JP4235358B2 - 高圧燃料供給のためのラジアルピストンポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
背景技術
本発明は内燃機関の燃料噴射機構、特にコモンレール式噴射機構における燃料高圧供給のためのラジアルピストンポンプであって、ポンプケーシング内に支承された駆動軸が設けられており、この駆動軸が偏心的に形成されておりまたは周方向に複数のカム状の***部を有しており、この駆動軸に関連して半径方向でそれぞれのシリンダ室内に配置された有利には複数のピストンが設けられており、このピストンが駆動軸の回転時にシリンダ室内で往復運動可能であり、吸込側および高圧側のばね予負荷されたチェック弁（逆止弁）と、シリンダ室を形成している貫通孔を備えた構成部分とが設けられており、この場合、シリンダ室から高圧搬送ポートが導出されていて、この高圧搬送ポートが構成部分の、弁構成部分を収容する組付け開口内の高圧側のチェック弁のシール座内に開口している形式のものに関する。
【０００２】
この種のラジアルピストンポンプはＭａｎｎｅｓｍａｎｎ Ｒｅｘｒｏｔｈ ＧｍｂＨによって公知である。高圧側のチェック弁の組付けは複雑である。その理由は、チェック弁が、それぞれのシリンダ室を形成している構成部分の組付け開口内へ挿入されなければならない複数の構成部分を有しているからである。このチェック弁は、弁構成部分を弁ポート内に保持するフランジプレートによって弁構成部分が覆われているためにアクセス不可能である。高圧シールはエラストマシールの使用により実施されている。
【０００３】
これらのことから出発して本発明の課題とするところは、高圧側のチェック弁の領域内で容易な組付けと安価な製作性とが達成されるように上述した形式のラジアルピストンポンプを改良することにある。
【０００４】
この課題はこの種のラジアルピストンポンプにおいて、本発明によれば、高圧側のチェック弁が、シール座に圧着可能な弁体を除いて、予め組立てられたユニットとして組付け開口内へ挿入可能であり、かつ高圧シールを形成しながら構成部分に固定的に締付け可能であることにより解決される。
【０００５】
要するに、高圧側のチェック弁の組付けのために、まずはじめに、有利には球形の弁体が組付け開口内に取付けられる。シール座の領域内における組付け開口の有利には円錐状の構成によって、組付け時に、弁体がその規定通りの位置を占めることが保証される。次いで、予め組立てられた弁ユニットが挿入されて構成部分に固定的に締付けられる。このことのために、予め組立てられた弁ユニットは有利には組付け開口の内ねじ山内にねじ込まれる雄ねじ山を備えた閉鎖エレメントを有している。
【０００６】
高圧シールは、有利には、閉鎖エレメントがその軸方向の肩または端面で組付け開口の軸方向の段部に支持されることによって得られる。
【０００７】
本発明の特別有利な１実施形では、閉鎖エレメントと、組付け開口内の軸方向の段部とのシール面対偶（１対のシール面）が、一方の部分における平らなシール面と、他方の構成部分におけるエッジ状の閉じた環状の***部とを有しており、これらのシール面と***部とが構成部分の相互の固定的な締付け時に高圧シールを形成する。この場合、構成部分相互の固定的な締付け時に、平らなシール面と鋭いエッジ状のシール面との接触線に沿ってシール性の塑性変形が形成される。それゆえ、エイジング（老化）にさらされるのみならず構成部分相互の互いに解離される規定された当接をほぼ常時妨げるエラストマのシールエレメントを使用する必要がない。予め組立てられた弁ユニットが、組付け開口並びに単数または複数のシリンダ室を形成している金属製の構成部分に締付けられることによって高圧シールが得られる。
【０００８】
高圧側のチェック弁の有利な構成では、弁ユニットが、閉鎖方向で予負荷（プレロード、予圧）されていて閉鎖方向もしくは開放方向で制限されて移動可能なカップ状の負荷エレメントを有しており、この負荷エレメントがそのカップ底部の外側でばね皿を形成しつつ弁体をシール座に強制的に当接せしめている。弁体が有利に球形に形成されている場合には、負荷エレメントのカップ底部の外側は有利には球形に対応する湾曲を有している。
【０００９】
その場合、カップ状の負荷エレメントは、弁体ユニットの組付け時にカップ底部の外側で弁体に当接可能であるように、かつ次いで、閉鎖エレメントがそのシールする終端位置に達してしまったまで、閉鎖エレメントへ向かって若干戻し運動可能であるように寸法決めされ、予負荷され、かつその軸方向で移動可能に形成される。
【００１０】
