CN102472221A - 高压泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵，具有至少一个泵部件，该泵部件具有一个泵活塞(1)，该泵活塞可通过驱动轴的凸轮(2)或偏心轮被驱动做往复运动，其中，该泵活塞(1)通过一个推杆(3)及一个滚子(4)间接地支撑在该驱动轴的该凸轮(2)或偏心轮上。根据本发明该滚子(4)具有至少一个中心孔(5)，该中心孔沿该滚子(4)的纵轴线(A)延伸及具有至少一个用于构成内部轮廓的锥形的、部分球形的和/或部分椭圆形的部分区段(a)。

Description

高压泵
现有技术
本发明涉及具有权利要求1的前序部分的特征的用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵。
背景技术
这种高压泵例如已由公开文献DE 10 2006 041 673 A1公知。其中所述的高压泵具有一个带有至少一个凸轮或偏心轮的驱动轴及至少一个泵部件，该泵部件包括一个泵活塞，该泵活塞可通过驱动轴的凸轮或偏心轮驱动成往复运动。这里泵活塞通过支撑部件及可转动地支承在该支撑部件中的滚子支撑在驱动轴的凸轮或偏心轮上。支撑部件及滚子共同地被接收在一个用于支撑的杯形推杆中，其中在滚子与杯形推杆和/或支撑部件之间构成接触区域。由于滚子的旋转运动该接触区域遭受增大的磨损，由此上述印刷文献提出：相应的接触区域设有一个表面，该表面具有高的耐磨损强度。
不仅是滚子与滚子接收部分之间的接触区域在泵工作时受到动态负荷，而且滚子与驱动轴的凸轮或偏心轮之间的接触区域也受到动态负荷。因此该接触区域也遭受增大的磨损。尤其可导致滚子刻入凸轮或偏心轮上的滚动面中。
由DE 27 31 474 A1公知了一种具有借助滚子活塞的流体静力扭矩变换的径向活塞挤出机，其中滚子具有一个圆柱形的孔。在该挤出机工作时孔被注入压力介质，以致由于内部压力可放弃滚子的自支承厚度。因此内部压力保证了滚子的足够的成型刚度并同时在与凸轮盘的接触区域中能够增高滚子的局部润滑。由此可达到赫兹压力的减小及压力负荷能力的增高。
发明内容
由公知的现有技术出发本发明的任务在于：对开始部分所述类型的高压泵在其耐磨损强度方面作出改进。尤其应减小滚子与驱动轴的凸轮或偏心轮和/或与接收滚子的支撑部件的接触区域中的磨损。
为了解决该任务提出了具有权利要求1的特征的用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵。该高压泵的有利的进一步构型给出在从属权利要求中。
所提出的高压泵具有至少一个泵部件，该泵部件具有一个泵活塞，该泵活塞可通过一个驱动轴的一个凸轮或偏心轮驱动成往复运动，其中泵活塞通过一个推杆及一个滚子间接地支撑在驱动轴的凸轮或偏心轮上。根据本发明滚子具有至少一个中心孔，该中心孔沿滚子的纵轴线A延伸及具有至少一个用于构成内部轮廓的锥形的、部分球形的和/或部分椭圆形的部分区段，该内部轮廓至少在部分区域中相对纵轴线A倾斜地延伸。这样实施的用于使泵活塞支撑在驱动轴的凸轮或偏心轮上的滚子具有其优点，即通过至少一个中心孔的内部轮廓可调节滚子的刚度。因为在基本上构成圆柱形的部分区段中滚子具有比其中无中心孔的部分区段中小的刚度。但中心孔也可通过整个滚子体延伸，其中通过相继排列的锥形的、部分球形的和/或部分椭圆形的部分区段可确定孔的一个内部轮廓，该内部轮廓可导致滚子刚度的优化。一方面滚子的刚度必需选择得足够高，以便相对凸轮或偏心轮支撑泵活塞，另一方面应选择得小些，以补偿缺陷而不出现疲劳。此外通过中心孔可使滚子的重量明显减小，当中心孔通过整个滚子体延伸时，情况尤为如此。
小的重量及优选的滚子刚度导致滚子在凸轮或偏心轮上更好的压紧力特性，以致滚子与凸轮或偏心轮的接触区域中的动态负荷可下降到更小。因此在该接触区域中出现更小的磨损现象。根据本发明的高压泵的特点是工作寿命长。
