專利名稱：高壓泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓泵，尤其一種徑向柱塞泵或者曲軸式柱塞泵。本發(fā)明特別涉及用于壓縮空氣的、自動點(diǎn)火的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置的燃料泵領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由DE 10 2005 046 670 Al公開了一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置的高壓泵。該已知的高壓泵具有一多件式的泵殼體，在該泵殼體中設(shè)有至少一個(gè)泵元件。該泵元件包括一個(gè)通過一驅(qū)動軸往復(fù)運(yùn)動地驅(qū)動的泵活塞，該泵活塞在泵殼體的一部分的缸孔中可移動地導(dǎo)向并且在該缸孔中限定一個(gè)泵工作室。在此，該驅(qū)動軸具有一凸輪，其中，該泵活塞通過該驅(qū)動軸的凸輪在相對于驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)軸線的徑向方向上被驅(qū)動。在泵活塞和驅(qū)動軸的凸輪之間設(shè)置一槌，泵活塞通過該槌支撐在驅(qū)動軸的凸輪上的滾子上。在該槌中置入一支撐元件，滾子可轉(zhuǎn)動地支承在該支撐元件中，其中，滾子在驅(qū)動軸的凸輪上滾動。在此，滾子的旋轉(zhuǎn)軸線近似平行于驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)軸線。由DE 10 2005 046 670 Al已知的高壓泵具有缺點(diǎn)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)凸輪和滾子的增大的應(yīng)力，該應(yīng)力導(dǎo)致材料疲勞。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明具有權(quán)利要求1特征的高壓泵具有優(yōu)點(diǎn)，即實(shí)現(xiàn)可靠地運(yùn)行，尤其凸輪和/或滾子改善的耐久性。凸輪和滾子在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的增大的應(yīng)力方面被特別改善地設(shè)計(jì)。通過在從屬權(quán)利要求中列出的措施，在權(quán)利要求1中給出的高壓泵的有利的擴(kuò)展構(gòu)型是可行的。有利地是，滾子的半徑小于凸輪在滾動面的一部位上的曲率半徑，滾子在泵組件的上止點(diǎn)中貼靠該部位，并且滾子材料的彈性模量小于凸輪材料的彈性模量，滾子至少在其滾動表面上由滾子材料構(gòu)成，凸輪至少在其滾動面上由凸輪材料構(gòu)成。由此可在滾子和凸輪不同的幾何結(jié)構(gòu)的情況下在運(yùn)行時(shí)為滾子和凸輪相同地重要地設(shè)計(jì)重要的臨界應(yīng)力的形成。由此可在滾子的屈服極限和凸輪的屈服極限方面優(yōu)化。在上止點(diǎn)中，在滾子的滾動表面上的赫茲式擠壓與在凸輪的滾動面上的赫茲式擠壓是相同大小的。在此，赫茲式擠壓必須相應(yīng)小于滾子的或者凸輪的屈服極限。以優(yōu)選的方式，通過滾子的、適配凸輪的構(gòu)型， 兩個(gè)構(gòu)件滾子和凸輪的疲勞被優(yōu)化。有利的是，滾子的半徑小于凸輪在滾動面的部位上的曲率半徑，滾子在泵組件的上止點(diǎn)中貼靠該部位并且滾子具有至少一個(gè)孔，該孔至少部分地在滾子的旋轉(zhuǎn)軸線的方向上延伸。此外，在此有利的是，該孔關(guān)于滾子的旋轉(zhuǎn)軸線至少基本上構(gòu)造為軸向的孔或者至少基本上構(gòu)造為同軸的孔和/或該孔構(gòu)造為通孔，該通孔從滾子的一側(cè)延伸至滾子的另一側(cè)。由此，在不同的幾何結(jié)構(gòu)的情況下，在上止點(diǎn)中在滾子的滾動表面的區(qū)域中實(shí)現(xiàn)滾子的剛度的降低。
