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EP2875239B1 - STÖßELANORDNUNG - Google Patents

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Info

Publication number
EP2875239B1
EP2875239B1 EP13740237.6A EP13740237A EP2875239B1 EP 2875239 B1 EP2875239 B1 EP 2875239B1 EP 13740237 A EP13740237 A EP 13740237A EP 2875239 B1 EP2875239 B1 EP 2875239B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roller
plunger
tappet
longitudinal axis
receptacle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP13740237.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2875239A1 (de
Inventor
Uwe Nigrin
Ngoc-Tam Vu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Publication of EP2875239A1 publication Critical patent/EP2875239A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2875239B1 publication Critical patent/EP2875239B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F04B1/0426—Arrangements for pressing the pistons against the actuated cam; Arrangements for connecting the pistons to the actuated cam

Definitions

  • the invention relates to a plunger assembly for a radial piston pump for conveying a fluid.
  • Radial piston pumps are used, for example, as feed pumps for conveying fluid for a storage injection system for internal combustion engines of motor vehicles.
  • the radial piston pump is subject to strong loads in memory injection systems for motor vehicles, in particular mechanical stresses. In particular, large forces must be absorbed by such high-pressure pumps. Thus, both high demands are placed on the material and on the construction of the radial piston pump. Since radial piston pumps are exposed to pressures of, for example, over 2000 bar, they must withstand high stresses.
  • the plunger for radial piston pumps perform a translational movement, which are operated in a very high frequency, especially in multi-stroke pumps.
  • the ram With its guide in the pump housing and the guide of the roller, the ram must transfer the forces from the roller / cam contact into the pump housing with the least possible friction and direct.
  • the plunger provides a footprint for the pump piston and passes the forces of the piston via the roller / cam contact to the pump shaft on.
  • plungers are cylindrical multipart or rectangular multipart design.
  • One part serves for the axial bearing of the roller, the so-called roller shoe.
  • a second part serves to mount the plunger in the pump housing. The two parts are pressed together, for example.
  • a plunger assembly for such a radial piston pump is for example in DE 10 2008 017 824 A1 described.
  • One embodiment of the invention relates to a plunger assembly for a radial piston pump for delivering a fluid.
  • the plunger arrangement is designed for at least indirectly supporting a pump piston on a drive shaft designed for driving the radial piston pump.
  • the plunger assembly has a circular cylindrical plunger with a ram longitudinal axis.
  • the plunger is arranged and adapted for movement in the direction of the push rod longitudinal axis.
  • the plunger assembly has a roller which is rotatably mounted in the plunger and can be coupled to the drive shaft.
  • the plunger assembly has a separately formed from the plunger and mechanically coupled to the plunger fuse. The fuse is arranged and designed so that movement of the roller relative to the plunger in the direction of a roller longitudinal axis is prevented.
  • the plunger is integrally formed and has an outer surface, the rectified to the ram longitudinal axis extends to support the plunger in a housing of the radial piston pump.
  • the plunger also has a receptacle for the role.
  • the outer surface of the plunger for guiding the plunger in the pump housing is formed integrally with the receptacle for the roller.
  • the receptacle for the role is an integral part of the plunger.
  • Supporting the plunger in the pump housing and the receptacle for the roller are formed from a single part. In a connection of two parts is omitted, in particular, no material connection between a plunger for supporting the plunger in a housing of the radial piston pump and a roller shoe for receiving the role is necessary.
  • the plunger is inexpensive to produce for example by means of turning or grinding. Thus, a precise circular circular cylindrical shape can be realized. Likewise, the cylinder space in the pump housing, in which the plunger assembly moves in operation, inexpensive circular-cylindrical produced by drilling, turning, cones and / or grinding.
  • the fuse is a mechanically simple and thus cost-effective component, which is set up to secure the roller axially by means of positive locking.
  • the receptacle is designed to partially surround the roller, so that a movement of the roller in the direction of the push rod longitudinal axis is avoided.
  • the backup must be set up only to avoid a movement of the roller in the direction of the roller longitudinal axis, transverse to the ram longitudinal axis.
  • the fuse has a projection which extends across the plunger transversely to Ram longitudinal axis protrudes.
  • the projection avoids a rotation of the ram arrangement about the ram longitudinal axis relative to the pump housing.
  • the projection is arranged for example in a groove of the pump housing.
  • the fuse comprises a snap ring.
  • the snap ring surrounds the plunger in a plane transverse to the plunger longitudinal axis at least partially.
  • the snap ring is coupled to the roller at two transverse to the roller longitudinal axis aligned surfaces of the roller.
  • the snap ring is resilient, so that the snap ring is laterally pushed transversely to the push rod longitudinal axis on the plunger.
  • the snap ring is first deformed and then enters its holding position in which it is coupled to the surfaces of the roller in order to hold it in the plunger.
  • the snap ring is arranged in particular in a groove which is formed on the outer surface of the plunger.
  • the snap ring has two end regions which are each coupled to one of the two surfaces of the roll oriented transversely to the longitudinal axis of the roll. The snap ring is thus easily coupled with the plunger.
  • the securing device comprises a pressing ring, which is pressed onto the plunger and coupled to the roller on two surfaces of the roller which are formed transversely to the roller longitudinal axis.