根据一个优选的实施例至少一个中心孔是一个盲孔，它从滚子的一个端面向内延伸。优选-为了保证滚子的均匀延伸-在滚子的两个端面上各设置一个这样的盲孔作为中心孔。在此情况下两个盲孔优选地相对纵轴线A的中垂线镜像对称地构成，这就是说，它们各延伸在相同长度的一个部分区段a上及具有镜像对称的内部轮廓。对于内部轮廓的构型这两个盲孔例如可被构成锥形，部分球形和/或部分椭圆形。两个盲孔镜像对称的实施也有助于滚子在凸轮或偏心轮上均匀地滚动及因此为优选的。两个盲孔轴向延伸的尺寸将根据要求来选择。设置在两个端面侧的盲孔将引起：滚子在其两个端面的区域中具有较小的刚度，以致滚子的压紧力在该区域中有所下降及凸轮或偏心轮上的滚动面由于较小的负荷将具有更少的滚动痕迹。这就进一步导致：在滚子的接触区域中边缘压力减小，以致滚子也遭受更小的磨损。
优选两个盲孔或一个中心透孔被这样地构成，即其直径由内向外增大，即向着至少一个端面增大。这就是说，滚子的刚度向着端面下降。这不仅起到有利于滚子上的边缘压力的作用，而且也使这种滚子的制造简化。因为中心孔的直径向着端面下降，中心孔不具有后切口。因此中心孔可由外部从端面出发来设置。也可变换地至少一个中心孔在一个工作步骤中与滚子一起来制造，例如使用一个封闭的模具，因为由于没有后切口出模无问题。此外其它的制造方法也是可能的。
另外优选的是中心孔相对滚子的纵轴线A旋转对称地构成。这就是说，在横截面中滚子在中心孔的区域中环绕地具有相同的壁厚。由此保证了：滚子在驱动轴的凸轮或偏心轮上均匀地滚动。因此滚子的成型刚度仅沿其轴向延伸距离改变。
除了锥形的、部分球形的和/或部分椭圆形的部分区段a外滚子的中心孔也可具有一个圆柱形的部分区段b。在该部分区段中滚子具有恒定的成型刚度，以致该部分区段优选构成滚子的一个中间的部分区段。例如一个中心透孔可具有一个圆柱形的部分区段b，该中心透孔从滚子的一个端面延伸到另一端面。该圆柱形部分区段b优选具有比与它连接的部分a小的直径。以此方式来保证：内部轮廓不具有后切口。因此一个圆柱形的部分区段可特别简单地制造。
此外优选地提出，滚子的端面至少在一个部分区域上凸拱地和/或锥形延伸地构成。如果一个端面具有一个中心孔，则该至少部分凸拱地和/或锥形地延伸的端面具有一个中心缺口。该端面可在向中心孔的过渡部分中被构成圆角。如果滚子在两个端面上各具有一个中心孔，则仅是端面的围绕相应孔的剩余边缘区域构成滚子与推杆之间的接触区域。
根据一个优选的实施例滚子至少部分地被接收在推杆中，其中优选推杆在滚子接收区域中空心圆柱形地构成，以致滚子的端面至少部分地贴靠在推杆的内圆周面上。对于另外的支撑还可在杯形推杆中设置一个滚子靴。因为滚子靴在与滚子接触的区域中也遭受动态负荷，以上所述的优点也在滚子与滚子靴的接触区域中起作用。
以下将借助附图来详细描述本发明。
附图说明
图1：根据本发明的第一实施形式的高压泵的泵部件的一个部分纵截面，及
图2：根据一个变换的实施形式的滚子的一个纵截面。
具体实施方式
在图1中区段地表示的根据本发明的高压泵的泵部件具有一个泵活塞1，该泵活塞通过一个滚子4间接地支撑在一个驱动轴(未示出)的凸轮2上。滚子4至少部分地被接收在一个推杆3中，该推杆具有一个罐形的端部。为了进一步地支撑滚子4还设有一个滚子靴9，该滚子靴被设置在推杆3与滚子4之间。驱动轴的转动通过凸轮2传递到滚子4上，滚子的外圆周侧在凸轮2上滚动。由此凸轮2的外圆周侧构成一个滚动面8。由于凸轮2相对驱动轴的纵轴线的偏心度其旋转运动通过保持在推杆3中的滚子4转换成泵活塞1的直线运动。在此情况下尤其滚子4在推杆3上及在凸轮2的滚动面上的接触区域受到动态的负荷。因此这些接触区域遭受增大的磨损。一方面靠在推杆3的罐形端部的内圆周面7上的端面6及6，属于这些接触面。因此在靠着的端面6及6，的范围内推杆3的内圆周面7也受到强的负荷。另一方面滚子4的外圆周面10与凸轮2的滚动面8构成一个接触区域。因此这些面也受到强的负荷。尤其为了减小滚子4的外圆周面10上与凸轮2的滚动面8上的磨损，滚子4构成空心的，其方式是它具有一个中心孔，该中心孔沿滚子4的纵轴线从一个端面6延伸到另一端面6，。孔5具有不同的部分区段，其中部分区段a被构成锥形及部分区段b被构成圆柱形。由此中心孔5具有一个成型的内部轮廓，该内部轮廓能使滚子刚度优化。中心孔5的圆柱形的部分区段b被设置在中间。在部分区段b的两侧上各连接着一个锥形地延伸的部分区段a，其中中心孔5的直径由内向外朝着侧面6及6，增大。由此该基本上构成圆柱形的滚子4在侧面6及6，的区域中具有较小的强度。随着壁厚的减小滚子刚度也下降，以致在侧面6及6，的区域中滚子刚度为最小。因此通过中心孔5的内部轮廓可这样地调节滚子刚度，以致滚子4在凸轮2的滚动面8上的挤压力在部分区段a的区域中小于在部分区段b的区域中。由此当滚子4在凸轮2上滚动时不仅是滚子4的边缘压力减小，而且也有滚子4刻入凸轮2的滚动面8中的危险。