予め組立られた弁ユニットは有利にはピン状の付加部を有しており、この付加部はカップ底部とは逆の側からカップ状の負荷エレメント内へ係合しており、かつ負荷エレメントを閉鎖方向もしくは開放方向のその移動時に半径方向で案内する。カップ状の負荷エレメントは例えばピン状の付加部の周りに設けられたスパイラルばねによって閉鎖方向に、要するに組付け開口のシール座へ向かって予負荷される。その場合、スパイラルばねは例えば閉鎖エレメントに支持される。他面において、ばねがカップ状の負荷エレメントの内部に設けられ、かつ一端でカップ底部の内側に、かつ他端でピン状の付加部の片側の端面に支持されると有利である。このことによって、予め組立てられた弁ユニットのコンパクトな構造が得られる。
【００１１】
カップ状の負荷エレメントがばねの予圧下で弁ユニットから解離するのを阻止するために、カップ状の負荷エレメントは軸方向のストッパ手段によってブロックされている。予め組立てられた弁ユニットの有利な１実施形によれば、ピン状の付加部が、有利には環状旋削部として形成された減径した軸方向区分を有しており、かつ、カップ状の負荷エレメントが突起でこの軸方向区分内に係合する。付加部の減径した軸方向区分を制限している軸方向の段部への突起の当接によって、カップ状の負荷エレメントがピン付加部から解離することを妨げることができる。
【００１２】
本発明の思想の有利な変化実施形によれば、突起が、カップ状の負荷エレメントの、閉鎖エレメントに面した側の縁の内方縁曲げ部によって形成されている。内方縁曲げ部は全周にわたり形成されることができる。しかし、縁の周方向で単数または複数の部分区分だけが内方縁曲げ部され、その結果、カップ状の負荷エレメントの内方縁曲げされていない縁区分が行程制限の形成のために軸方向のストッパ面に当接可能であると有利である。軸方向のストッパ面は有利には閉鎖エレメントの片側の端面によって形成されることができる。
【００１３】
本発明のその他の特徴、詳細および利点は、図面および本発明に基づくラジアルピストンポンプの有利な実施例に関する以下の説明に記載されている。
【００１４】
図１および図２は内燃機関の燃料噴射機構における燃料高圧供給のためのラジアルピストンポンプを示す。このラジアルピストンポンプは、偏心的に形成された軸区分６を備えてポンプケーシング２内に支承された駆動軸４を有している。偏心的な軸区分６には中間ブッシュ８が設けられており、この中間ブッシュに対して軸区分６が回転可能である。中間ブッシュ８は、それぞれ１２０°だけ互いにずらされた３つの平面部１０を有しており、これらの平面部にはそれぞれ１つのピストン１２がブロック状の当接区分１４で支持されている。ピストン１２はソリッドな金属製の構成部分１６によって形成されたそれぞれ１つのシリンダ室内に、駆動軸４に対して半径方向で摺動可能に受容されている。シリンダ室１８の形成のために構成部分１６内には貫通孔２０が設けられている。貫通孔２０は段付きで形成されており、かつ本来のシリンダ室１８を形成する減径した区分２２と、増径した区分２４とを有している。貫通孔２０の半径方向外側の端部内には、要するに増径した区分２４内には閉鎖エレメント２６が圧密に挿入されている。閉鎖エレメント２６はなお詳しく説明されるプレート３０およびＯリングシール３２の間挿下で貫通孔２０の増径区分内にねじ込まれた閉鎖ねじ２８である。プレート３０は平らな当接面３４で平らな環状つば状の面３６上に載着されている。閉鎖ねじ２８はプレート３０に面したその端面３８上にシャープエッジ状の環状に閉じた***部４０、いわゆる食い込みエッジを有しており、このエッジがプレート３０の平らな表面に当接する。閉鎖ねじ２８が増径した区分２４のねじ山内にねじ込まれると、ビード状の***部４０とプレートとの接触線に沿って、かつ互いに当接する面３４，３６の領域内に、軽度の塑性変形下で高圧シールが生じる。
【００１５】
閉鎖エレメント２６はプレート３０と共に吸込側のチェック弁４２を受容している。弁プレート３０は中央の開口４４を有しており、この開口には吸込側のチェック弁４２の弁体４８のタペット４６が貫通係合している。タペット４６は閉鎖ねじ２８の切欠５０内に係合しており、かつピストンに面したその反対側の端部に弁皿５２を有しており、弁皿５２はプレート３０によって形成されたシール座５４に密に当接可能である。
【００１６】
