DE102010011436A1

DE102010011436A1 - Baueinheit für eine Kraftstoffhochdruckpumpe

Info

Publication number: DE102010011436A1
Application number: DE201010011436
Authority: DE
Inventors: Stefan Hamper
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2011-09-15

Abstract

Vorgeschlagen ist eine Baueinheit (1) für eine Kraftstoffhochdruckpumpe einer Brennkraftmaschine, mit einem tassenförmigen Stößel (2) und einem Pumpenkolben (3), welchem Stößel (2) ein hohlzylindrisches Hemd (4) mit einem Führungsmantel (5) zur axialbeweglichen Aufnahme gegenüber einem pumpenfesten Bauteil immanent ist, welches Hemd (4) an einer Stirn (6) mit einem Boden (7) versehen ist, dessen Außenseite (8) Nockenanlaufmitteln (9) aufweist, wobei an einer zentrischen Kontaktfläche (10) der Innenseite (11) der Pumpenkolben (3) anliegt und wobei die Baueinheit (1) mit einer Abstützung (12) für eine Rückstellfeder versehen ist. Hervorstehende Merkmale der Erfindung sind, dass das Hemd (4) und der Boden (7) des Stößel (2) einteilig miteinander verbunden und spanlos hergestellt sind, wobei der Führungsmantel (5) des Hemds (4) an einer Innenfläche (13) liegt, wobei als Nockenanlaufmittel (9) an der Außenseite (8) des Bodens (7) eine Gleitfläche vorliegt und wobei die Abstützung (12) für die Rückstellfeder als einteilig von einer Außenfläche (14) des Hemds (4) abragender Ringbund vorliegt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Badeinheit für eine Kraftstoffhochdruckpumpe einer qualitäts- oder quantitätsgeregelten Brennkraftmaschine, mit einem tassenförmigen Stößel und einem Pumpenkolben, welchem Stößel ein hohlzylindrisches Hemd mit einem Führungsmantel zur axialbeweglichen Aufnahme gegenüber einem pumpenfesten Bauteil immanent ist, welches Hemd an einer Stirn mit einem Boden versehen ist, dessen Außenseite [Boden] Nockenanlaufmitteln aufweist, wobei an einer zentrischen Kontaktfläche der Innenseite [Boden] der Pumpenkolben anliegt und wobei die Baueinheit mit einer Abstützung für eine Rückstellfeder versehen ist.
Hintergrund der Erfindung
Eine derartige Baueinheit geht aus dem Dokument DE 101 57 076 A1 hervor. Zu erkennen ist, dass das Hemd und der Boden des Stößels separat vorliegen und durch einen aufwändigen Montageprozess miteinander verbunden sind. Das Hemd ist über dessen Außenfläche in einer respektiven Führung eines Zylinderkopfes oder eines Gehäuses der Pumpe verdrehgesichert geführt. Die Verdrehsicherung erweist sich als notwendig, um das als Rolle ausgebildete Nockenanlaufmittel gegenüber seinem auflaufenden Nocken/Exzenter auszurichten. Da die Rückstellfeder im Stößelinneren verläuft, wird hierzu relativ viel Bauraum benötigt, was den Stößel in Radialrichtung relativ breit bauen lässt, was sich nachteilig auf dessen Masse auswirkt. Die Abstützung der Rückstellfeder an einem separaten Federteller ist zudem recht aufwändig und instabil. Ggf. kommt es beim Saughub zu dessen Verformung oder es besteht das Risiko, dass dieser sich vom Außenmantel des Pumpenkolbens löst.
Summa summarum wird festgestellt, dass die Baueinheit nach der DE 101 57 076 A1 zu kompliziert aufgebaut ist, aus zu vielen Einzelteilen besteht und sich somit für die Massenfertigung als zu teuer darstellt.
Des Weiteren wird auf die Dokumente DE 10 2006 933 A1 und die DE-Fachzeitschrift MTZ, 10/2008, S. 836 verwiesen.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe ist es daher, eine Baueinheit der vorgenannten Art zu schaffen, bei welche die zitierten Nachteile nicht mehr auftreten. Insbesondere soll die Baueinheit einfach aufgebaut sein und sich preiswert in Massenfertigung darstellen lassen.
Lösung der Aufgabe
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Hemd und der Boden des Stößel einteilig miteinander verbunden und spanlos hergestellt sind, wobei der Führungsmantel des Hemds an einer Innenfläche liegt, wobei als Nockenanlaufmittel an der Außenseite des Bodens eine Gleitfläche vorliegt und wobei die Abstützung für die Rückstellfeder als einteilig von einer Außenfläche des Hemds abragender Ringbund vorliegt.
Somit liegt eine Baueinheit ohne die vorhergehend aufgeführten Nachteile vor. Die Baueinheit besteht aus relativ wenigen, einfach montierbaren Bauteilen.
Der in Konkretisierung der Erfindung als Fließpressteil (bspw. Einsatzstahl 16MnCr5) vorgeschlagene Stößel besitzt eine hervorragende Festigkeit und Verschleißbeständigkeit. Aufgrund der einteiligen Verbindung des Bodens mit dem Hemd des Stößels entfällt der Arbeitsschritt zum Verbinden des Hemds mit dem Boden. Zugleich ist eine einteilig mit dem Stößel verbundene Abstützung für die außen liegende Druckfeder (Rückstellfeder bei Saughub) Bestandteil der Erfindung. Diese geht als einteilige Anbindung von der Außenfläche des Hemds auf Bodenhöhe aus.