图1中所示的中心孔5的实施形式-其内部轮廓由第一锥形延伸的部分区段a，一个圆柱形的部分区段b及第二锥形延伸的部分区段a组成-仅是一个示范的选择。中心孔5的内部轮廓也可由两个或多于三个的部分区段组成，此外这些区段也可被构成部分球形或部分椭圆形。另外部分区段的过渡部分可被整成平滑或圆角。这同样适用于中心孔5向一个端面6或6，的过渡部分。这些过渡部分也可被整成平滑或圆角。
为了能使滚子在凸轮2的滚动面8上均匀地滚动，中心孔5-与内部轮廓的每种选择无关地-被作成相对纵轴线A旋转对称的。这就是说，在滚子4的横截面中在中心孔5的区域中环绕地具有相同的壁厚。均匀的滚动也可这样来保证，即中心孔5相对垂直于纵轴线A的中轴线被作成镜像对称的。
图2中表示根据本发明的高压泵的泵部件的滚子4的一个变换的实施形式。该滚子4不是具有一个中心透孔5而是具有两个盲孔5，它们各由一个端面6或6’向内延伸。并且这些盲孔相对纵轴线A旋转对称地布置并具有镜像对称的内部轮廓。所示的实施形式表示具有两个带有椭圆形延伸的内部轮廓的盲孔。各盲孔5向端面6或6’的过渡被整成圆角。盲孔5在滚子4的端面6及6’处将引起：滚子在部分区段a中具有小的刚度。因此滚子的刚度也可通过两个盲孔的构型来优化。滚子刚度通过盲孔5的相应的内部轮廓来确定，这就是说，尤其是通过其长度及相应直径的比例关系来确定。由此使果子的外圆周面10及凸轮2的滚动面8的磨损现象明显地减小。
如果高压泵具有多于一个的泵部件，则每个泵部件具有一个带有至少一个中心孔5的滚子4，该中心孔具有一个确定滚子刚度的内部轮廓。在该内部轮廓设计时优选也考虑滚子的材料。
所提出的滚子构型相对一个可能设有的滚子靴9-滚子可附加地支撑在该滚子靴上-也具有减小磨损的作用。但滚子靴不是必需一定要设置的。滚子4也可通过其它的支撑部件附加地支撑在推杆3上。

Claims (7)

1.用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵，具有至少一个泵部件，该泵部件具有一个泵活塞(1)，该泵活塞可通过驱动轴的凸轮(2)或偏心轮被驱动做往复运动，其中，该泵活塞(1)通过一个推杆(3)及一个滚子(4)间接地支撑在该驱动轴的该凸轮(2)或偏心轮上，其特征在于：该滚子(4)具有至少一个中心孔(5)，该中心孔沿该滚子(4)的纵轴线(A)延伸及具有至少一个用于构成内部轮廓的锥形的、部分球形的和/或部分椭圆形的部分区段(a)。
2.根据权利要求1的高压泵，其特征在于：所述中心孔(5)是一个盲孔，该盲孔从所述滚子(4)的一个端面(6，6’)向内延伸。
3.根据权利要求1或2的高压泵，其特征在于：所述中心孔(5)的直径由内向外增大，以致所述滚子(4)的刚度向着端面(6，6’)下降。
4.根据以上权利要求中任一项的高压泵，其特征在于：所述中心孔(5)相对所述滚子(4)的纵轴线(A)旋转对称地构成。
5.根据以上权利要求中任一项的高压泵，其特征在于：所述中心孔(5)具有一个圆柱形的部分区段(b)。
6.根据以上权利要求中任一项的高压泵，其特征在于：所述端面(6，6’)至少在一个部分区域上凸拱地和/或锥形延伸地构成。
7.据以上权利要求中任一项的高压泵，其特征在于：所述滚子(4)至少部分地被接收在所述推杆(3)中，其中，优选所述推杆(3)在滚子接收区域中空心圆柱形地构成，以致所述滚子(4)的所述端面(6，6’)至少部分地贴靠在所述推杆(3)的内圆周面(7)上。
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