CN102472258A - 高压泵 - Google Patents

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Abstract

高压泵(1)，尤其用于压缩空气的自点火的内燃机的燃料喷射装置的径向柱塞泵或曲轴式柱塞泵，具有一个泵组件(6)及一个驱动轴(3)。该驱动轴(3)具有至少一个配置给该泵组件(6)的凸轮(5)。该泵组件(6)还具有一个泵活塞(11)、一个在该凸轮(5)的凸轮表面(22)上运行的滚子(21)及一个接收该滚子(21)的滚子推杆(20)。在此通过该滚子推杆(20)与该泵活塞(11)的相互配合来限制该滚子推杆(20)关于该泵组件(6)的主轴线(7)的翻转，该泵活塞(11)可沿该主轴线被操作，因为腹形地构成的滚子推杆(20)在径向上支撑在壳体孔(8)中。

Description

高压泵
技术领域
本发明涉及高压泵，尤其涉及径向柱塞泵或曲轴式柱塞泵，本发明主要涉及用于压缩空气的自点火内燃机的燃料喷射装置的燃料泵的领域。
背景技术
由DE 102005046670A1公知了一种用于内燃机的燃料喷射装置的高压泵。该公知的高压泵具有一个泵壳体，在其中设有一个泵部件，该泵部件包括一个由驱动轴驱动成升降运动的泵活塞。该泵活塞可在泵壳体的一部分的缸孔中移动地被导向及在该缸孔中限定一个泵工作室。泵活塞通过一个空心圆柱形的推杆支撑在驱动轴上，其中推杆在泵壳体一部分的孔中在泵活塞纵轴线的方向上可移动地被导向。
该由DE 102005046670A1公知的高压泵具有其缺点，即即对于推杆体需要一定的结构高度，以便能保证在泵壳体中在泵活塞的纵轴线的方向上可靠地导向。这影响了高压泵的结构尺寸。此外需要其它的构件，尤其是支撑部件，该支撑部件被置放在推杆中其向着驱动轴的端部区域内，以便支承滚子。
发明内容
根据本发明的具有权利要求1的特征的高压泵具有其优点，即可实现泵组件的一种紧凑的构型并由此缩小对于高压泵所需的结构空间。尤其可使泵组件的构型简化。
通过从属权利要求中所述的措施可得到权利要求1中给出的高压泵的有利的进一步构型。
有利的是，滚子推杆关于泵组件的主轴线径向地支撑在一个构成在至少一个壳体部件的孔中。由此滚子推杆上的一个横向力可支撑在壳体部件上，而无需防止滚子推杆在该壳体部件中翻转。这可导致在泵活塞基部或端部上力矩导入的增大。然而在该力矩导入增大的情况下也能保证泵组件的工作能力。尤其得到了一个力或力矩的特性，它比基于偏心轮-多边形的构型还要相对地小。
在此情况下有利的还在于，滚子推杆至少基本上由一个滚子推杆部件构成，其中滚子推杆部件接收滚子及其中滚子推杆部件关于泵组件的主轴线径向地支撑在壳体部件的孔中。尤其可实现滚子推杆的整体构型。因此所需构件的数目可被优化。由此滚子推杆也可相对小地构成。因而在一定情况下也可使复位弹簧(推杆弹簧)或类似部件构成得较弱些及由此使其明显地缩小，因为推杆弹簧必需导致较小的质量。由此可使质量大大地降低，例如达到50％。复位弹簧的缩小也可导致由凸轮轴(驱动轴)到缸头表面的主尺寸的下降。该优点将导致缸头及泵壳体的重量的进一步降低。因此基于该缩小及由此导致的滚子推杆的重量下降可得到其它的优点。
滚子推杆以有利的方式在至少一个支撑区域中被构成腹形，在该支撑区域中滚子推杆径向地支撑在壳体部件的孔中。该鼓凸的构型例如可通过在滚子推杆的外侧上的磨削来实现。滚子推杆尤其可在支撑区域中被磨削成球形。