  • the pressing ring is in particular in the direction of the ram longitudinal axis pressed the plunger and thereby set up to keep the role in the plunger.
  • the plunger has on the side facing the receptacle a region which has a smaller diameter with respect to the outer surface. In this area, the press ring is pressed.
  • the securing device comprises two retaining elements, which are each arranged at least partially in the receptacle, in each case being coupled to a surface of the roller oriented transversely to the longitudinal axis of the roller.
  • the holding elements are each resilient and are introduced in the direction of the ram longitudinal axis in the recording.
  • the retaining elements deform first.
  • the holding elements form a conclusion in the direction of the roller longitudinal axis of the recording on both sides of the role. Thus, a movement of the roller in the direction of the roller longitudinal axis is avoidable.
  • FIG. 1A shows a schematic representation of a plunger assembly 100.
  • the plunger assembly 100 includes a plunger 101. With the plunger a roller 102 is coupled. The roller 102 is held in the plunger 101 by a fuse 103.
  • the plunger has a circular cylindrical shape along a ram longitudinal axis L.
  • the plunger 101 has a round shape transverse to the longitudinal axis L in cross-section.
  • the plunger 101 has an outer surface 104.
  • the outer surface 104 corresponds to the cylinder jacket surface.
  • the outer surface 104 is configured to be operatively coupled to a cylinder space of a pump housing of a radial piston pump.
  • the outer surface 104 serves to guide the plunger assembly 100 in the pump housing.
  • forces are transmitted from the plunger assembly 100 via the outer surface 104 to the pump housing. Due to the circular cross section, the bearing of the plunger 101 takes place in the pump housing friction.
  • the roller 102 is arranged in a receptacle 105 of the plunger 101.
  • the receptacle 105 serves to support the roller 102.
  • the receptacle 105 is designed such that the roller 102 can rotate relative to the plunger 101 about its roller longitudinal axis R.
  • the Receiving 105 surrounds the roller 102 so that the roller 102 is fixed relative to the plunger 101 along the longitudinal axis L.
  • the receptacle 105 is formed so that it surrounds the roller 102 more than a semicircle. That's the movement the roller 102 along the longitudinal axis L avoided.
  • the receptacle 105 is laterally open transversely to the longitudinal axis L on at least one side, so that the roller 102 in the direction of the roller longitudinal axis R in the receptacle 105 can be introduced, in particular insertable.
  • the lock 103 prevents movement of the roller 102 transverse to the longitudinal axis L in the direction of the roller longitudinal axis R.
  • the roller 102 is held by the fuse 103 in the plunger 101, that a rotational movement of the roller 102 about the roller longitudinal axis R relative to the plunger 101 as possible low friction is possible.
  • the fuse 103 is coupled to the roller 102 on two side surfaces 109 and 110 of the roller 102, which are aligned transversely to the roller longitudinal axis. This is for example from the Figure 1C which schematically illustrates a sectional view of the plunger assembly 100 transverse to the longitudinal axis L.
  • the plunger 101 has a bearing surface 106 ( FIG. 1B ).
  • the bearing surface 106 is coupled in operation with the pump piston.
  • the support surface is arranged in the center of tilt of the plunger.
  • the pump piston is in particular part of a pump unit of the radial piston pump.
  • the pump unit has a cylinder with a cylinder longitudinal axis, a cylinder space arranged in the cylinder, a spring, the pump piston and the plunger arrangement 100.
  • the cylinder, the cylinder chamber, the spring and the pump piston are arranged coaxially with each other.
  • the cylinder is firmly coupled to the pump housing.
  • the radial piston pump has one or more pump units.
  • the radial piston pump is designed in particular for high-pressure fuel supply in a storage injection system of an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the pump piston is mounted axially movable in the cylinder chamber of the cylinder and is supported by cams of a drive shaft the drive shaft in operative connection.
  • the pump piston is driven in particular by the cams of the drive shaft in a lifting movement in at least approximately radial direction to the axis of rotation of the drive shaft.
  • the cylinder has a cylinder chamber inlet line, in which a cylinder chamber inlet valve is preferably arranged.
  • the cylinder chamber inlet valve facilitates the filling of the cylinder chamber and prevents the backflow of the fluid from the cylinder chamber supply line during filling.
  • the cylinder further includes a cylinder chamber drain line and a cylinder chamber outlet valve disposed therein. Thus, fluid can be ejected from the cylinder chamber.
  • the plunger assembly 100 is guided within the pump housing in the direction of the cylinder longitudinal axis and is in driving connection with the pump piston.
  • the pump piston preferably has a smaller diameter than the plunger 101.
  • the pump piston and the plunger 101 may consist of the same or in each case a different material, preferably of a steel.
  • the plunger assembly 100 serves for at least indirect support of the pump piston via the roller 102 coupled to the plunger 101 on the drive shaft of the pump.
  • the plunger 101 is guided on the cylinder.
  • the roller 102 is held in abutment against the drive shaft in operation, for example, in abutment with the at least one cam of the drive shaft, and rolls on the drive shaft or the cam from.
  • the roller longitudinal axis R of the roller 102 is preferably at least approximately parallel to the axis of rotation of the drive shaft.
