CN101535628B - 尤其是驱动轴支承改进了的、用于输送柴油机燃料的输送泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种输送泵(1)，尤其是用于将柴油机燃料输送到高压储存器中，该输送泵具有一个壳体(2)和一个被接收在该壳体中的驱动轴(3)，该驱动轴借助于至少一个滑动轴承装置(4)可绕驱动轴轴线(5)转动地被支承着，其中，所述滑动轴承装置(4)通过一个轴承孔(6)和一个延伸穿过该轴承孔的支承轴区段(7)构成，其中，所述滑动轴承装置(4)包括一个在径向方向上在该支承轴区段(7)与该轴承孔(6)之间延伸的轴承间隙(X)，该轴承间隙在轴承中心(8)比在至少一个轴承边缘(9a，9b)上具有更小的值。由此提供一种用于输送柴油机燃料的输送泵(1)，该输送泵具有低磨损的滑动轴承装置(4)。

Description

尤其是驱动轴支承改进了的、用于输送柴油机燃料的输送泵
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于输送柴油机燃料的输送泵。本发明尤其针对用于在输送泵的壳体中支承驱动轴的滑动轴承装置的改进构型。
背景技术
由公开文献DE 10138362A1公知了所述类型的用于输送柴油机燃料的输送泵。该输送泵用于将柴油机燃料输送到所谓的共轨燃料喷射系统中。所谓的共轨形成一个高压储存器，该高压储存器的高压通过输送泵保持。输送泵具有一个壳体，该壳体具有一个被接收在其中的驱动轴，该驱动轴借助于两个滑动轴承装置可绕驱动轴轴线转动地被支承着。滑动轴承装置通过一个轴承孔和一个延伸穿过该轴承孔的支承轴区段构成。支承轴区段形成驱动轴的一部分，其中，轴承装置优选与一个凸轮区段相邻地设置，一个滚子在该凸轮区段上滚动，由此与一个阀单元处于作用连接。滑动轴承装置各包括一个轴承衬套，轴承孔构造在该轴承衬套中。
在公开文献DE 19913804A1中公开了所述类型的输送泵的另一个实施形式。该输送泵用于将柴油机燃料输送到用于内燃机的高压储存器中，其中，输送泵构造有两个前后相继地设置的泵室。阀单元在该实施形式中通过两个相邻地设置在驱动轴上的凸轮传动装置操作，其中，凸轮传动装置在两个滑动轴承装置之间被接收在驱动轴上。由此在轴承装置之间形成有利的负载情况。
在产生延伸到阀单元中的行程元件的行程方面，输送泵可构造有凸轮传动装置或偏心传动装置。但是在这种输送泵的两种结构形式中存在问题，由于输送压力非常高，大的力作用于在驱动轴上，这些力必须通过滑动轴承装置承受。这些力通过作用在凸轮区段上的压力滚子引入到驱动轴中并且由对应的阀单元引起。附加地，通过也被驱动轴驱动的机组造成的显著的横向力可引入到驱动轴中。驱动轴在至少一个方向上从输送泵的壳体延伸出来，并且接收至少一个用于借助于带动装置、齿部或类似装置传递功率的传递装置。如果另外的机组被输送泵的驱动轴驱动以便获得功率，则显著的力也可引入到驱动轴中，所述力也必须通过对应的滑动轴承装置承受。驱动轴自身形成的挠曲在轴承边缘中产生棱边承载(
Figure G200780040574XD00021
)，所述棱边承载在支承轴区段与轴承孔之间引起非常高的棱边压力。轴承压力的高值可导致在轴承孔与支承轴区段之间不可再形成承载润滑膜，这可导致输送泵显著磨损和提前失效。根据现有技术的通常的轴承装置具有圆柱状构型，由此，支承轴区段和轴承孔分别形成一个同心的圆柱区段。