Alternativ kann der Stößel auch aus Stahlblech stanz-biegetechnisch hergestellt sein oder als Massivteil vorliegen.
Der Führungsmantel des Hemds gegenüber dem pumpenfesten Bauteil wie einem Zylinderkopf oder Gehäuseteil der Kraftstoffpumpe, wobei auch andere Pumpenarten denkbar sind, in welche die nocken- oder exzenterfolgende Baueinheit eingesetzt werden kann, liegt erfindungsgemäß innenwändig, was bei geschickter konstruktiver Auslegung hilft, radialen Bauraum zu sparen, so dass der Stößel ggf. leichter baut.
Ein Einsatz des Stößels (ohne Pumpenkolben) kommt auch als „klassischer”, nockenfolgender Tassenstößel in einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine infrage.
Aufgrund des in Fortbildung der Erfindung vorgeschlagenen Verzichts auf eine Nockenanlaufrolle durch den Einsatz einer entsprechend verschleißgeschützten Gleitfläche an der Außenseite des Bodens ist der Aufbau weiter vereinfacht und kostenoptimiert.
Zudem ist vorgeschlagen, auf eine Verdrehsicherung im Hemd des Stößels zu verzichten, was die Konstruktion weiter verbilligt. Auch ist daran gedacht, die Außenseite des Bodens geringfügig ballig zu gestalten, so dass aufgrund der somit vergrößerten Nockenanlauffläche der Stößel in seinem Durchmesser ggf. weiter reduziert werden kann.
Aufgrund der gemäß einem weiteren Unteranspruch vorgeschlagenen komplett glattzylindrischen Ausbildung des Pumpenkolbens am Außenmantel kann dieser, da somit ohne Radialbund o. -bünde, bspw. in einem einfachen Centerless-Schleifverfahren oder durch Außenrundhonen im Durchlauf feinbearbeitet werden. Ggf. kann der Außenmantel jedoch mit Mikrorillen o. dgl. versehen sein.
Eine einfache Anbindung des Pumpenkolbens an den Stößel (Rückführung bei Saughub, evtl. Transportsicherung) ist Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs. Demnach ist auf dem Außenmantel des Pumpenkolbens, im Bereich dessen bodenseitiger Stirn, ein Ringkragen bspw. aufgepresst. Ggf. kann der Ringkragen auch einteilig mit dem Pumpenkolben verbunden sein, wobei dann jedoch die vorgenannte Feinbearbeitung so nicht realisiert werden kann.
Unter den Ringkragen greift ein mit der Innenfläche des Hemds verbundener, federnder Ringteller, der bspw. aus Blech besteht. Letztgenannter Federteller erfährt nach der Erfindung eine einfache Befestigung hinter einem von der Innenseite des Hemds bevorzugt (jedoch nicht Bedingung) einteilig abstehenden Ringvorsprung.
Beschreibung der Zeichnung
Dargestellt ist eine Baueinheit 1 für eine Kraftstoffhochdruckpumpe. Die Baueinheit 1 besteht im Wesentlichen aus einem tassenförmigen, spanlos gefertigten Stößel 2 und einem Pumpenkolben 3. Der Stößel 2 hat ein hohlzylindrisches Hemd 4 mit einem an seiner Innenfläche 13 liegenden Führungsmantel 5 zur axialbeweglichen Aufnahme gegenüber einem pumpenfesten Bauteil wie einem Zylinderkopf oder Gehäuseabschnitt. Das dünnwandige Hemd 4 ist an seiner nockenseitigen Stirn 6 einteilig mit einem Boden 7 versehen, dessen Außenseite 8 ein als Gleitfläche vorliegendes Nockenanlaufmittel 9 aufweist.
An einer zentrischen Kontaktfläche 10 einer Innenseite 11 des Bodens 7 liegt der Pumpenkolben 3 mit seiner Innenstirn 16 an. In diesem Bereich ist auf einem Außenmantel 15 des glattzylindrischen, centerless-geschliffenen Pumpenkolbens 3 ein Ringkragen 17 befestigt, dessen bodenferne Stirn 18 einer Innenseite 19 eines separaten Mitnehmertellers 20 unmittelbar gegenüber liegt, welcher Mitnehmerteller 20 an der Innenfläche 13 des Hemds 4 des Stößels 2 gehalten ist. Der Mitnehmerteller 20 liegt als Federblech vor, das über seinen Außenrand 22 hinter einem Ringvorsprung 23 verläuft, welcher einteilig von der Innenfläche 21 des Hemds 4 ins Stößelinnere 21 ragt. Somit kann bei Saughub der federbeaufschlagte Stößel 2 auf einfache Art und Weise den Pumpenkolben 3 in Nockenrichtung rückführen.
Zudem ist dargestellt, dass eine Abstützung 12 für eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Rückstellfeder vorgesehen ist, die als einteilig von einer Außenfläche 14 des Hemds 4 abragender Ringbund auf Bodenhöhe vorliegt.
Die Baueinheit 1 verzichtet auf jedwede Art von Verdrehsicherung und kann somit ohne Verdrehorientierung montiert werden.
Bezugszeichenliste