也有利的是，滾子的半徑小于凸輪在滾動面的部位上的曲率半徑，滾子在泵組件的上止點(diǎn)中貼靠該部位并且滾子在其滾動表面上的至少壓力固有應(yīng)力升高。特別有利的是，滾子的滾動表面被表面硬化和/或噴丸清理和/或滾壓和/或滲氮和/或氮碳共滲。由此在滾子和凸輪不同幾何結(jié)構(gòu)的情況下通過在表面上施加壓力固有應(yīng)力使在上止點(diǎn)上滾子的滾動強(qiáng)度提升。由此滾子可有利地適配凸輪。有利的是，滾子的半徑大于凸輪在滾動面的一部位上的曲率半徑，滾子在泵組件的上止點(diǎn)中貼靠該部位，并且滾子材料的彈性模量大于凸輪材料的彈性模量，滾子至少在其滾動表面上由滾子材料構(gòu)成，凸輪至少在其滾動面上由凸輪材料構(gòu)成。由此滾子和凸輪可實(shí)現(xiàn)有利地相互適配。在此，凸輪在其滾動面上的壓力固有應(yīng)力也可提升。有利的是，滾子材料的彈性模量和/或滾動強(qiáng)度和/或橫向延伸系數(shù)和凸輪材料的彈性模量和/或滾動強(qiáng)度和/或橫向延伸系數(shù)被分別至少近似相同大小地預(yù)給定并且滾子的半徑和凸輪在滾動面的一部位的區(qū)域中的曲率半徑被至少近似相同大小地預(yù)給定， 滾子至少在其滾動表面上由滾子材料構(gòu)成，凸輪至少在其滾動面上由凸輪材料構(gòu)成，滾動面在泵組件的上止點(diǎn)中貼靠該部位。例如滾子和凸輪可以由相同的或者可比較的鋼構(gòu)成， 這些鋼在彈性模量、滾動強(qiáng)度和橫向延伸系數(shù)方面相同地或者可比較地構(gòu)造。在該情況下， 凸輪在上止點(diǎn)區(qū)域中的曲率半徑至少近似地相同于滾子的半徑地設(shè)計(jì)，使得生成一有利的適配。此外，在此有利的是，滾子的半徑和凸輪在滾動面的部位上的曲率半徑相互偏離小于 5 %，滾子在泵組件的上止點(diǎn)中貼靠該部位。


本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例在下面的說明書中根據(jù)附圖詳細(xì)地解釋，在附圖中相應(yīng)的元件設(shè)有一致的附圖標(biāo)記。附圖示出圖1相應(yīng)于本發(fā)明的一實(shí)施例的、以一示意性軸向的剖視圖的高壓泵，圖2沿著用II表示的剖線的、穿過在圖1中示出的高壓泵的概要的剖視圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出相應(yīng)于本發(fā)明的第一實(shí)施例的、以一示意性軸向的剖視圖的高壓泵1。該高壓泵1可尤其用作為用于壓縮空氣的、自動點(diǎn)火的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置的徑向柱塞泵或者曲軸式柱塞泵。該高壓泵1特別適合于具有在高壓下儲存柴油燃料的共軌的燃料噴射裝置。然而根據(jù)本發(fā)明的高壓泵1也適合用于其他應(yīng)用情況。該高壓泵1具有一多件式的殼體2。在該實(shí)施例中，殼體2由殼體部分3、4、5組成，其中，殼體部分3表示基體，殼體部分4表示缸蓋并且殼體部分5表示固定在基體3上的法蘭。該高壓泵1具有一驅(qū)動軸6，該驅(qū)動軸支承在殼體部分3、5中的支承部位7、8上。 該驅(qū)動軸6在支承部位7、8之間具有一凸輪9。