本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的活塞式燃料泵。

背景技術(shù)：

由市場(chǎng)公知內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)，在這些燃料系統(tǒng)中借助機(jī)械驅(qū)動(dòng)的活塞式燃料泵在高壓下將燃料從燃料箱輸送到燃料軌中并在那里通過(guò)噴射器達(dá)到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中。

例如在由DE 10 2004 063 074 A1中公知的活塞式燃料泵中設(shè)置有可移動(dòng)支承的泵活塞，該泵活塞在活塞式燃料泵的輸送腔中壓縮燃料。泵活塞在活塞襯套中通過(guò)緊密配合而滑動(dòng)地并且具有小的密封縫隙地被導(dǎo)向。為了通過(guò)縫隙密封件支撐和密封，活塞襯套必須具有一定的長(zhǎng)度并在必要時(shí)必須接收大的橫向力。因此，活塞襯套通常由鋼制成。此外，由于公差要求高而使用所謂的“活塞對(duì)”，即每個(gè)泵殼體配屬給一個(gè)確定的活塞。另外，必須費(fèi)事地珩磨泵殼體中的缸。因此存在對(duì)制造不那么費(fèi)事的燃料活塞泵的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所基于的問(wèn)題通過(guò)具有權(quán)利要求1特征的燃料活塞泵解決。本發(fā)明的有利擴(kuò)展方案在從屬權(quán)利要求中提到。另外，其他對(duì)于本發(fā)明重要的特征包含在后面的描述中和在附圖中。

根據(jù)本發(fā)明的活塞式燃料泵的優(yōu)點(diǎn)在于，不再?gòu)?qiáng)制需要活塞襯套和活塞在活塞襯套中的相應(yīng)的高精度配合，因此可以明顯節(jié)約成本。取而代之地，活塞式燃料泵具有布置在泵活塞周緣上的密封件，該密封件本身具有至少一個(gè)沿軸向方向指向的瘤狀部。

瘤狀部當(dāng)前理解為駝峰狀的突起，例如帶有圓形底面。例如球形和圓錐形的形狀是可能的。其他形狀也是可能的。瘤狀部以它與底面對(duì)置的端部區(qū)域指向軸向方向，即，尤其在泵缸中沿著或逆著泵活塞的運(yùn)動(dòng)方向指向。

特別優(yōu)選，至少一個(gè)瘤狀部構(gòu)造為在密封件的其他區(qū)域凹形構(gòu)造的周圍中局部凸形構(gòu)造的區(qū)域。特別優(yōu)選，至少一個(gè)瘤狀部在密封件上一體式地成形。

燃料活塞泵尤其是具有泵殼體的泵，在該泵殼體中構(gòu)造有由泵活塞限界的工作室。燃料的壓縮尤其在該工作室中進(jìn)行，尤其通過(guò)泵活塞使工作室縮小的軸向運(yùn)動(dòng)。尤其實(shí)現(xiàn)在工作室中將燃料壓縮到高壓力水平，例如到100bar至600bar。

根據(jù)本發(fā)明的密封件尤其構(gòu)造在泵的工作室和低壓區(qū)域之間。低壓區(qū)域中的壓力比泵工作室中生成的高壓力水平小。低壓區(qū)域中的壓力水平例如可為3bar至10bar，并且通過(guò)獨(dú)立的前級(jí)泵生成。

工作室尤其經(jīng)由排出閥與泵出口連接，并且尤其經(jīng)由可電操控的進(jìn)入閥與泵入口連接。可電操控的進(jìn)入閥尤其可以構(gòu)造為量控制閥。可選地，還可附加地在泵入口和工作室之間設(shè)置一個(gè)減振裝置，用于阻尼泵的低壓區(qū)域中的脈沖。

用于阻尼低壓區(qū)域中的脈沖的減振裝置例如可包括被圍在兩個(gè)膜片之間的氣體體積，關(guān)于所述減振裝置的細(xì)節(jié)可如在DE10327408A1中示出的那樣構(gòu)造。

