技术领域
[0001] 本
发明涉及一种用于选择性地提供
流体连通路径的方法和设备，所述路径允许
润滑剂流至两个运动部件之间的预定
位置。特别地但不仅仅是，本发明涉及一种
柱塞和挺杆装置。弹性
弹簧基座用于在柱塞运动循环的特定点处短距离分离柱塞和挺杆。暂时分离允许润滑剂从周围区域流到所述柱塞与挺杆之间形成的空间。
背景技术
[0002] 在已知的
泵组件中，经常称为中间驱动构件且经常为挺杆形式的中间元件将来自
凸轮机构的驱动传输到泵送柱塞。该泵送柱塞用来在泵送室加压流体，以传递到预
定位置。例如，流体可以是柴油
发动机的
燃料喷射系统的发动机燃料。
[0003] 挺杆用于减少施加到泵送柱塞的横向
力以便大体上泵送柱塞通过挺杆沿相应纵向轴线前后运动而被驱动往复运动。挺杆是众所周知的且一般是带有圆柱形
侧壁和固体基座的杯形元件。出口能够设于挺杆的侧壁和/或基座中，使得润滑流体能够从凸轮机构周围流到所述挺杆内的区域。这有助于确保液压力不抑制挺杆在壳体中的挺杆孔内的自由运动。因此，能够在高压力下操作的泵采用往复式柱塞做功于被泵送的流体上。在泵送冲程期间通过经由所述挺杆施加机械载荷到柱塞的相对端使得柱塞向前移动。在柱塞的运动循环的返回冲程上，柱塞通过称为
复位弹簧的弹簧而被保持靠着所述挺杆。
[0004] 在循环的泵送冲程期间，挺杆和柱塞之间的
接触载荷能够非常高，其中微小的横向力导致润滑故障和接触区处的侵蚀磨损。事实上，
现有技术系统的表面被连续地保持在一起以防止润滑流入所述柱塞的端部和所述挺杆的接触区域之间的接触区。这样使磨屑保留且这样能够随时间而进一步磨损并置表面。
专利申请DE1 0201 0041 002公开了如
权利要求1的前序中所述的设备。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于至少部分地减轻上述问题。
[0006] 本发明的具体
实施例的目的在于提供一种不时提供流体连通路径的方法和设备，沿着所述类型的流体连通路径，润滑剂能够在柱塞元件和中间元件的接触区域之间流动。
[0007] 本发明具体实施例的目的在于在所述柱塞运动循环期间
偏压所述柱塞在一个时间点或多于一个时间点上至少暂时地远离挺杆。
[0008] 本发明具体实施例的目的在于提供一种泵组件，其中润滑剂能够在中间元件例如挺杆的接触区域和柱塞元件的端部之间选择性流动，从而能够减小组成部件上的并置表面之间的侵蚀磨损和磨损率。
[0009] 本发明具体实施例的目的在于通过允许接触区域在每个载荷循环前采用新鲜的润滑剂冲刷来减少泵组件中的侵蚀磨损和磨损率。
[0010] 本发明具体实施例的目的在于当组成部件卸载时，选择性地使得在泵组件中的组成部件之间打开小间隙。
[0011] 本发明具体实施例的目的在于在泵组件中的柱塞元件和中间元件的相对表面之间提供
挤压薄膜。
[0012] 本发明具体实施例的目的在于提供一种在泵组件的柱塞元件和提供驱动到所述柱塞元件的中间元件之间润滑的方法。
[0013] 根据本发明的第一方面，提供一种用于选择性地在柱塞元件和驱动所述柱塞元件的中间元件的接触区域之间提供流体连通路径的设备，包括：长型柱塞元件，其包括第一端部区域；
中间元件，其包括接触区域，所述接触区域布置成选择性地邻接且由此促动所述柱塞元件的另一端部区域；以及
弹簧基座构件，其处于所述另一端部区域处，在所述柱塞元件的运动循环的一部分期间，所述弹簧基座构件偏压所述另一端部区域远离所述中间元件，从而在所述另一端部区域的邻接表面和所述接触区域之间提供流体连通路径。
[0014] 适当地，所述中间元件包括挺杆，所述挺杆被接收用于在泵组件的
泵壳体的壳体孔中往复滑动运动。