  • the plunger 101 with the outer surface 104 for supporting the plunger in the cylinder and the receptacle 105 is integrally formed.
  • the plunger 101 is made of a single component.
  • the snap-in ring surrounds the plunger 101 about the longitudinal axis L.
  • the snap ring is arranged in particular in a circumferential groove 118 of the plunger 101.
  • One end of the snap ring 108 is according to embodiments in a recess 119 which is formed transversely to the longitudinal axis L in the plunger 101, introduced ( Figure 1C ).
  • the position of the snap ring 108 is predetermined relative to the plunger 101.
  • the snap ring 108 is resilient, so that it can be applied to the plunger 101 after the roller 102 is disposed in the receptacle 105.
  • the snap ring is in contact with the surfaces 109 and 110.
  • the snap ring has, for example, flattened areas that are in contact with the surfaces 109 and 110.
  • the contact with the roller 102 is according to embodiments in a region of the roller longitudinal axis R. According to further embodiments, the contact with the roller 102 is offset outside the range of the roller longitudinal axis R.
  • the snap ring is, for example, a round wire ring.
  • the snap ring 108 is as in Figure 1C shown open and surrounds the plunger 101 almost completely.
  • the snap ring 108 is closed according to further embodiments and completely surrounds the plunger 101.
  • the contact with the roller 102 is in areas of the snap ring 108 between the ends of the snap ring.
  • One end of the snap ring is arranged in the recess 119.
  • the plunger 101 tapers in contact with the outer surface 105, as in FIG Figure 1A shown so that the snap ring 108 does not project beyond the outer surface 104 in the coupled state.
  • FIG. 2 shows a further non-inventive embodiment of the snap ring 108.
  • the snap ring 108 has a U-shaped Gestallt.
  • the snap ring 108 has first and second end portions 111 and 112.
  • the snap ring 108 has a shape such that the end regions 111 and 112 are respectively coupled to one of the surfaces 109 and 110 in the coupled state.
  • In the coupled state of the snap ring 108 surrounds the plunger 101 partially, at least by 180 ° with respect to a cross section of the plunger 101 and the groove 118 and less than 360 °.
  • the coupling of the snap ring 108 with the roller 102 takes place at the two end regions 111 and 112.
  • the recess 119 can be dispensed with.
  • FIGS. 3A to 3C show further non-inventive embodiments of the plunger assembly 100.
  • the fuse 103 is formed by a press ring 113.
  • the pressing ring 113 is pressed onto a region 114 of the plunger 101, which has a reduced diameter compared to the region of the outer surface 104 transversely to the longitudinal axis L.
  • the pressing ring 113 completely surrounds the plunger 101.
  • the pressing ring 113 has a projection 107 which projects beyond the outer surface 104 of the plunger 101. By the projection 107, a rotation of the plunger assembly 100 is avoided relative to the pump housing in operation.
  • the pressing ring 113 is formed so that it is coupled in a compressed state with the surfaces 109 and 110 of the roller 102 and thus prevents movement of the roller 102 along the roller longitudinal axis R.
  • FIGS. 4A and 4B show inventive embodiments of the plunger assembly 100.
  • the fuse 103 comprises two retaining elements 115 and 116.
  • the holding elements 115 and 116 are each at least semicircular and adapted to the recess 105. To secure the roller 102 in the exception 105, the holding elements 115 and 116 respectively in the direction of the ram longitudinal axis L on both sides of the roller 102 adjacent to the surfaces 109 and 110 introduced into the receptacle 105.
  • the holding elements 115 and 116 are each resilient and fixed in the receptacle 105 by their spring force.
  • the holding elements 115 and 116 each have a projecting region 117, which is coupled to the surface 109 or the surface 110. Thus, a movement of the roller 102 along the roller longitudinal axis R is avoided. According to embodiments, the holding elements 115 and 116 each have at the ends of a further projecting portion which is disposed outside of the receptacle 105 and the position of the holding elements 115 and 116 in the direction of the ram longitudinal axis L. The size of the holding elements 115 and 116 is dependent on the radius of the receptacle 105. The holding elements 115 and 116 are each only partially arranged on the area 117 in contact with the roller 102 and outside the area 117 spaced from the roller 102. This is a low-friction and wear-resistant movement of the Roller 102 relative to the holding members 115 and 116 and the plunger 101 possible.
  • the ram fulfills several functions in operation: Guide in the housing, provision of the sliding bearing for the roller, power absorption of the piston and directing the force flow from the piston and roller / cam contact. These functions are realized in a single component.
  • the axial securing of the roller 102 is easily possible by the fuse 103 by means of positive locking. Since the receptacle 105 is an integral part of the plunger 101, no additional press-fitting of a roller shoe is necessary, so that a simple assembly and disassembly of the roller 102 is made possible.
  • the round outer geometry of the plunger 101 allows cost-effective production of both the plunger 101 and the corresponding housing mounting for the plunger 101 in the pump.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Stößelanordnung für eine Radialkolbenpumpe zur Förderung eines Fluids.
  • Radialkolbenpumpen werden beispielsweise als Förderpumpen zur Förderung von Fluid für ein Speichereinspritzsystem für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen verwendet.