1: Baueinheit
2: Stößel
3: Pumpenkolben
4: Hemd
5: Führungsmantel
6: Stirn
7: Boden
8: Außenseite
9: Nockenanlaufmittel
10: Kontaktfläche
11: Innenseite
12: Abstützung
13: Innenfläche
14: Außenfläche
15: Außenmantel
16: Innenstirn
17: Ringkragen
18: bodenferne Stirn
19: Innenseite
20: Mitnehmerteller
21: Stößelinnere
22: Außenrand
23: Ringvorsprung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10157076 A1 [0002, 0003]
DE 102006933 A1 [0004]

Claims

Baueinheit (1) für eine Kraftstoffhochdruckpumpe einer qualitäts- oder quantitätsgeregelten Brennkraftmaschine, mit einem tassenförmigen Stößel (2) und einem Pumpenkolben (3), welchem Stößel (2) ein hohlzylindrisches Hemd (4) mit einem Führungsmantel (5) zur axialbeweglichen Aufnahme gegenüber einem pumpenfesten Bauteil immanent ist, welches Hemd (4) an einer Stirn (6) mit einem Boden (7) versehen ist, dessen Außenseite (8) [Boden] Nockenanlaufmitteln (9) aufweist, wobei an einer zentrischen Kontaktfläche (10) der Innenseite (11) [Boden] der Pumpenkolben (3) anliegt und wobei die Baueinheit (1) mit einer Abstützung (12) für eine Rückstellfeder versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Hemd (4) und der Boden (7) des Stößel (2) einteilig miteinander verbunden und spanlos hergestellt sind, wobei der Führungsmantel (5) des Hemds (4) an einer Innenfläche (13) liegt, wobei als Nockenanlaufmittel (9) an der Außenseite (8) des Bodens (7) eine Gleitfläche vorliegt und wobei die Abstützung (12) für die Rückstellfeder als einteilig von einer Außenfläche (14) des Hemds (4) abragender Ringbund vorliegt.
Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (2) entweder durch Fließpressen oder durch Tiefziehen dargestellt ist.
Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die als Ringbund vorliegende Abstützung (12) für die Rückstellfeder im Wesentlichen eine Radialerweiterung des Bodens (7) ist.
Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite (8) des Bodens (7) ballig ausgewölbt ist.
Baueinheit nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (2) verdrehfrei gegenüber dem pumpenfesten Bauteil einbaubar ist.
Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (3) einen bundlosen, glattzylindrischen Außenmantel (15) aufweist.
Baueinheit nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem/dem Außenmantel (15) des Pumpenkolbens (3), bei seiner an die Kontaktfläche (10) des Bodens (7) angrenzenden Innenstirn (16), ein Ringkragen (17) verläuft/befestigt ist, dessen bodenferne Stirn (18) einer Innenseite (19) eines separaten Mitnehmertellers (20) unmittelbar gegenüber liegt, welcher Mitnehmerteller (20) an der Innenfläche (13) des Hemds (4) des Stößels (2) gehalten ist.
Baueinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmerteller (20) als Federblech vorliegt, das über seinen Außenrand (22) hinter einem Ringvorsprung (23) verläuft/geschnappt ist, welcher Ringvorsprung (23) einteilig von der Innenfläche (21) des Hemds (4) ins Stößelinnere (21) ragt.
Baueinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel (15) des Pumpenkolbens (3) entweder durch Centerless-Schleifen oder durch Außenrundhonen feinbearbeitet ist.