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Hintergrund der Erfindung
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Feld der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventileinheit-Befestigungsstruktur, in welcher eine Ventileinheit an einen Hauptkörper befestigt ist, sowie eine Fluidpumpe, welche selbige verwendet.
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Beschreibung des verwandten Stands der Technik
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Bisher war eine Ventileinheit-Befestigungsstruktur bekannt, welche eine Ventileinheit und einen Hauptkörper umfasst, an welchem die Ventileinheit befestigt ist (siehe beispielsweise Patentdokumente 1 und 2). Der Hauptkörper umfasst einen Hauptkörper-Strömungsdurchgang, welcher innerhalb des Hauptkörpers bereitgestellt ist und durch welchen ein Fluid hindurchtritt, sowie eine Ausnehmung, deren unterer Teil in Kommunikation mit dem Hauptkörper-Strömungsdurchgang steht. Die Ventileinheit umfasst einen Ventilsitz-Abschnitt, welcher einen Ventilsitz, einen Ventilkörper, welcher mit dem Ventilsitz in Kontakt kommt, um den Hauptkörper-Strömungsdurchgang zu schließen, ein Federelement, welches den Ventilkörper in Richtung des Ventilsitz-Abschnitts drängt, und ein Halteelement, welches das Federelement aufnimmt.
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Gemäß der in Patentdokument 1 beschriebenen Ventileinheit-Befestigungsstruktur werden der Ventilsitz-Abschnitt, der Ventilkörper, das Federelement und das Halteelement einer Ausgabeventil-Einheit außerhalb des Hauptkörpers montiert, und der Ventilsitz-Abschnitt und das Halteelement werden in eine Einheit Laser-verschweißt, bevor sie in die Ausnehmung des Hauptkörpers pressgepasst werden, wodurch der vereinheitlichte Ventilsitz-Abschnitt und das Halteelement befestigt werden.
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Gemäß der ebenfalls in Patentdokument 2 beschriebenen Ventileinheit-Befestigungsstruktur werden ein Ventilsitz-Abschnitt und ein Halteelement als vereinheitlicht angesehen und dann in eine Ausnehmung in derselben Weise für einige Ventileinheiten pressgepasst.
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Ferner ist konventionell eine Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe bekannt gewesen, welche eine Kompressionskammer zum Einsaugen eines Fluids, Erhöhen des Drucks des Fluids und anschließenden Ausgeben des Fluids, einen Pumpen-Hauptkörper, welcher die Kompressionskammer bildet, eine Hochdruck-Leitung, durch welche das aus der Kompressionskammer ausgegebene Fluid hindurchtritt, und eine Ausgabe-Ventileinheit umfasst, welche in einem Ausgabedurchgang bereitgestellt ist, welcher sich von der Kompressionskammer zu der Hochdruck-Leitung erstreckt (siehe beispielsweise Patentdokumente 1 und 2).
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In der in Patentdokument 1 beschriebenen Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe ist das Ventilsitz-Element der Ausgabeventil-Einheit durch Presspassen an dem Ausgabedurchgang des Pumpen-Hauptkörpers befestigt. Jedoch weist der Ausgabedurchgang darin eine Hochdruck-Atmosphäre auf, und die Ausgabeventil-Einheit muss stabil befestigt sein. Aus diesem Grund ist das Ausgabeventil mit einem großen Verengungsspielraum auf den Ausgabedurchgang pressgepasst. Es sei festgehalten, dass selbiges für die in Patentdokument 2 beschriebene Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe gilt.
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Ferner umfasst die in Patentdokument 2 beschriebene Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe ein Druckbegrenzungs-Ventil, welches als ein Entlastungsventil wirkt, um einen übermäßigen Druck in einer Kraftstoff-Sammelleitung zu verhindern, welcher die normale Funktion einer Einspritzeinheit (Kraftstoffeinspritz-Ventil) in dem Fall beeinträchtigen könnte, dass ein Mengensteuerungs-Ventil versagt.
- Patentdokument 1: japanische veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 2011-80391
- Patentdokument 2: japanische veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 2004-138062
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Jedoch wird gemäß der zuvor angesprochenen Ventileinheit-Befestigungsstrukturen, welche in den Patentdokumenten 1 und 2 beschrieben sind, die Vereinigung durch Schweißen oder ähnliches durchgeführt, bevor die Einheiten an den Ausnehmungen der Hauptkörper befestigt werden, was Zeit und Aufwand zum Schweißen oder ähnlichem erfordert, oder einen Schritt eines Überprüfens der Deformationsmenge nach dem Schweißen. Diese Schritte beeinträchtigen das Angebot von preisgünstigen Ventileinheit-Befestigungsstrukturen.
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Ferner wird im Allgemeinen der Ventilsitz-Abschnitt einer Wärmebehandlung unterzogen, um die Härte davon zu erhöhen, und das Halteelement ist aus einem Material mit einer niedrigeren Härte gebildet, um das Formen einfach zu gestalten. Daher findet das Schweißen zwischen dem Ventilsitz-Abschnitt und dem Halteelement als Schweißen zwischen unterschiedlichen Typen von Materialien statt, was zu einer größeren Schwierigkeit des Schweißens führt.
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Ferner wird gemäß der zuvor angesprochenen Hochdruck-Kraftstoffversorgungspumpe, die in den Patentdokumenten 1 und 2 beschrieben ist, das Ventilsitz-Element der Ausgabeventil-Einheit an den Ausgabedurchgang mit einem großen Verengungsspielraum pressgepasst, so dass eine relativ große Verzerrung an dem Umfangsteil des Ausgabedurchgangs in dem Pumpen-Hauptkörper auftritt.
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Daher müssen in dem Fall, in welchem ein Entlastungsventil, welches mit einer hohen Genauigkeit eingestellt worden ist, in dem Pumpen-Hauptkörper bereitgestellt ist, Vorkehrungen getroffen werden, beispielsweise ein Platzieren eines Druck-Regelventils an einer Position entfernt von dem Ausgabedurchgang, um die Verzerrung daran zu hindern, einen Einfluss auf das Druck-Regelventil auszuüben. Dies begrenzt die Gestaltungsmöglichkeiten beim Installieren des Ausgabeventils, des Entlastungsventils und ähnlichem und beeinflusst somit ein Reduzieren der Größe der Pumpe.
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ABRISS DER ERFINDUNG
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Angesichts der Probleme mit dem oben beschriebenen Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstige Ventileinheit-Befestigungsstruktur, welche es einer Ventileinheit erlaubt, ohne die Notwendigkeit einer vorhergehenden Vereinigung einfach befestigt zu werden, sowie eine Fluidpumpe bereitzustellen, welche es ermöglicht, ein Ausgabeventil und ein Entlastungsventil in einer kompakten Weise zu montieren.
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Hierzu ist eine Ventileinheit-Befestigungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung ein Ventileinheit-Befestigungsmechanismus, welcher umfasst:
- einen Hauptkörper;
- einen Hauptkörper-Strömungsdurchgang, welcher in dem Hauptkörper bereitgestellt ist und durch welchen ein Fluid hindurchtritt;
- eine Ventileinheit, welche in dem Hauptkörper bereitgestellt ist und den Hauptkörper-Strömungsdurchgang öffnet/schließt, und
- einen verformten Befestigungsteil, welcher durch plastisches Verformen des Hauptkörpers gebildet ist und welcher die Ventileinheit an dem Hauptkörper befestigt.