該凸輪9在該實(shí)施例中構(gòu)造為兩路凸輪或多路凸輪。該凸輪9也可構(gòu)造為單路凸輪或另一多路凸輪。高壓泵1的殼體部分3具有一導(dǎo)向孔12，在該導(dǎo)向孔中設(shè)置一泵組件13。該凸輪 9配置給該泵組件13。視高壓泵1的構(gòu)型而定，也可以設(shè)有相應(yīng)于泵組件13的多個(gè)泵組件。 這些泵組件可以配置給凸輪9或相應(yīng)于凸輪9的另一凸輪。由此視構(gòu)型而定可實(shí)現(xiàn)徑向柱塞泵或曲軸式柱塞泵。該構(gòu)造為缸蓋的殼體部分4具有一凸起部14。該凸起部14延伸到導(dǎo)向孔12中。 該凸起部14具有一缸孔15，一活塞16在該缸孔中在導(dǎo)向孔12的軸線17的方向上可移動地導(dǎo)向，如通過雙箭頭18圖示的一樣。該活塞16在缸孔15中限定一泵工作室19。一燃料管道21通到泵工作室20中，在該燃料管道中設(shè)置一入口閥22。燃料通過一設(shè)置殼體部分 4上的入口閥20可從燃料管道21流入到泵工作室19中。此外，在該殼體部分4上設(shè)有一排出閥22，通過該排出閥處于高壓下的燃料可從泵工作室19輸送至燃料管道13。該燃料管道13例如與一共軌連接，以便將處于高壓下的燃料輸送至該共軌。該泵組件13具有一滾子25，該滾子被滾子座沈接收。在此，該滾子座沈安裝在一基本空心圓柱形的槌體27中。此外，槌體27與一盤狀的攜動元件觀連接，該攜動元件在活塞16的凸緣四上方包圍活塞16。由此，活塞16通過其凸緣四與滾子座沈保持貼靠。此外，設(shè)有一活塞彈簧30，該活塞彈簧作用在槌體27和/或攜動元件觀上并且因此與活塞16 —起以一定的彈簧力朝著滾子25加載槌體27。由此，帶有其凸緣四的泵活塞16、 滾子座沈、滾子25和凸輪9的滾動面10分別相互貼靠，其中，即使在高壓泵1高轉(zhuǎn)速的情況下確保這相互的貼靠。由此在高壓泵1運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)該通過雙箭頭18圖示的活塞16的往復(fù)運(yùn)動，使得實(shí)現(xiàn)將處于高壓下的燃料輸送至共軌。在為了將燃料通過燃料管道輸送至共軌的、活塞16的泵行程期間，一相對大的泵力F(圖2、通過滾子座沈作用在滾子25上。在此，該滾子25 支撐在滾動面10上。在高壓泵1運(yùn)行時(shí)，驅(qū)動軸6繞著軸線31旋轉(zhuǎn)。此外，滾子25在凸輪9的滾動面 10上滾動。在此，滾子25的旋轉(zhuǎn)軸線32至少近似平行于驅(qū)動軸6的軸線31旋轉(zhuǎn)。滾子25 具有一滾動表面35。該滾子25以其滾動表面35在運(yùn)行時(shí)在凸輪9的滾動面10上滾動。該實(shí)施例的高壓泵1在下面也參考圖2進(jìn)一步詳細(xì)地描述。圖2示出沿著標(biāo)有II的剖線的、穿過在圖1中示出的高壓泵1的概要的剖視圖。 在此，圖2示出一種情況，在該情況中達(dá)到泵組件13的上止點(diǎn)。在此，該滾子25以其滾動表面35貼靠凸輪9的滾動面10的一部位36。在該部位中或者在該部位的區(qū)域中出現(xiàn)滾子25的以及凸輪9的最高應(yīng)力。在此，達(dá)到泵組件13的活塞16的最大輸送行程，使得在泵工作室19中存在最大的、由高壓泵1產(chǎn)生的壓力。這在一相應(yīng)大的力F時(shí)發(fā)生。滾子25和凸輪9可以由硬化的高強(qiáng)度的工具鋼制成。在此，滾子25的幾何結(jié)構(gòu)的構(gòu)型和滾子材料以及凸輪的幾何結(jié)構(gòu)的構(gòu)型和凸輪9的凸輪材料被如此地選擇，使得滾子25的滾動受力性和在凸輪9的滾動面10上的、凸輪9的滾動受力性被至少近似相同大小地預(yù)給定。