具有滚子推杆的活塞泵、尤其是燃料活塞泵.pdf

本发明涉及具有滚子推杆(26)的活塞泵，在该活塞泵中在一驱动轴的一凸轮区段(20)的侧面设有凸缘(50)，一滚子(30)在工作期间可触靠在该凸缘上。

1.  活塞泵，尤其是高压燃料泵，具有一壳体(12)、一活塞及一具有一凸轮区段(20)的驱动轴(14)，该活塞至少间接地通过一滚子(30)支撑在该凸轮区段上，其特征在于：在该凸轮区段(20)的一侧设有一凸缘(50)，该凸缘(50)在径向上伸出超过该凸轮区段(20)。

2.  根据权利要求1的活塞泵，其特征在于：在所述凸轮区段(20)的两侧上各具有一个凸缘(50)。

3.  根据权利要求1或2的活塞泵，其特征在于：所述至少一个凸缘(50)与所述凸轮区段(20)一体地构成。

4.  根据权利要求1或2的活塞泵，其特征在于：所述至少一个凸缘(50)由板材下料构成并且与所述驱动轴(14)或与该驱动轴的凸轮区段(20)固定地连接。

5.  根据权利要求4的活塞泵，其特征在于：所述至少一个凸缘(50)与所述驱动轴(14)或与该驱动轴的凸轮区段(20)压配合和/或通过焊缝(58)连接。

6.  根据以上权利要求中任一项的活塞泵，其特征在于：在所述至少一个凸缘(50)与所述凸轮区段(20)之间构造了一沉槽(52)。

7.  根据以上权利要求中任一项的活塞泵，其特征在于：所述至少一个凸缘(50)被硬化。

8.  根据以上权利要求中任一项的活塞泵，其特征在于：所述滚子(30)在其端面上具有一中心地设置的凹结构(54)。

具有滚子推杆的活塞泵、尤其是燃料活塞泵
技术领域
本发明涉及活塞泵，尤其是高压燃料泵，它具有一个壳体，一个活塞，及一个具有偏心轮区段或凸轮区段的驱动轴，活塞至少间接地通过一个推杆元件支撑在该偏心轮区段或凸轮区段上。
背景技术
开始部分所述类型的活塞泵已由DE 43 00 631 A1公知。在该文献中所述的燃料喷射泵设有活塞，该活塞可被凸轮轴驱动做往复运动。在此，该活塞被弹簧向着凸轮轴加载。为了减小活塞与凸轮轴之间的摩擦，在活塞基部上固定着具有滚子靴的推杆体。一个滚子可转动地支承及保持在滚子靴上。滚子在凸轮的凸轮轨道上滚动。包括一个推杆体、一个滚子靴及一个滚子的组件称为滚子推杆。
在滚子靴与滚子之间构成了一个液力滑动轴承，该滑动轴承由泵壳体的内腔中的燃料润滑。
因为，由于泵单元的输送室中的液压力及活塞与滚子推杆的惯性力，滚子推杆压紧在驱动轴的凸轮区段上的压紧力在驱动轴旋转一周期间是极其不同的及此外在很大程度上与驱动轴的转速及泵单元的输送量与输送压力有关，因此可导致：在燃料高压泵的一些工作点上滚子不在滚子靴中转动，而是在驱动轴的凸轮区段上滑动。这种工作状态是不期望的，因为它会导致凸轮轨道和/或滚子推杆的损坏。尤其是滚子推杆的损坏将导致滚子靴与滚子之间的滑动轴承不再能工作。由此使燃料高压泵在短时内失效。
由现有技术公知的具有滚子推杆的活塞泵的另一不期望的效应是：在工作期间滚子在轴向上可碰到例如推杆元件或活塞泵的其它部件上，因为它在轴向上是不固定的。滚子在轴向上不受控制地移动到其它部件上可导致相关部件的强磨损。作为该磨损及与此相关的金属磨损的后果可出现活塞泵的一系列损坏。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种活塞泵、尤其是用于内燃机燃料喷射系统的燃料高压泵，它避免现有技术中的缺点而且还简单地构成。
