专利名称：高压输送泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分特征的高压输送泵。
这种按照活塞原理工作的高压输送泵尤其用于在内燃机燃料喷射系统中、例如在共轨系统(Common-Rail-System)中产生喷射压力。在EP-A-1 058 001中公开了一种此类的高压输送泵。
这种形式的高压输送泵具有一个高压缸或柱塞缸和一个在这个高压缸中往复运动的圆柱形输送活塞或柱塞，其中高压缸内部的输送室体积通过柱塞的往复运动而改变。在柱塞的进料行程中，输送室通过进料阀与一个用于输送介质的储备室连接，以便将在活塞容积中扩大的输送室用输送介质充满。在接着的输送行程期间，在进料阀已关闭时输送室中的压力一直升高到打开一个压力阀，并由此将输送室与一个高压室、例如与公共给油管连接。
柱塞的驱动通过一个偏心驱动机构得以实现，该驱动机构包括一个支承在一个偏心轴颈上的偏心轮，一个滚压环可旋转地支承在该偏心轮上。为了减小其惯性矩，这个滚压环具有一个凸起的圆周面。在偏心轮旋转期间预紧在偏心轴颈相反方向上的输送活塞通过一个在其这一侧端部上的盘形扩展体紧贴在滚压环上。在运行中滚压环往复旋转并在偏心轴颈的每转中两次变换其转向。在EP-A-1 058 001中描述了高压泵的结构和工作原理，其公开内容以此为参考明确地表达了本申请的内容。
对于上述形式的、尤其是用于柴油喷射系统的高压输送泵，材料应力在滚压环与输送活塞之间局部接触时是高的。由此或者限制了由这种泵可实现的输送压力，或者使相关元件的设计尺寸加大。
因此本发明要解决的任务是，完成一种克服了上述问题的高压输送泵。
这个任务通过一种具有权利要求1的特征部分所述特征的类型的高压输送泵得以解决。
对于一个按照本发明的高压输送泵，在滚压环与输送活塞(柱塞)之间的赫兹单位面积压力与已知的高压输送泵相比明显减小。这是因为，由于一个盘形弹性元件产生一种由负荷所决定的对滚压环凸起的匹配；滚压环与通过输送活塞运动的弹性元件之间的接触面在负荷变大时也变大，这使赫兹单位面积压力不仅在滚压环与弹性元件之间而且在弹性元件与输送活塞之间即使在非常高的输送压力时也保持在可承受的限度内。
按照本发明的高压输送泵的优选实施形式在从属权利要求中给出。
借助于在附图中所示出的实施例详细描述本发明。附图示意性地表示出
图1 沿着图2中的剖面线I-I截切按照本发明的高压输送泵的截面图；图2 沿着图1中的线II-II截切在图1中所示出的高压输送泵的纵向截面图；图3 在图1和2中所示高压输送泵的一部分的剖面图，该高压输送泵具有一个在端面侧凹下成形的输送活塞，该活塞紧贴在一个碗形推杆上，该碗形推杆的另一端与一个驱动轴的滚压环共同起作用；图4 在与图3相同的示图中的按照本发明的高压输送泵的另一实施形式，它具有一个在输送活塞的柄杆上运动地支承的适配体头；图5 沿着图4所示实施例的线V-V剖开的截面图；图6 在与图3相同的示图中的另一实施形式，其中输送活塞在端面侧平面地设计而碗形推杆具有一个凹下的凹座。
图1和2示出截切一个具有一个壳体10的高压输送泵的横截面图和纵向截面图，在壳体中置入一个高压缸12，也称为柱塞缸，在高压缸中一个输送活塞14、也称为柱塞可以在纵轴线14’方向上往复运动。该高压缸12通过一个法兰形扩展体夹紧在所述壳体10与一个阀门壳体16之间。该阀门壳体16通过螺栓17与壳体10旋紧。在阀门壳体16冲具有一个入口阀18以及一个出口阀20。该入口阀18打开并封闭一个通向要被输送介质的储存容器的通道22，而出口阀20敞开并封闭通向一个高压容器的通道24。在用于内燃机的高压喷射系统的情况下，燃料、如柴油或汽油位于储存容器中，而对于高压容器例如是一个公共给油管。