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Gemäß einer weiteren spezifischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Hauptkörper eine Ausnehmung, welche in Kommunikation mit dem Hauptkörper-Strömungsdurchgang steht und welche sich in einer Referenzrichtung erstreckt,
wobei die Ventileinheit umfasst:
- einen Ventilsitz-Abschnitt mit einem Ventilsitz;
- einen Ventilkörper, welcher mit dem Ventilsitz in Kontakt kommt, um den Hauptkörper-Strömungsdurchgang zu schließen;
- ein Federelement, welches den Ventilkörper in Richtung des Ventilsitz-Abschnitts drängt; und
- ein Halteelement, welches das Federelement aufnimmt;
- wobei die Ventileinheit an dem Hauptkörper durch wenigstens einen Teil der Ventileinheit befestigt ist, welche in die Ausnehmung in der Referenzrichtung eingesetzt ist,
wobei der Ventilsitz-Abschnitt umfasst:
- einen Ventilsitz-Kontaktteil, welcher mit dem Hauptkörper in der Referenzrichtung in Kontakt kommt; und
- einen Ventilsitz-Lastaufnahmeteil, welcher eine Last in der Referenzrichtung aufnimmt, welche durch das Halteelement ausgeübt wird, welches damit in Kontakt kommt, wobei das Halteelement die Last auf den Ventilsitz-Abschnitt ausübt,
wobei das Halteelement umfasst:
- einen Halteelement-Kontaktteil, welcher mit dem Ventilsitz-Lastaufnahmeteil in Kontakt kommt; und
- einen Halteelement-Lastaufnahmeteil, welcher eine Last in der Referenzrichtung aufnimmt, welche durch den Hauptkörper auf das Halteelement ausgeübt wird, und
- wobei der verformte Befestigungsteil die Ventileinheit an dem Hauptkörper durch Ausüben der Last in die Referenzrichtung auf das Halteelement befestigt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Last in der Referenzrichtung, welche durch den verformten Befestigungsteil auf das Halteelement ausgeübt wird, von dem unteren Teil der Ausnehmung durch den Halteelement-Lastaufnahmeteil, den Halteelement-Kontaktteil, den Ventilsitz-Lastaufnahmeteil und den Ventilsitz-Kontaktteil abgestützt. Anders ausgedrückt, verbleibt die in die Ausnehmung eingesetzte Ventileinheit an dem Hauptkörper befestigt, während die Form der Ventileinheit durch den verformten Befestigungsteil und die Ausnehmung des Hauptkörpers beibehalten wird.
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Daher kann die Ventileinheit gleichzeitig verwendet und an dem Hauptkörper befestigt werden, indem lediglich der Ventilsitz-Abschnitt, der Ventilkörper, das Federelement und das Halteelement in die Ausnehmung eingesetzt werden, und indem der verformte Befestigungsteil (durch Bördeln) bereitgestellt wird, ohne dass eine Notwendigkeit nach einem Vereinigen durch Schweißen oder ähnliches im Voraus besteht.
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Ferner wird selbst in dem Fall, dass der Ventilsitz-Abschnitt, der Ventilkörper, das Federelement und das Halteelement im Voraus vereinigt werden und dann die Ventileinheit an dem Hauptkörper befestigt wird, die Form der Ventileinheit nach der Installation an dem Hauptkörper durch den verformten Befestigungsteil beibehalten. Somit kann, selbst wenn der Ventilsitz-Abschnitt, der Ventilkörper, das Federelement und das Halteelement im Voraus vereinigt werden, die Befestigungsstruktur vereinfacht werden.
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Somit ist es möglich, eine kostengünstige Ventileinheit-Befestigungsstruktur bereitzustellen, welche es ermöglicht, dass eine Ventileinheit einfach an einem Hauptkörper mit reduzierten Mannstunden befestigt werden kann. Ferner besteht, da die Ventileinheit nicht an einer Ausnehmung des Hauptkörpers pressgepasst werden muss, keine Notwendigkeit für eine hohe Genauigkeit beim Überprüfen von Abmessungen des Verengungsspielraums, der zum Presspassen benötigt wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Ventilsitz-Abschnitt eine im Wesentlichen zylindrische Ventilsitz-Innenwandfläche, welche wenigstens einen Teil eines inneren Strömungsdurchgangs bildet, welcher mit dem Hauptkörper-Strömungsdurchgang verbunden ist und durch welchen das Fluid hindurchtritt, wobei die Ausnehmung umfasst:
- eine Ausnehmung-Innenwandfläche, welche sich parallel zu der Referenzrichtung erstreckt;
- eine Strömungsdurchgang-Öffnung, welche ein Teil ist, in welchem sich der Hauptkörper-Strömungsdurchgang zu der Ausnehmung öffnet; und
- eine Hauptkörper-Kontaktfläche, welche sich von der Strömungsdurchgang-Öffnung zu einem Endrand der Ausnehmung-Innenwandfläche erstreckt, wobei der Endrand benachbart zu der Strömungsdurchgang-Öffnung ist, wobei der Ventilsitz-Kontaktteil in Kontakt mit der Hauptkörper-Kontaktfläche ist,
- wobei ein Bereich, in welchen der Ventilsitz-Kontaktteil auf eine Projektionsebene projiziert wird, welche orthogonal zu der Referenzebene ist, in einem Bereich enthalten ist, in welchen die Hauptkörper-Kontaktfläche auf die Projektionsebene projiziert wird, und
- der Ventilsitz-Kontaktteil in einer ringförmigen Form gebildet ist, welche den gesamten Umfang der Strömungsdurchgang-Öffnung umschließt.
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Mit dieser Ausgestaltung ist die von dem verformten Befestigungsteil auf das Halteelement zum Befestigen der Ventileinheit an den Hauptkörper ausgeübte Last auf den Ventilsitz-Kontaktteil konzentriert, welcher die ringförmige Form aufweist. Somit werden, selbst wenn die Fläche des Ventilsitz-Kontaktteils und die Hauptkörper-Kontaktfläche, welche in Kontakt damit kommt, eine hohe Oberflächenrauheit aufweisen, die mikroskopischen Unebenheiten der Flächen geglättet, wodurch es möglich wird, ein hohes Dichtungsvermögen zwischen dem Ventilsitz-Abschnitt und dem Hauptkörper beizubehalten.
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In diesem Fall umfasst das Halteelement vorzugsweise eine im Wesentlichen zylindrische Innenumfangsfläche, und der Ventilsitz-Abschnitt umfasst einen radialen Last-Aufnahmeteil, welcher in Kontakt mit der Innenumfangsfläche kommt und eine Last aufnimmt, welche auf den Ventilsitz-Abschnitt von der Innenumfangsfläche in einer Richtung ausgeübt wird, welche orthogonal zu der Referenzrichtung ist.
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Mit dieser Ausgestaltung kann die radiale Last, welche erzeugt wird, wenn die Ventileinheit durch den verformten Befestigungsteil befestigt wird (durch Bördeln befestigt wird), und welche von dem verformten Befestigungsteil auf den Halteelement-Lastaufnahmeteil ausgeübt wird, von dem radialen Last-Aufnahmeteil des Ventilsitz-Abschnitts aufgenommen werden. Dies erlaubt es dem Halteelement, so gebildet zu werden, dass es eine dünnere Wand aufweist, wodurch es ermöglicht wird, eine kleinere, leichtgewichtigere Ventileinheit-Befestigungsstruktur zu erzielen.
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Ferner ist in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise wenigstens ein Teil des Bereichs, in welchen der Ventilsitz-Kontaktteil auf eine Projektionsebene projiziert wird, welche orthogonal zu der Referenzrichtung ist, in einem Bereich enthalten, in welchen der Ventilsitz-Lastaufnahmeteil auf die Projektionsebene projiziert wird, und die Ventilsitz-Fläche des Ventilsitz-Abschnitts, welche in Kontakt mit dem Ventilkörper kommt, und die Hauptkörper-Kontaktfläche, wo der Hauptkörper in Kontakt mit dem Ventilsitz-Kontaktteil kommt, sind beide als die Flächen an Ebenen gebildet, welche im Wesentlichen orthogonal zu der Referenzrichtung sind.
