专利名称：结构元件副和具有结构元件副的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的结构元件副。
背景技术：
这种结构元件副例如设置在DE 102 07 227A1中描述的一个燃料喷射器中。在 此，第一结构元件由喷射器的喷嘴体构成，而可相对于该第一结构元件移动的第二结构元 件由喷嘴针构成，该喷嘴针在喷嘴体中可轴向移动地被导向。在喷嘴体和喷嘴针之间实现 了一个在轴向方向上延伸的圆周间隙，该圆周间隙将一个具有处于轨压下的燃料(第一介 质)的喷嘴室和一个具有处于低压下的燃料(第二介质)的低压室相互分开。位于喷嘴室 中的燃料由于相对于低压室的高压力差而力图轴向地通过该间隙在低压室的方向上流动， 由此导致泄漏损失。为了补偿该泄露损失，必须使用功率高的且由此相对大尺寸的高压泵。除了燃料喷射器之外，这类结构元件副还出现在其它的技术装置中，例如共轨高 压泵、汽油高压泵或液压泵等。在此，该结构元件副必须同时实现两个功能，即第二结构元 件相对于第一结构元件的运动导向以及通过第一结构元件与第二结构元件相互之间的密 封避免两种介质的泄露和/或混合。在此存在以下问题这两个功能(运动导向和泄露最 小化或密封)导致技术上的矛盾。因此，在高压系统中，在保证了这些结构元件相互之间具 有足够运动性的情况下，两个结构元件之间的间隙由于所需的间隙宽度通常导致不期望的 油稀释(由于燃料进入机油中)或者导致油进入燃料中，或者如前所述那样在燃料喷射器 中导致燃料从喷射器的高压区域过量地泄露到喷射器的低压区域中。尤其是在现代柴油机中，为了避免形成油灰必须绝对避免油进入柴油中，油灰例 如会强烈地缩短颗粒过滤器的使用寿命。如果为了避免上述问题而减小间隙宽度，则在可相对于彼此移动的结构元件之间 更多地出现不期望的摩擦或磨损。
发明内容
因此，本发明的任务在于提出一种结构元件副，在该结构元件副中不但保证了结 构元件相对于彼此具有足够的运动性，而且避免了在间隙中或在间隙附近相互遇到的介质 的泄露和/或混合。此外，该任务在于提出一种相应地优化的装置，尤其是燃料输送装置、 液压泵或燃料喷射器。该任务在结构元件副方面通过权利要求1的特征解决，而在装置方面通过权利要 求11的特征解决。本发明的有利扩展构型在从属权利要求中给出。由至少两个在说明书、 权利要求和/附图中公开的特征组成的所有组合都落在在本发明的范围中。本发明的基本构思在于为了同时实现足够宽的间隙和避免至少两种介质的泄露 和/或混合，为在所述至少两个结构元件之间构成的间隙配设至少一个振动激励器，该振 动激励器这样地构成，使得由其产生的振动(压力振动)被传递到至少一个处于该间隙中 的介质上，并且在那里已经在至少一个位置或至少一个区域上导致所述至少一个介质的压力上升。由该压力上升产生泵效应并且由此导致在第一室的方向上回送第一介质和/或在 第二室的方向上回送第二介质。在此，优选的是该结构元件副的这样一种实施方式，其中所 述至少两个室以相互的轴向间距与间隙交界。通过实现归功于由所述至少一个振动激励器 产生的振动的泵效应和又由此产生的回送，至少避免了、优选完全避免了间隙中的介质的 混合和/或从第一室至第二室的泄露或者根据压力关系从第二室至第一室的泄露。同时， 这些结构元件相互之间的运动性通过设置足够宽的间隙得以保证，从而又使这些结构元件 的摩擦及由此使这些结构元件的磨损现象最小化。特别有利的是这样一种实施方式，其中第一介质和第二介质分别是不同的液体。 对振动激励器的控制可以外部地、例如通过电子控制装置实现，或者内部地由具有结构元 件副的系统实现。视介质的特性而定，所施加的振动可以有利地对至少一个介质的摩擦学 特性发生作用，从而可以再次或附加地导致摩擦力减小和/或磨损最小化。在所述至少一个振动激励器的具体布置方面存在不同的可能性。优选这样一种实 施方式，其中所述至少一个振动激励器被接收在第一结构元件或第二结构元件中。优选的 是，所述振动激励器在此相对于介质是密封的。也可以实现这样一种实施方式，其中总共设 有多个振动激励器。在此可实现的是，多个振动激励器布置在这些结构元件的仅一个中或 者这些振动激励器优选均勻地分布在这些结构元件上。使用多个振动激励器的目的是，使 振动在(整个)间隙和/或在间隙圆周上尽可能均勻地分布。优选地，这些振动激励器中 的至少一个被这样地布置，使得由它发射出垂直于间隙的纵向延伸尺寸或轴向延伸尺寸的 振动。在所述至少一个振动激励器的作用原理或者该振动激励器的具体构造方面存在 不同的可能性。因此例如可想到的是，将振动激励器构造为压电致动器。