这里有利的还在于，滚子推杆在支撑区域中的腹被这样地构成，即在滚子推杆的腹与壳体部件的孔之间的一个支撑点与滚子的旋转轴线之间的杠杆臂相对地小。最好该杠杆臂尽可能地小或至少这样地小，即相对滚子推杆与泵活塞的连接来说-该连接例如可通过一个弹簧座来实现，滚子推杆与泵活塞之间的弯曲力矩的出现足够地小。
有利的是，设有一个与滚子推杆连接的弹簧座；及泵活塞与该弹簧座相连接。通过该弹簧座能可靠地限制滚子推杆的翻转运动。特别有利的是，泵活塞被压配合在弹簧座中。由此可防止滚子推杆关于泵组件的主轴线的翻转运动。
泵活塞以有利的方式至少基本上被构成圆柱形。在此情况下可取消泵活塞上的活塞基部。泵活塞尤其可由杆状材料来制造，其中可优选地选择较小直径的杆状材料，以便使车削及磨削的切削量保持尽可能地小。
有利的还在于，弹簧座具有至少一个支撑凸肩，该支撑凸肩在滚子推杆的侧面沿着泵组件的主轴线被导向及在滚子上超出滚子推杆，支撑凸肩限制滚子沿其旋转轴线的侧向运行。特别有利的是，弹簧座具有两个支撑凸肩，它们在滚子推杆的侧面在对立的侧上沿着泵组件的主轴线被导向及在滚子上超出滚子推杆，支撑凸肩在两侧上限制滚子沿其旋转轴线的侧向运行。在此情况下支撑凸肩可根据两个耳件或凸缘来构成，它们保护泵壳体以防止滚子的侧向运行及将滚子保持在其所需位置中。这里由滚子对支撑凸肩的运动形成的力可传递到泵活塞上。
有利的还在于，泵活塞具有一个活塞基部，该活塞基部向着滚子推杆；及弹簧座在后面作用在泵活塞的活塞基部上以使泵活塞与弹簧座相连接。由此使泵活塞与滚子推杆相连接，其中该连接借助弹簧座来实现。在此情况下泵活塞可用其活塞基部支撑在滚子推杆上。
在此情况下有利的还在于，泵活塞树干状地构成。由此可在相同弯矩负荷的情况下实现泵活塞相对小的直径。事实表明：该活塞形状相对弯曲应力非常结实。例如树干即使在很高的负荷时、例如在风暴中也不会被折断。这里弹簧座可相对简单地构成，以致由滚子运行产生的力不会传递到弹簧座上及由此也不会传递到泵活塞上。然而在此情况下也可实现一种构型，其中弹簧座具有一个或多个支撑凸肩，这些支撑凸肩将限制滚子沿其旋转轴线的侧向运行。
然而有利的还在于：凸轮或在其上设有凸轮的驱动轴具有至少一个配置给凸轮的导向片，该导向片限制滚子沿其旋转轴线的侧向运行。特别有利的是，设有两个这样的导向片，它们在两侧上限制滚子沿其旋转轴线的侧向运行。这些导向片最好被构成环形的及封闭的导向片。这种导向片承担弹簧座或类似部件的支撑凸肩的功能，以致泵组件的构型可被简化。此外得到一个优点，即滚子不会不会被扭转，因为它直接地在凸轮的凸轮轨道上导行。因此滚子的导向及对滚子运动的支撑可由凸轮轴、即由凸轮或驱动轴来承担。在此情况下也得到一个优点，即弹簧座可很简单地实施，以致运动的质量、尤其推杆体及与推杆体连接的其它构件的质量的总重量可被优化。由此可使推杆弹簧的力及由此其结构尺寸进一步地减小。
在以下的说明中将借助附图来详细描述本发明的优选实施形式，在附图中相应的部件设有一致的标号。
附图说明
图1：根据本发明的第一实施例的高压泵的一个摘要的轴向截面的概图；
图2：图1中所示的高压泵沿由II指示的剖割线的一个摘要截面图；
图3：图1中所示的高压泵沿由III指示的剖割线的一个摘要截面图；
图4：根据本发明的第二实施例的图1中所示的高压泵的一个摘要的截面图；
图5：根据本发明的第三实施例的图1中所示的高压泵的一个摘要的截面图。
具体实施形式
图1表示根据本发明的第一实施例的高压泵以一个摘要的轴向截面的概图表示根据本发明的第一实施例的一个高压泵。高压泵1尤其可被构成径向柱塞泵或曲轴式。该高压泵1尤其适于作为用于压缩空气的自点火内燃机的燃料喷射装置的燃料泵。该高压泵1的一个优选应用在于设有储存处于高压下的柴油燃料的燃料分配器的燃料喷射装置。但根据本发明的高压泵1也适用于其它的应用场合。