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Mit dieser Ausgestaltung wird die auf den Ventilsitz-Lastaufnahmeteil ausgeübte Last linear auf den Ventilsitz-Kontaktteil übertragen, wodurch die Möglichkeit des Auftretens einer Biegebelastung innerhalb des Ventilsitz-Abschnitts minimiert wird. Dies ermöglicht es, die Genauigkeit der Ventilsitz-Fläche des Ventilsitz-Abschnitts beizubehalten und die ebene Form des Ventilkörpers zu halten, welcher in Kontakt mit der Ventilsitz-Fläche kommt.
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Indem die oben beschriebene Ventileinheit-Befestigungsstruktur verwendet wird, kann eine Fluidpumpe, welche es ermöglicht, ein Ausgabeventil und ein Entlastungsventil in einer kompakten Weise zu installieren, bereitgestellt werden.
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Insbesondere ist die Fluidpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung eine Fluidpumpe, umfassend:
- einen Pumpen-Hauptkörper, welcher eine Kompressionskammer zum Einziehen eines Fluids, Erhöhen des Drucks des Fluids und anschließenden Ausgeben des Fluids, wobei der Pumpen-Hauptkörper mit einer Mehrzahl von Fluidventilen bereitgestellt ist, einen Hochdruck-Durchgang, durch welchen ein von der Kompressionskammer ausgegebenes Fluid hindurchtritt, und einen Ausgabe-Kommunikationsdurchgang aufweist, welcher sich von der Kompressionskammer zu dem Hochdruck-Durchgang erstreckt;
- die zuvor angesprochene Ventileinheit-Befestigungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung,
- wobei der Hauptkörper der Ventileinheit-Befestigungsstruktur den Pumpen-Hauptkörper bildet,
- der Hauptkörper-Strömungsdurchgang der Ventileinheit-Befestigungsstruktur den Ausgabedurchgang bildet,
- wenigstens eines der Fluidventile ein Ausgabeventil ist, welches in dem Ausgabe-Kommunikationsdurchgang als eine Ventileinheit der Ventileinheit-Befestigungsstruktur bereitgestellt ist,
- wenigstens ein anderes der Fluidventile ein Entlastungsventil ist, welches zwischen dem Hochdruck-Durchgang und einem Raum bereitgestellt ist, welcher einen niedrigeren Druck als der Hochdruck-Durchgang aufweist,
- das Ausgabeventil an dem Pumpen-Hauptkörper durch den verformten Befestigungsteil der Ventileinheit-Befestigungsstruktur befestigt ist, der verformte Befestigungsteil gleichmäßig um das Ausgabeventil an einer Mehrzahl von Positionen in der Umfangsrichtung angeordnet ist, und
- ein nicht-verformter Teil, welcher ein Teil zwischen den verformten Befestigungsteilen ist, welche einander benachbart in dem Pumpen-Hauptkörper sind, an der Seite des Entlastungsventils von dem Ausgabeventil eine Ventilplatzierung-Richtungsebene schneidet, welche durch das Zentrum des Ausgabeventils und das Zentrum des Entlastungsventils hindurchtritt und welche parallel zu einer Richtung ist, in welcher sich der Ausgabe-Kommunikationsdurch erstreckt.
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Gemäß der Fluidpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung schneidet der verformte Befestigungsteil, welcher durch plastisches Verformen des Pumpen-Hauptkörpers gebildet ist, die zuvor angesprochene Ventilplatzierung-Richtungsebene an der Seite des Entlastungsventils von dem Ausgabeventil nicht. Somit ist der kürzeste Abstand zwischen dem verformten Befestigungsteil und dem Entlastungsventil größer als derjenige in dem Fall, in welchem das Schneiden vorliegt. Dies ermöglicht es, in maximalem Maße zu verhindern, dass die in dem Pumpen-Hauptkörper aufgrund des Bildens des verformten Befestigungsteils aufgetretene Verzerrung zu dem Entlastungsventil übertragen wird. Dementsprechend können das Ausgabeventil und das Entlastungsventil nahe zueinander platziert werden, wodurch ermöglicht wird, die Fluidpumpe kleiner auszubilden.
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In der Fluidpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Pumpen-Hauptkörper mit einer einzelnen Ausnehmung bereitgestellt sein, welche eine im Wesentlichen zylindrische Innenwandfläche aufweist und welche wenigstens einen Teil des Hochdruck-Durchgangs bildet, und das Ausgabeventil und das Entlastungsventil können durch den Innenraum, welcher von der Innenwandfläche der Ausnehmung umschlossen ist, eingesetzt und an dem Pumpen-Hauptkörper befestigt sein.
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In dieser Ausgestaltung sind das Ausgabeventil und das Entlastungsventil durch den Innenraum der einzelnen Ausnehmung eingesetzt. In diesem Fall kann die durch das Bilden des verformten Befestigungsteils hervorgerufene Verzerrung des Pumpen-Hauptkörpers ebenfalls daran gehindert werden, durch die Wirkungen der Fluidpumpe zu dem Entlastungsventil übertragen zu werden. Somit kann der Abstand zwischen dem Ausgabeventil und dem Entlastungsventil reduziert werden, so dass die Ausnehmung kleiner gemacht werden kann, wodurch ermöglicht wird, den Pumpen-Hauptkörper kleiner zu machen.
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In diesem Fall sind vorzugsweise die Mehrzahl der verformten Befestigungsteile ebenensymmetrisch, wobei die Ventilplatzierung-Richtungsebene als die Symmetrieebene verwendet wird, und der nicht-verformte Teil schneidet die Ventilplatzierung-Richtungsebene ebenfalls an der gegenüberliegenden Seite von dem Ausgabeventil bezüglich des Entlastungsventils.
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In dieser Ausgestaltung würde es, wenn das Ausgabeventil so nahe wie möglich zu der Innenwandfläche der Ausnehmung gebracht würde, extrem schwierig, einen Bereich plastisch zu verformen, in welchem die Innenwandfläche der Ausnehmung und das Ausgabeventil nahe beieinander sind. In dieser Hinsicht schneidet gemäß dieser Ausgestaltung der nicht-verformte Teil mit der Ventilplatzierung-Richtungsebene ebenfalls an der gegenüberliegenden Seite von dem Ausgabeventil bezüglich des Entlastungsventils, so dass das Platzieren der gegenüberliegenden Seite näher zu der Innenwandfläche der Ausnehmung die Notwendigkeit eines plastischen Verformens des nahen Abschnitts der Ausnehmung beseitigt.
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Somit kann das Ausgabeventil an dem Pumpen-Hauptkörper in guter Balance ohne die Notwendigkeit eines plastischen Verformens des nahen Abschnitts befestigt werden. Dies erlaubt es, das Entlastungsventil und ähnliches durch den Innenraum der kleinen Ausnehmung einzusetzen und das Entlastungsventil und ähnliches zu platzieren, so dass eine weitere Reduktion der Größe der Fluidpumpe erreicht werden kann.
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In der Fluidpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise der Pumpen-Hauptkörper mit einem Entlastungsdurchgang in Kommunikation mit dem Niederdruck-Raum von dem Hochdruck-Durchgang bereitgestellt, und
das Entlastungsventil umfasst:
- einen Ventilkörper;
- ein Ventilsitz-Element, welches in den Entlastungsdurchgang pressgepasst ist und welches mit dem Ventilkörper zusammenwirkt, und
- ein Federelement, welches in den Entlastungsdurchgang eingesetzt und durch Presspassen des Ventilsitz-Elements komprimiert ist, und welches den Ventilkörper in Richtung des Ventilsitz-Elements drängt.
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Diese Ausgestaltung minimiert die Möglichkeit der Übertragung der Verzerrung, welche dem Bilden des verformten Befestigungsteils zuzurechnen ist, auf einen Entlastungsdurchgang, d.h. das Entlastungsventil, wie oben beschrieben. Somit wird, selbst wenn das Ventilsitz-Element des Entlastungsventils direkt in den Entlastungsdurchgang des Pumpen-Hauptkörpers pressgepasst wird, um das Ventilsitz-Element zu befestigen, die Lagerfläche des Ventilsitz-Elements nicht verzerrt werden.