[0015] 适当地，所述挺杆在其圆柱形侧壁和/或基底壁中包括至少一个通孔，所述通孔提供了连接到所述流体连通路径的流体路径部分。
[0016] 适当地，在所述柱塞元件的返回循环末端处，所述流体连通路径在所述邻接表面和所述接触区域之间提供润滑流体。
[0017] 适当地，所述柱塞元件的第一端部区域可位于泵组件的泵头部的泵孔的封闭端部内；且所述中间元件进一步包括驱动表面，所述驱动表面能够由所述泵组件的凸轮或凸轮骑跨元件驱动，从而促动所述接触区域靠着所述邻接表面。
[0018] 适当地，所述设备进一步包括复位弹簧构件，所述复位弹簧构件促动所述弹簧基座元件的表面远离泵组件的泵头部。
[0019] 适当地，所述弹簧基座构件与所述柱塞元件一体形成，或者所述弹簧基座构件固定到所述柱塞元件以与其一起运动。
[0020] 根据本发明的第二方面，提供了一种泵组件，包括：泵壳体，其包括轴向延伸的开口以及从所述开口基本径向延伸的至少一个壳体孔；
至少一个中间元件，每一中间元件被接收用于在相应壳体孔内往复滑动运动，且包括内部室区域；
至少一个泵头部，其包括具有封闭端部的泵孔，且固定到所述泵壳体；
长型柱塞元件，其位于每一室区域中，在使用中经由相应的中间元件可驱动，且包括对由相应泵孔提供的泵室中的流体加压的第一端部区域以及另一端部区域；
凸轮和/或凸轮骑跨元件，其处于所述轴向延伸的开口中，且具有能够与凸轮
驱动轴协作的内表面以及能够与所述中间构件的驱动表面协作的外表面；以及
至少一个弹簧基座构件，每一弹簧基座构件处于相应的柱塞元件的另一端部区域处，在所述柱塞元件的运动循环的一部分期间，所述弹簧基座构件偏压所述另一端部区域远离所述中间元件的接触区域，从而在所述另一端部区域的邻接表面和所述接触区域之间提供流体连通路径。
[0021] 适当地，所述弹簧基座构件与所述柱塞元件一体形成，或者所述弹簧基座构件固定到所述柱塞元件以与其一起运动。
[0022] 根据本发明的第三方面，提供了一种在泵组件的柱塞元件和提供驱动到所述柱塞元件的中间元件之间润滑的方法，该方法包括以下步骤：通过在另一往复运动中选择性地促动中间元件的接触区域靠近所述柱塞元件的另一端部区域，相对于泵头部的泵孔的封闭端部在第一往复运动中驱动柱塞元件的第一端部区域；
经由在所述柱塞元件的另一端部区域处的弹簧基座构件，在所述柱塞元件的运动循环的一部分期间偏压所述柱塞元件远离所述中间元件；以及
随着所述另一端部区域被偏压远离所述中间元件，在所述另一端部区域的邻接表面和所述接触区域之间提供润滑流体。
[0023] 适当地，所述方法进一步包括：经由润滑流体在所述邻接表面和所述接触区域之间冷却和去除碎屑。
[0024] 适当地，所述方法进一步包括：经由润滑流体在所述邻接表面和所述接触区域之间提供挤压薄膜层。
[0025] 适当地，所述方法进一步包括：所述柱塞元件的每个循环中开启和闭合在所述邻接表面和所述接触区域之间的间隙。
[0026] 适当地，循环的所述部分包括所述泵孔中的流体膨胀的所述柱塞元件的返回循环的末端，并且所述第一往复运动进一步包括所述泵孔中的流体被压缩的泵循环部分。
[0027] 适当地，所述方法进一步包括：经由与所述柱塞元件一体形成的弹簧基座构件或经由固定到所述柱塞元件以与其一起运动的弹簧基座构件，偏压所述另一端部区域。
[0028] 本发明具体实施例提供的优点在于，在柱塞端部和例如挺杆的中间元件的接触区域之间提供了流体连通路径。这允许润滑剂被吸入到相对表面之间的区域中，并且允许其冷却、润滑和冲走碎屑。随着相对表面闭合到一起，这还提供了相对表面之间的挤压薄膜，以使所述表面比以其他方式利用现有已知系统将允许的表面保持分离更长时期。该更长时期减少了由驱动运动和/或随着往复泵送运动的部分引起的不可避免的横向运动产生的磨损。