高压泵1具有一个泵壳体，该泵壳体包括多个壳体部件。在壳体部件2中设有一个驱动轴3，该驱动轴支承在壳体2中。这里驱动轴3可绕旋转轴线4转动，其中驱动可通过内燃机来实现。
驱动轴3具有至少一个凸轮5。这里凸轮5也可被构成多重凸轮。此外凸轮5也可通过驱动轴3的一个偏心区段或类似部分来构成。在壳体部件2中设有一个泵组件6，该泵组件配置给凸轮5。
泵组件6具有一个主轴线7，该主轴线至少近似地指向驱动轴3的旋转轴线4。泵组件6至少基本上设置在壳体部件2的孔8中。这里一个缸头9与壳体部件2相连接。缸头9的一个凸缘10伸入孔8中。孔8关于主轴线7对称地构成。此外缸头9的凸缘10也关于主轴线7对称地构成。
此外泵组件6还具有一个泵活塞11，该泵活塞在凸缘11的孔12中沿主轴线7被导向。泵活塞11在孔12中限定了一个泵工作室13。当泵活塞11执行抽吸冲程时，处于低压下的燃料可由一个输送泵或类似装置通过进入阀14流入泵工作室13。在泵活塞11的输送冲程期间处于高压下的燃料通过一个排出阀15输送到燃料分配器或类似部分。
此外在孔8中设有一个滚子推杆20，该滚子推杆接收一个滚子21。滚子推杆20被构成一体的滚子推杆部件。在此情况下一方面允许滚子推杆20关于主轴线7在径向上支撑在孔8中及另一方面可达到由滚子推杆20可靠地接收滚子21。在工作时滚子21在凸轮5的凸轮表面22上滚动。由此由凸轮5引起的升降运动通过滚子21及滚子推杆20传递到泵活塞11上。
泵组件6具有一个弹簧座23，该弹簧座与滚子推杆20相连接。这里泵活塞11也与弹簧座23相连接。在该实施例中泵活塞11被压配合在弹簧座23中。此外设有推杆弹簧24，它一方面支撑在缸头9上及另一方面支撑在弹簧座23上。因此弹簧座23被推杆弹簧24的力加载，即向着泵活塞11的抽吸冲程的方向上加载。因而当泵活塞11的往复运动期间保证了有利的力传递。其中滚子21始终地与凸轮表面22处于接触并与滚子推杆20处于接触。
在该实施例中压配合到弹簧座23中的泵活塞11被构成圆柱形。由此可得到成本上有利的，例如可由一个杆形材料来制作的泵活塞11的构型。
滚子推杆20在其外侧具有一个支撑区域30。滚子推杆20在支撑区域30中被构成腹形。由此得到一个腹形的支撑区域30，滚子推杆20在该支撑区域上在关于主轴线7的径向上与孔8形成接触。这里这样地构成腹形的支撑区域30，即在-滚子推杆20的腹形支撑区域(腹)30与壳体部件2的孔8之间的-一个支撑点33与滚子21的旋转轴线32之间的杠杆臂31相对地小。视设计而定这里杠杆臂也可小到可忽略。
在工作时滚子推杆20支撑在孔8的支撑点33上，以致在支撑点33上在关于主轴线7的径向上出现一个横向力。在此情况下滚子推杆20在孔8中的翻转不受阻碍。由此导致一定的转矩通过弹簧座23导入到泵活塞11上。但所产生的转矩足够地小，以致保证了可靠的工作。
支撑的横向力作为滚子力的、垂直于凸轮驱动装置的主轴线7地导入的力分量出现。相对于由凸轮5施加在滚子21上的力来说在常规的凸轮斜率的情况下横向力最大取得由凸轮施加的力的四分之一。因此在主轴线7的方向上作用在泵活塞11上的活塞操作力明显地大于横向力分量。