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Somit kann die Abdichtbarkeit zwischen dem Ventilkörper und der Lagerfläche beibehalten werden, ohne dass die Notwendigkeit von anderen Komponenten besteht, wodurch es möglich wird, die Anzahl der Komponenten zu reduzieren. Ferner wird, da das Ventilsitz-Element nicht durch die Verzerrung des verformten Befestigungsteils verlagert wird, die Kompressionsmenge des Federelements daran gehindert, sich zu ändern, so dass der Ventil-Öffnungsdruck des Entlastungsventils akkurat gesteuert werden kann.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht eines wesentlichen Abschnitts einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist eine Querschnittsansicht, welche die Umgebung einer Ausgabeventil-Einheit in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe aus 1 illustriert;
- 3 ist ein Diagramm, welches eine Ausnehmung mit großem Durchmesser in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe aus 1 illustriert, welche von der Öffnungsseite davon betrachtet wird;
- 4 ist eine Querschnittsansicht, welche eine Ausgabeventil-Einheit einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert;
- 5 ist eine Querschnittsansicht, welche das Bilden von verformten Befestigungsteilen zum Befestigen der Ausgabeventil-Einheit in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe aus 4 illustriert; und
- 6 ist eine Querschnittsansicht, welche ein modifiziertes Beispiel der Ausgabeventil-Einheit in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe aus 1 illustriert.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden. 1 illustriert einen wesentlichen Abschnitt einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe in einem Kraftstoff-Versorgungssystem eines Direkteinspritzung-Motors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe erhöht den Druck eines Kraftstoffs, welcher von einem Kraftstofftank zugeführt wird, indem die Drehleistung eines Motornockens verwendet wird, und liefert den Kraftstoff zu einer Einspritzeinheit.
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Unter Bezugnahme auf 1 umfasst eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe 1 einen Hauptkörper 3, welcher als ein Pumpen-Hauptkörper dient, mit einer Kompressionskammer 2. Die Kompressionskammer 2 wird verwendet, um einen Kraftstoff als ein Fluid einzusaugen, welches von einem Kraftstofftank zugeführt wird, den Druck des Kraftstoffs zu erhöhen und dann den Kraftstoff auszugeben. Der Kraftstoff wird zu der Kompressionskammer 2 durch eine Dämpferkammer 6 zugeführt, in welcher ein Pulsationsdämpfer 5 platziert ist, sowie einen Einlassanschluss 7 von einer Einlassleitung 4, welche mit einer Niederdruck-Kraftstoffpumpe des Kraftstofftanks verbunden ist.
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Der Hauptkörper 3 ist mit einer Mehrzahl von Fluidventilen, einem Hochdruck-Durchgang 8, durch welchen ein von der Kompressionskammer 2 ausgegebener Kraftstoff hindurchtritt, und einem Ausgabe-Kommunikationsdurchgang 9 bereitgestellt, welcher benachbart zu der Kompressionskammer 2 ist und welcher sich von der Kompressionskammer 2 zu dem Hochdruck-Durchgang 8 erstreckt. Der Ausgabe-Kommunikationsdurchgang 9 bildet einen Teil eines Hauptkörper-Strömungsdurchgangs, welcher innerhalb des Hauptkörpers 3 bereitgestellt ist und durch welchen ein Fluid hindurchtritt. Als eines aus der Mehrzahl von Fluidventilen ist eine Ausgabeventil-Einheit 10, welche ein Ausgabeventil bildet, welches den von der Kompressionskammer 2 unter Druck gesetzten Kraftstoff zu der Seite des Hochdruck-Durchgangs 8 ausgibt, an der stromabwärtigen Seite des Ausgabe-Kommunikationsdurchgangs 9 bereitgestellt.
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Ferner ist als ein weiteres Fluidventil ein Entlastungsventil 11, welches einen Kraftstoff, dessen Druck zu hoch geworden ist, von der Seite des Hochdruck-Durchgangs 8 zu einer Seite der Dämpferkammer 6 freigibt, welche ein Raum mit einem Druck ist, welcher niedriger als derjenige des Hochdruck-Durchgangs 8 ist, zwischen dem Hochdruck-Durchgang 8 und der Dämpferkammer 6 bereitgestellt, welche der Raum mit einem Druck ist, welcher niedriger als derjenige des Hochdruck-Durchgangs 8 ist. Ferner ist, wenngleich nicht illustriert, ein Einlassventil (Überströmventil), welches das Einlassen des Kraftstoffs in die Kompressionskammer 2 steuert, an der stromaufwärtigen Seite des Einlassanschlusses 7 bereitgestellt.
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Der Hauptkörper 3 ist mit einer einzelnen Ausnehmung 12 mit großem Durchmesser bereitgestellt, welche sich zu der Außenfläche des Hauptkörpers 3 öffnet und welche wenigstens einen Teil des Hochdruck-Durchgangs 8 bildet. Die Ausgabeventil-Einheit 10 und das Entlastungsventil 11 sind durch den Innenraum der Ausnehmung 12 mit großem Durchmesser eingesetzt, welche von einer Innenwandfläche 12a umgeben ist, und an dem Hauptkörper 3 befestigt.
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Ein Hochdruck-Verbindungsteil 13, welcher zusammen mit der Ausnehmung 12 mit großem Durchmesser einen Teil des Hochdruck-Durchgangs 8 bildet, ist mit der Öffnungsseite der Ausnehmung 12 mit großem Durchmesser gekoppelt. Ein Teil des Hochdruck-Durchgangs 8, welcher in Kommunikation mit einer Einspritzeinheit steht, ist mit dem Hochdruck-Verbindungsteil 13 an einem Ende davon gekoppelt, welches an der gegenüberliegenden Seite von der Ausnehmung 12 mit großem Durchmesser liegt.
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Die untere Fläche der Kompressionskammer 2 ist aus der distalen Endfläche eines Stößels 14 gebildet. Der Stößel 14 führt eine reziproke Bewegung durch, um wiederholt den Zyklus des Einlassens eines Kraftstoffs in die Kompressionskammer 2, der Kompression des Kraftstoffs und des Ausgebens des Kraftstoffes auszuführen. Die reziproke Bewegung wird durch die drängende Kraft einer Feder 15 und einen Nocken durchgeführt, welcher gegen die drängende Kraft drückt, durch die Antriebsleistung einer Motor-Kurbelwelle oder ähnlichem.
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Ferner ist der Hauptkörper 3 mit einem Entlastungsdurchgang 16 in Kommunikation mit der Dämpferkammer 6 von dem Hochdruck-Durchgang 8 bereitgestellt. Der Entlastungsdurchgang 16 weist einen Durchgangsteil 18 auf, welcher parallel zu einer zentralen Achse 17 (siehe 2) der Ausgabeventil-Einheit 10 ist und von welchem ein Ende sich zu einer unteren Fläche 12b der Ausnehmung 12 mit großem Durchmesser öffnet.
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Das Entlastungsventil 11 umfasst einen Ventilkörper 19, ein Ventilsitz-Element 20, welches in den Durchgangsteil 18 pressgepasst ist und welches mit dem Ventilkörper 19 zusammenwirkt, sowie ein Federelement 21, welches in den Durchgangsteil 18 eingesetzt ist und von dem Ventilsitz-Element 20 komprimiert wird, welches derart pressgepasst ist, dass es den Ventilkörper 19 in Richtung des Ventilsitz-Elements 20 drängt.
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2 illustriert einen Querschnitt der Ausgabeventil-Einheit 10. Wie in 2 illustriert, öffnet sich die stromaufwärtige Seite des Ausgabe-Kommunikationsdurchgangs 9 des Hauptkörpers 3 zu der Kompressionskammer 2. Eine Ausnehmung 23 mit kleinem Durchmesser, welche sich in einer Referenzrichtung S erstreckt und welche sich zu der unteren Fläche 12b der Ausnehmung 12 mit großem Durchmesser öffnet, ist an der Seite der Ausnehmung 12 mit großem Durchmesser des Ausgabe-Kommunikationsdurchgangs 9 bereitgestellt. Die stromabwärtige Seite des Ausgabe-Kommunikationsdurchgangs 9 öffnet sich zu dem unteren Abschnitt der Ausnehmung 23 mit kleinem Durchmesser.
