen der Bordoberkante und der Bordunterkante.
- Erfindungsgemäß sind der Bord und der Nockenabschnitt einstückig ausgebildet. Darüber hinaus bestehen der Bord und/oder die Laufrolle aus einem härtbarem Eisenwerkstoff. Fertigungstechnisch und unter dem Gesichtspunkt der Montage erlaubt die einstückige Ausbildung eine sichere und einfache Möglichkeit der Bordausbildung an der Nockenwelle. Desweiteren kann die Verschleißbeständigkeit an den Kontaktflächen des Bordes und der Laufrolle durch eine Oberflächenhärtung erhöht werden.
- Der Bord und/oder die Laufrolle weisen eine Oberflächenbehandlung zur Reibungsminimierung auf. Unter einer Oberflächenbehandlung ist eine Beschichtung oder eine etwaige mechanische oder chemische Veränderung der Oberflächenbeschaffenheit zu verstehen. Solche Veränderungen der Oberflächenbeschaffenheit können insbesondere durch schleifen, polieren oder ätzen realisiert werden.
- Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass der Bord eine geringere Höhe aufweist als der halbe Durchmesser der Laufrolle. Eine geringe Höhe des Bordes ist verbunden mit einer größeren Rückstellungskraft der Laufrolle und vermindert somit auch den Verschleiß der Kontaktflächen des Bordes und der Laufrolle.
- Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.
- Es zeigen:
-
Fig.1 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Kolbenpumpe, -
Fig.2 eine vergrößerte schematische Schnittdarstellung des inFigur 1 gekennzeichneten Bereiches, umfassend einen Nockenabschnitt samt Bord und Laufrolle, -
Fig.3 eine schematische Schnittdarstellung des inFigur 2 dargestellten Nockenabschnittes samt Bord und Laufrolle nach einem zweiten Ausführungsbeispiel und -
Fig.4 eine schematische Darstellung der Borde mit der dazwischenliegenden Laufrolle. - In
Figur 1 ist eine Kolbenpumpe dargestellt, welche ein Gehäuse 1 umfasst, in dem eine Antriebswelle 2 über zwei Lager 7a und 7b gelagert sind. Ferner umfasst die Antriebswelle 2 zwischen den beiden Lagern 7a und 7b einen im Querschnitt ovalen Nockenabschitt 3. Die Kolbenpumpe dient als Hochdruck-Kraftstoffpumpe für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug. Mit ihr wird der Kraftstoff auf einen sehr hohen Druck verdichtet und zu einer hier nicht dargestellten Kraftstoffsammelleitung gefördert. Die Antriebswelle 2 der Kolbenpumpe wird dabei direkt von der Brennkraftmaschine angetrieben. Daher verfügt die Antriebswelle 2 über einen entsprechenden Kupplungsabschnitt 8, der außerhalb des Gehäuses 1 angeordnet ist. - Der hier nicht dargestellte Kolben der Kolbenpumpe wird von dem Nockenabschnitt 3 der Antriebswelle 2 mittelbar angetrieben. Zwischen dem Kolben und dem Nockenabschnitt 3 ist ein Rollenstößel 4 angeordnet. Dieser umfasst einen Stößelkörper 9 und eine Laufrolle 5. Mittels einer in der Zeichnung nicht dargestellten Kolbenfeder wird der Rollenstößel 4 zusammen mit dem Kolben gegen den Nockenabschnitt 3 gedrückt, um sicher zu stellen, dass die Laufrolle 5 nicht von dem Nockenabschnitt 3 der Antriebswelle 2 abhebt.
- Zu beiden Seiten des Nockenabschnitts 3 ist jeweils ein Bord 6a und 6b an der Antriebswelle 2 vorgesehen. Die Borde 6a und 6b ragen in radialer Richtung über den Nockenabschnitt 3 hinaus, so dass die Laufrolle 5 bei Wanderung während des Betriebes in axialer Richtung und/oder Verdrehung aus der idealen Lage, gegen einen der beiden Borde 6a oder 6b anläuft. Dadurch wird die Axialbewegung und/oder Verdrehung aus der idealen Lage der Laufrolle 5 während des Betriebes auf ein definiertes Maß beschränkt. Gleichzeitig kann dafür Sorge getragen werden, dass durch eine geeignete tribologische Paarung der Laufrolle 5 und der Borde 6a und 6b der Verschleiß sowohl an der Laufrolle 5 als auch an den Borden 6a und 6b so gering ist, dass er nicht zu Funktionsstörungen oder einer Verkürzung der Lebensdauer der Kolbenpumpe führt.
