具有滾子推桿的活塞泵、尤其是燃料活塞泵的製作方法

2023-06-01 16:17:36

專利名稱：具有滾子推桿的活塞泵、尤其是燃料活塞泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及活塞泵，尤其是高壓燃料泵，它具有一個殼體， 一個活塞， 及一個具有偏心輪區段或凸輪區段的驅動軸，活塞至少間接地通過一個推 杆元件支撐在該偏心輪區段或凸輪區段上。
背景技術：
開始部分所述類型的活塞泵已由DE43 00 631 Al公知。在該文獻中所 述的燃料噴射泵設有活塞，該活塞可被凸輪軸驅動做往復運動。在此，該 活塞被彈簧向著凸輪軸加載。為了減小活塞與凸輪軸之間的摩擦，在活塞 基部上固定著具有滾子靴的推桿體。 一個滾子可轉動地支承及保持在滾子 靴上。滾子在凸輪的凸輪軌道上滾動。包括一個推桿體、 一個滾子靴及一 個滾子的組件稱為滾子推桿。
在滾子靴與滾子之間構成了一個液力滑動軸承，該滑動軸承由泵殼體 的內腔中的燃料潤滑。
因為，由於泵單元的輸送室中的液壓力及活塞與滾子推桿的慣性力， 滾子推桿壓緊在驅動軸的凸輪區段上的壓緊力在驅動軸旋轉一周期間是極 其不同的及此外在很大程度上與驅動軸的轉速及泵單元的輸送量與輸送壓 力有關，因此可導致在燃料高壓泵的一些工作點上滾子不在滾子靴中轉 動，而是在驅動軸的凸輪區段上滑動。這種工作狀態是不期望的，因為它 會導致凸輪軌道和/或滾子推桿的損壞。尤其是滾子推桿的損壞將導致滾子 靴與滾子之間的滑動軸承不再能工作。由此使燃料高壓泵在短時內失效。
由現有技術公知的具有滾子推桿的活塞泵的另一不期望的效應是在 工作期間滾子在軸向上可碰到例如推桿元件或活塞泵的其它部件上，因為 它在軸向上是不固定的。滾子在軸向上不受控制地移動到其它部件上可導 致相關部件的強磨損。作為該磨損及與此相關的金屬磨損的後果可出現活 塞泵的一系列損壞。

發明內容
本發明的任務在於，提供一種活塞泵、尤其是用於內燃機燃料噴射系 統的燃料高壓泵，它避免現有技術中的缺點而且還簡單地構成。
根據本發明，在活塞泵，尤其是高壓燃料泵上，其中，該泵具有一個 殼體、 一個活塞及一個具有凸輪區段的驅動軸，該活塞至少間接地通過一 個滾子支撐在該凸輪區段上，該任務這樣來解決，即，在該凸輪區段的側 面設置凸緣，該凸緣在徑向上伸出超過該凸輪區段。
通過該凸緣保證滾子在工作期間不會不受控制地在軸向上運動。由此 防止滾子觸靠到活塞泵的其它件，這些件不適於滾子的觸靠，以及由此在 這些件上不會出現磨損。
因為凸緣優選也如凸輪區段的凸輪軌道那樣被硬化，故無論是凸緣還 是硬化的滾子均非常不易磨損，從而滾子在凸緣上的觸靠不帶來磨損。因 此活塞泵的功能不會由於滾子的跑動而受到不利的影響。
通過滾子在凸緣上的觸靠可得到特別有利的效果，因為通過滾子在凸 緣上的接觸出現了摩擦，該摩擦在滾子上施加轉矩。出於該原因，滾子如 果不能轉動而是在凸輪區段上滑動的話，則通過觸靠在凸緣上又被置於轉 動。這導致滾子又在滾子靴上滑動及滾子在凸輪區段上滾動。因此又形成 了所需的狀態，在該狀態中無論在凸輪區段與滾子之間還是在滾子與滾子 靴之間都幾乎不出現磨損及由此以此方式工作的活塞泵的使用壽命很長。
已被證實有利的是，在凸輪區段的兩側上各具有一個凸緣。但在活塞 泵的簡單實施的情況下僅在凸輪區段的一側上設置一個凸緣就足夠。尤其 是當由於一定的物理效應使滾子傾向於向一個確定的方向移動時，該一個 凸緣就足夠了。
本發明的一個有利構型在於，凸輪軸與凸緣構造成一體，或者凸輪區 段與凸緣構造成一體。在此情況下凸緣與凸輪區段一起例如通過磨削由驅 動軸的毛坯來製造。
變換地也可以是，凸緣例如作成板材下料(Blechzuschnitt)以及與驅 動軸或與凸輪區段固定地連接。在此情況下，凸緣可以與凸輪軸壓配合和/ 或通過焊縫連接。
為了保證凸輪區段與凸緣之間的過渡部分上確定的力及幾何關係及還為了減小應力集中，可以以有利的方式在凸緣與凸輪區段之間構造沉槽
(Freistich)。
本發明的其它優點及有利構型可從以下的附圖，附圖的說明及權利要 求書中得到。所有在附圖