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Die Ausgabeventil-Einheit 10 ist wie ein Hohlzylinder geformt und umfasst einen Ventilsitz-Abschnitt 25 mit einem Ventilsitz 25e, einen Ventilkörper 26, welcher in Kontakt mit dem Ventilsitz 25e kommt, um den Ausgabe-Kommunikationsdurchgang 9 zu schließen, ein Federelement 28, welches den Ventilkörper 26 derart drängt, dass der Ventilkörper 26 in Kontakt mit dem Ventilsitz 25e kommt, und ein Halteelement 29, welches das Federelement 28 aufnimmt. Der Innenraum des Halteelements 29 ist in Kommunikation mit dem Innenraum der Ausnehmung 12 mit großem Durchmesser. Die Ausgabeventil-Einheit 10 ist an dem Hauptkörper 3 durch wenigstens einen Teil der Ausgabeventil-Einheit 10 befestigt, welche in die Ausnehmung 23 mit kleinem Durchmesser in der Referenzrichtung S eingesetzt ist.
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Der Ventilsitz-Abschnitt 25 umfasst einen Teil 30 mit einem großen Außendurchmesser an der stromaufwärtigen Seite, einen Teil 31 mit kleinem Außendurchmesser, welcher einen Außendurchmesser aufweist, welcher kleiner als derjenige des Teils 30 mit großem Außendurchmesser ist und welcher an der stromabwärtigen Seite ist, einen Ventilsitz-Lastaufnahmeteil 32, welcher in einer stufenartigen Weise den Teil 30 mit großem Außendurchmesser und den Teil 31 mit kleinem Außendurchmesser verbindet, sowie einen Ventilsitz-Kontaktteil 25a, welcher in Kontakt mit dem Hauptkörper 3 in der Referenzrichtung S steht. Der Ventilsitz-Kontaktteil 25a ist ein Teil in direktem Kontakt mit dem Hauptkörper 3, und ein Teil um diesen Teil herum ist nicht in dem Ventilsitz-Kontaktteil 25a umfasst.
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Ferner umfasst der Ventilsitz-Abschnitt 25 eine im Wesentlichen zylindrische Ventilsitz-Innenwandfläche 25c, welche wenigstens einen Teil eines inneren Strömungsdurchgangs 25b bildet, welcher mit dem Ausgabe-Kommunikationsdurchgang 9 verbunden ist und durch welchen ein Fluid hindurchtritt.
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Der Ventilsitz-Lastaufnahmeteil 32 ist einer Last ausgesetzt, welche durch den Kontakt davon mit dem Halteelement 29 auf den Ventilsitz-Abschnitt 25 in der Referenzrichtung S parallel zu der Mittelachse 17 der Ausgabeventil-Einheit 10 ausgeübt wird. Der Ventilsitz-Lastaufnahmeteil 32 ist ein Teil in direktem Kontakt mit dem Halteelement 29, und ein Teil um diesen Teil herum ist nicht in dem Ventilsitz-Lastaufnahmeteil 32 umfasst.
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Das Halteelement 29 umfasst einen Halteelement-Kontaktteil 33, welcher in Kontakt mit dem Ventilsitz-Lastaufnahmeteil 32 ist, sowie einen Halteelement-Lastaufnahmeteil 34, welcher eine Last aufnimmt, welche von dem Hauptkörper 3 auf das Halteelement 29 in der Referenzrichtung S ausgeübt wird.
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Die von dem Hauptkörper 3 auf das Halteelement 29 in der Referenzrichtung S ausgeübte Last wird durch verformte Befestigungsteile 35 eingewirkt, welche durch plastisches Verformen des Hauptkörpers 3 bereitgestellt sind. Insbesondere ist die in die Ausnehmung 23 mit kleinem Durchmesser des Hauptkörpers 3 eingesetzte Ausgabeventil-Einheit 10 mit dem Hauptkörper 3 durch die verformten Befestigungsteile 35 verbunden.
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Die Ausnehmung 23 mit kleinem Durchmesser umfasst eine Ausnehmung-Innenwandfläche 23a, welche sich parallel zu der Referenzrichtung S erstreckt, eine Strömungsdurchgang-Öffnung 22, welche ein Teil ist, an welchem sich der Ausgabe-Kommunikationsdurchgang 9 an der Unterseite des Ausnehmung 23 mit kleinem Durchmesser öffnet, und eine Hauptkörper-Kontaktfläche 23b, welche sich von der Strömungsdurchgang-Öffnung 22 zu dem Endrand an der Unterseite der Ausnehmung-Innenwandfläche 23a erstreckt. Der Ventilsitz-Kontaktteil 25a ist in Kontakt mit der Hauptkörper-Kontaktfläche 23b und ist dazu gebildet, eine ringförmige Form aufzuweisen, welche den gesamten Umfang der Strömungsdurchgang-Öffnung 22 umschließt.
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Die Hauptkörper-Kontaktfläche 23b umfasst die Fläche eines Abschnitts in direktem Kontakt von dem Ventilsitz-Kontaktteil 25a und die Fläche eines umgebenden Abschnitts, welcher eine Fläche bildet, welche sich von der zuvor genannten Fläche fortsetzt. Somit ist ein Bereich, in welchen der Ventilsitz-Kontaktteil 25a auf eine Projektionsebene projiziert wird, welche orthogonal zu der Referenzrichtung S ist, in einem Bereich umfasst, in welchen die Hauptkörper-Kontaktfläche 23b auf die zuvor genannte Projektionsebene projiziert wird.
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Das Halteelement 29 umfasst eine um Wesentlichen zylindrische Innenumfangsfläche 29a. Der Ventilsitz-Abschnitt 25 umfasst einen radialen Lastaufnahme-Teil 25d, welcher in Kontakt mit der Innenumfangsfläche 29a ist und welcher einer Last ausgesetzt isst, welche durch die Innenumfangsfläche 29a auf den Ventilsitzabschnitt 25 in einer Richtung eingewirkt wird, welche orthogonal zu der Referenzrichtung S ist.
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Wenigstens ein Teil des Bereichs, in welchen der Ventilsitz-Kontaktteil 25a auf die Projektionsebene projiziert wird, welche orthogonal zu der Referenzrichtung S ist, ist in einem Bereich enthalten, in welchen der Ventilsitz-Lastaufnahmeteil 32 auf die Projektionsebene projiziert wird. Die Ventilsitz-Fläche in dem Ventilsitz-Abschnitt 25, welche in Kontakt mit dem Ventilkörper 26 und der Hauptkörper-Kontaktfläche 23b ist, sind beide als die Flächen an Ebenen gebildet, welche im Wesentlichen orthogonal zu der Referenzrichtung S sind.
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3 illustriert die Ausnehmung 12 mit großem Durchmesser, betrachtet von der Öffnungsseite davon in der Referenzrichtung S. Wie in 3 illustriert, sind an der unteren Fläche 12b der Ausnehmung 12 mit großem Durchmesser die verformten Befestigungsteile 35 an einer Mehrzahl von Positionen, z.B. zwei Positionen, mit gleichen Abständen an dem Umfang um die Mittelachse 17 der Ausgabeventil-Einheit 10 herum gebildet.
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Nicht-verformte Teile 36, die andere Abschnitte als die verformten Befestigungsteile 35 an dem Umfang des Hauptkörpers 3 sind (die Abschnitte zwischen den verformten Befestigungsteilen 35, die einander benachbart sind), schneiden eine Ventilplatzierung-Richtungsebene 37, welche durch die Mittelpunkte C1 und C2 der Ausgabeventil-Einheit 10 bzw. des Entlastungsventils 11 hindurchtreten, und welche parallel zu der Erstreckungsrichtung des Ausgabe-Kommunikationsdurchgangs 9 ist.