切欠５０内に係合したタペット区分５６にはつば付きブッシュエレメント５８が取付けられている。つば付きブッシュエレメント５８のつばとプレート３０との間にはばね６２が支持されており、このばねはタペット４６を閉鎖ねじ２８内の切欠５０へ向けて予負荷している。シリンダ室１８への燃料供給は、タペット開口４４に開口した、プレート３０内の半径方向のポート６４を通して行われる。ピストン１２が下向きに運動すると、負圧が生じる結果としてタペット４６ひいては弁皿５２がそのシール座５４から持上げられ、そして燃料がポート６４を介してシリンダ室１８内へ吸い込まれる。続くピストン１２の圧縮行程時には吸込側のチェック弁４２が閉じ、そして高圧下の燃料が半径方向の孔６６と、全体を符号６８で示された高圧側のチェック弁と、高圧搬送導管７０と、図示されていない高圧接続部とを介して内燃機関に供給される。
【００１７】
高圧側のチェック弁６８は次のように形成されている。
【００１８】
シリンダ室１８をも規定している金属製の構成部分１６内に、シリンダ室１８の縦方向に対して半径方向の組付け開口７４が設けられている。上述の孔６６がこの組付け開口７４に開口しており、組付け開口はこの開口部の領域内では円錐状に延びており、かつそこにチェック弁６８の球形の弁体７８のための弁座７６を形成している。円錐状の区分は第１の直径を有する円筒状の区分８０まで拡大しており、第１の直径は軸方向の段部８２を介して、拡大された終端区分８４に移行しており、終端区分は内ねじ山を備えている。
【００１９】
この組付け開口７４内に、予め組立てられた弁ユニット８８が挿入可能である。弁ユニット８８は閉鎖ねじの形状の閉鎖エレメント９０を備えており、閉鎖ねじは雄ねじ山９２で内ねじ山８６内にねじ込み可能である。閉鎖エレメント９０の内向きの端面９４からはピン状の付加部９６が突出している。ピン状の付加部９６はカップ状の負荷エレメント９８内に係合している。カップ底部１００とピン状の付加部９６の端面１０２との間には圧縮ばね１０４が支持されており、この圧縮ばねはカップ状の負荷エレメント９８を弁体７８へ向けて予負荷している。負荷エレメント９８は要するに遊動的な支承形式でピン状の付加部９６によって弁の調整方向１０６に移動可能であり、かつその際、ピン状の付加部によって半径方向で案内される。この遊動的な支承の遊びによって製作誤差が補償されることができる。
【００２０】
ピン状の付加部９６は負荷エレメント９８の環状の縁部１０８の領域内に旋削部の形状の減径した軸方向区分１１０を有している。この旋削部内には、カップ状の負荷エレメント９８が内方縁曲げ部された縁区分１１２で係合している。このことによって、カップ状の負荷エレメント９８がばね１０４の予負荷によりピン状の付加部９６から解離することが阻止される。弁ユニット８８が組み込まれていない状態では、内方縁曲げ部された縁区分１１２は減径した軸方向区分１１０のフランク１１４に当接している。カップ状の負荷エレメント９８の内方縁曲げされていない別の縁区分１１６がその端面１１８で閉鎖エレメント９０のストッパ領域に当接可能である。
【００２１】
閉鎖エレメント９０は閉鎖エレメント２６に相応してその端面９４に環状のシャープエッジ状でビード状の***部１２２を有しており、この***部は組付け開口７４の軸方向の段部８２に固定的に締付けられて食い込みエツジを形成し、これによって、高圧シールが得られる。
【００２２】
ピストン１２の圧縮行程時に弁体７８は負荷エレメント９８を介して伝達されるばね１０４の力に抗してそのシール座７６から持上げられ、そして高圧下の燃料は孔６６を貫流し、弁体７８とカップ状の負荷エレメント９８とを擦過して、高圧接続部に通じた燃料搬送ポート７０内へ搬送される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるラジアルピストンポンプの縦断面図である。
【図２】 図１からの部分を拡大した図である。
【符号の説明】
２ ポンブケーシング
４ 駆動軸
６ 軸区分
８ 中間ブッシュ
１０ 平面部
１２ ピストン
１４ 当接区分
１６ 金属製の構成部分
１８ シリンダ室
２０ 貫通孔
２２ 減径した区分
２４ 増径した区分
２６ 閉鎖エレメント
２８ 閉鎖ねじ
３０ プレート
３２ Ｏリングシール
３４ 当接面
３６ 環状つば状の面
３８ 端面
４０ ***部
４２ チェック弁
４４ 開口
４６ タペット
４８ 弁体
５０ 切欠
５２ 弁皿
５４ シール座
５６ タペット区分
５８ つば付きブッシュエレメント
６０ つば
６２ ばね
６４ ポート
６６ 孔
６８ チェック弁
７０ 高圧搬送導管
７４ 組付け開口
７６ 弁座
７８ 弁体
８０ 円筒状の区分
８２ 軸方向の段部
８４ 終端区分
８６ 内ねじ山
８８ 弁ユニット
９０ 閉鎖エレメント
９２ 雄ねじ山
９４ 端面
９６ 付加部
９８ 負荷エレメント
１００ カップ底部
１０２ 端面
１０４ 圧縮ばね
１０６ 調整方向
１０８ 縁
１１０ 軸方向区分