根据本发明，在活塞泵，尤其是高压燃料泵上，其中，该泵具有一个壳体、一个活塞及一个具有凸轮区段的驱动轴，该活塞至少间接地通过一个滚子支撑在该凸轮区段上，该任务这样来解决，即，在该凸轮区段的侧面设置凸缘，该凸缘在径向上伸出超过该凸轮区段。
通过该凸缘保证滚子在工作期间不会不受控制地在轴向上运动。由此防止滚子触靠到活塞泵的其它件，这些件不适于滚子的触靠，以及由此在这些件上不会出现磨损。
因为凸缘优选也如凸轮区段的凸轮轨道那样被硬化，故无论是凸缘还是硬化的滚子均非常不易磨损，从而滚子在凸缘上的触靠不带来磨损。因此活塞泵的功能不会由于滚子的跑动而受到不利的影响。
通过滚子在凸缘上的触靠可得到特别有利的效果，因为通过滚子在凸缘上的接触出现了摩擦，该摩擦在滚子上施加转矩。出于该原因，滚子如果不能转动而是在凸轮区段上滑动的话，则通过触靠在凸缘上又被置于转动。这导致滚子又在滚子靴上滑动及滚子在凸轮区段上滚动。因此又形成了所需的状态，在该状态中无论在凸轮区段与滚子之间还是在滚子与滚子靴之间都几乎不出现磨损及由此以此方式工作的活塞泵的使用寿命很长。
已被证实有利的是，在凸轮区段的两侧上各具有一个凸缘。但在活塞泵的简单实施的情况下仅在凸轮区段的一侧上设置一个凸缘就足够。尤其是当由于一定的物理效应使滚子倾向于向一个确定的方向移动时，该一个凸缘就足够了。
本发明的一个有利构型在于，凸轮轴与凸缘构造成一体，或者凸轮区段与凸缘构造成一体。在此情况下凸缘与凸轮区段一起例如通过磨削由驱动轴的毛坯来制造。
变换地也可以是，凸缘例如作成板材下料(Blechzuschnitt)以及与驱动轴或与凸轮区段固定地连接。在此情况下，凸缘可以与凸轮轴压配合和/或通过焊缝连接。
为了保证凸轮区段与凸缘之间的过渡部分上确定的力及几何关系及还为了减小应力集中，可以以有利的方式在凸缘与凸轮区段之间构造沉槽(Freistich)。
本发明的其它优点及有利构型可从以下的附图，附图的说明及权利要求书中得到。所有在附图、附图说明及权利要求书中公开的特征既可单独地也可用彼此的任意组合作为本发明的实质。
以下将参照附图来详细描述本发明的一个特别优选的实施例。
附图说明
附图中表示：
图1：一个活塞泵的部分截面图；
图2：沿图1中线II-II的一个截面；及
图3：根据本发明的凸缘的一个实施形式的结构细节。
具体实施方式
图1中的活塞泵总体上用标号10指示。它包括壳体12，在该壳体中驱动轴14通过两个轴承16及18支承在该壳体中。如尤其由图2可看出，驱动轴14在两个轴承16与18之间包括一个横截面为长圆形的凸轮区段20。
图1及2中所示的活塞泵10用作汽车中内燃机的高压燃料泵。借助该高压燃料泵，燃料被压缩到非常高的压力及被输送到燃料总管(未示出)。在此情况下，活塞泵10的驱动轴14直接由内燃机驱动。因此驱动轴14设有相应的、设置在壳体2之外的耦合区段22。
活塞泵10涉及单缸径向活塞泵。但为了清楚起见，在这两个图中既未示出活塞也未示出由该活塞限定的输送室与所属的进入阀及排出阀。这些元件被组合在一个未示出的缸头中，该缸头可被固定在壳体12的、垂直于驱动轴14的纵轴线的缸区段24上。
活塞泵10的活塞由驱动轴14的凸轮区段20间接驱动。对于“间接”的概念在这里可理解为活塞不直接接触凸轮区段20，而是在该活塞与凸轮区段20之间设置了一个所谓的滚子推杆26。该滚子推杆包括推杆体28及滚子30。