[0029] 本发明具体实施例提供了一种用于减少侵蚀和磨损以及用于移除泵组件高压头部中的碎屑的方法。
附图说明
[0030] 参考附图，本发明的实施例现将仅以实例的方式在下文中描述，在这些附图中：图1示出了泵组件；
图2示出了泵头部、复位弹簧和挺杆；
图3示出了泵头部、复位弹簧和挺杆的另一视图；
图4示出了挺杆的内部室中的柱塞端部；和
图5示出了图4所示特征和弹簧基座构件。
[0031] 附图中同样的附图标记表示同样的部件。
具体实施方式
[0032] 图1示出了泵组件100。泵组件包括提供有轴向延伸的开口102的主泵壳体101。开口在进入图1所示页面的方向上延伸。具有旋
转轴线103的
凸轮轴线（未示出）驱动安装在开口中的偏心安装的凸轮104。
[0033] 主泵壳体101提供有第一、第二和第三径向延伸的开口或通孔105a、105b、105c，每个开口或通孔在其径向内端处与穿过壳体延伸的轴向延伸开口102连通。当然，其他数量的通孔能够根据本发明某些其他实施例被使用。每个壳体孔105a、105b、105c的径向外端接收相应的泵头部110a、110b、110c。每个泵头部基本上相同，因此下文将仅参考图1所示的在其他附图中描述和示出的上泵头部110a。
[0034] 图2更详细描述了泵头部110a的部分。泵头部包括基本上矩形本体的头部200。基本上圆柱形的中央区域从泵头部的底面区域201向下延伸。圆柱形延伸部分202包括基本上圆柱形的泵孔区域203。泵孔203具有封闭端部204，其中至少一个
阀205处于封闭端部。泵孔203也具有开口端部206，从而提供了泵头部延伸部分的开口。孔203设有泵室，泵室的空间通过孔的封闭端部204和柱塞211的第一端部210限定。柱塞是长型轴状构件，其在泵头部的圆柱形孔203内向前和向后滑动。随着柱塞的第一端部210的上端表面212在图2的箭头A所示方向上向上移动，泵室的容积减少。同样地，随着柱塞在沿着移动轴线与图2的箭头A所示方向相反的方向上移动，泵室的容积增大。
[0035] 基本环形的切口区域215居中设置在泵头部的下表面。这用来定位和固定复位弹簧221的第一端部220。复位弹簧保持挺杆在其松弛状态下远离泵头部，且在循环的泵冲程部分期间随着挺杆朝泵头部促动而被压缩。在泵头部下的区域215还提供了用于杯状挺杆231的上圆形表面230的间隙。柱塞孔的封闭端部从而与柱塞的外端部表面一起限定了泵室，燃料在相对低压力下可被输送进入泵室，且在凸轮或位于凸轮上的骑跨件旋转时，随着柱塞被驱动执行泵送冲程，在泵室中的燃料被加压到适合喷射的相对高的
水平。
[0036] 挺杆231是基本上中空本体，其具有从基本上圆形基底233的圆周区域延伸的圆柱形侧壁232。基底和侧壁一体形成。侧壁232的边沿形成圆形表面，该圆形表面在泵送期间朝泵头部被向上促动。基底233提供了内部室240的封闭端部，内部室限定在挺杆内。一个或多个通孔250绕挺杆的侧壁圆周形成，使流体能够从围绕该挺杆本体的外部区域流到室240内的内部区域。通孔可以是圆形或教堂窗
风格等等。
[0037] 弹簧基座260位于柱塞211的另一端部261。如图2中所示的弹簧基座260通过
过盈配合固定到柱塞端部，然而将意识到，弹簧基座可替换为和轴状柱塞本体一体形成或能够通过其他方式与其固定。弹簧基座和柱塞作为一个单元一起移动。弹簧基座的上表面262安放复位弹簧的更下端部263。