滑动轴承具有通常的轴承间隙，该轴承间隙在径向方向上在支承轴区段与轴承孔之间作为直径差形成。这种轴承间隙被设置用于借助于润滑剂如润滑油脂或润滑油形成流体动力润滑。在驱动轴稍微倾翻时——或者由于倾斜位置、即由于通过两个滑动轴承装置造成的倾斜运转或者由于驱动轴的挠曲，产生几何误差位置，即轴承孔的定心不再与支承轴区段的定心一致。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提供一种用于输送柴油机燃料的输送泵，该输送泵具有低磨损的滑动轴承装置。
该任务从根据权利要求1前序部分所述的用于输送柴油机燃料的输送泵出发联系该权利要求的特征部分所述的特征来解决。在从属权利要求中给出了本发明的有利的进一步构型。
本发明包括技术教导：滑动轴承装置包括一个在径向方向上在支承轴区段与轴承孔之间延伸的轴承间隙，该轴承间隙在轴承中心比在至少一个轴承边缘上具有更小的值。
在此，本发明源自这种构思：轴承孔与支承轴区段之间的最大的单位面积压力在轴承边缘的区域中可减小。如果轴承孔的定心不与支承轴区段的定心一致，则轴承边缘的区域中的增大的轴承间隙可补偿角度误差。因此，滑动轴承装置形成对称，其中，轴承中心形成对称面。通过在轴承边缘上增大的轴承间隙可使滑动轴承装置如球形万向节的方式对于非常小的角度范围补偿定心误差，而在轴承孔或在支承轴区段中无需相应迁就。试验已经表明，单位面积压力可减小约20～25％。由此，根据本发明的用于输送泵的滑动轴承装置的显著优点是补偿驱动轴中的定心误差、挠曲和其它不连续性，而无需动用构造成滚动支承装置的昂贵的摆动轴承装置。
在输送泵的结构形式方面，根据本发明的轴承装置涉及两种结构形式的输送泵，由此，该输送泵可包括一个凸轮传动装置或偏心传动装置，用于驱动一个延伸到至少一个阀单元中的行程元件往复运动。关于根据公知偏心结构形式的输送泵，可设置一些星形地布置的阀单元，各一个行程元件延伸到所述阀单元中，并且行程元件与偏心轮处于作用连接。但是作用在根据本发明的轴承装置上的力与输送泵结构形式无关地不仅对于凸轮传动装置而且对于偏心传动装置同样地存在，由此，根据所提出的实施形式的轴承装置对于两种结构形式都可使用和设置。
本发明的另一个有利实施形式提出，轴承孔具有圆柱形状，支承轴区段具有中凸形状，由此，该支承轴区段在驱动轴轴线的方向上构造得对称。中凸形状通过径向轮廓构成，该径向轮廓从第一轴承边缘一直延伸到第二轴承边缘。由此，中凸是一种在轴承中心具有最大粗度的加粗，由此，在轴承中心轴承间隙最小。而在轴承边缘上轴承间隙最大。在对应的轴承边缘的高度上中凸区段到圆柱状的驱动轴的过渡部可具有补偿半径，以便避免形成棱边。
根据该滑动轴承装置的另一个实施形式可提出，支承轴区段在轴承中心的区域中具有一个圆柱状区段，在驱动轴轴线的方向上在侧面分别连接着一个中凸区段。圆柱状区段通过对应的过渡半径过渡到中凸区段，其中，中凸区段分别又借助于一个过渡半径过渡到邻接的驱动轴的圆柱状部分。在轴承孔的定心与支承轴区段的定心之间存在角度误差时，承载区域可离开构造在轴承中心的区域中的圆柱状区段并且沿着中凸区段移动。轴承孔与支承轴区段之间的单位面积压力在接触点或接触区域中仅不显著地提高。在此，中凸区段具有半径，其中，圆柱状区段与中凸区段之间的过渡部构造得无棱边。