替代地，振动激励 器也可以构造为声学地工作或者也可以构造为纯机械地工作，尤其是通过对多个结构元件 的高频相互冲击纯机械地工作。特别有利的是结构元件副的这样一种实施方式，其中该间隙被构造为导向间隙， 也就是说第二结构元件通过该间隙在第一结构元件上导向。优选的是，除了该间隙之外不 设置任何其它的导向件。当由振动激励器产生的振动的振动频率明显高于这些结构元件相 对于彼此的相对运动频率时，在由振动引起的泵效应或回送效应方面得到优化的结果。优 选的是，这些结构元件中的仅一个是可有源地移动的，而另一个结构元件位置固定地相对 于第二结构元件布置，其中，具有两个可有源地移动的结构元件的实施方式也是可实现的。 振动频率应当在所有情况下都如此地确定大小，使得由该振动频率在间隙中引起压力上 升。在本发明的扩展构型中有利的是，间隙宽度在这些结构元件相对于彼此的移动运 动期间至少近似地保持不变，也就是说这两个结构元件在间隙纵向方向上或者在轴向方向 上相对于彼此运动。特别有利的是，将振动激励器用于减小或防止第一介质泄露到第二室中，尤其是 当涉及不同介质并且这些介质的至少一个环境参数或状态参数(例如介质温度和/或介质 压力)不同时。因此，可以例如在第一室中设置处于例如1200巴及甚至超过2000巴的高 压下的柴油燃料，而在第二室中设置例如处于约1巴的大气压下的液压油或润滑油作为第 二介质。通过设置至少一个振动激励器，至少避免了、优选完全避免了柴油燃料泄露到含有液压油或润滑油的第二室中，并且由此至少避免了、优选完全避免了这些介质的混合。具有至少一个振动激励器的结构元件副的替代应用可能性对于以下用途给出，其 中第一介质不同于第二介质，但是这些介质的环境条件、即状态参数至少近似地相同。因 此，第一室中的第一介质例如可以是处于1巴环境压力下的柴油燃料，而第二室中的第二 介质可以是同样处于1巴环境压力下的液压油或润滑油。通过设置至少一个振动激励器和 由此得到的间隙中介质的压力上升，至少在很大程度上避免了不同介质的混合。该结构元件副的另一种应用可能性或另一种应用领域对于以下情况给出，其中这 些介质是相同的，但是至少一个环境条件、即至少一个状态参数(诸如介质压力或介质温 度等)是不同的。因此，例如可行的是，在第一室中设置处于约1200巴或者甚至超过2000 巴的高压下的柴油燃料，而在第二室中设置同样的、但处于约1巴的环境压力下的柴油燃 料。这些条件尤其在燃料喷射器的情况中会遇到。通过使用至少一个振动激励器可以在这 里避免或优选甚至完全避免第一室至第二室的泄露损失。在第一结构元件和第二结构元件的具体构造方面存在不同可能性。因此可想到的 是，这些结构元件是高压泵的、尤其是高压燃料泵的或液压泵的组成部分。在这种情况下， 其例如可以是阀活塞或行程活塞与槌体、套筒、壳体或缸组成的副。附加地或替代地，该结 构元件副可以用在燃料喷射器中，其中在这里优选的是，这些结构元件中的一个是控制阀 元件，而另一个结构元件是控制阀体；或者这些结构元件中的一个是喷射器体、喷嘴体或套 筒，而另一个结构元件是单件式或多件式的喷射阀元件(喷嘴针)。所述的结构元件副的其 它用途也是可想到的。本发明还涉及一种具有至少前述结构元件副的装置，其中，该装置可以构造为燃 料输送泵、液压泵或燃料喷射器。其它的装置，尤其为在汽车中的使用而确定的装置，同样 可配设一个前述的结构元件副。
本发明的其它优点、特征和细节从下面对优选实施例的描述中以及根据附图得 出。这在唯一的图1中示出。图1以示意性剖视图示出一个结构元件副，包括两个可相对于彼此移动的结构元 件和一个振动激励器。
具体实施例方式在图1中示出一个结构元件副1，如其可以例如在燃料喷射器或者泵中使用的那 样。该结构元件副1包括一个位置固定的、即不可移动的第一结构元件2和一个可在箭头 方向4上相对于第一结构元件2轴向移动的第二结构元件3。在所示的实施例中，第二结构 元件3是一个具有基本上圆柱形轮廓的结构元件3，该第二结构元件被接收在第一结构元 件2的一个同样圆柱形的接收孔5中。径向地在这些结构元件2、3之间设有一个整圆周地包围第二结构元件3的、构造 为圆周间隙的间隙6，该间隙同样作为导向间隙用于第二结构元件3相对于第一结构元件2 的导向。间隙宽度、即间隙6的径向延伸尺寸达到几个微米。在轴向方向上在图平面下方， 第一室7与间隙6交界，该第一室至少暂时地填满第一介质8。在间隙6的相对置的轴向侧上，第二室9与该间隙交界，在该第二室中至少暂时地接收第二介质10。在第一结构元件2内部设有一个压电式的振动激励器11，它发出振动12，所述振 动通过第一结构元件2传播，也就是由第一结构元件传递并且然后被转送到间隙6或者设 置在该间隙内的介质8，10中。