借助一个也未在图中示出的活塞弹簧使滚子推杆26与该活塞一起压在凸轮区段20上，以便保证滚子26不从驱动轴14的凸轮区段20上抬起。在本实施例中推杆体28涉及烧结件。但它也可变换地涉及铝压制件或被塑料注塑包封的金属构架。如尤其由图3得知，推杆体28包括一个长方六面体形的中心滚子靴或推杆块34，在该推杆块的、图3中的上部区域上在两侧各成型出一个向外伸的肩台36或38。
在这些肩台上再分别成型出一个垂直向上延伸的导向区段40或42。在安装位置中这两个导向区段40及42配合到壳体12的缸区段24中的相应空槽44及46中(参见图1)，这些空槽构成壳体侧的导向区域。以此方式使推杆体28不会绕缸区段24的纵轴线扭动。
在推杆块34中在其向着凸轮区段20的一侧上开有圆柱形的空槽48，在安装位置中该空槽的纵向轴线与驱动轴14的纵向轴线平行。该空槽向着凸轮区段20敞开及延伸在推杆体28的整个宽度上。该空槽的最大深度大约相应于圆柱形滚子30的半径，使得该滚子突起超过空槽48的边缘大致半个直径。推杆体28及推杆块34可为一体的或构造成分开的部件。
滚子30被置入空槽48中及用其表面49支撑在空槽48的壁上。滚子30与空槽48构成一个滑动轴承。
保持元件32用于使滚子30保持在推杆体28的空槽48中及尤其是在装配时也用于防止滚子30由推杆元件28中脱出。
如由图1可看出的，在凸轮区段20的两侧在驱动轴14上各设有一个凸缘50。凸缘50在径向上超过凸轮区段20地伸出，使得滚子30在工作期间在轴向上移动时碰到两个凸缘50的一个上。由此使滚子30在工作期间的轴向运动限制在一个确定的范围上。同时还照顾到：通过滚子30与凸缘50合适的摩擦学上的适配使滚子30与凸缘50上的磨损都很小，使得该磨损不会导致活塞泵10的功能受干扰或寿命缩短。这例如可这样来实现，即，所述凸缘也与凸轮区段20及滚子推杆26那样由硬化的钢来制造。
在凸轮区段20与各凸缘50之间分别设有一个沉槽52，它被用来：减小凸轮区段20与凸缘50之间的过渡部分上的应力集中。此外这些沉槽52也用于滚子30及凸轮区段20为一方与滚子推杆26及凸缘50为另一方之间的确定的接触面。
凸缘50的另一优点在于，如果滚子30还未通过凸轮区段20与滚子30之间的滚动摩擦而转动，则滚子30通过在触靠在一个凸缘50上时产生的摩擦而转动。在实际试验时已证实：滚子30与凸轮区段20之间的滚动摩擦并非总能足以使滚子30转动，以致不总是在推杆块34的空槽48与滚子30之间如期望的那样构成液力滑动轴承。在根据本发明的驱动轴14的构型中避免这种不希望的效果。
在根据图2的截面图中可清楚地看出，凸缘50在凸轮区段20的整个圆周上在径向上稍稍超过凸轮区段20伸出。
在图1的细节X中示出滚子推杆26的一个特别有利的构型。在该实施例中在滚子30的端面(无标号)上各开有一个设置在中间的凹结构54。由此保证滚子30仅在其外径的区域中与驱动轴14的凸缘50相接触，使得通过滚子30与凸缘50之间的附着摩擦或滑动摩擦而施加到滚子30上的转矩由于大的杠杆臂而变得很大。
图3中以细节图示出根据本发明的活塞泵的另一有利构型的结构细节。
在根据图1及2的实施例中凸缘50，凸轮区段20及驱动轴14构造成一体。与此相反地在根据图3的实施例中，凸缘构造成分开的部件。凸缘50例如可构造成板材下料。为了使凸缘50固定在驱动轴14上，在沉槽52的侧面加工出肩台56。凸缘50例如通过压配合不可拆卸地固定在该肩台上。但也可以是，变换地或对压配合附加地，通过焊缝58将凸缘50固定在肩台56上。