  • Speichereinspritzsysteme für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, beispielsweise in Common Rail Systemen, sollen den notwendigen Volumenstrom und den erforderlichen Fluiddruck bereitstellen können. Die Radialkolbenpumpe unterliegt in Speichereinspritzsystemen für Kraftfahrzeuge starken Belastungen, insbesondere mechanischen Beanspruchungen. Insbesondere müssen von derartigen Hochdruckpumpen große Kräfte aufgenommen werden können. Damit werden sowohl hohe Anforderungen an das Material als auch an die Konstruktion der Radialkolbenpumpe gestellt. Da Radialkolbenpumpen Drücken von beispielsweise über 2000 Bar ausgesetzt sind, müssen sie hohen Beanspruchungen standhalten.
  • Die Stößel für Radialkolbenpumpen führen eine translatorische Bewegung aus, die insbesondere bei mehrfachhubigen Pumpen in einer sehr hohen Frequenz betrieben werden. Der Stößel muss mit seiner Führung im Pumpengehäuse und der Führung der Rolle die Kräfte vom Rolle/Nockenkontakt in das Pumpengehäuse möglichst reibungsarm und direkt übertragen. Weiterhin stellt der Stößel eine Aufstandfläche für den Pumpenkolben zur Verfügung und leitet die Kräfte des Kolbens über den Rolle/Nockenkontakt an die Pumpenwelle weiter.
  • Beispielsweise sind Stößel zylindrisch mehrteilig oder rechteckig mehrteilig ausgebildet. Ein Teil dient zur axialen Lagerung der Rolle, der sogenannte Rollenschuh. Ein zweiter Teil dient zur Lagerung des Stößels in dem Pumpengehäuse. Die beiden Teile werden beispielsweise miteinander verpresst.
  • Eine Stößelbaugruppe für eine solche Radialkolbenpumpe ist beispielsweise in DE 10 2008 017 824 A1 beschrieben.
  • DE 32 47 026 A1 beschreibt eine Stößelbaugruppe für eine Radialkolbenpumpe, bei der eine Rolle axial mit zwei Stiften in einer Rollenaufnahme eines Stößelkörpers gehalten wird.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stößelanordnung anzugeben, die auch bei hohen Pumpendrücken einen zuverlässigen und präzisen Betrieb ermöglicht und dabei einfach und kostengünstig herstellbar ist.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Stößelanordnung für eine Radialkolbenpumpe zur Förderung eines Fluids. Die Stößelanordnung ist ausgebildet zum zumindest mittelbaren Abstützen eines Pumpenkolbens an einer zum Antrieb der Radialkolbenpumpe ausgebildeten Antriebswelle. Die Stößelanordnung weist einen kreiszylindrischen Stößel mit einer Stößellängsachse auf. Der Stößel ist angeordnet und ausgebildet für eine Bewegung in Richtung der Stößellängsachse. Die Stößelanordnung weist eine Rolle auf, die in dem Stößel drehbar gelagert ist und mit der Antriebswelle koppelbar ist. Die Stößelanordnung weist eine separat von dem Stößel ausgebildete und mechanisch mit dem Stößel koppelbare Sicherung auf. Die Sicherung ist so angeordnet und ausgebildet, dass eine Bewegung der Rolle relativ zu dem Stößel in Richtung einer Rollenlängsachse verhindert wird. Der Stößel ist einstückig ausgebildet und weist eine Außenfläche auf, die gleichgerichtet zu der Stößellängsachse verläuft zum Abstützen des Stößels in einem Gehäuse der Radialkolbenpumpe. Der Stößel weist weiterhin eine Aufnahme für die Rolle auf. Die Außenfläche des Stößels zur Führung des Stößels im Pumpengehäuse ist einstückig mit der Aufnahme für die Rolle ausgebildet. Die Aufnahme für die Rolle ist ein integraler Bestandteil des Stößels. Der Stößel mit der Außenfläche zum
  • Abstützen des Stößels in dem Pumpengehäuse und die Aufnahme für die Rolle sind aus einem einzigen Teil ausgebildet. Auf eine Verbindung von zwei Einzelteilen wird verzichtet, insbesondere ist keine stoffschlüssige Verbindung zwischen einem Stößel zum Abstützten des Stößels in einem Gehäuse der Radialkolbenpumpe und einem Rollenschuh zur Aufnahme für die Rolle notwendig.
  • Durch ein einziges Bauteil werden die Führung im Pumpengehäuse und die Bereitstellung eines Gleitlagers für die Rolle durch die Aufnahme realisiert. Somit werden Risiken durch Einpressteile wie Verformen und/oder Späne vermieden. Dadurch ist ein präziser Betrieb der Pumpe mit der Stößelanordnung möglich.
  • Der Stößel ist kostengünstig beispielsweise mittels Drehen oder Schleifen herstellbar. Somit ist eine präzise runde kreiszylindrische Form realisierbar. Ebenso ist der Zylinderraum in dem Pumpengehäuse, in dem sich in Betrieb die Stößelanordnung bewegt, kostengünstig kreiszylindrisch herstellbar mittels Bohren, Drehen, Konen und/oder Schleifen.
  • Die Sicherung ist ein mechanisch einfaches und damit kostengünstiges Bauteil, das eingerichtet ist, die Rolle axial mittels Formschluss zu sichern.