在理想情况下滚子推杆20这样地在孔8中导向，即横向力至少近似地在旋转轴线32的高度上被导入。这意味着杠杆臂31消失。当出于结构原因或类似原因不能作到这样时，则通过横向力支撑在-由泵活塞11支撑的-滚子推杆20上施加一个侧力矩。杠杆臂31愈大，所产生的侧力矩也愈大。例如杠杆臂31可约为5mm。当凸轮啮合角为15o时所产生侧力矩小于在主轴线7的方向上作用于泵活塞11上的力、5mm的杠杆臂31及15o的正切值的乘积。因此所产生的侧力矩小于在主轴线7的方向上作用于泵活塞11上的力与1,25mm的乘积。
与此相比在一个基于偏心轮-多边形的传动机构中在活塞基部上产生一个侧力矩，该侧力矩小于在主轴线7的方向上作用于泵活塞11的力与譬如2,5mm的乘积。
因此可通过泵组件6的适当构型来保证：即使在泵活塞11的直径相对小时泵活塞11的强度也足够承受所产生的滚子推杆20的侧力矩。尤其滚子推杆20可被这样地构型，即力作用点离滚子21的旋转轴线32高度上的理想作用点不太远，这就是说，杠杆臂31相对地小。
此外作用在泵活塞11上的力矩可通过凸缘10的孔12关于驱动轴3的旋转轴线4的一个偏移量进一步地减小。在此情况下泵组件6的主轴线7稍微指向驱动轴3的旋转轴线4的旁边。
图2表示图1中所示的高压泵1沿由II指示的剖割线的一个摘要截面概图。在该实施例中弹簧座23具有支撑凸肩35，36，它们沿泵组件6的主轴线7延伸在滚子推杆20的侧面上。在此情况下支撑凸肩35，36在两侧上沿滚子推杆20的侧面被导向，其中这些支撑凸肩超过滚子推杆20地位于滚子21的侧面上。支撑凸肩35具有一个止挡面37。此外支撑凸肩36具有一个止挡面38。通过支撑凸肩35，36的止挡面37，38可限制滚子21沿滚子21的旋转轴线32的可能的侧向运行。这里支撑凸肩35，36可被构成耳状。
图3表示图1中所示的高压泵1沿由III指示的剖割线的一个摘要截面图。滚子推杆20具有孔39，40，41，42，这些孔也穿过弹簧座23地延伸。壳体部件2的孔8通过孔39至42与壳体部件2的一个内部空间连接，在该内部空间中设有驱动轴3。孔39至42用作均衡孔39至42。在此情况下均衡孔39至42使燃料的流动成为可能。由此可避免：通过滚子推杆20产生燃料的压缩。
图4表示根据第二实施例的图1中所示的高压泵1的一个摘要的视图。这里图4中所示的摘要截面相应于图2中所示的、沿图1中由II指示的剖割线得到的视图。在该实施例中泵活塞11具有一个活塞基部50。该活塞基部50具有一个端面51，泵活塞11在其活塞基部50用该端面靠放在滚子推杆20上。此外弹簧座23具有一个环圈25。弹簧座23借助该环圈52在后面作用在泵活塞11的活塞基部50上，以便使泵活塞11与弹簧座23及由此也与滚子推杆20相连接。在此情况下泵活塞11被构成树干形状。由此即使在出现相对大的、可导致相应地大的力矩的横向力的情况下也可保证泵活塞11的高强度。因此泵活塞11可接收作用在滚子推杆20上的侧力矩。在向着滚子推杆20的活塞基部50上泵活塞11构造得比圆柱形部分53处粗。因此得到泵活塞11的大的稳定性。
在该实施例中弹簧座23具有支撑凸肩35，36。在此情况下通过支撑凸肩35，36的止挡面37，38来保证对滚子21的侧向运行的两侧限制。
图5表示根据第三实施例的图1中所示的高压泵1的一个摘要的视图。在该实施例中在凸轮5上或在设在凸轮5上的驱动轴3上设有导向片55，56。这里导向片55，56配置给凸轮5及由此配置给泵组件6。导向片55，56在这里被构成环形的。导向片55具有一个环形的、位于内部的导向面57。导向片56具有一个环形的、位于内部的导向面58。导向面57，58相互面对着。关于驱动轴3的旋转轴线4来看导向片55，56用其导向面57，58在径向上超过凸轮表面22地延伸。导向片55，56的导向面57，58由此限制了滚子21沿该滚子21的旋转轴线32的可能的侧向运行。在此情况下如在图2及4中所看到的支撑凸肩35，36可被取消。由此可使泵组件6的运动部分的质量、尤其弹簧座的质量进一步地减小。这能使泵组件6进一步地优化。