可設(shè)置有布置在泵出口和工作室之間的、與排出閥反向平行布置的另一閥，并且該另一閥尤其可作為用于可與泵連接的高壓蓄能器的限壓閥起作用。

排出閥和/或進(jìn)入閥和/或限壓閥優(yōu)選相對(duì)泵殼體位置固定且就此而言也相對(duì)泵缸位置固定。就此而言，尤其不考慮這些部件固定在泵活塞上。這產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)在于，泵活塞的質(zhì)量小，從而改善泵的動(dòng)態(tài)性和靈活性。

優(yōu)選，替代地或附加地，泵活塞構(gòu)造為實(shí)心體，使得其在噴射燃料時(shí)、尤其是在汽油直噴時(shí)可承受起作用的高壓而不變形。就此而言，泵活塞在縱向方向上的可通流性不予考慮。

工作室、排出閥和調(diào)壓閥相互的以及在泵體中的布置的其他細(xì)節(jié)例如可如在DE102004013307A1中示出的那樣構(gòu)造。

泵缸可構(gòu)造在固定于泵體中的襯套中。替代地，泵缸也可直接設(shè)置在泵體中。

泵體、泵活塞、泵缸和/或所有與燃料有接觸的泵部件優(yōu)選僅由鋼和塑料制成，從而還得到相對(duì)于含乙醇的燃料和/或其他腐蝕性燃料的高耐受性。

尤其設(shè)置為，密封件在軸向方向上貼靠在泵活塞上。但在此要注意，在實(shí)踐中構(gòu)件公差和安裝公差是不可避免的，使得密封件和靠近它布置的組件在必要時(shí)稍微偏離它們的規(guī)定位置地布置。尤其在將高強(qiáng)度或低彈性的材料用于密封件或活塞的情況下會(huì)導(dǎo)致在密封件區(qū)域中出現(xiàn)的力可能與本來(lái)設(shè)置的力有偏差。

相比于沒(méi)有瘤狀部的密封件，根據(jù)本發(fā)明的、沿軸向方向指向的瘤狀部的設(shè)置減小了密封件的貼靠面積，尤其當(dāng)密封件通過(guò)瘤狀部軸向貼靠在泵活塞上或在泵活塞上固定的或在泵活塞上成形的組件上時(shí)。構(gòu)件公差和安裝公差可以以這種方式通過(guò)瘤狀部在軸向方向上相應(yīng)的變形來(lái)補(bǔ)償，而不會(huì)在密封件區(qū)域中產(chǎn)生過(guò)大的力。

本發(fā)明的擴(kuò)展方案設(shè)置為，密封件通過(guò)活塞和/或在活塞上甚至軸向地承受預(yù)緊力。密封件尤其可以沿軸向方向被壓緊地布置在活塞的周緣上。通過(guò)上述措施，即使在出現(xiàn)構(gòu)件公差和安裝公差的情況下，也可以更準(zhǔn)確保持所希望的預(yù)緊力。

本發(fā)明的擴(kuò)展方案設(shè)置為，至少一個(gè)瘤狀部包括多個(gè)瘤狀部。所述多個(gè)瘤狀部可以全部沿相同的軸向方向指向。也可以設(shè)置有多個(gè)瘤狀部，其中一些瘤狀部、例如一半瘤狀部沿一個(gè)軸向方向指向，并且其余的瘤狀部、例如另一半瘤狀部沿其他軸向方向指向。例如可以設(shè)置至少3個(gè)瘤狀部，這些瘤狀部沿相同的軸向方向指向。

通過(guò)多數(shù)n個(gè)沿相同軸向方向指向的瘤狀部的設(shè)置，可以特別有效地補(bǔ)償構(gòu)件公差和安裝公差。這是特別適用的，當(dāng)瘤狀部沿圓周方向均勻地布置在密封件上，例如布置在假想圓周線上時(shí)。這里所述n個(gè)瘤狀部可以以360°/n的圓周角度相互間隔開(kāi)。