及權利要求書中公開的特徵既可單獨 地也可用彼此的任意組合作為本發明的實質。
以下將參照附圖來詳細描述本發明的一個特別優選的實施例。

附圖中表示-
圖1: 一個活塞泵的部分截面圖2:沿圖i中線n-n的一個截面；及
圖3:根據本發明的凸緣的一個實施形式的結構細節。
具體實施例方式
圖1中的活塞泵總體上用標號10指示。它包括殼體12，在該殼體中驅 動軸14通過兩個軸承16及18支承在該殼體中。如尤其由圖2可看出，驅 動軸14在兩個軸承16與18之間包括一個橫截面為長圓形的凸輪區段20。
圖1及2中所示的活塞泵IO用作汽車中內燃機的高壓燃料泵。藉助該 高壓燃料泵，燃料被壓縮到非常高的壓力及被輸送到燃料總管(未示出)。 在此情況下，活塞泵10的驅動軸14直接由內燃機驅動。因此驅動軸14設 有相應的、設置在殼體2之外的耦合區段22。
活塞泵10涉及單缸徑向活塞泵。但為了清楚起見，在這兩個圖中既未 示出活塞也未示出由該活塞限定的輸送室與所屬的進入閥及排出閥。這些 元件被組合在一個未示出的缸頭中，該缸頭可被固定在殼體12的、垂直於 驅動軸14的縱軸線的缸區段24上。
活塞泵10的活塞由驅動軸14的凸輪區段20間接驅動。對於"間接" 的概念在這裡可理解為活塞不直接接觸凸輪區段20,而是在該活塞與凸輪 區段20之間設置了一個所謂的滾子推桿26。該滾子推桿包括推桿體28及 滾子30。
藉助一個也未在圖中示出的活塞彈簧使滾子推桿26與該活塞一起壓在凸輪區段20上，以便保證滾子26不從驅動軸14的凸輪區段20上抬起。 在本實施例中推桿體28涉及燒結件。但它也可變換地涉及鋁壓製件或被塑 料注塑包封的金屬構架。如尤其由圖3得知，推桿體28包括一個長方六面 體形的中心滾子靴或推桿塊34,在該推桿塊的、圖3中的上部區域上在兩 側各成型出一個向外伸的肩臺36或38。
在這些肩臺上再分別成型出一個垂直向上延伸的導向區段40或42。在 安裝位置中這兩個導向區段40及42配合到殼體12的缸區段24中的相應 空槽44及46中(參見圖l)，這些空槽構成殼體側的導向區域。以此方式 使推桿體28不會繞缸區段24的縱軸線扭動。
在推桿塊34中在其向著凸輪區段20的一側上開有圓柱形的空槽48， 在安裝位置中該空槽的縱向軸線與驅動軸14的縱向軸線平行。該空槽向著 凸輪區段20敞開及延伸在推桿體28的整個寬度上。該空槽的最大深度大 約相應於圓柱形滾子30的半徑，使得該滾子突起超過空槽48的邊緣大致 半個直徑。推桿體28及推桿塊34可為一體的或構造成分開的部件。
滾子30被置入空槽48中及用其表面49支撐在空槽48的壁上。滾子 30與空槽48構成一個滑動軸承。
保持元件32用於使滾子30保持在推桿體28的空槽48中及尤其是在 裝配時也用於防止滾子30由推桿元件28中脫出。
如由圖1可看出的，在凸輪區段20的兩側在驅動軸14上各設有一個 凸緣50。凸緣50在徑向上超過凸輪區段20地伸出，使得滾子30在工作期 間在軸向上移動時碰到兩個凸緣50的一個上。由此使滾子30在工作期間 的軸向運動限制在一個確定的範圍上。同時還照顧到通過滾子30與凸緣 50合適的摩擦學上的適配使滾子30與凸緣50上的磨損都很小，使得該磨 損不會導致活塞泵10的功能受幹擾或壽命縮短。這例如可這樣來實現，艮P， 所述凸緣也與凸輪區段20及滾子推桿26那樣由硬化的鋼來製造。