根据本发明的另一个实施形式，在圆柱状区段上在驱动轴轴线的方向上在侧面分别连接着一个锥状区段。取代中凸区段，构造在圆柱状区段与轴承边缘之间的区域也可设置为锥状区段。锥状区段与圆柱状区段之间的过渡部也可具有过渡半径，以便使在这些区段之间产生的棱边平滑。
出于结构原因，特别有利的可以是，支承轴区段构造成圆柱状并且相应于通常的滑动轴承装置。在轴承边缘区域中提高的轴承间隙通过轴承孔本身具有曲率来实现，其中，轴承孔在轴承中心比在轴承边缘上具有更小的直径。根据在轴承孔中具有中凸的滑动轴承装置的这种结构构型，定心误差可用相同方式得到补偿。在支承轴区段的定心相对于轴承孔的定心位置倾斜时，根据该实施例也避免棱边承载，其方式是轴承孔的直径在轴承边缘的区域中比在轴承中心的区域中大。
轴承间隙有利地在轴承中心的区域中具有1μm至150μm、优选10μm至50μm、特别优选40μm的值。与此类似地可提出，支承轴区段在轴承中心与轴承边缘之间的直径差具有1μm至150μm、优选10μm至50μm、特别优选20μm至30μm的值。例如轴承游隙可确定为40μm的尺寸，当不仅轴承孔而且支承轴区段构造成圆柱状时得到该轴承游隙。当轴承间隙在轴承边缘的区域中扩宽到例如60μm时，支承轴区段与轴承孔之间的单位面积压力可从90MPa降低到约70MPa。
根据本发明的另一个有利实施形式，所述至少一个滑动轴承装置包括一个轴承衬套，其中，轴承孔构造在轴承衬套中。轴承衬套或者被接收在输送泵的壳体中，或者被接收在轴承法兰中，该轴承法兰又与壳体连接。轴承衬套分别压入到、粘接到或者以其它方式在轴向上且无相对转动地连接到壳体或轴承法兰中。作为滑动轴承材料，轴承衬套可包括铝材料、青铜材料或塑料材料如PEEK或PPS(聚醚醚酮或聚苯硫醚)。通过这些材料，在优选用钢制成的驱动轴与轴承衬套之间形成最佳的摩擦副。轴承的润滑可或者通过润滑油、通过填充油脂的持久润滑或者通过柴油机燃料本身来进行。
驱动轴有利地包括一个凸轮区段和/或一个偏心区段，与该凸轮区段和/或偏心区段相邻地各存在一个滑动轴承装置。因为力主要导入到凸轮区段或偏心区段中，所以直接与凸轮区段邻接的滑动轴承装置是特别有利的。由此可使导入到凸轮区段或偏心区段中的力通过滑动轴承装置最佳地承受，其中，驱动轴的挠曲被最小化。
附图说明
下面联合本发明优选实施例的说明借助于附图来详细描述改进本发明的其它措施。附图表示：
图1示例性地构造有凸轮传动装置的、用于输送柴油机燃料的输送泵的横剖面侧视图，该输送泵包括一个驱动轴，该驱动轴可转动地被接收在两个滑动轴承装置中；
图2根据本发明的用于输送泵的滑动轴承装置的第一实施例；
图3根据本发明的用于输送泵的滑动轴承装置的第二实施例；
图4根据本发明的用于输送泵的滑动轴承装置的第三实施例；
图5根据本发明的用于输送泵的滑动轴承装置的第四实施例。
具体实施方式
图1示出了一个输送泵1的横剖面侧视图。该输送泵用于将柴油机燃料输送到高压储存器中。输送泵1包括壳体2，一个驱动轴3在可转动地支承着的情况下被接收在该壳体中。驱动轴3沿着驱动轴轴线5延伸并且支承在两个滑动轴承装置4a和4b中。滑动轴承装置4a被接收在轴承法兰15中，而滑动轴承装置4b直接安置在壳体2中。滑动轴承装置4a和4b分别通过一个轴承衬套13构成，该轴承衬套接收驱动轴3的支承轴区段7。在两个滑动轴承装置4a与4b之间，驱动轴3包括一个凸轮区段14。一个压力滚子.16在凸轮区段14上滚动，由此通过驱动轴3的旋转在阀单元17中产生往复运动。所产生的力在此优选通过压力滚子16导入到凸轮区段14中，所述所产生的力通过相邻的滑动轴承装置4a和4b承受。此外，还可通过驱动轴3的从壳体2伸出来的区域导入力，其中，这些力主要通过滑动轴承装置4a承受。
