DE102010038553A1 - Plunger component for use in high pressure pump in common-rail-high pressure injection system in diesel engine, has roller guided into plunger body and comprising wear-resistive insert, which is designed as ceramic cone - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Stößelbaugruppe für eine Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, die einen mit einem Pumpenarbeitsraum zusammenwirkenden Pumpenkolben aufweist, der unter Zwischenschaltung eines Rollenstößels von einer Nockenwelle betätigt wird, wobei der Rollenstößel einen Stößelkörper umfasst, in dem eine Laufrolle geführt ist.The invention relates to a plunger assembly for a high-pressure pump of a fuel injection system of an internal combustion engine, which has a cooperating with a pump chamber pump piston which is actuated with the interposition of a roller tappet of a camshaft, wherein the roller tappet comprises a plunger body, in which a roller is guided.
Ein Kraftstoffeinspritzsystem ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Stößelbaugruppe für eine Hochdruckpumpe den Reibverschleiß zwischen einer Laufrolle und einem Stößelkörper weiter zu verringern.The invention has for its object to further reduce the Reibverschleiß between a roller and a plunger body at a plunger assembly for a high-pressure pump.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Rollenstößel einen Stößelkörper umfasst, in dem eine Laufrolle dort, wo sie im Stößelkörper geführt ist, einen verschleißfesten Einsatz aufweist. Vorzugsweise weist die Laufrolle an mindestens einer Stirnseite einen verschleißfesten Einsatz aufweist, der zur Führung mit dem Stößelkörper zusammenwirkt.This object is achieved in that the roller tappet comprises a plunger body in which a roller, where it is guided in the plunger body, has a wear-resistant insert. Preferably, the roller has a wear-resistant insert on at least one end face, which cooperates with the tappet body for guidance.
Es wird also bei der vorliegenden Erfindung der Weg verlassen, in die Stirnseiten der Laufrolle bestimmte geometrische Formen einzuarbeiten, die den Verschleiß vermindern sollen. Stattdessen wird ein verschleißfester Einsatz an vorzugsweise beiden Stirnseiten der Laufrolle angebracht. Dabei kann der verschleißfeste Einsatz in einer allgemeinen Ausführung als klassischer Einsatz ausgebildet sein, der beispielsweise in eine Bohrung eingesetzt ist: Alternativ kann der Einsatz auch als hutförmiger Einsatz ausgebildet sein, der die Stirnseite der Laufrolle umfasst. Um die Lauffläche der Laufrolle nicht zu beeinträchtigen, ist bei dieser Ausgestaltung in dem Bereich des Zusammenwirkens mit dem hutförmigen Einsatz ein ringförmiger Absatz an der Laufrolle vorgesehen, auf den der hutförmige Einsatz aufgesetzt ist.It is therefore left in the present invention, the way to incorporate certain geometrical shapes in the end faces of the roller, which are intended to reduce wear. Instead, a wear-resistant insert is attached to preferably both end faces of the roller. In this case, the wear-resistant insert may be formed in a general design as a classic use, which is for example inserted into a bore: Alternatively, the insert may be formed as a hat-shaped insert, which includes the end face of the roller. In order not to interfere with the running surface of the roller, in this embodiment, in the region of cooperation with the hat-shaped insert, an annular shoulder is provided on the roller on which the hat-shaped insert is placed.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Einsatz mit einer insbesondere konkav gewölbten Keramikkuppe versehen. Keramik hat positive Eigenschaften in Bezug auf Verschleißfestigkeit und Gleiteigenschaften. Somit ist es möglich, dass die Laufrolle den schlagenden Belastungen des Hochdruckpumpenbetriebs, der sich auf den Rollenstößel überträgt, durch den metallischen Grundkörper gewachsen ist und dennoch eine Kuppenverschleißminimierung durch keramischen Werkstoff erzielt ist. Dadurch wird die Abtreibung von (Material-)Partikeln an dem Stößelkörper vermindert beziehungsweise ganz unterbunden. Bei all diesen Ausgestaltungen ist zu berücksichtigen, dass diese Bereiche der Hochdruckpumpe geschmiert, insbesondere kraftstoffgeschmiert sind.In a further development of the invention, the insert is provided with a particular concave ceramic cap. Ceramics have positive properties in terms of wear resistance and sliding properties. Thus, it is possible that the roller has the beating loads of high-pressure pump operation, which is transferred to the roller tappet, grown by the metallic body and yet a Kuppenverschleißminimierung is achieved by ceramic material. As a result, the abortion of (material) particles on the plunger body is reduced or completely prevented. In all these embodiments, it should be noted that these areas of the high-pressure pump are lubricated, in particular fuel-lubricated.