在凸輪區段20與各凸緣50之間分別設有一個沉槽52，它被用來減 小凸輪區段20與凸緣50之間的過渡部分上的應力集中。此外這些沉槽52 也用於滾子30及凸輪區段20為一方與滾子推桿26及凸緣50為另一方之 間的確定的接觸面。
凸緣50的另一優點在於，如果滾子30還未通過凸輪區段20與滾子30之間的滾動摩擦而轉動，則滾子30通過在觸靠在一個凸緣50上時產生的 摩擦而轉動。在實際試驗時已證實滾子30與凸輪區段20之間的滾動摩 擦並非總能足以使滾子30轉動，以致不總是在推桿塊34的空槽48與滾子 30之間如期望的那樣構成液力滑動軸承。在根據本發明的驅動軸14的構型 中避免這種不希望的效果。
在根據圖2的截面圖中可清楚地看出，凸緣50在凸輪區段20的整個 圓周上在徑向上稍稍超過凸輪區段20伸出。
在圖1的細節X中示出滾子推桿26的一個特別有利的構型。在該實施 例中在滾子30的端面(無標號)上各開有一個設置在中間的凹結構54。由 此保證滾子30僅在其外徑的區域中與驅動軸14的凸緣50相接觸，使得通 過滾子30與凸緣50之間的附著摩擦或滑動摩擦而施加到滾子30上的轉矩 由於大的槓桿臂而變得很大。
圖3中以細節圖示出根據本發明的活塞泵的另一有利構型的結構細節。
在根據圖1及2的實施例中凸緣50，凸輪區段20及驅動軸14構造成 一體。與此相反地在根據圖3的實施例中，凸緣構造成分開的部件。凸緣 50例如可構造成板材下料。為了使凸緣50固定在驅動軸14上，在沉槽52 的側面加工出肩臺56。凸緣50例如通過壓配合不可拆卸地固定在該肩臺 上。但也可以是，變換地或對壓配合附加地，通過焊縫58將凸緣50固定 在肩臺56上。
權利要求
1.活塞泵，尤其是高壓燃料泵，具有一殼體(12)、一活塞及一具有一凸輪區段(20)的驅動軸(14)，該活塞至少間接地通過一滾子(30)支撐在該凸輪區段上，其特徵在於在該凸輪區段(20)的一側設有一凸緣(50)，該凸緣(50)在徑向上伸出超過該凸輪區段(20)。
2. 根據權利要求1的活塞泵，其特徵在於在所述凸輪區段(20)的兩 側上各具有一個凸緣(50)。
3. 根據權利要求1或2的活塞泵，其特徵在於所述至少一個凸緣(50) 與所述凸輪區段(20) —體地構成。
4. 根據權利要求1或2的活塞泵，其特徵在於所述至少一個凸緣(50) 由板材下料構成並且與所述驅動軸(14)或與該驅動軸的凸輪區段(20) 固定地連接。
5. 根據權利要求4的活塞泵，其特徵在於所述至少一個凸緣(50)與 所述驅動軸(14)或與該驅動軸的凸輪區段(20)壓配合和/或通過焊縫(58) 連接。
6. 根據以上權利要求中任一項的活塞泵，其特徵在於在所述至少一個 凸緣(50)與所述凸輪區段(20)之間構造了一沉槽(52)。
7. 根據以上權利要求中任一項的活塞泵，其特徵在於所述至少一個凸 緣(50)被硬化。
8. 根據以上權利要求中任一項的活塞泵，其特徵在於所述滾子(30) 在其端面上具有一中心地設置的凹結構(54)。
全文摘要
本發明涉及具有滾子推桿(26)的活塞泵，在該活塞泵中在一驅動軸的一凸輪區段(20)的側面設有凸緣(50)，一滾子(30)在工作期間可觸靠在該凸緣上。
文檔編號F02M59/10GK101529082SQ200780038542
公開日2009年9月9日 申請日期2007年8月28日 優先權日2006年10月16日
發明者A·詹特, G·邁爾, J·阿萊克爾 申請人:羅伯特·博世有限公司