在該實(shí)施例中，特別是在滾動面10的部位36上的、凸輪9的滾動受力性是重要的，因?yàn)檫@里出現(xiàn)凸輪9的最大滾動應(yīng)力。由于凸輪9作為雙路凸輪9的構(gòu)型，也在凸輪 9的滾動面10的另一部位37上出現(xiàn)相應(yīng)大的滾動應(yīng)力。在此，該部位37關(guān)于驅(qū)動軸6的軸線31相對于滾動面10上的部位36對置地設(shè)置。滾子35至少近似圓柱形地構(gòu)造。該滾子25關(guān)于其滾動表面35具有一半徑38。 此外，凸輪9關(guān)于其滾動面10具有一外周變化的曲率半徑。因?yàn)樵诓课?6、37的區(qū)域中出現(xiàn)凸輪9的最高滾動應(yīng)力，所以在部位36上的曲率半徑39是重要的，在該部位36上滾子 25在泵組件13上止點(diǎn)中貼靠滾動面10。在此，對于部位37產(chǎn)生一相應(yīng)的曲率半徑40，該曲率半徑與曲率半徑39相同。視高壓泵1的構(gòu)型而定，滾子25的半徑38可相同、小于或者也大于凸輪9的曲率半徑39。在泵組件13的上止點(diǎn)中的、凸輪9在圖1中示出的部位中，在凸輪9的滾動面10 以及滾子25的滾動表面35上的赫茲式擠壓對于兩個(gè)構(gòu)件9、25是相同大小的。該赫茲式的擠壓為了可靠的運(yùn)行必須小于構(gòu)件滾子25和凸輪9的屈服極限。因?yàn)樵谶\(yùn)行時(shí)高動態(tài)地發(fā)生應(yīng)力，所以在可靠運(yùn)行方面滾子25的疲勞和/或凸輪9的疲勞是重要的。滾子25 和凸輪9的增大的應(yīng)力在滾動表面35或者滾動面10之下具有其最大值。此外，該增大的負(fù)荷和滾子25的應(yīng)力、幾何結(jié)構(gòu)、尤其半徑38和在部位36、37上的曲率半徑39、40和滾子 25或凸輪9的彈性模量有關(guān)。為了在高壓泵1的壽命期間可靠的運(yùn)行，增大的應(yīng)力應(yīng)不超過為構(gòu)件25、9應(yīng)用的材料或者這些材料的允許的滾動強(qiáng)度。在此，該增大的應(yīng)力作用越強(qiáng)烈，滾子25的半徑38或者凸輪9的曲率半徑39就越小。由此構(gòu)件25J9被更強(qiáng)烈地加載， 該構(gòu)件具有更小的半徑38或者曲率半徑39.以有利的方式，用于兩個(gè)構(gòu)件9、25的重要的臨界應(yīng)力被設(shè)計(jì)重要地相對于允許的滾動應(yīng)力相同。對于可行的設(shè)計(jì)的例子在下面進(jìn)一步描述。如果滾子25的半徑38被設(shè)定小于凸輪9的曲率半徑39，那么滾子材料的彈性模量以有利的方式小于凸輪材料的彈性模量，滾子25至少在其滾動表面35的區(qū)域中由滾子材料構(gòu)成，凸輪9至少在其滾動面10的區(qū)域中由凸輪材料構(gòu)成。在這種情況下，滾子也可至少具有一個(gè)孔41。這樣的一個(gè)孔41尤其在其滾動表面35上實(shí)現(xiàn)滾子25的剛性減小。 該孔41優(yōu)選成型為軸向的或者同軸的孔41。在該實(shí)施例中，孔41構(gòu)造為軸向的孔，該軸向的孔沿著滾子25的旋轉(zhuǎn)軸線32延伸。該孔41在該實(shí)施例中構(gòu)造為通孔41。該孔41從滾子25的一側(cè)42延伸直至滾子25的另一側(cè)43，該另一側(cè)與該側(cè)42背離。在滾子25的半徑38小于凸輪9在滾動面10的部位36上的曲率半徑39的情況下，也有利的是，滾子25在其滾動表面35上的壓力固有應(yīng)力升高。在此，滾子25在其滾動表面35的區(qū)域中被加工。