[0038] 如图1所示，驱动轴与凸轮104以及如图1所示的可选的且协作的基本管状凸轮骑跨件协作，该凸轮骑跨件与凸轮共轴延伸。凸轮骑跨件的外表面上提供有称为平顶的第一、第二和第三平坦表面。对于相应的一个柱塞，每一平顶和挺杆231的底部表面协作。随着挺杆可操作地联接到柱塞，轴的旋转使凸轮骑跨件骑跨在凸轮表面上从而将驱动施加到挺杆和柱塞两者。随着挺杆231被驱动，允许在挺杆基底的下表面270和骑跨件的平顶之间一定程度上的横向滑动运动。可选地，滑动件面可以提供用于促进这样的滑动运动。如燃料或类似物的润滑流体被提供在挺杆在其中滑动的壳体的开口102和孔105中，以限制由于摩擦引起的磨损。
[0039] 随着凸轮被驱动，挺杆被引起在开口105内往复运动且柱塞被引起在柱塞孔203内往复运动。从而在壳体孔内存在挺杆的第一往复运动且在泵孔内存在柱塞的另一往复运动。
[0040] 挺杆和柱塞因而一起被驱动使柱塞执行包括泵送冲程的泵送循环，在该泵送冲程期间，挺杆和柱塞从中央凸轮轴径向向外（即，朝向相应泵头部）被驱动，这减少了泵室203内的容积。在该泵送冲程期间，泵送柱塞在其柱塞孔内向内被驱动，且在泵室内的燃料被加压到高水平。在随后的柱塞返回冲程期间，挺杆和柱塞在径向向内的方向上（即，朝向壳体中央和远离泵头部）被促动。该返回运动借助于复位弹簧的弹性特性引起从而偏压挺杆远离泵头部。在柱塞及其相应挺杆的返回冲程期间，柱塞从柱塞孔向外被促动，且在相对低的压力下的燃料可被允许经由阀来填充相关联的泵室。
[0041] 提供柱塞复位弹簧由此用来促动柱塞执行其返回冲程且额外确保在泵送循环期间在挺杆和凸轮骑跨件的平顶之间保持接触。挺杆和柱塞进行周期性正弦运动并在期望的
频率处被驱动。适当地，最大频率约为130Hz。适当地，最大频率约为120Hz。挺杆具有在下死点和上死点之间的行程。适当地，行程约为15毫米或更小。适当地，行程约为10毫米或更小。挺杆充当提供驱动的凸轮和/或凸轮骑跨件和由泵头部提供的在泵孔内以往复方式被驱动的柱塞之间的中间元件。
[0042] 图3更详细地描述了在图2所示的泵头部、挺杆和复位弹簧。特别地，图3有助于阐明在挺杆的径向最内端区域处如何形成教堂窗式开口250。图3示出了四个开口，然而将意识到，根据本发明某些其他实施例可以是其他形状和数目的开口。这些开口通过从挺杆的圆柱形侧壁和基底
切除区域300而形成。图3同样有助于说明泵头如何在形状上大致为矩形，然而将意识到，根据本发明某些其他实施例可以是其他形状和配置。泵头部可经由
螺栓或在使用中延伸穿过泵头部中的孔隙301的其他这样的固定机构固定到泵壳体101。如图3所示，挺杆从而提供了包括复位弹簧的端部的内部室。复位弹簧的另一端部在其上端部处固定到泵头部110。
[0043] 图4描述了柱塞如何延伸穿过泵孔的开口端部206进入限定在挺杆内的室240。柱塞211的下端部具有大致圆形的邻接表面端部400。其邻接挺杆基底的面向上的表面402上的中央接触区域401。如图4所示，中央接触区域401可相对于挺杆的基底的上表面402的周围区域略微凸起。
[0044] 弹簧基座260是由弹性材料形成的大致圆形的环状本体。适当地，弹簧基座由硬化
钢制成。弹簧基座的横截面由径向最外侧（相对于柱塞的轴线）的支腿403形成，支腿403具有位于挺杆基底的上表面402上的下环形接触表面404。在弹簧基座和挺杆基底之间的接触点405从而约束弹簧基座在图4中由箭头B所示方向上的运动。弹簧基座的其余本体通常为在其底面上带有凹面轮廓的盘状。凹面在弹簧基座的下侧上部分泪滴形地凹进，有助于使弹簧基座挠曲。弹簧基座的上表面262具有作为环状突起延伸的上环形肋410。