此外，在高压输送泵的壳体10中设置一个用于驱动输送活塞14的偏心驱动机构26。这个偏心驱动机构具有一个在箭头方向上连续驱动的驱动轴28，该驱动轴以通常已知的方式和方法通过未示出的轴承围绕一个旋转轴线30自由旋转地支承在壳体10和一个封闭这个壳体的端盖32上。该驱动轴28在轴承位置34、34’之间支承一个相对于驱动轴28的旋转轴线30偏心设置的偏心轴颈36，其中心轴线38平行于旋转轴线30延伸。在偏心轴颈36上面对偏心轴颈36可旋转地支承一个滚压环40。该滚压环40的径向外圆周面42凸起地、即上凸地设计。
在高压缸12的一个圆环形通孔44中密封滑动地可推移地导引输送活塞14。该输送活塞以其朝向驱动轴28的端部嵌入一个碗形推杆46中，该输送活塞以一个蘑菇形或盘形扩展体52的端面50紧贴在碗形推杆的底部48上。该碗形推杆46以其另一侧的底部48位于滚压环40上。在此附图标记54表示滚压环40与碗形推杆46的底部48之间的接触位置或接触面。通过一个压簧56使输送活塞14在与滚压环40相反的方向上预紧，该压簧的一端支承在高压缸12上而另一端支承在扩展体52上。
所述碗形推杆46以其外表面58在壳体10上沿纵向并因此沿输送活塞14的运动方向滑动地导引。由驱动轴28和滚压环40作用于碗形推杆46上的横向力由碗形推杆承受而不传递或仅以非常小的程度传递到输送活塞14上。
为了将所述输送介质压缩和输送，所述输送活塞14通过偏心驱动机构26和压簧56上下运动。当输送活塞14在进料行程中向下运动时，输送室60通过入口阀18充满输送介质。当输送活塞14在接着的输送行程中向上方运动时，输送室60中的压力在入口阀18已关闭时升高，直到出口阀20打开并由此使输送室60与高压容器(公共给油管)连接。同时将输送介质输送到高压容器中。
图3以放大的比例示出与图1和2相关的输送活塞14、压簧56、碗形推杆46、滚压环40和可在箭头方向上驱动的具有偏心轴颈36的驱动轴28的一部分。
所述碗形推杆46以优选的方式由硬化的滚动轴承钢制成。碗形推杆46的在非加载状态下的平面板状底部48具有弹性特性，并在一端与滚压环40的凸起的圆周面42、而另一端与输送活塞14的凹下设计的端面50共同作用时用作弹性元件62。输送活塞14中的端面凹穴64例如可以形成球缺体或一个圆环的外表面的一部分。所述输送活塞14的端面50围绕凹穴64具有一个平面的环面66，通过该环面输送活塞在非加载或轻微加载状态下紧贴在底部48上，而环面根据凹穴64的形状可以具有一个圆环形的、椭圆的或其它的形状。
力求使输送活塞14的纵轴线14’与凹穴64或环面66并与碗形推杆46同心地延伸。此外，轴线14’以优选的方式在相对于驱动轴28的旋转轴线30成直角延伸的平面里延伸，该轴线中心地穿过接触面54。
根据输送活塞14的负荷，碗形推杆46的用作弹性元件62的底部48这样弯曲到凹穴64中使得在负荷变得较高时一方面底部48与滚压环40之间的接触面54加大，并且另一方面使底部48紧贴输送活塞14的面积加大。由此使赫兹的单位面积压力在相关的零件里保持在限度内，这个限度能够使高压输送泵具有长寿命。以优选的方法这样设计底部48的尺寸使它在一定的负荷下完全平面地在凹穴64中紧贴在输送活塞14上。
对于在图4和5中所示的设计形式只有输送活塞14与在图1至3中所示的实施形式不同。工作原理与上述是相同的。因此只描述输送活塞14的结构。
在图4和5中所示的输送活塞14具有一个柄杆68，在其半球形成形的、朝向滚压环40的端部上放置一个基本上为圆柱形的适配体70。适配体70的与碗形推杆46的底部48共同起作用的端面50与在图3中所示的输送活塞14的那个端面在结构上是相同的。用于容纳柄杆68的在这一侧端部的适配体70的凹座72与柄杆端部相互兼容地成形，并在一个连接在半球表面上的圆柱形外壳部分上具有一圈槽74。柄杆68相应地配有一个圆周槽76。如同尤其从图5中可以看到的那样，一个直线的通孔78延伸穿过适配体70，通孔的轴线与由槽74和圆周槽76所限定的圆环形的空间的圆形中心线相切。一个由弹性钢丝80构成的保险元件的一段透穿该通孔78，该保险元件的用于固定在适配体70上的另一段围绕适配体延伸。通过这种方式和方法使适配体70受限运动地、圆球方式地支承在柄杆68上。这样能够使除轴向力以外不会有弯曲力作用到输送活塞14上。