特別可對滾動表面35表面硬化、對滾動表面35噴丸清理、對滾動表面35滾壓、對滾動表面35滲氮或者也可對滾動表面35氮碳共滲。由此滾子25的、尤其滾子25的滾動表面35的滾動強(qiáng)度通過在滾動表面35上施加壓力固有應(yīng)力而提升。在滾子25的半徑38大于凸輪9的曲率半徑39的情況下，有利的是，滾子材料的彈性模量大于凸輪材料的彈性模量，滾子25由滾子材料構(gòu)成，凸輪9至少在其滾動面10上由凸輪材料構(gòu)成。由此可負(fù)荷補(bǔ)償，以便獲得既用于滾子25又用于凸輪9的、相同的或者至少可比較的負(fù)荷。也可對凸輪9加工尤其表面加工。這可相應(yīng)于滾子25的滾動表面35 的表面加工而實(shí)施。在滾子25的半徑38和凸輪9在滾動面10的部位36上的曲率半徑39至少近似相同大小的情況下，有利的是，滾子25的滾子材料和凸輪9的凸輪材料分別具有至少近似相同大小的彈性模量、至少近似相同大小的滾動強(qiáng)度和/或至少近似相同大小的橫向延伸系數(shù)。由此在部位36、37的區(qū)域中對于滾子25和凸輪9可實(shí)現(xiàn)由可比較的或者相同的材料制成可比較的幾何結(jié)構(gòu)和一配對件。由此可獲得相同的或者至少可比較的應(yīng)力。在此，滾子25的半徑38和凸輪9的曲率半徑39的差別優(yōu)選小于5%。本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.高壓泵(1)，尤其用于壓縮空氣的、自動點(diǎn)火的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置的徑向柱塞泵或者曲軸式柱塞泵，具有至少一個(gè)泵組件(1 和一驅(qū)動軸(6)，該驅(qū)動軸具有至少一個(gè)配置給所述泵組件(1 的凸輪(9)，其中，所述泵組件(1 具有一滾子(25)，該滾子具有一滾動表面(35)，并且其中，所述滾子0 設(shè)置在所述凸輪(9)的滾動面(10)上，其特征在于，所述滾子0 的在所述滾子0 的所述滾動表面(3 上的滾動受力性和所述凸輪 (9)的在所述凸輪(9)的所述滾動面(10)上的滾動受力性被至少近似相同大小地預(yù)給定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓泵，其特征在于，所述滾子05)的半徑(38)小于所述凸輪 (9)在所述滾動面(10)的一部位(36)上的曲率半徑(39)，所述滾子0 在所述泵組件 (13)的上止點(diǎn)中貼靠該部位，并且滾子材料的彈性模量小于凸輪材料的彈性模量，所述滾子0 至少在其滾動表面(3 上由該滾子材料構(gòu)成，所述凸輪(9)至少在其滾動面(10) 上由該凸輪材料構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的高壓泵，其特征在于，所述滾子05)的半徑(38)小于所述凸輪(9)在所述滾動面(10)的一部位(36)上的曲率半徑(39)，所述滾子05)在所述泵組件 (13)的上止點(diǎn)中貼靠該部位，并且所述滾子05)具有至少一個(gè)孔(41)，該至少一個(gè)孔至少部分地在所述滾子05)的旋轉(zhuǎn)軸線(32)的方向上延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的高壓泵，其特征在于，所述孔關(guān)于所述滾子05)的所述旋轉(zhuǎn)軸線(32)至少基本上構(gòu)造為軸向的或者至少基本上同軸的孔Gl)和/或該孔Gl)構(gòu)造為通孔(41)，該通孔從所述滾子(25)的一側(cè)(42)延伸至所述滾子(25)的另一側(cè)(43) 0