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Insbesondere schneiden die nicht-verformten Teile 36 die Ventilplatzierung-Richtungsebene 37 zwischen den Mittelpunkten C1 und C2 von sowohl der Ausgabeventil-Einheit 10 als auch des Entlastungsventils 11, in der Erstreckungsrichtung betrachtet, d.h. an der Seite des Entlastungsventils 11 von der Ausgabeventil-Einheit 10. Der Mittelpunkt C1 ist der Mittelpunkt eines Abschnitts, in welchem der Ventilkörper 26 der Ausgabe-Ventileinheit 10 und der Ventilsitz 25e in Kontakt miteinander sind. Der Mittelpunkt C2 ist der Mittelpunkt eines Abschnitts, in welchem der Ventilkörper 19 des Entlastungsventils 11 und das Ventilsitz-Element 20 in Kontakt miteinander sind.
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Die Mehrzahl von verformten Befestigungsteilen 35 sind dazu gebildet, ebenensymmetrisch zu sein, wobei die Ventilplatzierung-Richtungsebene 37 die Symmetrieebene ist. Daher schneiden die nicht-verformten Teile 36 die Ventilplatzierung-Richtungsebene 37 ebenfalls an der gegenüberliegenden Seite von der Richtung in Richtung des Entlastungsventils 11 von dem Mittelpunkt C1 der Ausgabeventil-Einheit 10, d.h. an der gegenüberliegenden Seite von der Ausgabeventil-Einheit 10 bezüglich des Entlastungsventils 11.
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Die Ausgabeventil-Einheit 10 und das Entlastungsventil 11 sind in dem Hauptkörper 3 wie unten beschrieben integriert. Für die Ausgabe-Ventileinheit 10 werden zunächst der Ventilsitz-Abschnitt 25, der Ventilkörper 26, das Federelement 28 und das Halteelement 29, welche gemäß der gegenseitigen Positionsbeziehung angeordnet sind, welche in 2 illustriert ist, in die Ausnehmung 23 mit kleinem Durchmesser eingesetzt, bis der Ventilsitz-Kontaktteil 25a des Ventilsitz-Abschnitts 25 in Kontakt mit der Hauptkörper-Kontaktfläche 23b der Ausnehmung 23 mit kleinem Durchmesser kommt.
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Dann werden die verformten Befestigungsteile 35 durch eine zylindrische Spannvorrichtung J gebildet, welche einen Innendurchmesser aufweist, welcher annähernd gleich dem Außendurchmesser des Halteelements 29 ist, und welche den distalen Endabschnitt davon dazu gebildet aufweist, den verformten Befestigungsteilen 35 zu entsprechen.
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Insbesondere ist an dem Außenumfang des Halteelements 29 die Spannvorrichtung J an den Positionen in der Umfangsrichtung platziert, welche den verformten Befestigungsteilen 35 aus 3 entsprechen. Dann wird der Abschnitt um die Ausnehmung 23 mit kleinem Durchmesser in der unteren Fläche 12b der Ausnehmung 12 mit großem Durchmesser durch die distale Endfläche der Spannvorrichtung J in die Richtung der Mittelachse 17 gepresst, wodurch er plastisch verformt wird. Hierdurch werden die verformten Befestigungsteile 35, die die in 2 illustrierte Querschnittsform aufweisen und die wie in 3 illustriert angeordnet sind, gebildet. Die schließt den Zusammenbau der Ausgabeventil-Einheit 10 ab.
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In dem Prozess des Bildens der verformten Befestigungsteile 35 wird die plastische Verformung nicht an und um die Ventil Ventilplatzierung-Richtungsebene 37 durchgeführt, so dass das Auftreten von Verzerrungen des Hauptkörpers 3 auf ein Minimum beschränkt wird. Somit wird kein signifikanter Einfluss auf den Durchgangsteil 18 des Entlastungsdurchgangs 16 durch das Bilden der verformten Befestigungsteile 35 ausgeübt.
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Für das Entlastungsventil 11 wird zunächst das Federelement 21 in den Durchgangsteil 18 des Entlastungsdurchgangs 16 eingesetzt. Dann wird, mit dem Ventilkörper 19 zwischen dem Federelement 21 und dem Ventilsitz-Element 20 platziert, das Ventilsitz-Element 20 in den Durchgangsteil 18 pressgepasst. Zu diesem Zeitpunkt wird die Presspass-Menge derart angepasst, dass ein vorbestimmter Ventil-Öffnungsdruck erhalten wird. Hierdurch ist der Zusammenbau des Entlastungsventils 11 abgeschlossen.
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Der Ventil-Öffnungsdruck ist dazu festgelegt, einen hohen Druck ohne Schwierigkeiten durch das Entlastungsventil 11 in dem Fall freizugeben, dass solch ein hoher Druck in dem Hochdruck-Durchgang 8 durch welchen Grund auch immer auftritt und nicht durch das zuvor angesprochene Einlassventil kontrolliert werden kann, welches an der stromaufwärtigen Seite der Kompressionskammer 2 bereitgestellt ist.
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In der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 1, in welcher die Ausgabeventil-Einheit 10 und Entlastungsventil 11 wie oben beschrieben integriert worden sind, öffnet sich, wenn der Stößel 14 die reziproke Bewegung durchführt, wenn der Motor angetrieben wird, das zuvor angesprochene Einlassventil, und Kraftstoff kommt in die Kompressionskammer 2, wenn sich der Stößel 14 nach unten bewegt. Ferner schließt sich das Einlassventil, wenn sich der Stößel 14 nach oben bewegt, und der Kraftstoff in der Kompressionskammer 2 wird komprimiert.
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Somit wird der Druck innerhalb der Kompressionskammer 2 hoch, so dass sich die Ausgabeventil-Einheit 10 öffnet, wodurch der Hochdruck-Kraftstoff in den Hochdruck-Durchgang 8 ausgegeben wird. Der ausgegebene Kraftstoff wird von der Einspritzeinheit mittels des Hochdruck-Durchgangs 8 eingespritzt. Währenddessen öffnet sich dann das Entlastungsventil 11, falls der Druck in dem Hochdruck-Durchgang 8 aus welchem Grund auch immer übermäßig groß wird, wodurch ein Freigeben des Hochdruck-Kraftstoffs in dem Hochdruck-Durchgang 8 in eine Dämpferkammer 6 durch den Entlastungsdurchgang 16 hervorgerufen wird.
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Das Entlastungsventil 11 ist dazu eingerichtet, als eine Sicherheitsvorrichtung zu wirken, welche den Druck in dem Hochdruck-Durchgang mechanisch freigibt, wenn der Druck übermäßig hoch wird. Daher wird benötigt, dass der Ventil-Öffnungsdruck akkurat beibehalten wird. In dieser Hinsicht werden, wenn die Ausgabeventil-Einheit 10 wie oben beschrieben integriert ist, die Einflüsse der plastischen Verformung des Hauptkörpers kaum auf den Entlastungsdurchgang 16 ausgeübt, so dass der Ventil-Öffnungsdruck des Entlastungsventils 11 akkurat beibehalten wird.
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Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Ausgabeventil-Einheit 10 lediglich durch Einsetzen des Ventilsitz-Abschnitts 25, des Ventilkörpers 26, des Federelements 28 und des Halteelements 29 in die Ausnehmung 23 mit kleinem Durchmesser des Hauptkörpers 3 gleichzeitig vereinigt und an dem Hauptkörper 3 befestigt werden, ohne dass ein Vereinigen dieser Bauteilelemente im Voraus notwendig wäre, und indem die verformten Befestigungsteile 35 bereitgestellt werden (durch Ausführen des Bördelungsprozesses).