如图1所示，振动12的至少一部分在第二结构元件3的对间 隙6限界的表面13上反射。在该实施例中在间隙6的大致中心区域14中，通过振动12 (压 力波)引起压力上升，该压力上升对泵效应负责，该泵效应又导致在第一室7的方向上回送 第一介质8以及在第二室9的方向上回送第二介质10。作为在第一结构元件2中的振动激 励器11的附加或替代，可以在第二结构元件3中设置一个振动激励器11。同样可以想到， 至少在这些结构元件2，3的一个中设置多个振动激励器11，尤其是为了在间隙6中在多个 在轴向方向上和/或在圆周方向上间隔开的或相互过渡的区域中实现压力上升以及为了 使振动12均勻分布。在所示的实施例中，第一介质8和第二介质10指的是不同的介质，但是它们至少 近似地处于相同压力之下，使得介质8，10在轴向方向上观察出现在大于间隙中心中在区 域14中。通过借助振动激励器11在区域14中产生的压力上升力图使介质8，10回流到各 自的室7，9中。一种变换实施方式同样涉及例如不同的介质，其中，第一介质8的介质压力比第 二介质10的介质压力更高，优选显著更高。在该情形中，第一介质8力图穿过间隙6流入 到第二室9中。该效应可以通过设置至少一个振动激励器11至少最小化。在另一可能的实施方式中，介质8，10是相同的，但是处在不同的压力下。借助振 动激励器11或者借助由振动激励器11的使用在区域14中得到的压力上升，避免了具有处 于高压下的第一介质8的第一室7至具有处于低压下的相同的第二介质10的第二室9中 的泄露损失。
权利要求
结构元件副，包括一个第一结构元件(2)和至少一个可相对于该第一结构元件(2)移动的第二结构元件(3)，其中，在这些结构元件(2，3)之间构成一个间隙(6)，该间隙与一个含有第一介质(8)的第一室(7)连接并且与一个含有第二介质(10)的第二室(9)连接，其特征在于，设有至少一个振动激励器(11)，用于在所述间隙(6)中产生所述第一和/或第二介质(8，10)的压力上升。
2.根据权利要求1的结构元件副，其特征在于，所述一个振动激励器(11)或多个振动 激励器(11)设置在所述第一结构元件(2)中或上，和/或设置在所述第二结构元件(3)中 或上。
3.根据权利要求1或2的结构元件副，其特征在于，所述振动激励器(11)构造为根据 压电的和/或声学的和/或机械的作用原理工作。
4.根据以上权利要求之一的结构元件副，其特征在于，所述间隙(6)是导向间隙。
5.根据以上权利要求之一的结构元件副，其特征在于，由所述振动激励器(11)产生的 振动频率比这些结构元件(2，3)的相对运动频率更高，尤其是显著更高。
6.根据以上权利要求之一的结构元件副，其特征在于，所述第二结构元件(3)在间隙 纵向方向上可相对于所述第一结构元件(2)移动。
7.根据以上权利要求之一的结构元件副，其特征在于，所述第一介质(8)和所述第二 介质(10)是不同的，并且这些介质(8，10)的至少一个环境参数、尤其温度和/或压力是不 同的。
8.根据以上权利要求之一的结构元件副，其特征在于，所述第一和第二介质(8，10)是 不同的并且这些介质(8，10)的所述环境参数、尤其温度和压力至少近似地相同。
9.根据以上权利要求之一的结构元件副，其特征在于，这些介质(8，10)是相同的，并 且这些介质(8，10)的至少一个环境参数、尤其温度和/或压力是不同的。
10.根据以上权利要求之一的结构元件副，其特征在于，所述第一结构元件(2)和第二 结构元件(3)是高压泵的、尤其高压燃料泵的组成部分，或者是液压泵的组成部分，或者是 燃料喷射器的组成部分。
11.装置，尤其是燃料输送泵、液压泵或燃料喷射器，具有根据以上权利要求之一的结 构元件副(1)。
全文摘要
本发明涉及一种结构元件副(1)，包括一个第一结构元件(2)和至少一个可相对于该第一结构元件(2)移动的第二结构元件(3)，其中，在这些结构元件(2，3)之间构成一个间隙(6)，该间隙与一个含有第一介质(8)的第一室(7)连接并且与一个含有第二介质(10)的第二室(9)连接。根据本发明提出，设置至少一个振动激励器(11)，用于在所述间隙(6)中产生所述第一和/或第二介质(8，10)的压力上升。本发明还涉及一种具有结构元件副(1)的装置。
文档编号F04B53/16GK101978159SQ200880128125
公开日2011年2月16日 申请日期2008年12月5日 优先权日2008年3月19日
发明者J·京特尔特, J·拉普, S·鲁特哈特 申请人:罗伯特·博世有限公司