瘤狀部的尺寸確定根據(jù)它們的功能進(jìn)行。這里對(duì)于在軸向方向上的延伸處于密封件軸向延伸的3％到20％范圍內(nèi)和/或在徑向方向上的延伸處于密封件徑向延伸的3％到10％范圍內(nèi)的瘤狀部?jī)?yōu)選的是，設(shè)置3到9個(gè)沿軸向方向指向的瘤狀部。

本發(fā)明的擴(kuò)展方案設(shè)置為，密封件通過(guò)至少一個(gè)瘤狀部軸向貼靠在推放到泵活塞上的罩上，尤其在應(yīng)力下軸向地貼靠。

優(yōu)選，罩雖然軸向地貼靠在瘤狀部上，但該罩在軸向方向上的變形小于相對(duì)應(yīng)的瘤狀部的軸向延伸。此外，罩僅貼靠在密封件上的瘤狀部上，但沒(méi)有貼靠在瘤狀部旁邊或處于瘤狀部之間的區(qū)域(從圓周方向看)上。

罩例如可以杯形或套筒形地構(gòu)造。該罩優(yōu)選由鋼構(gòu)成并且/或者是深拉件。

替代地或附加地，密封件可以尤其通過(guò)至少一個(gè)瘤狀部軸向貼靠在構(gòu)造在泵活塞上的軸肩上，尤其在應(yīng)力下軸向地貼靠。

替代地或補(bǔ)充地，密封件也可以尤其通過(guò)至少一個(gè)瘤狀部貼靠在固定在泵活塞上的組件上，尤其在應(yīng)力下貼靠，例如貼靠在固定在活塞的槽中的卡緊環(huán)上。

附圖說(shuō)明

接下來(lái)參考附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明的實(shí)施例。

在附圖中示出：

圖1內(nèi)燃機(jī)燃料系統(tǒng)的具有根據(jù)本發(fā)明的活塞式燃料泵的截面的示意性視圖；

圖2根據(jù)圖1的活塞式燃料泵的截面的放大剖視圖；

圖3活塞式燃料泵的替代實(shí)施方式；

圖4活塞式燃料泵的另一種替代實(shí)施方式；

圖5和6沿軸向從上方以及下方示出密封件；

圖7放大地示出密封件的軸向端部區(qū)域。

具體實(shí)施方式

在圖1中，內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)整體由參考標(biāo)記10表示。該燃料系統(tǒng)包括燃料箱12，電動(dòng)的預(yù)輸送泵14將燃料從該燃料箱輸送到低壓管路16。低壓管路通向呈活塞式燃料泵18形式的高壓泵。高壓管路20從該高壓泵通向燃料軌22。在該燃料軌22上附接有多個(gè)噴射器24，該噴射器將燃料直接噴入到分別配屬給它們的燃燒室(未示出)中。

活塞式燃料泵18包括一個(gè)僅局部示出的泵殼體26，泵活塞28在該泵殼體中可移動(dòng)地被導(dǎo)向或被支承。該泵活塞可被未示出的凸輪驅(qū)動(dòng)裝置置入到往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，該往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)在側(cè)面繪出的雙向箭頭30表示。泵活塞28被螺旋彈簧32加載到在圖1中位于下方的死點(diǎn)中。泵活塞28和泵殼體26限界輸送室34。輸送室34可通過(guò)進(jìn)入閥36與低壓管路16連接。另外，輸送室34可通過(guò)排出閥38與高壓管路20連接。

進(jìn)入閥36和排出閥38都實(shí)施為止回閥。此處未示出但也可能的是，進(jìn)入閥36實(shí)施為量控制閥。在這種量控制閥的情況下，可在泵活塞28的輸送行程期間強(qiáng)制打開(kāi)進(jìn)入閥36，使得燃料并不被輸送到燃料軌22中，而是被輸送回低壓管路16中。由此可以調(diào)節(jié)從活塞式燃料泵18輸送到燃料軌22中的燃料量。