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的高壓泵，其特征在于，所述滾子05)的半徑小于所述凸輪(9)在所述滾動面(10)的一部位(36)上的曲率半徑(39)，所述滾子0 在所述泵組件 (13)的上止點(diǎn)中貼靠該部位，并且所述滾子0 在其滾動表面(3 上的至少壓力固有應(yīng)力升高。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的高壓泵，其特征在于，所述滾子0 的滾動表面(3 被表面硬化和/或噴丸清理和/或滾壓和/或滲氮和/或氮碳共滲。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓泵，其特征在于，所述滾子05)的半徑(38)大于所述凸輪 (9)在所述滾動面(10)的一部位上的曲率半徑(39)，所述滾子0 在所述泵組件(13)的上止點(diǎn)中貼靠該部位，并且滾子材料的彈性模量大于凸輪材料的彈性模量，所述滾子05) 至少在其滾動表面(3 上由滾子材料構(gòu)成，所述凸輪(9)至少在其滾動面(10)上由該凸輪材料構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的高壓泵，其特征在于，所述凸輪(9)的在其滾動面(10)上的至少壓力固有應(yīng)力升高。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的高壓泵，其特征在于，滾子材料的彈性模量和/或滾動強(qiáng)度和/或橫向延伸系數(shù)和凸輪材料的彈性模量和/或滾動強(qiáng)度和/或橫向延伸系數(shù)被分別至少近似相同大小地預(yù)給定并且所述滾子0 的半徑(38)和所述凸輪(9)在所述滾動面(10)的一部位(36)的區(qū)域中的曲率半徑(39)被至少近似相同大小地預(yù)給定，所述滾子0 至少在其滾動表面(3 上由該滾子材料構(gòu)成，所述凸輪(9)至少在其滾動面(10)上由該凸輪材料構(gòu)成，所述滾子0 在所述泵組件(1 的上止點(diǎn)中貼靠該部位。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的高壓泵，其特征在于，所述滾子0 的半徑(38)和所述凸輪(9) 在所述滾動面(10)的所述部位(36)上的曲率半徑(39)相互偏離小于5%，所述滾子05)在所述泵組件(1 的上止點(diǎn)中貼靠該部位。
全文摘要
高壓泵(1)，其尤其用作壓縮空氣的、自動點(diǎn)火的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置的徑向柱塞泵或者曲軸式柱塞泵，該高壓泵具有至少一個(gè)泵組件(13)和一驅(qū)動軸(6)，該驅(qū)動軸具有一個(gè)配置給所述泵組件(13)的凸輪(9)。其中，所述泵組件(13)具有一滾子(25)，該滾子用其滾動表面(35)在所述凸輪(9)的滾動面(10)上滾動。所述滾子(25)的在所述滾子(25)的所述滾動表面(35)上的滾動受力性和所述凸輪(9)的在所述凸輪(9)的所述滾動面(10)上的滾動受力性被相同大小地預(yù)給定。在所述凸輪(9)和所述滾子(25)在運(yùn)行中的高動態(tài)的應(yīng)力下，由此得到用于兩個(gè)構(gòu)件(9，25)的重要的臨界應(yīng)力，該臨界應(yīng)力對于兩個(gè)構(gòu)件(9，25)同等重要。
文檔編號F02M59/44GK102422011SQ201080021222
公開日2012年4月18日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月13日
發(fā)明者A·杜特 申請人:羅伯特·博世有限公司