压簧56支承在一个法兰环82上，该法兰环包围两个半法兰84并且其本身支承在所述半法兰上。所述半法兰84以一个凸起86嵌入柄杆68的一个环槽中并这样沿轴向固定在这个凸起上。
在图6中所示的按照本发明的高压输送泵的实施形式与图3所示的实施形式非常近似，其中阀门体14在其端面50上平面地设计，而碗形推杆46的底部48通过一个凹座64’凹下地成形在面对输送活塞14的一个侧面上。在此在非加载和轻微加载状态下，输送活塞14也以一个环面66紧贴在起到弹性元件62作用的碗形推杆46的底部48上。工作原理与上述其它实施形式是相同的。
对于在图6中所示的实施形式，输送活塞14与在图3或4中所示的输送活塞具有相同的结构。
环面66与凹穴64’之间的过渡处本身以优选的方式对应于弹性元件62的弹性特性这样成形使得在负荷增加时，所述弹性元件紧贴在输送活塞上的面积连续地加大。
所述凹穴64’可以这样地匹配于滚压环40的凸起使得弹性元件62在凹穴64’中至少接近整个平面地贴紧时，所述弹性元件也在至少接近滚压环40的整个宽度上紧贴在滚压环上。
权利要求
1.高压输送泵，它具有一个高压缸(12)、一个在高压缸里导引的输送活塞(14)、和一个设置在一个驱动轴(28)上的偏心轮(36)，一个具有一个凸起的圆周面(42)的、用于驱动输送活塞(14)的滚压环(40)可旋转地支承在该偏心轮上，其特征在于，在所述输送活塞(14)与滚压环(40)之间设置一个板状的弹性元件(62)，它一方面通过一个接触面(54)紧贴在滚压环(40)的圆周面(42)上而另一方面通过一个环面(66)紧贴在输送活塞(14)的端面(50)上。
2.如权利要求1所述的高压输送泵，其特征在于，所述输送活塞(14)在其端面(50)是凹下的。
3.如权利要求1或2所述的高压输送泵，其特征在于，所述弹性元件(62)在其面对输送活塞(14)的一侧上是凹下的。
4.如权利要求1至3中任一项所述的高压输送泵，其特征在于，所述输送活塞(14)在其面对弹性元件(62)的端部处具有一个蘑菇形或盘形的扩展体(52)。
5.如权利要求3所述的高压输送泵，其特征在于，所述扩展体(52)由一个最好运动地支承在输送活塞(14)的柄杆(68)上的适配体(70)所构成。
6.如权利要求1至5中任一项所述的高压输送泵，其特征在于，所述弹性元件(62)由一个以其圆柱形外表面(58)沿输送活塞(14)运动方向导引的碗形推杆(46)的底部(48)所构成。
7.如权利要求1至6中任一项所述的高压输送泵，其特征在于，所述弹性元件(62)在最大压力负荷时以位于接触面(54)背面的部位平面地紧贴在输送活塞(14)的端面(50)上。
全文摘要
高压输送泵具有一个在高压缸中导引的输送活塞(14)。该输送活塞由一个具有一个偏心轮(36)的驱动轴(28)所驱动，在该偏心轮上可旋转地支承一个凸起的滚压环(40)。在滚压环(40)与输送活塞(14)之间设置一个板状弹性元件(62)，它例如由一个碗形推杆(46)的底部(48)构成。所述输送活塞(14)在其端面(50)上凹下地成形，由此使弹性元件(62)可以根据输送活塞(14)的负荷弯曲进凹穴(64)中，由此一方面增大弹性元件(62)与滚压环(40)的接触面(54)，而另一方面增大环面(62)，通过该环面使弹性元件(62)紧贴在输送活塞(14)上。由此可以使单位面积压力即使在非常大的工作压力下也保持在可承受的范围中。
文档编号F04B9/04GK1539060SQ02815506
公开日2004年10月20日 申请日期2002年7月9日 优先权日2001年8月8日
发明者F·斯平勒, F 斯平勒 申请人:Crt公共铁路技术公司