图2示出了根据本发明的滑动轴承装置4的几何构型的第一实施例。示出了延伸穿过轴承衬套13的驱动轴3。驱动轴3的形成滑动轴承装置4的区域通过支承轴区段7构成。该支承轴区段延伸穿过轴承衬套13中的轴承孔6。该轴承孔6构造成圆柱状，而支承轴区段7包括一个中凸区段，该中凸区段通过半径R表示。驱动轴3的直径小于轴承孔6的直径。形成支承轴区段7的中凸区域从轴承边缘9a一直延伸到轴承边缘9b。轴承边缘9a和9b通过点划线表示，其中，也通过点划线表示的轴承中心8在轴承边缘9a与9b之间位于中心，驱动轴3的旋转轴线通过驱动轴轴线5表示，该驱动轴轴线在其定心方面根据图1中的视图与轴承孔6的定心一致。如果现在驱动轴轴线5的定心不同于轴承孔6的定心，则构造得中凸的支承轴区段7的承载区域移动偏离轴承中心8并且向一个轴承边缘9a或9b靠近。借助于滑动轴承装置4的根据本发明的构型避免轴承孔6与支承轴区段7之间的大的压力，由此使滑动轴承装置4的磨损最小。
图3示出了滑动轴承装置4的几何构型的另一个实施例。驱动轴3的支承轴区段分成一个圆柱状区段10，在左侧和右侧各一个中凸区段11连接在该圆柱状区段上并且过渡到驱动轴3。圆柱状区段10比驱动轴3具有更大的直径，其中，通过邻接的中凸区段11各产生从圆柱状区段10的较大直径到驱动轴3的较小直径的过渡部。中凸区段11的半径通过箭头和R表示。由此可避免在圆柱状区段10与对应的中凸区段11之间形成棱边，因为圆柱状区段10直接过渡到中凸区段。
图4中示出了滑动轴承装置4的另一个实施例，其中，支承轴区段也通过圆柱状区段10构成，不仅在左侧而且在右侧都有一个锥状区段12与该圆柱状区段邻接。根据该实施例，圆柱状区段10也比驱动轴3具有更大的直径，其中，通过对应的锥状区段12形成过渡部。为了使在圆柱状区段10与锥状区段12之间形成的棱边最小化，可通过棱边半径使所述棱边平滑。
图.5示出了另一个可能的滑动轴承装置4，该滑动轴承装置首先包括一个圆柱状的支承轴区段7。由此，驱动轴3形状相同地、即以不变化的横截面过渡到支承轴区段7。用于产生轴承间隙的中凸轮廓通过具有中凸的轴承孔6的轴承衬套13形成，该轴承间隙在轴承中心8比在对应的轴承边缘9a和9b上小。轴承孔6在轴承边缘9a和9b的区域中比在轴承中心8的区域中具有更大的直径。根据图5中的视图，从轴承孔6的较小直径到较大直径的过渡部构造成抛物面状，其中，对应的过渡部也可具有与根据图2至图4的支承轴区段7的分级轮廓类似地产生的构型。
本发明在其实施形式方面不局限于上述优选实施例。而是可考虑多种变型方案，这些变型方案即使在基本上构造得不同的实施形式中也利用所描述的解决方案。尤其是滑动轴承装置的所提出的实施形式不局限于图中示例性示出的凸轮传动装置，而是本发明的保护范围也涉及按照偏心泵或曲柄泵的结构形式的输送泵。

Claims (19)

1.输送泵(1)，该输送泵具有一个壳体(2)和一个被接收在该壳体中的驱动轴(3)，该驱动轴借助于至少一个滑动轴承装置(4)可绕驱动轴轴线(5)转动地被支承在所述壳体(2)中，其中，所述滑动轴承装置(4)通过一个轴承孔(6)和一个延伸穿过该轴承孔的支承轴区段(7)构成，其特征在于：所述滑动轴承装置(4)包括一个在径向方向上在该支承轴区段(7)与该轴承孔(6)之间延伸的轴承间隙(X)，该轴承间隙在轴承中心(8)比在至少一个轴承边缘(9a，9b)上具有更小的值。
