具有帶異型活塞前側的活塞的活塞泵的製作方法

2023-09-19 03:16:02 1

本發明從根據獨立權利要求前序部分的活塞泵出發。

背景技術：

當前已知的活塞泵按下述原理工作：布置在缸中並且可運動的活塞朝布置在缸背側的銜鐵板，例如以通過由電磁線圈產生磁場的方式，運動。在該過程中，通過進入閥將流體、例如燃料抽吸到布置在缸底中的進入閥和活塞之間的壓縮腔中。如果關斷磁場，則例如布置在活塞和銜鐵板之間的彈簧將活塞朝初始位置的方向往回推動並且在此壓縮流體並且將流體經由排出閥從壓縮腔推出。

技術實現要素：

在活塞泵的多種實施方式中，尤其是活塞泵的流入和流出在同側時，存在以下問題：存在位於壓縮腔自身中的或直接銜接到壓縮腔上的容積區域，在該容積區域中，位於其中的流體不能或者說不能充分地通過活塞運動被壓縮或被壓出。該容積區域稱為死點容積。死點容積的大小對於活塞泵的效率有影響。

根據本發明的具有獨立權利要求特徵的活塞泵設置用於減小死點容積並從而提高活塞泵的效率。

為此根據本發明設置，活塞在其面向通道的一側具有以下區域，該區域可沉入到所述通道中。該區域尤其在一個泵送周期期間至少部分地沉入到所述通道中。典型地，尤其是當活塞泵的排出閥和進入閥相互同軸地布置時，所述通道在流體方面布置在壓縮腔和排出閥之間。所述通道尤其直接前置於排出閥並且典型地具有比與排出閥隔開間距的壓縮區域小的直徑。通過該區域，活塞具有以下區段，該區段構造用於：尤其在泵送周期的壓縮階段或壓出階段期間沉入到通道中並且壓縮或壓出位於那裡的流體。由此減小活塞泵的死點容積並且提高活塞泵的效率。

本發明的有利擴展方案是從屬權利要求的主題。

在一有利的擴展方案中設置，排出閥、通道和活塞與所述區域沿著一個共同的軸線布置。該軸線優選位於活塞的運動方向上。由此實現，活塞泵具有特別高的效率，因為在壓縮階段期間，當流體通過排出閥離開壓縮腔時，流體可沿活塞運動的方向流動，以離開壓縮腔。

已證明為有利的是，所述區域構造為活塞的面向所述通道的端側上的突出部。活塞自身可具有針對壓縮腔的幾何形狀進行適配的、尤其是進行優化的幾何形狀，而所述區域或者說所述突出部針對所述通道的幾何形狀進行適配或者說優化，尤其是具有相同的幾何形狀，例如橫截面和/或長度和/或直徑。優化在上下文中表示，活塞關於壓縮腔以下述方式構型，使得活塞泵一方面具有大的作用橫截面而另一方面活塞的例如由於與壓縮腔的側壁摩擦而造成的磨損小並從而具有長的使用壽命。

所述區域或者說突出部例如可具有柱形、錐形或立方體形的幾何形狀。優選，突出部構造為活塞端側上的環形凸起。

在優選的擴展方案中，所述區域或者說突出部具有的長度為m，該長度不小於通道長度l的5％，尤其不小於通道長度的25％和/或不超過通道長度l的95％。所述區域或者說突出部的長度m為從活塞的端側(所述區域或者說突出部布置在該端側上)垂直地直至所述區域或者說突出部的面向所述通道的端側的間距。由此實現，所述區域具有足夠長的長度m，因而有效地減小通道中的死點容積。

附加地或替代地設置，所述區域或者說突出部具有進到通道中的至少一個沉入深度t，其中，該沉入深度t為通道長度l的至少5％，尤其通道長度l的至少15％和/或通道長度l的不超過95％。由此實現，所述區域具有足夠大的沉入深度t，從而有效地減小通道中的死點容積，即使所述區域或者說突出部不能以其整個長度m沉入到通道中時也是如此。

所述通道優選具有比壓縮腔小的直徑。通道的直徑相當於壓縮腔直徑的至少5％和/或至多30％。

在有利的實施方式中設置，所述區域是凸頭。該凸頭在製造活塞時通過旋轉加工形成，按照din6785。通常將凸頭從活塞端側移除，從而活塞具有平滑的端側。凸頭作為器件適合減小死點容積。附加地還得到以下效應：在製造活塞和活塞泵時取消工作步驟「將凸頭從活塞移除」並從而簡化活塞泵的生產。