因此滚子推杆20在主轴线7的方向上的结构高度可被优化。
本发明并不被限制在所描述的实施例上。

Claims (12)

1.高压泵(1)，尤其是用于压缩空气的自点火的内燃机的燃料喷射装置的径向柱塞泵或曲轴式柱塞泵，具有至少一个泵组件(6)及一个驱动轴(3)，该驱动轴具有至少一个配置给该泵组件(6)的凸轮(5)，其中，该泵组件(6)具有一个泵活塞(11)、一个在该凸轮(5)的凸轮表面(22)上运行的滚子(21)及一个接收该滚子(21)的滚子推杆(20)，其中，通过该滚子推杆(20)与该泵活塞(11)的相互配合来限制该滚子推杆(20)关于该泵组件(6)的主轴线(7)的翻转，该泵活塞(11)可沿该主轴线被操作。
2.根据权利要求1的高压泵，其特征在于：所述滚子推杆(20)关于所述泵组件(6)的所述主轴线(7)在径向上支撑在一个构成在至少一个壳体部件(2)中的孔(8)中。
3.根据权利要求2的高压泵，其特征在于：所述滚子推杆(20)至少基本上由一个滚子推杆部件(20)构成，其中，所述滚子推杆部件(20)接收滚子(21)及所述滚子推杆部件(20)关于所述泵组件(6)的所述主轴线(7)在径向上支撑在所述壳体部件(2)的所述孔(8)中。
4.根据权利要求2或3的高压泵，其特征在于：所述滚子推杆(20)在至少一个支撑区域(30)中被构成腹形，在该支撑区域中所述滚子推杆(20)径向地支撑在所述壳体部件(2)的所述孔(8)中。
5.根据权利要求4的高压泵，其特征在于：所述滚子推杆(20)在所述支撑区域(30)中的腹(30)被这样地构成，使得在所述滚子(21)的旋转轴线(32)与在所述滚子推杆(20)的所述腹(30)与所述壳体部件(2)的所述孔(8)之间的支撑点(33)之间的杠杆臂(31)相对地小。
6.根据权利要求1至5中任一项的高压泵，其特征在于：设有一个与所述滚子推杆(20)连接的弹簧座(23)，所述泵活塞(11)与该弹簧座(23)相连接。
7.根据权利要求6的高压泵，其特征在于：所述泵活塞(11)被压配合在所述弹簧座(23)中。
8.根据权利要求6或7的高压泵，其特征在于：所述弹簧座(23)具有至少一个支撑凸肩(35，36)，该支撑凸肩沿着所述泵组件(6)的所述主轴线(7)在所述滚子推杆(20)的侧面被导向并且在所述滚子(21)上超出所述滚子推杆(20)，所述支撑凸肩(35，36)限制所述滚子(21)沿其旋转轴线(32)的侧向运行。
9.根据权利要求6至8中任一项的高压泵，其特征在于：所述泵活塞(11)至少基本上圆柱形地构成。
10.根据权利要求6的高压泵，其特征在于：所述泵活塞(11)具有一个活塞基部(50)，该活塞基部向着所述滚子推杆(20)，所述弹簧座(23)在后面作用在所述泵活塞(11)的所述活塞基部(50)上以使所述泵活塞(11)与所述弹簧座(23)相连接。
11.根据权利要求10的高压泵，其特征在于：所述泵活塞(11)树干状地构成。
12.根据权利要求1至11中任一项的高压泵，其特征在于：所述凸轮(5)或在其上设有所述凸轮(5)的驱动轴(3)具有至少一个配置给所述凸轮(5)的导向片(55，56)，该导向片限制所述滚子(21)沿其旋转轴线(32)的侧向运行。
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