2.根据权利要求1所述的输送泵(1)，其特征在于：该输送泵(1)包括一个凸轮传动装置，用于驱动一个延伸到至少一个阀单元(17)中的行程元件往复运动。
3.根据权利要求1所述的输送泵(1)，其特征在于：该输送泵(1)包括一个偏心传动装置，用于驱动一个延伸到至少一个阀单元(17)中的行程元件往复运动。
4.根据权利要求1至3之一所述的输送泵(1)，其特征在于：该轴承孔(6)具有圆柱形状，该支承轴区段(7)具有中凸形状，其中，所述滑动轴承装置(4)关于在驱动轴轴线(5)方向上的轴承中心(8)构造得对称。
5.根据权利要求1至3之一所述的输送泵(1)，其特征在于：该支承轴区段(7)在轴承中心(8)的区域中具有一个圆柱状区段(10)，在该圆柱状区段上在驱动轴轴线(5)的方向上在两侧各连接着一个中凸区段(11)。
6.根据权利要求4所述的输送泵(1)，其特征在于：在该圆柱状区段(10)上在驱动轴轴线(5)的方向上在侧面分别连接着一个锥状区段(12)。
7.根据权利要求1至3之一所述的输送泵(1)，其特征在于：该支承轴区段(7)构造成圆柱状，该轴承孔(6)具有曲率，由此，该轴承孔(6)在轴承中心(8)比在轴承边缘(9a，9b)上具有更小的直径。
8.根据权利要求1至3之一所述的输送泵(1)，其特征在于：该轴承间隙(X)在轴承中心(8)的区域中具有1μm至150μm的值。
9.根据权利要求1至3之一所述的输送泵(1)，其特征在于：该支承轴区段(7)在轴承中心(8)与轴承边缘(9a，9b)之间的直径差具有1μm至150μm的值。
10.根据权利要求1至3之一所述的输送泵(1)，其特征在于：所述至少一个滑动轴承装置(4)包括一个轴承衬套(13)，该轴承孔(6)构造在该轴承衬套(13)中。
11.根据权利要求10所述的输送泵(1)，其特征在于：该轴承衬套(13)用滑动轴承材料制成，该滑动轴承材料包括铝材料、青铜材料或塑料材料。
12.根据权利要求1至3之一所述的输送泵(1)，其特征在于：该驱动轴(3)包括一个凸轮区段(14)，与该凸轮区段相邻地各设置有一个滑动轴承装置(4)。
13.根据权利要求1至3之一所述的输送泵(1)，其特征在于：该驱动轴(3)包括一个偏心区段，与该偏心区段相邻地各设置有一个滑动轴承装置(4)。
14.根据权利要求1至3之一所述的输送泵(1)，其特征在于：该输送泵(1)用于将柴油机燃料输送到高压储存器中。
15.根据权利要求8所述的输送泵(1)，其特征在于：该轴承间隙(X)在轴承中心(8)的区域中具有10μm至50μm的值。
16.根据权利要求15所述的输送泵(1)，其特征在于：该轴承间隙(X)在轴承中心(8)的区域中具有40μm的值。
17.根据权利要求9所述的输送泵(1)，其特征在于：该支承轴区段(7)在轴承中心(8)与轴承边缘(9a，9b)之间的直径差具有10μm至50μm的值。
18.根据权利要求17所述的输送泵(1)，其特征在于：该支承轴区段(7)在轴承中心(8)与轴承边缘(9a，9b)之间的直径差具有20μm至30μm的值。
19.根据权利要求11所述的输送泵(1)，其特征在于：所述塑料材料是PEEK或PPS。
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