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Somit kann die Ausgabeventil-Einheit 10 an dem Hauptkörper 3 durch reduzierte Mannstunden befestigt werden, wodurch es möglich wird, eine kostengünstige Ventileinheit-Befestigungsstruktur bereitzustellen. Ferner besteht kein Bedarf nach einem Presspassen der Ausgabeventil-Einheit 10 in die Ausnehmung 23 mit kleinem Durchmesser des Hauptkörpers 3, wodurch die Notwendigkeit einer hohen Genauigkeit der Abmessungen zum Kontrollieren der Verengungsspielräume, die zum Presspassen benötigt werden, beseitigt wird.
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Ferner wird die Last zum Befestigen der Auslassventil-Einheit 10 an dem Ventilsitz-Kontaktteil 25a konzentriert, welcher in der ringförmigen Form gebildet ist, so dass selbst wenn die Fläche des Ventilsitz-Kontaktteils 25a und die Hauptkörper-Kontaktfläche 23b, welche in Kontakt mit dem Ventilsitz-Kontaktteil 25a kommt, eine hohe Oberflächenrauheit aufweisen, die mikroskopischen Unebenheiten der Flächen geglättet werden. Dies ermöglicht es, eine hohe Abdichtbarkeit zwischen dem Ventilsitz-Abschnitt 25 und dem Hauptkörper 3 beizubehalten.
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Ferner kann die radiale Last, welche beim Befestigen (Bördelungs-Befestigen) durch die verformten Befestigungsteile 35 erzeugt wird, und welche durch die verformten Befestigungsteile 35 auf den Halteelement-Lastaufnahmeteil 34 ausgeübt wird, von dem Ventilsitz-Abschnitt 25 aufgenommen werden. Dies ermöglicht es dem Halteelement 29, mit einer dünneren Wand gebildet zu werden, wodurch es ermöglicht wird, eine kleinere, leichtgewichtigere Ventileinheit-Befestigungsstruktur zu erreichen.
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Ferner ist ein Teil des Bereichs, in welchen der Ventilsitz-Kontaktteil 25a auf die Projektionsebene projiziert wird, die orthogonal zu der Referenzrichtung S ist, in dem Bereich enthalten, in welchen der Ventilsitz-Lastaufnahmeteil 32 auf die Projektionsebene projiziert wird. Daher wird die auf den Ventilsitz-Lastaufnahmeteil 32 ausgeübte Last linear auf den Ventilsitz-Kontaktteil 25a übertragen. Zusätzlich sind die Hauptkörper-Kontaktfläche 23b und die Ventilsitz-Fläche des Ventilsitz-Abschnitts 25 beide als die Flächen an den Ebenen gebildet, welche im Wesentlichen orthogonal zu der Referenzrichtung S sind.
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Daher wird die Möglichkeit eines Auftretens einer Biegebelastung innerhalb des Ventilsitz-Abschnitts 25 minimiert, und die Ventilsitz-Fläche des Ventilsitz-Abschnitts 25 behält den Zustand bei, in welchem die Ventilsitz-Fläche im Wesentlichen orthogonal zu der Referenzrichtung S ist. Dies ermöglicht es, die ebene Form des Ventilkörpers 26 beizubehalten, welcher in Kontakt mit der Ventilsitz-Fläche kommt.
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Ferner schneiden die verformten Befestigungsteile 35 die Ventilplatzierung-Richtungsebene 37 zwischen den Mittelpunkten C1 und C2 der Ausgabeventil-Einheit 10 bzw. des Entlastungsventils 11 nicht. Daher sind die verformten Befestigungsteile 35 und das Entlastungsventil 11 weiter voneinander entfernt, verglichen mit einem Fall, in welchem das zuvor beschriebene Schneiden vorliegt.
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Diese Ausgestaltung ermöglicht es, maximal zu verhindern, dass die Verzerrung, welche an dem Hauptkörper 3 aufgrund der Verformung der verformten Befestigungsteile 35 aufgetreten ist, zu dem Entlastungsventil 11 übertragen wird. Anders ausgedrückt, kann das Entlastungsventil 11 näher bei der Ausgabeventil-Einheit 10 platziert werden, wodurch ermöglicht wird, die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 1 kleiner zu machen.
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Ferner kann, wenn die Ausgabeventil-Einheit 10 und das Entlastungsventil 11 in den Innenraum der Ausnehmung 12 mit großem Durchmesser eingesetzt werden, um die Ausgabeventil-Einheit 10 und das Entlastungsventil 11 an dem Hauptkörper 3 zu befestigen, selbst wenn der Abstand dazwischen klein ist, die Verzerrung des Hauptkörpers 3, die durch das Ausbilden der verformten Befestigungsteile 35 hervorgerufen wird, daran gehindert werden, zu dem Entlastungsventil 11 übertragen zu werden. Somit kann der Abstand zwischen der Ausgabeventil-Einheit 10 und dem Entlastungsventil 11 reduziert werden, und die Ausnehmung 12 mit großem Durchmesser kann kleiner festgelegt werden, wodurch ermöglicht wird, den Hauptkörper 3 noch kleiner zu machen.
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Ferner könnte es, wenn die Ausgabeventil-Einheit 10 nahe zu der Innenwandfläche 12a der Ausnehmung 12 mit großem Durchmesser zur absoluten Grenze gebracht würde, dann extrem schwierig werden, den Bereich zwischen der Innenwandfläche 12a und der Ausgabeventil-Einheit 10 plastisch zu verformen. Jedoch sind die Teile, wo die Ausgabeventil-Einheit 10 und die Innenwandfläche 12a am nächsten zueinander sind, die nicht-verformten Teile 36, welche nicht plastisch verformt sind.
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Daher kann die Ausgabeventil-Einheit 10 an dem Hauptkörper 3 in einer guten Balance befestigt sein, und das Entlastungsventil 11 kann ebenfalls in der Ausnehmung 12 mit großem Durchmesser platziert sein, welcher klein ist, so dass die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 1 noch kleiner gemacht werden kann.
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Ferner wird, wie oben beschrieben, die Möglichkeit der Übertragung der Verzerrung, welche durch das Bilden der verformten Befestigungsteile 35 hervorgerufen wird, auf den Entlastungsdurchgang 16 minimiert, so dass selbst wenn das Ventilsitz-Element 20 des Entlastungsventils 11 direkt in den Entlastungsdurchgang 16 des Hauptkörpers 3 pressgepasst wird und das Ventilsitz-Element 20 darin befestigt ist, die Abdichtbarkeit zwischen dem Ventilkörper 26 und der Sitzfläche des Ventilsitz-Elements 20 beibehalten werden kann. Daher kann die Anzahl der Komponenten zum Herstellen des Entlastungsventils 11 reduziert werden.
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Ferner kann, da das Ventilsitz-Element 20 nicht durch die Verzerrung der verformten Befestigungsteile 35 verlagert wird, die Kompressionsmenge des Federelements 21 daran gehindert werden, sich zu ändern, was es ermöglicht, den Ventil-Öffnungsdruck des Entlastungsventils 11 akkurat zu steuern.
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4 zeigt einen essentiellen Abschnitt einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform. In dieser Hochdruck-Kraftstoffpumpe unterscheiden sich die Formen eines Ausgabe-Kommunikationsdurchgangs und eines Ventilsitz-Abschnitts von denjenigen der Ausführungsform aus 1 und 2. Insbesondere weist in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Ausgabe-Kommunikationsdurchgang 9b, welcher sich von einer Kompressionskammer 2 zu einem Hochdruck-Durchgang 8 erstreckt, einen Teil 38 mit kleinem Innendurchmesser benachbart zu der stromabwärtigen Seite der Kompressionskammer 2, einen Teil 39 mit großem Innendurchmesser, welcher an der stromabwärtigen Seite des Teils 38 mit kleinem Innendurchmesser positioniert ist und welcher einen größeren Außendurchmesser als der Teil 38 mit kleinem Innendurchmesser aufweist, und eine Hauptkörper-Kontaktfläche 40 auf, welche den Teil 38 mit kleinem Durchmesser und den Teil 39 mit großem Durchmesser in einer stufenartigen Weise verbindet, wie in 4 illustriert. Die stromabwärtige Seite des Teils 39 mit großem Innendurchmesser öffnet sich zu einer unteren Fläche 12b einer Ausnehmung 12 mit großem Durchmesser.