原則上，所述區域或突出部有利地可與活塞一體地(例如作為凸頭)，或多體地構造。在多體地構造的情況下，所述區域與活塞材料接合地、例如藉助焊接來連接。

在一體地構型的情況下得到以下優點：在所述區域和活塞之間不需要額外材料接合的連接。原則上，附加的連接始終會是零部件受機械應力時的薄弱部位。

通過多體的構型得到以下優點，所述區域可獨立於活塞地製造。活塞可視使用目的和活塞泵的構型而定與對通道和有意的目的進行相應適配的區域結合。

附圖說明

圖1示出用於根據本發明的活塞泵的第一示例

圖2示出用於根據本發明的活塞泵的另一示例

具體實施方式

在圖1和圖2中示出用於根據本發明的活塞泵1的兩個實施例。這兩個實施例通過布置在活塞6的面向通道15的端側12上的區域20的詳細構型來相互區分。在這兩個圖的部分a)中分別示出活塞泵1的示意圖，其中，活塞泵1的基本構造在兩個實施例中是一樣的。在這兩個圖的部分b)中分別示出圖的部分a)中的以圓標記的區域x的放大圖。

活塞泵1的原則上的構造如下所述。活塞泵1具有殼體2、銜鐵板3和例如布置在殼體2中的電磁線圈5或者說電磁線圈組。在電磁線圈5中布置有缸4。可運動的活塞6又布置在缸4中。由電磁線圈5產生的磁場使活塞6朝銜鐵板3方向運動。銜鐵板3在其面向活塞6的一側上具有止擋件，在電磁線圈5通電(相當於接通磁場)時，活塞6止擋在該止擋件上。活塞6的面向銜鐵板3的一側稱為活塞背側10。活塞背側10在磁場接通時通過一個面接觸銜鐵板3的止擋件，該面稱為接觸面。活塞6的與活塞背側10相對置的端側14也稱為活塞前側。

在活塞6和銜鐵板3之間布置有活塞彈簧7。在活塞彈簧7的面向銜鐵板3的一側，活塞彈簧通過彈簧保持件8固定。活塞彈簧7可部分地或完全地布置在活塞6之內或者說布置在活塞6內的空腔中。活塞背側10具有開口，活塞彈簧7穿過該開口從活塞伸出。活塞彈簧7基於活塞運動朝銜鐵板3壓緊。在關斷磁場之後，活塞彈簧7又將活塞6朝相反的方向擠壓。

此外在缸4中，尤其在缸底中，布置有進入閥11和排出閥12。缸4在一側通過銜鐵板3限界而在相反的一側通過缸底限界。在缸4之內布置有壓縮腔9。壓縮腔9通過缸壁、進入閥11和活塞6限界。

進入閥11和/或排出閥12可構造為膜片彈簧。進入閥11和排出閥12以及入口和出口布置在缸4或者說壓縮腔9的同一側。壓縮腔9在流體方面布置在進入閥11和排出閥12之間。進入閥11和排出閥12之間布置有閥體13。通道15構造在閥體13內。通道15的長度典型地相應於閥體13的長度。排出閥12藉助通道15與壓縮腔9連接，使得流體可經由通道15從壓縮腔9流到排出閥12。

未示出以下燃料管路：燃料基於負壓經由該燃料管路從箱通過進入閥11被抽吸到缸4內的壓縮腔9中。缸6或者說壓縮腔9中的負壓通過活塞6朝銜鐵板3方向的運動形成。經由其他燃料管路和排出閥12將燃料從活塞6壓出到噴射閥。

在圖1所示的第一實施例中，區域20構造為柱形的延續部。區域20具有的長度m為通道15長度l的93％。區域20在通道15中的沉入深度t為通道15長度l的90％。通過將區域20的直徑適配於通道15的直徑，即區域20和通道15的兩個直徑的區別小於通道15的直徑的10％，來確保：有效地減小通道15中的死點容積並且同時在所述區域和通道壁之間形成的摩擦儘可能小。

在圖2所示的第二實施例中，所述區域構造為凸頭。該凸頭具有的長度m為通道長度l的15％並且沉入深度t為通道長度l的11.5％。