  • Gemäß einer Ausgestaltung ist die Aufnahme ausgebildet, die Rolle teilweise zu umgreifen, so dass eine Bewegung der Rolle in Richtung der Stößellängsachse vermieden wird. Dadurch muss die Sicherung nur eingerichtet sein, eine Bewegung der Rolle in Richtung der Rollenlängsachse, quer zur Stößellängsachse, zu vermeiden.
  • Gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist die Sicherung einen Vorsprung auf, der über den Stößel quer zur Stößellängsachse vorspringt. Durch den Vorsprung wird in Betrieb, wenn die Stößelanordnung in dem Pumpengehäuse angeordnet ist, ein Verdrehen der Stößelanordnung um die Stößellängsachse relativ zu dem Pumpengehäuse vermieden. Der Vorsprung ist beispielsweise in einer Nut des Pumpengehäuses angeordnet.
  • Gemäß einer weiteren nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung umfasst die Sicherung einen Sprengring. Der Sprengring umgibt den Stößel in einer Ebene quer zur Stößellängsachse zumindest teilweise. Der Sprengring ist mit der Rolle an zwei quer zur Rollenlängsachse ausgerichteten Flächen der Rolle gekoppelt. Der Sprengring ist federnd ausgebildet, so dass der Sprengring seitlich quer zur Stößellängsachse auf den Stößel aufschiebbar ist. Dabei wird der Sprengring zunächst verformt und gelangt anschließend in seine Halteposition, in der er mit den Flächen der Rolle gekoppelt ist, um diese in dem Stößel zu halten. Der Sprengring ist insbesondere in einer Nut, die an der Außenfläche des Stößels ausgebildet ist, angeordnet. Durch die Kopplung mit den quer zur Rollenlängsachse ausgerichteten Flächen der Rolle ist es möglich, eine Bewegung der Rolle relativ zu dem Stößel in Richtung der Rollenlängsachse zu vermeiden.
  • Gemäß einer weiteren nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist der Sprengring zwei Endbereiche auf, die jeweils mit einer der zwei quer zur Rollenlängsachse ausgerichteten Flächen der Rolle gekoppelt sind. Der Sprengring ist dadurch einfach mit dem Stößel koppelbar.
  • Gemäß einer weiteren nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung umfasst die Sicherung einen Pressring, der auf den Stößel aufgepresst ist und mit der Rolle an zwei quer zur Rollenlängsachse ausgebildeten Flächen der Rolle gekoppelt ist. Der Pressring ist insbesondere in Richtung der Stößellängsachse auf den Stößel aufgepresst und dadurch eingerichtet, die Rolle in dem Stößel zu halten.
  • Gemäß einer weiteren nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist der Stößel auf der der Aufnahme zugewandten Seite einen Bereich auf, der einen in Bezug auf die Außenfläche kleineren Durchmesser aufweist . Auf diesen Bereich ist der Pressring aufgepresst. Somit sind eine sichere Fixierung der Rolle in dem Stößel und gleichzeitig eine reibungsarme Bewegung der Stößelanordnung in dem Pumpengehäuse möglich.
  • Die Sicherung umfasst zwei Halteelemente, die jeweils zumindest teilweise in der Aufnahme angeordnet sind, um jeweils mit einer quer zur Rollenlängsachse ausgerichtete Fläche der Rolle gekoppelt sind. Die Halteelemente sind jeweils federnd ausgebildet und werden in Richtung der Stößellängsachse in die Aufnahme eingebracht. Dabei verformen sich die Halteelemente zunächst. Durch die Federkraft werden die Halteelemente in der Aufnahme gehalten. Die Halteelemente bilden einen Abschluss in Richtung der Rollenlängsachse der Aufnahme beidseitig der Rolle . Somit ist eine Bewegung der Rolle in Richtung der Rollenlängsachse vermeidbar.
  • Es zeigen:
    • Figuren 1A bis 1C
    eine Stößelanordnung gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform,
    Figur 2
    eine Sicherung gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform,
    Figuren 3A bis 3C
    eine Stößelanordnung gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform, und
    Figuren 4A und 4B
    eine Stößelanordnung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
  • Figur 1A zeigt eine schematische Darstellung einer Stößelanordnung 100. Die Stößelanordnung 100 umfasst einen Stößel 101. Mit dem Stößel ist eine Rolle 102 gekoppelt. Die Rolle 102 wird in den Stößel 101 durch eine Sicherung 103 gehalten.
  • Der Stößel weist eine kreiszylindrische Form entlang einer Stößellängsachse L auf. Der Stößel 101 weist im Querschnitt quer zur Längsachse L eine runde Form auf. Der Stößel 101 weist eine Außenfläche 104 auf. Die Außenfläche 104 entspricht der Zylindermantelfläche.
  • Die Außenfläche 104 ist ausgebildet, in Betrieb mit einem Zylinderraum eines Pumpengehäuses einer Radialkolbenpumpe gekoppelt zu sein. Die Außenfläche 104 dient dabei zur Führung der Stößelanordnung 100 in dem Pumpengehäuse . Zudem werden Kräfte von der Stößelanordnung 100 über die Außenfläche 104 auf das Pumpengehäuse übertragen. Durch den kreisrunden Querschnitt erfolgt die Lagerung des Stößels 101 in dem Pumpengehäuse reibungsarm.