泵活塞28在泵缸40中被導(dǎo)向，該泵缸40就此而言是泵殼體26的部分。泵活塞28在面向輸送室34的端部處具有在圖1中位于上方的端部區(qū)段42。在該上端部區(qū)段42的周圍，泵活塞28還具有圓環(huán)式凸肩44，該凸肩呈在徑向上伸出的、環(huán)繞的凸緣形式。密封件46貼靠在泵活塞28上或者說(shuō)貼靠在凸肩44上。

泵活塞28在它背離輸送室34的端部處還具有在圖1中位于下方的端部區(qū)段52。在該下端部區(qū)段52的周圍，導(dǎo)向套筒54固定地布置在泵殼體26上。在導(dǎo)向套筒54和泵殼體26之間，在槽58中布置有O形環(huán)密封件56。導(dǎo)向套筒54具有缸形區(qū)段60，該缸形區(qū)段與泵活塞28同軸地延伸，并且螺旋彈簧32通過(guò)該缸形區(qū)段被引導(dǎo)。螺旋彈簧32沿活塞縱向軸線62至少區(qū)段地沉入到導(dǎo)向套筒54的彈簧接收槽64中，螺旋彈簧在那里貼靠著導(dǎo)向套筒54軸向地支承。

導(dǎo)向套筒54在內(nèi)部還具有圓柱形接收區(qū)段66，該接收區(qū)段基本上通過(guò)缸形區(qū)段60的內(nèi)周壁形成。在該接收區(qū)段66中，環(huán)形密封件68相對(duì)于泵殼體26位置固定地布置，其中，密封件68具有H形橫截面。在缸形區(qū)段的突出的端部處徑向向內(nèi)延伸的凸緣區(qū)段70中還同樣相對(duì)于泵殼體26位置固定地布置有導(dǎo)向元件72。由此從泵活塞28的軸向方向上看與密封件46明顯隔開(kāi)間距的導(dǎo)向元件72與密封件46一起提供泵活塞28的導(dǎo)向或兩點(diǎn)支承。

密封件46區(qū)域的構(gòu)型和該密封件的裝配當(dāng)特別重要。因此，在這方面參照后面的附圖2-7詳細(xì)說(shuō)明。

圖2示出活塞式燃料泵18的密封件46區(qū)域。在圖2中位于下方的區(qū)域中，密封件46以這樣的程度被推放到泵活塞28的凸肩44上，使得該密封件在構(gòu)造于該密封件上的肩部469軸向地貼靠在凸肩44上。尤其密封件46的存在于凸肩44外殼面徑向外部的材料區(qū)域形成支承或?qū)騾^(qū)域48，通過(guò)該支承或?qū)騾^(qū)域，泵活塞28在泵缸40中滑動(dòng)地被導(dǎo)向并且徑向地被支承。

導(dǎo)向區(qū)域48相對(duì)于泵缸40內(nèi)周壁具有在圖中不能識(shí)別的、約2/100mm的間距。在軸向方向上，即沿活塞縱向軸線62，構(gòu)造為密封唇467的密封區(qū)域50接著導(dǎo)向區(qū)域48向輸送室34延伸。此處密封唇467作為在導(dǎo)向區(qū)域48上成型的并且徑向向外彈性預(yù)緊的管區(qū)段基本上與泵活塞28同軸地延伸。密封唇467貼靠在泵缸40的內(nèi)周壁上。導(dǎo)向區(qū)域48和密封區(qū)域50在本實(shí)施例中一體式地構(gòu)造。

罩101在軸向上被推放到泵活塞28上，該罩在密封唇467的徑向內(nèi)部并且在肩部469的工作室側(cè)與密封件46貼靠。罩101通過(guò)徑向擠壓固定在泵活塞28上，并且將軸向作用力施加到密封件46上。因此，布置在罩101與泵活塞28的凸肩44之間的密封件46處于軸向預(yù)緊力下。