１１２ 内向き縁曲げされた縁区分
１１４ フランク
１１６ 内方縁曲げされていない縁区分
１１８ 端面
１２０ ストッパ領域
１２２ ***部

Claims (11)

1. 内燃機関の燃料噴射機構、特にコモンレール式噴射機構における燃料高圧供給のためのラジアルピストンポンプであって、ポンプケーシング（２）内に支承された駆動軸（４）が設けられており、この駆動軸が偏心的に形成されておりまたは周方向に複数のカム状の***部を有しており、駆動軸（４）に関連して半径方向でそれぞれのシリンダ室（１８）内に配置された有利には複数のピストン（１２）が設けられており、このピストンが駆動軸（４）の回転時にシリンダ室（１８）内で往復運動可能であり、吸込側および高圧側のばね予負荷されたチェック弁（４２，６８）と、シリンダ室（１８）を形成している貫通孔（２０）を備えた構成部分（１６）とが設けられており、シリンダ室（１８）から高圧搬送ポート（６６）が導出されていて、この高圧搬送ポートが、構成部分（１６）の、弁構成部分を収容する組付け開口（７４）内の高圧側のチェック弁（６８）のシール座（７６）内に開口している形式のものにおいて、
   高圧側のチェック弁（６８）が、シール座（７６）に圧着可能な弁体（７８）を除いて、予め組立てられたユニット（８８）として組付け開口（７４）内へ挿入可能であって、高圧シールを形成しながら構成部分（１６）に固定的に締付け可能であって、弁ユニット（８８）が、閉鎖方向で予負荷されていて閉鎖方向もしくは開放方向で制限されて移動可能なカップ状の負荷エレメント（９８）を有しており、この負荷エレメントがそのカップ底部（１００）の外側で弁体（７６）をシール座（７６）に強制的に当接せしめており、弁ユニット（８８）が閉鎖エレメント（９０）を有していて、該閉鎖エレメント（９０）からは、ピン状の付加部（９６）がカップ底部（１００）とは逆の側から負荷エレメント（９８）内に係合していることを特徴とする、燃料高圧供給のためのラジアルピストンポンプ。
2. 前記閉鎖エレメント（９０）が、組付け開口（７４）の内ねじ山（８６）内にねじ込み可能な雄ねじ山（９２）を備えていることを特徴とする、請求項１記載のラジアルピストンポンプ。
3. 閉鎖エレメント（９０）が軸方向の肩または端面（９４）で組付け開口（７４）内の軸方向の段部（８２）に支持されていて、これによって高圧シールを形成していることを特徴とする、請求項２記載のラジアルピストンポンプ。
4. 閉鎖エレメント（９０）と、組付け開口（７４）の軸方向の段部（８２）とのシール面対偶が、一方の部分における平らなシール面と、他方の構成部分におけるエッジ状の閉じた環状の***部とを有しており、これらのシール面と***部とがこれらの構成部分の相互の固定的な締付け時に高圧シールを形成することを特徴とする、請求項３記載のラジアルピストンポンプ。
5. 弁体（７６）が球形であり、かつカップ底部（１００）の外側が球形に対応する湾曲を有していることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載のラジアルピストンポンプ。
6. ピン状の付加部（９６）が減径した軸方向区分（１１０）を有しており、カップ状の負荷エレメント（９６）が突起でこの軸方向区分内に係合していることを特徴とする、請求項１記載のラジアルピストンポンプ。
7. 前記突起が、カップ状の負荷エレメント（９８）の、閉鎖エレメント（９０）に面した側の縁（１０８）の内方縁曲げ部によって形成されていることを特徴とする請求項６記載のラジアルピストンポンプ。
8. 縁の周方向で単数または複数の部分区分（１１２）だけが内方縁曲げされていることを特徴とする請求項７記載のラジアルピストンポンプ。
9. カップ状の負荷エレメント（９８）の内方縁曲げされていない縁区分（１１６）が行程制限を形成するために軸方向のストッパ面（１２０）に当接可能であることを特徴とする、請求項７または８記載のラジアルピストンポンプ。
10. 軸方向のストッパ面（１２０）が、閉鎖エレメント（９０）の片側の端面（９４）によって形成されていることを特徴とする、請求項９記載のラジアルピストンポンプ。
11. カップ状の負荷エレメント（９８）の内部にばね（１０４）が設けられており、このばねが一端でカップ底部（１００）に、かつ他端でピン状の付加部（９６）の片側の端面に支持されていることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項記載のラジアルピストンポンプ。

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