  • Die Rolle 102 ist in einer Aufnahme 105 des Stößels 101 angeordnet. Die Aufnahme 105 dient zur Lagerung der Rolle 102. Die Aufnahme 105 ist so ausgebildet, dass sich die Rolle 102 relativ zu dem Stößel 101 um ihre Rollenlängsachse R drehen kann. Die Aufnahme 105 umgreift die Rolle 102 so, dass die Rolle 102 relativ zu dem Stößel 101 entlang der Längsachse L fixiert ist.
  • Wie in der Schnittansicht entlang der Geraden AA' in Figur 1B dargestellt, ist die Aufnahme 105 so ausgebildet, dass sie die Rolle 102 mehr als halbkreisförmig umgibt. So wird die Bewegung der Rolle 102 entlang der Längsachse L vermieden. Die Aufnahme 105 ist seitlich quer zur Längsachse L an mindestens einer Seite offen, so dass die Rolle 102 in Richtung der Rollenlängsachse R in die Aufnahme 105 einbringbar ist, insbesondere einschiebbar.
  • Die Sicherung 103 verhindert eine Bewegung der Rolle 102 quer zur Längsachse L in Richtung der Rollenlängsachse R. Die Rolle 102 wird durch die Sicherung 103 so in dem Stößel 101 gehalten, dass eine Drehbewegung der Rolle 102 um die Rollenlängsachse R relativ zu dem Stößel 101 möglichst reibungsarm möglich ist. Dazu ist die Sicherung 103 an zwei Seitenflächen 109 und 110 der Rolle 102, die quer zur Rollenlängsachse ausgerichtet sind, mit der Rolle 102 gekoppelt. Dies ist beispielsweise aus der Figur 1C ersichtlich, die eine Schnittansicht der Stößelanordnung 100 quer zur Längsachse L schematisch darstellt.
  • Der Stößel 101 weist eine Auflagefläche 106 auf (Figur 1B). Die Auflagefläche 106 ist in Betrieb mit dem Pumpenkolben gekoppelt. Die Auflagefläche ist im Kippmittelpunkt des Stößels angeordnet.
  • Der Pumpenkolben ist insbesondere Teil einer Pumpeneinheit der Radialkolbenpumpe. Die Pumpeneinheit weist einen Zylinder mit einer Zylinderlängsachse, einem in dem Zylinder angeordneten Zylinderraum, eine Feder, den Pumpenkolben und die Stößelanordnung 100 auf. Der Zylinder, der Zylinderraum, die Feder und der Pumpenkolben sind zueinander koaxial angeordnet. Der Zylinder ist fest mit dem Pumpengehäuse gekoppelt. Die Radialkolbenpumpe weist eine oder mehrere Pumpeneinheiten auf. Die Radialkolbenpumpe ist insbesondere zur Kraftstoffhochdruckversorgung bei einem Speichereinspritzsystem einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs ausgebildet.
  • Der Pumpenkolben ist axial bewegbar in der Zylinderkammer des Zylinders gelagert und steht über Nocken einer Antriebswelle mit der Antriebswelle in Wirkverbindung. Der Pumpenkolben wird insbesondere durch die Nocken der Antriebswelle in einer Hubbewegung in zumindest annähern radialer Richtung zur Drehachse der Antriebswelle angetrieben.
  • Um die Zylinderkammer mit Fluid befüllen zu können, weist der Zylinder eine Zylinderkammerzulaufleitung auf, in der vorzugsweise ein Zylinderkammereinlassventil angeordnet ist. Das Zylinderkammereinlassventil erleichtert die Befüllung der Zylinderkammer und verhindert beim Befüllen das Zurückströmen des Fluids aus der Zylinderkammerzulaufleitung. Der Zylinder weist weiter eine Zylinderkammerablaufleitung und ein in dieser angeordnetes Zylinderkammerauslassventil auf. Damit kann Fluid aus der Zylinderkammer ausgestoßen werden.
  • Die Stößelanordnung 100 ist innerhalb des Pumpengehäuses in Richtung der Zylinderlängsachse geführt und steht in Mitnahmeverbindung mit dem Pumpenkolben. Der Pumpenkolben weist vorzugsweise einen kleinerer Durchmesser auf als der Stößel 101. Der Pumpenkolben und der Stößel 101 können aus demselben oder jeweils einem anderen Werkstoff bestehen, vorzugsweise aus einem Stahl.
  • Die Stößelanordnung 100 dient zur zumindest mittelbaren Abstützung des Pumpenkolbens über die mit dem Stößel 101 gekoppelte Rolle 102 an der Antriebswelle der Pumpe. Der Stößel 101 wird am Zylinder geführt.
  • Die Rolle 102 ist in Betrieb in Anlage an die Antriebswelle gehalten, beispielsweise in Anlage an den zumindest einen Nocken der Antriebswelle, und rollt auf der Antriebswelle beziehungsweise den Nocken ab. Die Rollenlängsachse R der Rolle 102 ist bevorzugt zumindest annähernd parallel zur Drehachse der Antriebswelle.