在本實(shí)施例中，罩101構(gòu)造為套筒101a，即它具有兩側(cè)開(kāi)放的環(huán)或管區(qū)段的構(gòu)型。套筒101a完全推放到泵活塞28上，并與泵活塞28在工作室側(cè)齊平地終止。替代地，進(jìn)一步將套筒101a推放到泵活塞28上或者說(shuō)套筒101a在工作室側(cè)凸出在原則上是可能的并且在必要時(shí)可用。

罩101構(gòu)造為套筒101a的替代方案在圖3中示出。在此，罩構(gòu)造為杯101b。杯101b具有杯底和杯壁，并且以其開(kāi)放的端部朝前地推放到泵活塞28上。

在圖3所示實(shí)施例中，杯101b被完全推放到泵活塞28上。就此而言，該杯的底部貼靠在活塞的端側(cè)上。

在該實(shí)施例中，杯底在圖3的截平面中具有小孔300，在杯101b推放到泵活塞28上時(shí)空氣可通過(guò)小孔從杯排出。

罩101可以基本上、尤其是在作為套筒101a或者作為杯101b的實(shí)施方式中制造為例如鋼制的深拉件。罩101優(yōu)選由其熱膨脹系數(shù)與泵活塞28的熱膨脹系數(shù)相同或相近的材料構(gòu)成。罩101例如可以由與泵活塞28相同的材料構(gòu)成。此外，罩101例如可實(shí)施成壁厚為1mm。

在上述實(shí)施例中，密封件46在軸向上構(gòu)造在罩101與在泵活塞28上一體式地構(gòu)造的凸肩44之間。原則上，一體性不是強(qiáng)制需要的。以通過(guò)嵌入泵活塞28的槽中的卡鎖環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)凸肩44的方式可實(shí)現(xiàn)制造技術(shù)上的簡(jiǎn)化。

圖4示出另一種與此有關(guān)的解決方案：在此，帽形保持元件102以它的開(kāi)口朝前地被推到泵活塞28的位于工作室側(cè)的端部的上方。保持元件102的底部102a在此在軸向上貼靠在泵活塞28的端側(cè)上，保持元件102的側(cè)壁102c在徑向上貼靠在泵活塞28上。保持元件102的與該保持元件102的底部102a軸向?qū)χ玫拿边?02b徑向張開(kāi)，就此而言形成凸肩44。

如圖2和3所示的實(shí)施例那樣，密封件46貼靠在就此而言功能相同的凸肩44上。

在該實(shí)施例中，泵活塞28沿著它的整個(gè)長(zhǎng)度具有一致的直徑。以該方式可實(shí)現(xiàn)借助貫穿磨削(即通過(guò)位置固定的砂輪)對(duì)泵活塞28進(jìn)行特別簡(jiǎn)單且成本有利的制造或加工。

在圖2、3和4所示的實(shí)施例中設(shè)置，密封件46具有沿軸向方向指向的、一體式成型的至少一個(gè)瘤狀部461，并且密封件46通過(guò)至少一個(gè)瘤狀部461軸向地貼靠。在這些實(shí)施例中，密封件46例如甚至分別具有多個(gè)指向工作室34方向的瘤狀部461，密封件46通過(guò)這些瘤狀部貼靠在罩101上并由此軸向預(yù)緊。瘤狀部461在該實(shí)施例中具有半球形構(gòu)型。替代地，這些瘤狀部也可以為錐形或截錐形。瘤狀部461的直徑例如為約0.6mm，為密封件46直徑的約10％，高度為約0.3mm，為密封件46高度的約10％。

盡管瘤狀部461在應(yīng)力下貼靠到罩101上，但所產(chǎn)生的瘤狀部461變形相對(duì)較小，小到罩101不會(huì)貼靠到在周向上位于瘤狀部461之間的密封件46區(qū)域上。