- Der in der
Figur 2 näher dargestellte Bereich eines Nockenabschnittes 3 zeigt den an einer Stirnseite des Nockenabschnittes 3 angeordneten in radialer Richtung über den Nockenabschnitt 3 hinausragenden Bord 6a. Der Bord 6a weist eine zur Laufrolle 5 gerichtete zumindest annähernd konisch geformte Stirnfläche auf. Diese Stirnfläche ist derart gekippt, dass die Breite des Bordes 6a vom Außenumfang zum Innenumfang hin zunimmt, wodurch sich eine öffnende Neigung ergibt. Die Laufrolle 5 weist an einer zum Bord 6a gerichteten Stirnfläche eine konvexe Wölbung, insbesondere mit einem Radius r auf. - Ferner ist der Bord 6a derart ausgebildet, dass seine Höhe geringer ist als der halbe Durchmesser der Laufrolle 5. Eine solche Ausbildung des Bordes 6a und der Laufrolle 5 ermöglicht bei Winkelabweichungen der Laufrichtung der Laufrolle 5, hohe Pressungen infolge von Kantenträger oder Eckkontakten zwischen Laufrolle 5 und Bord 6a zu vermeiden. Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn der Berührpunkt der Laufrolle mit dem Bord 6a zwischen der Bordoberkannte und der Bordunterkannte liegt. Dies wird erfindungsgemäß erfüllt, wenn der Winkel w zwischen einer Senkrechten zu einer Achsenlängsachse der Laufrolle 5 und der zu einem Außenumfang des Bordes 6a verjüngenden Stirnfläche zwischen 0,1° und 10°groß ist und der Radius r einer zum Bord 6a gerichteten Stirnfläche der Laufrolle 5 1 mm bis 40 mm groß ist.
- In
Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform des Nockenabschnittes 3 samt Bord 6a und Laufrolle 5 dargestellt. Der Bord 6a weist an einer zur Laufrolle 5 gerichtete Stirnfläche eine konvexe Wölbung, insbesondere mit einem Radius r auf. Die Laufrolle 5 ist an einer zum Bord 6a gerichteten Stirnfläche zumindest annähernd konisch geformt. Diese Stirnfläche ist derart gekippt, dass zu einer Stirnseite der Laufrolle 5 hin deren Durchmesser abnimmt und die Stirnfläche zum Außenumfang der Laufrolle 5 hin vom Bord 6a wegführt, so dass eine schließende Neigung entsteht. Ferner ist der Bord 6a derart ausgebildet, dass seine Höhe geringer ist als der halbe Durchmesser der Laufrolle 5. Eine Solche Ausbildung des Bordes 6a und der Laufrolle 5 ermöglicht bei Winkelabweichungen der Laufrichtung der Laufrolle 5, hohe Pressungen infolge von Kantenträger oder Eckkontakten zwischen Laufrolle 5 und Bord 6a zu vermeiden. Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn der Berührpunkt der Laufrolle 5 mit dem Bord 6a zwischen der Bordoberkannte und der Bordunterkannte liegt. Dies wird erfindungsgemäß erfüllt, wenn der Winkel w zwischen einer Senkrechten zu einer Achsenlängsachse der Laufrolle 5 und der zu einem Außenumfang der Laufrolle 5 verjüngenden Stirnfläche 0,1° bis 10° groß ist und der Radius r einer zur Laufrolle 5 gerichteten Stirnfläche des Bordes 6a zwischen 1 mm und 40 mm groß ist. -
Figur 4 zeigt eine Schiefstellung der Laufrolle 5 auf dem Nockenabschnitt 3. Es kommt in einem Berührpunkt B zum Kontakt der Laufrolle 5 mit dem Bord 6a. Der Abstand a kennzeichnet die Entfernung des Berührpunktes B vom Mittelpunkt M der Laufrollenbreite. Dieser Abstand a stimmt mit dem Abstand zwischen dem Berührpunkt B und der Laufrollenlängsachse in einem nicht verdrehten Zustand überein. Der Abstand b ist der Abstand zwischen dem Berührpunkt B und dem Mittelpunkt M der Laufrollenbreite. Der Winkel c stellt den Verdrehwinkel der Laufrolle 5 dar und kann bis zu 30° groß sein. Im Berührpunkt B erfährt die Laufrolle 5 eine Krafteinwirkung, welche aus der Normalkraft Fn und der Reibkraft Fr der Laufrolle 5 durch Kontakt am Bord 6a resultiert. - Diese beiden Kräfte Fn und Fr bewirken ein Drehmoment, wobei die Kraft Fr den Hebelarm b aufweist und als Reibmoment wirkt, welches den Verdrehwinkel c vergrößert. Die Kraft Fn weist den Hebelarm a auf und wirkt als Rückstellmoment, welches den Verdrehwinkel c verringert. Eine Rückstellung der Laufrolle 5 in ihre ursprüngliche Position wird erreicht, wenn das Rückstellmoment größer ist als das Reibmoment. Dies kann beispielsweise erreicht werden wenn die Kraft Fr besonders klein ist, wobei eine Verringerung von Fr bewerkstelligt wird, indem der Bord 6a und die Laufrolle 5 mit einer reibungsverringernden Beschichtung zumindest an möglichen Berührungsflächen zwischen Laufrolle 5 und Bord 6a versehen werden.