  • Der Stößel 101 mit der Außenfläche 104 zur Abstützung des Stößels in dem Zylinder und der Aufnahme 105 ist einstückig ausgebildet. Der Stößel 101 ist aus einem einzigen Bauelement gefertigt.
  • Gemäß den nicht erfindungsgemäßen Ausführungsformen wie in Figuren 1A bis 1C dargestellt umfasst die Sicherung 103 einen Sprengring 108. Der Sprengring umgibt den Stößel 101 um die Längsachse L. Der Sprengring ist insbesondere in einer umlaufenden Nut 118 des Stößels 101 angeordnet. Ein Ende des Sprengrings 108 ist gemäß Ausführungsformen in einer Ausnehmung 119, die quer zur Längsachse L in den Stößel 101 ausgebildet ist, eingebracht (Figur 1C). Dadurch ist die Lage des Sprengrings 108 relativ zu dem Stößel 101 vorgegeben.
  • Der Sprengring 108 ist federnd ausgebildet, so dass er auf den Stößel 101 aufgebracht werden kann, nachdem die Rolle 102 in der Aufnahme 105 angeordnet ist. Der Sprengring ist in Kontakt mit den Flächen 109 und 110. Dazu weist der Sprengring beispielsweise abgeflachte Bereiche auf, die in Kontakt mit den Flächen 109 und 110 sind. Der Kontakt mit der Rolle 102 ist gemäß Ausführungsformen in einem Bereich der Rollenlängsachse R. Gemäß weiteren Ausführungsformen ist der Kontakt mit der Rolle 102 versetzt außerhalb des Bereichs der Rollenlängsachse R. Der Sprengring ist beispielsweise ein Runddrahtring.
  • Der Sprengring 108 ist wie in Figur 1C dargestellt offen und umgibt den Stößel 101 nahezu vollständig. Der Sprengring 108 ist gemäß weiteren Ausführungsformen geschlossen und umgibt den Stößel 101 vollständig. Der Kontakt mit der Rolle 102 ist in Bereichen des Sprengrings 108 zwischen den Enden des Sprengrings . Ein Ende des Sprengrings ist in der Ausnehmung 119 angeordnet. Beispielsweise verjüngt sich der Stößel 101 in Anschluss an die Außenfläche 105, wie in Figur 1A dargestellt, so dass der Sprengring 108 im gekoppelten Zustand nicht über die Außenfläche 104 vorspringt.
  • Figur 2 zeigt eine weitere nicht erfindungsgemäße Ausführungsform des Sprengrings 108. Der Sprengring 108 weist eine U-förmige Gestallt auf. Der Sprengring 108 weist einen ersten und einen zweiten Endbereich 111 und 112 auf. Der Sprengring 108 weist eine Form auf, so dass die Endbereiche 111 und 112 im gekoppelten Zustand jeweils mit einer der Flächen 109 und 110 gekoppelt sind. Im gekoppelten Zustand umgibt der Sprengring 108 den Stößel 101 teilweise, mindestens um 180° bezogen auf einen Querschnitt des Stößels 101 beziehungsweise der Nut 118 und um weniger als 360°. Die Kopplung des Sprengrings 108 mit der Rolle 102 erfolgt an den beiden Endbereichen 111 und 112. Auf die Ausnehmung 119 kann verzichtet werden.
  • Figuren 3A bis 3C zeigen weitere nicht erfindungsgemäße Ausführungsformen der Stößelanordnung 100. Im Unterschied zu den Figuren 1A bis 1C und 2 ist die Sicherung 103 durch einen Pressring 113 ausgebildet.
  • Der Pressring 113 ist auf einen Bereich 114 des Stößels 101 aufgepresst, der einen im Vergleich zu dem Bereich der Außenfläche 104 verringerten Durchmesser quer zur Längsachse L aufweist. Der Pressring 113 umgibt den Stößel 101 vollständig.
  • Der Pressring 113 weist einen Vorsprung 107 auf, der über die Außenfläche 104 des Stößels 101 vorspringt. Durch den Vorsprung 107 wird in Betrieb ein Verdrehen der Stößelanordnung 100 relativ zu dem Pumpengehäuse vermieden. Zur Sicherung der Rolle 102 in dem Stößel 101 wird der Pressring 113 auf dem Stößel 101 aufgepresst. Der Pressring 113 ist so ausgebildet, dass er in verpresstem Zustand mit den Flächen 109 und 110 der Rolle 102 gekoppelt ist und so eine Bewegung der Rolle 102 entlang der Rollenlängsachse R verhindert.
  • Figuren 4A und 4B zeigen erfindungsgemäße Ausführungsformen der Stößelanordnung 100. Im Unterschied zu den Figuren 1A bis 1C und 2 umfasst die Sicherung 103 zwei Halteelemente 115 und 116.
  • Die Halteelemente 115 und 116 sind jeweils mindestens halbkreisförmig und an die Ausnehmung 105 angepasst. Zur Sicherung der Rolle 102 in der Ausnahme 105 werden die Halteelemente 115 und 116 jeweils in Richtung der Stößellängsachse L beidseitig der Rolle 102 benachbart zu den Flächen 109 und 110 in die Aufnahme 105 eingebracht. Die Halteelemente 115 und 116 sind jeweils federnd ausgebildet und in der Aufnahme 105 durch ihre Federkraft fixiert.