密封件46在圖5中以相對(duì)于圖2、3和4從上方看的俯視圖示出。可以看到，共計(jì)8個(gè)一體式地成型到密封件46上的瘤狀部461指向工作室34的方向，這些瘤狀部布置在環(huán)繞活塞軸線62的假想圓環(huán)上，并在周向上分別相互隔開(kāi)45°。

當(dāng)然，替代地或附加地，瘤狀部461也可構(gòu)造在密封件46的在軸向上對(duì)置的側(cè)面上、構(gòu)造在凸肩44上，而其余保持不變。

在這些實(shí)施例中，密封件46由纖維增強(qiáng)的熱塑性材料PEEK 150CA30或PA66CF20構(gòu)成并且借助注塑制成。通過(guò)后面闡述的注塑工藝、尤其是注射點(diǎn)462和排氣點(diǎn)463的布置，可以實(shí)現(xiàn)纖維的無(wú)序取向。

在此，注塑通過(guò)注射點(diǎn)462進(jìn)行，該注射點(diǎn)在圖5中可見(jiàn)、與瘤狀部461位于一個(gè)共同的假想圓周線上并在周向上相互隔開(kāi)90°。注射點(diǎn)462在制成的產(chǎn)品上例如顯示為小的、環(huán)形或鐮刀形的飛邊或顯示為小凸點(diǎn)。注射點(diǎn)的直徑為0.9mm或者不大于0.9mm。

此外，注塑通過(guò)排氣點(diǎn)463進(jìn)行，該排氣點(diǎn)布置在密封件46的在軸向上對(duì)置的側(cè)面上，在圖2、3和4中布置在下面。它們?cè)趫D6中可見(jiàn)。當(dāng)前設(shè)置有8個(gè)排氣點(diǎn)463，這些排氣點(diǎn)位于假想的圓周線上并在周向上相互間隔45°。排氣孔463直徑為0.7mm或不大于0.7mm，并在制成的產(chǎn)品中顯示為小空穴。

可設(shè)置為，注射點(diǎn)462和排氣點(diǎn)463始終在周向上相互錯(cuò)開(kāi)地布置。以這種方式實(shí)現(xiàn)液化的注塑材料在注塑模具中更好的混勻，并且避免纖維的有指向的取向和避免密封件46的各向異性的材料特性。

密封件46的軸向端部區(qū)域464當(dāng)前在工作室側(cè)構(gòu)造在密封唇467上。密封件46的相應(yīng)進(jìn)一步放大的局部在圖7中示出。

設(shè)置為，密封件46的位于徑向外部的、與泵缸40的內(nèi)表面對(duì)置的面在密封件46的軸向端部區(qū)域464中相對(duì)于泵缸40的內(nèi)壁成10°至60°的角度α地徑向向內(nèi)傾斜。這導(dǎo)致或替代地設(shè)置：泵缸40和泵活塞28之間在軸向上的、尤其是朝工作室34的方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)有利于從泵缸28朝徑向向內(nèi)指向的方向升起密封件46。在這種情況下，在密封件46和泵缸40之間形成一種由燃料構(gòu)成的液態(tài)薄膜，該液態(tài)薄膜在微量泄漏的情況下極大地阻止活塞式燃料泵18磨損。

為了該目的，在密封件467上一體式地成型向外指向的環(huán)繞橋接部468，該橋接部在沿縱向的橫截面中具有大致呈等腰三角形的形狀，其中兩個(gè)對(duì)置的銳角指向軸向方向，第三個(gè)鈍角(靜態(tài)地)貼靠在泵缸40上。設(shè)置為，僅該橋接部(靜態(tài)地)貼靠在泵缸40上，而此外密封件46或密封唇467與泵缸40隔開(kāi)縫隙?？p隙的寬度s例如為20μm。在如上的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況下也還設(shè)置橋接部468從泵缸40升起。