- Eine andere Möglichkeit die Rückstellung der Laufrolle 5 zu fördern ist eine Vergrößerung des Hebelarmes a und/oder eine Verringerung des Hebelarmes b. Durch das Einstellen der Geometrien Radius an der Laufrolle 5 und Winkel am Bord 6a zueinander, ergibt sich ein Verhältnis von a/b, welches bewirkt, dass die Rückstellung immer bei jeder Winkelabweichung erreicht wird. Die zulässige Winkelabweichung kann dabei festgelegt werden. Dies lässt sich durch eine Änderung der Abmessungen der Laufrolle 5 realisieren, wobei der Laufrollendurchmesser vergrößert werden sollte und die Laufrollenbreite verringert werden sollte. Ferner wird der Abstand a ebenfalls vergrößert, je kleiner der Bord 6a ist. Somit sollte die Höhe des Bordes 6a eine geringere Höhe aufweisen als der halbe Durchmesser der Laufrolle 5.
- Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, anstelle der Aufbringung einer reibungsverringernden Beschichtung, die Oberfläche durch schleifen, polieren oder ätzen zu glätten, um den Effekt der Reibungsverringerung hervorzurufen. Desweitern ist eine reibungsverringernde Werkstoffpaarung und insbesondere eine Schmierung der Reibflächen der Laufrolle 5 und der Borde 6a und 6b ebenfalls denkbar.
- Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass "umfassend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und "eine" oder "ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
Claims (10)
- Kolbenpumpe, insbesondere Hochdruck-Kraftstoffpumpe, mit einem Gehäuse (1), einem Kolben und einer Antriebswelle (2) mit einem Nockenabschnitt (3), an dem sich der Kolben wenigstens mittelbar über eine in einem Rollenstößel (4) drehbar gelagerte Laufrolle (5) abstützt, wobei seitlich des Nockenabschnitts (3) zu beiden Seiten jeweils ein Bord (6) vorgesehen ist, der in radialer Richtung über den Nockenabschnitt (3) hinausragt,
dadurch gekennzeichnet, dass durch die Borde (6) die Axialbewegung und/oder Verdrehung der Laufrolle (5) während des Betriebs beschränkt wird, dass sich der Bord (6) an einer zur Laufrolle (5) gerichteten Stirnfläche zu einem Außenumfang des Bordes (6) verjüngt, wobei der Bord (6) insbesondere konisch geformt ist, so dass sich eine öffnende Neigung ergibt, wobei die Laufrolle (5) an einer zum Bord (6) gerichteten Stirnfläche eine konvexe Wölbung, vorzugsweise mit einem Radius (r) aufweist, so dass beim Anlaufen der Laufrolle (5) am Bord (6) ein Eckkontakt verhindert ist. - Kolbenpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel (w) zwischen einer Senkrechten (s) zu einer Achsenlängsachse der Laufrolle (5) und der zu einem Außenumfang des Bordes (6) verjüngenden Stirnfläche 0,1° bis 10° groß ist. - Kolbenpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (r) einer zum Bord (6) gerichteten Stirnfläche der Laufrolle (5) zwischen 1 mm und 40 mm groß ist. - Kolbenpumpe, insbesondere Hochdruck-Kraftstoffpumpe, mit einem Gehäuse (1), einem Kolben und einer Antriebswelle (2) mit einem Nockenabschnitt (3), an dem sich der Kolben wenigstens mittelbar über eine in einem Rollenstößel (4) drehbar gelagerte Laufrolle (5) abstützt, wobei seitlich des Nockenabschnitts (3) zu beiden Seiten jeweils ein Bord (6) vorgesehen ist, der in radialer Richtung über den Nockenabschnitt (3) hinausragt,
dadurch gekennzeichnet, dass durch die Borde (6) die Axialbewegung und/oder Verdrehung der Laufrolle (5) während des Betriebs beschränkt wird, dass der Bord (6) an einer zur Laufrolle (5) gerichteten Stirnfläche eine konvexe Wölbung, vorzugsweise mit einem Radius (r) aufweist, und sich die Laufrolle (5) an einer zum Bord (6) gerichteten Stirnfläche zu einer Stirnseite der Laufrolle (5) verjüngt, wobei die Stirnfläche insbesondere konisch geformt ist, so dass sich eine schließende Neigung ergibt, so dass beim Anlaufen der Laufrolle (5) am Bord (6) ein Eckkontakt verhindert ist. - Kolbenpumpe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel (w) zwischen einer Senkrechten (s) zu einer Achsenlängsachse der Laufrolle (5) und der zu einem Außenumfang der Laufrolle (5) verjüngenden Stirnfläche 0,1° bis 10° groß ist. - Kolbenpumpe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (r) einer zur Laufrolle (5) gerichteten Stirnfläche der Bordes (6) zwischen 1 mm und 40 mm groß ist. - Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bord (6) und der Nockenabschnitt (3) einstückig ausgebildet sind. - Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bord (6) und/oder die Laufrolle (5) aus einem härtbarem Eisenwerkstoff bestehen. - Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bord (6) und/oder die Laufrolle (5) eine Oberflächenbehandlung zur Reibungsminimierung aufweisen. - Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bord (6) eine geringere Höhe aufweist als der halbe Durchmesser der Laufrolle (5).
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