  • Die Halteelemente 115 und 116 weisen jeweils einen vorspringenden Bereich 117 auf, der mit der Fläche 109 beziehungsweise der Fläche 110 gekoppelt ist. So wird eine Bewegung der Rolle 102 entlang der Rollenlängsachse R vermieden. Gemäß Ausführungsformen weisen die Halteelemente 115 und 116 jeweils an den Enden einen weiteren vorspringenden Bereich auf, der außerhalb der Aufnahme 105 angeordnet ist und die Lage der Halteelemente 115 und 116 in Richtung der Stößellängsachse L vorgibt. Die Größe der Halteelemente 115 und 116 ist abhängig von dem Radius der Aufnahme 105. Die Halteelemente 115 und 116 sind jeweils nur teilweise an dem Bereich 117 in Kontakt mit der Rolle 102 und außerhalb des Bereichs 117 beabstandet von der Rolle 102 angeordnet. Dadurch ist eine reibungsarme und verschleißbeständige Bewegung der Rolle 102 relativ zu den Halteelementen 115 und 116 und dem Stößel 101 möglich.
  • Dadurch, dass der Stößel 101 einteilig ausgebildet ist, ist es möglich, die Bauteilanzahl der Stößelanordnung 100 in Vergleich zu herkömmlichen Anordnungen zu reduzieren. Der Stößel erfüllt in Betrieb mehrere Funktionen: Führung im Gehäuse, Bereitstellung des Gleitlagers für die Rolle, Kraftaufnahme des Kolbens und Leitung des Kraftflusses vom Kolben und vom Rollen/Nockenkontakt. Diese Funktionen sind in einem einzigen Bauteil realisiert. Die axiale Sicherung der Rolle 102 ist durch die Sicherung 103 mittels Formschluss einfach möglich. Da die Aufnahme 105 integraler Bestandteil des Stößels 101 ist, ist kein zusätzlicher Einpressvorgang eines Rollenschuhs notwendig, so dass eine einfache Montage und Demontage der Rolle 102 ermöglicht ist. Die runde Außengeometrie des Stößels 101 ermöglicht eine kostengünstige Herstellung sowohl des Stößels 101 als auch der korrespondierenden Gehäuselagerung für den Stößel 101 in der Pumpe.
    • Bezugszeichenliste
    • 100 Stößelanordnung
    • 101 Stößel
    • 102 Rolle
    • 103 Sicherung
    • 104 Außenfläche
    • 105 Aufnahme
    • 106 Auflagefläche
    • 107 Vorsprung
    • 108 Sprengring
    • 109, 110 Fläche
    • 111, 112 Endbereiche
    • 113 Pressring
    • 114 Bereich
    • 115, 116 Halteelement
    • 117 Bereich
    • 118 Nut
    • 119 Ausnehmung
    • L Stößellängsachse
    • R Rollenlängsachse

Claims (3)

  1. Stößelanordnung für eine Radialkolbenpumpe zur Förderung eines Fluids, wobei die Stößelanordnung ausgebildet ist zum zumindest mittelbaren Abstützen eines Pumpenkolbens an einer zum Antrieb der Radialkolbenpumpe ausgebildeten Antriebswelle und aufweist:
    - einen kreiszylindrischen Stößel (101) mit einer Stößellängsachse (L),
    - eine Rolle (102), die in dem Stößel (101) drehbar gelagert ist und mit der Antriebswelle koppelbar ist,
    - eine separat von dem Stößel (101) ausgebildete und mechanisch mit dem Stößel (101) koppelbare Sicherung (103), die so angeordnet und ausgebildet ist, dass eine Bewegung der Rolle (102) relativ zu dem Stößel (101) in Richtung einer Rollenlängsachse (R) verhindert wird, wobei der Stößel (101) einstückig ausgebildet ist und aufweist:
    - eine Außenfläche (104), die gleichgerichtet zu der Stößellängsachse (L) verläuft, zum Abstützen des Stößels (101) in einem Gehäuse der Radialkolbenpumpe,
    - eine Aufnahme (105) für die Rolle (102),
    wobei die Sicherung (103) zwei Halteelemente (115, 116) umfasst, die jeweils ausgebildet sind, jeweils zumindest teilweise in der Aufnahme (105) angeordnet zu sein und jeweils mit einer quer zur Rollenlängsachse (R) ausgerichteten Fläche (109, 110) der Rolle (102) koppelbar sind,
    wobei die Halteelemente (115, 116) in Richtung der Stößellängsachse (L) in die Aufnahme (105) eingebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente (115, 116) jeweils federnd ausgebildet sind und durch die Federkraft in der Aufnahme (105) gehalten werden.
  2. Stößelanordnung nach Anspruch 1, bei der die Aufnahme (105) ausgebildet ist, die Rolle (102) teilweise zu umgreifen, so dass eine Bewegung der Rolle (102) in Richtung der Stößellängsachse (L) vermieden ist.
  3. Stößelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der eine Auflagefläche (106) für den Pumpenkolben im Kippmittelpunkt des Stößels (101) angeordnet ist.
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