In Weiterbildung der Erfindung weist die Keramikkuppe einen kugelabschnittsförmigen Kopf auf. Mit diesem kugelabschnittsförmigen Kopf wird der Kontakt zu dem Stößelkörper hergestellt. Der kugelabschnittsförmige Kopf ist so ausgebildet, dass ein nur punktförmiger Kontakt mit dem Stößelkörper hergestellt wird. Es kann aber im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der kugelabschnittsförmige Kopf oder der Stößelkörper so ausgebildet ist, dass ein Flächenkontakt hergestellt wird. Weiterhin ist der kugelabschnittsförmige Kopf genau zur Mittelachse der Laufrolle ausgerichtet, so dass die durch die Drehung der Laufrolle hervorgerufene Relativgeschwindigkeit zwischen der Laufrolle und dem Stößelkörper minimiert ist. Diese Maßnahmen führen zu einer weiteren Verringerung der Verschleißanfälligkeit.In a further development of the invention, the ceramic cap has a spherical segment-shaped head. With this spherical segment-shaped head, contact is made with the tappet body. The spherical portion-shaped head is formed so that only point-like contact with the plunger body is produced. However, it can also be provided in the context of the invention that the spherical segment-shaped head or the tappet body is formed so that a surface contact is made. Furthermore, the spherical portion-shaped head is aligned exactly to the central axis of the roller, so that the caused by the rotation of the roller relative speed between the roller and the plunger body is minimized. These measures lead to a further reduction in the susceptibility to wear.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung steht zumindest der kugelabschnittsförmige Kopf über der Stirnseite der Laufrolle vor. Die Laufrolle und die Keramikkuppe sind also so ausgebildet, dass nur der kugelabschnittsförmige Kopf geringfügig über die Stirnseite der Laufrolle vorsteht. Dadurch ist die mögliche Baulänge der Laufrolle, die die Druckeigenschaften beziehungsweise Trageigenschaften der Laufrolle als Bindeglied zwischen der Nockenwelle und dem Pumpenkolben definiert, nicht nachteilig beeinflusst.In a further embodiment of the invention, at least the spherical segment-shaped head protrudes beyond the end face of the roller. The roller and the ceramic cap are thus designed so that only the spherical segment-shaped head protrudes slightly beyond the end face of the roller. As a result, the possible length of the roller, which defines the pressure characteristics or carrying properties of the roller as a link between the camshaft and the pump piston, not adversely affected.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Keramikkuppe neben dem kugelabschnittsförmigen Kopf im weiteren Verlauf zylinderförmig ausgebildet, also auf einem zylinderförmigen Basisabschnitt angeordnet. Diese Ausbildung ermöglicht es, die Keramikkuppe beispielsweise in eine in die Laufrolle eingearbeitete Ausnehmung einzusetzen und festzulegen. Dabei kann die Keramikkuppe in einer allgemeinen Ausführung direkt in eine solche Ausnehmung, die beispielsweise eine Bohrung ist, eingesetzt sein.In a further development of the invention, the ceramic cap next to the spherical segment-shaped head in the further course is cylindrical, that is arranged on a cylindrical base portion. This design makes it possible to insert and fix the ceramic head, for example in a recess incorporated in the roller. In this case, in a general embodiment, the ceramic cap can be inserted directly into such a recess, which is, for example, a bore.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Keramikkuppe einen Durchmesser auf, der 1/4 bis 1/2, vorzugsweise 1/3 des Durchmessers der Laufrolle entspricht. Diese Auslegung ermöglicht es, die Keramikkuppe ohne Schwächung der Laufrolle an dieser zu befestigen, wobei andererseits die Keramikkuppe genügend groß ist, um die verschleißmindernde Ausgestaltung zu gewährleisten. In a further embodiment of the invention, the ceramic cap has a diameter which corresponds to 1/4 to 1/2, preferably 1/3 of the diameter of the roller. This design makes it possible to attach the ceramic cup without weakening the roller to this, on the other hand, the ceramic cup is sufficiently large to ensure the wear-reducing design.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Keramikkuppe drehfest in der Laufrolle festgelegt. Grundsätzlich wäre es möglich, die Keramikkuppe drehbar in der Laufrolle anzuordnen, so dass im Betrieb der Hochdruckpumpe eine Bewegung zu dem Stößelkörper und zu der Laufrolle auftreten würde. Es hat sich aber gezeigt, dass es sinnvoll ist, die Keramikkuppe fest in der Laufrolle anzuordnen und nur eine Bewegung gegenüber dem Stößelkörper zuzulassen.In a further development of the invention, the ceramic tip is rotatably fixed in the roller. In principle, it would be possible to rotatably arrange the ceramic cap in the roller, so that during operation of the high-pressure pump a movement would occur to the tappet body and to the roller. However, it has been found that it makes sense to arrange the ceramic cup firmly in the roller and to allow only one movement relative to the plunger body.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Keramikkuppe in einem einen zylinderförmigen Basisabschnitt bildenden Hohlzylinder eingesetzt, der in eine Ausnehmung in der Laufrolle eingepresst ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, die Keramikkuppe, die materialbedingt bruchgefährdet ist, problemlos mit der Laufrolle zu verbinden, indem beispielsweise für den Hohlzylinder ein relativ weiches Eisenmaterial verwendet wird, das sich beispielsweise möglichen Unebenheiten oder Riefen in der Ausnehmung anpasst.In a further embodiment of the invention, the ceramic tip is inserted in a cylinder-shaped base forming a hollow cylinder which is pressed into a recess in the roller. This refinement makes it possible to easily connect the ceramic cap, which is susceptible to breakage due to the material, by using, for example, a relatively soft iron material for the hollow cylinder which, for example, adapts to any unevenness or scoring in the recess.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel näher beschrieben ist.Further advantageous embodiments of the invention are described in the drawings, in which an illustrated in the figures embodiment is described in detail.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Es zeigen:Show it:
Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention
Eine Hochdruckpumpe für das insbesondere als Common-Rail-Hochdruckeinspritzsystem ausgebildete Kraftstoffeinspritzsystem einer mit Dieselkraftstoff betriebenen selbstzündenden Brennkraftmaschine weist ein Pumpengehäuse
Weiterhin ist in das Pumpengehäuse
Mit dem Rollenstößel
Die in
Abschließend zeigt
Schließlich sei angemerkt, dass der Rollenschuh
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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