[0045] 如图4所示，小间隙420能够在柱塞的端部表面400和挺杆基底的接触区域401之间开启。该空间420提供组成部件之间的短分离。在凸轮骑跨件被促动靠着挺杆的下表面270的泵送过程期间，挺杆被推动靠着柱塞端部且该力克服弹簧基座的弹性特性。柱塞与挺杆因而被有效地定位在一起以作为单一件运动接着是随着凸轮骑跨件在图4所示箭头B的相反方向上驱动挺杆和柱塞的泵送冲程，在此期间，挺杆和柱塞作为一体运动。在泵送循环末端处，凸轮骑跨件停止在箭头B相反方向上促动挺杆（并由此停止促动柱塞）。在弹簧基座的上表面（其被促动靠着挺杆基底并带动柱塞）上作用的复位弹簧221然后使得挺杆和柱塞在箭头B方向上运动。在返回冲程末端处，弹簧基座的弹性特性和其竖立于挺杆的基底上的事实使得柱塞端部在挺杆基底处被暂时拉动远离接触区域401。该分离运动产生间隙
420，该间隙420在组成部件之间的区域之间提供了流体连通路径。流体连通路径还与挺杆内的室240连通并经由挺杆250的出口连通周围区域。
[0046] 图5有助于更详细地描述挺杆的圆柱形特征和弹簧基座的圆盘状特征。如图5所示，挺杆231是具有从基本圆形基底延伸的圆柱形侧壁的杯状元件。挺杆的圆柱形侧壁的上边沿230提供了到挺杆的开口，且边沿230可朝泵头部被向上促动进入位于泵头部本体200的底面上的中央圆形插入区域215中的凹进部500。图5还有助于描述挺杆基底的上表面的中央突起区域可如何突起以提供岛状物501，岛状物在其上表面处包括挺杆的接触表面401。
[0047] 弹簧基座的上表面262提供了最外侧基本平坦的环表面505，环表面505然后经由向上延伸区域506向上延伸到面向上的肋区域410。这有助于定位/安放复位弹簧的端部。弹簧基座的上表面然后从朝柱塞径向向内移动的肋通过突起区域512下降到从内凹进区域511分离的第一凹进区域510。弹簧基座的径向最内中央区域提供了接触区域以使弹簧基座经由过盈配合等固定到柱塞的端部261。将意识到，柱塞本体和弹簧基座能够可选地一体形成。
[0048] 根据本发明具体实施例，弹簧特征因此被增加在柱塞和挺杆或类似零件之间。这导致卸载时各组成部分之间开启小间隙。小间隙的开口操作位将润滑剂吸入到各面之间的间隙内。这能够使表面冷却、润滑和清除碎屑。润滑剂流入接触区域还提供了待提供的挤压薄膜。相比于将以其他方式利用已知现有系统所可能的，该挤压薄膜有助于保持相对面分开更长时期。这有助于减少由运动产生的磨损。
[0049] 弹簧作用可通过如上所述的弹性弹簧基座提供。替代地，暂
时移动部件分开的偏压作用可以多种其他方式实现。例如，实心弹簧基座可包括容纳弹性“O”形环的环圈。
[0050] 贯穿本申请文件的
说明书和权利要求，词语“包括”和“包含”和其变型意味着“包括但不限于”且其并不旨在（且并不）排除其它部分、添加物、零件、组成物或步骤。贯穿本申请文件的说明书和权利要求，除非文中另有要求，单数包含复数。特别地，除非文中另有要求，在使用不定冠词的地方，申请文件应理解为考虑了复数以及单数。
[0051] 除非与其不相容，与本发明的特定方面、实施例或实例结合而叙述的特征、组成物、特性或组应理解为可应用至文中所述的任何其它方面、实施例或实例。除了至少一些特征及/或步骤互相排斥的组合外，在该申请文件（包括任何所附的权利要求、
摘要和附图）中公开的所有特征和/或这样公开的任何方法或过程的所有步骤都可以任何组合合并。本发明不受限于任一前述实施例的任何细节。本发明涵盖至该申请文件（包括任何所附的权利要求、摘要和附图）中公开的特征的任何新颖的一个或新颖的组合，或涵盖至这样公开的任何方法或过程的各步骤中的任何新颖的一个或任何新颖的组合。
[0052] 读者可关注利用结合本申请的本申请文件在当前提交或在其之前提交并且利用本申请文件而被开放以供公众查看的所有论文和文献，并且所有该类论文和文献的内容通过引用的方式并入本文。