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Wie es für den zuvor beschriebenen Ventilsitz-Abschnitt 25 aus 2 ebenfalls der Fall ist, weist ein Ventilsitz-Abschnitt 41 einer Ausgabeventil-Einheit 10b einen Teil 30 mit großem Außendurchmesser an der stromaufwärtigen Seite, einen Teil 31 mit kleinem Außendurchmesser, welcher einen kleineren Außendurchmesser als der Teil 30 mit großem Außendurchmesser aufweist und welcher an der stromabwärtigen Seite ist, und einen Ventilsitz-Lastaufnahmeteil 32 auf, welcher den Teil 30 mit großem Außendurchmesser und den Teil 31 mit kleinem Außendurchmesser in einer stufenartigen Weise verbindet. Jedoch ist im Gegensatz zu dem Gehäuse des zuvor beschriebenen Ventilsitz-Abschnitts 25 aus 2 die Endfläche an der stromaufwärtigen Seite des Ventilsitz-Abschnitts 41 in Kontakt mit im Wesentlichen der gesamten Fläche der Hauptkörper-Kontaktfläche 40. Der Rest der Konfiguration ist derselbe wie derjenige der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 1 aus 1 und 2.
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In dem Fall der vorliegenden Ausführungsform kann die Ausgabeventil-Einheit 10b ebenfalls in dem Hauptkörper 3 in derselben Weise integriert sein, wie in dem Fall der Ausgabeventil-Einheit 10 aus 2. Insbesondere wird, wie in 5 illustriert, die Ausgabeventil-Einheit 10b eingesetzt, bis die Endfläche an der stromaufwärtigen Seite des Ventilsitz-Abschnitts 41 in Kontakt mit der Hauptkörper-Kontaktfläche 40 des Ausgabe-Kommunikationsdurchgangs 9b kommt und verformte Befestigungsteile 35 durch eine Spannvorrichtung J gebildet werden. Dies erlaubt es, dass die Ausgabeventil-Einheit 10b leicht in den Hauptkörper 3 integriert werden kann.
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Die durch die vorliegende Ausführungsform bereitgestellten Wirkungen sind dieselben wie diejenigen der Ausgabeventil-Einheit 10, mit Ausnahme der Wirkung im Zusammenhang mit dem Ventilsitz-Kontaktteil 25a in der zuvor beschriebenen Ausgabe-Ventileinheit 10 aus 2.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor angesprochenen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung auf eine Ventileinheit angewendet werden, die von einer Ausgabe-Ventileinheit verschieden ist.
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Ferner müssen, wie in 6 illustriert, die Hauptkörper-Kontaktfläche 23b und der Ventilsitz-Kontaktteil 25a nicht senkrecht zu der Referenzrichtung S sein und müssen nicht parallel zueinander sein. In diesem Fall ist ebenfalls der Bereich, in welchen der Ventilsitz-Kontaktteil 25a auf die Projektionsebene projiziert wird, welche orthogonal zu der Referenzrichtung S ist, in dem Bereich umfasst, in welchen die Hauptkörper-Kontaktfläche 23b auf die Projektionsebene projiziert wird, so dass die hohe Abdichtbarkeit zwischen dem Ventilsitz-Abschnitt 25 und dem Hauptkörper 3 beibehalten werden kann.
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Ferner ist in diesem Fall aufgrund der Krümmung der Querschnittsform des Ventilsitz-Kontaktteils 25a in Kontakt mit der Hauptkörper-Kontaktfläche 23b die Hauptkörper-Kontaktfläche 23b in Kontakt mit dem Ventilsitz-Kontaktteil 25a in einem kleineren Bereich. Daher kann in diesem Fall eine sogar noch höhere Abdichtbarkeit zwischen dem Ventilsitz-Abschnitt 25 und dem Hauptkörper 3 beibehalten werden.
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Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Fall beschränkt, in welchem die Mittelachsen eines Ausgabeventils und eines Entlastungsventils parallel zueinander sind, sondern kann ebenfalls auf einen Fall angewendet werden, in welchem die Mittelachsen eines Ausgabeventils und eines Entlastungsventils nicht parallel zueinander sind. Anders ausgedrückt, können in einem solchen Fall ebenfalls die Wirkungen der vorliegenden Erfindung insoweit bereitgestellt werden, dass nicht-verformte Teile mit einer Ventilplatzierung-Richtungsebene schneiden, welche durch die Mittelpunkte von sowohl dem Ausgabeventil aus auch dem Entlastungsventil hindurchtritt und welche parallel zu der Erstreckungsrichtung eines Ausgabe-Kommunikationsdurchgangs ist.
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Bezugszeichenliste
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1... Hochdruck-Kraftstoffpumpe; 2... Kompressionskammer; 3... Hauptkörper; 4... Einlassleitung; 5... Pulsationsdämpfer; 6... Dämpferkammer; 7... Einlassanschluss; 8... Hochdruck-Durchgang; 9, 9b...Ausgabe-Kommunikationsdurchgang; 10, 10b Ausgabeventil-Einheit; 11...Entlastungsventil; 12...Ausnehmung mit großem Durchmesser; 12a... Innenwandfläche; 12b... untere Fläche; 13... Hochdruck-Verbindungsteil; 14... Stößel; 15... Feder; 16... Entlastungsdurchgang; 17... Mittelachse; 18... Durchgangsteil; 19... Ventilkörper; 20... Ventilsitz-Element; 21... Federelement; 22... Strömungsdurchgang-Öffnung; 23...Ausnehmung mit kleinem Durchmesser; 23a...Ausnehmung-Innenwandfläche; 23b... Hauptkörper-Kontaktfläche; 25, 41... Ventilsitz-Abschnitt; 25a... Ventilsitz-Kontaktteil; 25b... innerer Strömungsdurchgang; 25c... Ventilsitz-Innenwandfläche; 25d... radialer Lastaufnahmeteil; 25e... Ventilsitz; 26... Ventilkörper; 28... Federelement; 29... Halteelement; 29a... Innenumfangsfläche; 30...Teil mit großem Außendurchmesser; 31...Teil mit kleinem Außendurchmesser; 32...Ventilsitz-Lastaufnahmeteil; 33... Halteelement-Kontaktteil; 34... Halteelement-Lastaufnahmeteil; 35...verformter Befestigungsteil; 36... nicht-verformter Teil; 37...Ventilplatzierung-Richtungselement; 38...Teil mit kleinem Innendurchmesser; 39 Teil mit großem Innendurchmesser; 40... Hauptkörper-Kontaktfläche; J... Spannvorrichtung; und S... Referenzrichtung.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine kostengünstige Ventileinheit-Befestigungsstruktur bereit, welche es erlaubt, dass eine Ventileinheit einfach ohne die Notwendigkeit einer Vereinigung im Voraus befestigt werden kann, sowie eine Fluidpumpe, welche es ermöglicht, ein Ausgabeventil und ein Entlastungsventil in einer kompakten Weise zu integrieren. Die Ventileinheit-Befestigungsstruktur umfasst einen Hauptkörper (3), einen Ausgabe-Kommunikationsdurchgang (9), welcher innerhalb des Hauptkörpers (3) bereitgestellt ist, eine Ausgabeventil-Einheit (10), welche in dem Hauptkörper (3) bereitgestellt ist und welche den Ausgabe-Kommunikationsdurchgang (9) öffnet/schließt, sowie verformte Befestigungsteile (35), welche durch plastisches Verformen des Hauptkörpers (3) gebildet sind und welche die Ausgabeventil-Einheit (10) an dem Hauptkörper (3) befestigen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 201180391 [0007]
- JP 2004138062 [0007]
