DE10215523A1

DE10215523A1 - Kraftstoffversorgungsvorrichtung für einen Motor

Info

Publication number: DE10215523A1
Application number: DE10215523A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiko Onishi; Takuya Uryu; Hiromichi Tsugami
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-10-02
Filing date: 2002-04-09
Publication date: 2003-04-24
Also published as: JP3593081B2; US20030062085A1; JP2003113757A; US6729286B2; FR2830286A1

Abstract

Es wird eine Kraftstoffversorgungsvorrichtung beschrieben, welche fähig ist, die Abrasion eines Antriebsnockens und eines Stößels zu reduzieren, ohne die Dimensionen und das Gewicht der Vorrichtung zu erhöhen. Diese Kraftstoffversorgungsvorrichtung ist mit einem Stößel versehen, welcher eine druckaufnehmende Fläche aufweist, die den Antriebsnocken eines Motors kontaktiert. Der Stößel ist an dem Teil einer äußeren Fläche davon vorgesehen, welche sich in der Nähe eines äußeren Umfangs der druckaufnehmenden Fläche befindet, und ist mit einer Nut versehen, die zur Verhinderung von lokalen Konzentrationen der Spannung auf den Stößel angepasst ist, und wobei der Stößel einen V-förmigen, halbkreisförmigen oder U-förmigen Querschnitt aufweist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungsvorrichtung, und insbesondere eine Kraftstoffversorgungsvorrichtung zur Versorgung eines Kraftstoffs unter Hochdruck zu einer inneren Verbrennungskraftmaschine mit Kraftstoffeinspritzung, beispielsweise für einen Fahrzeugmotor.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Die Fig. 8 bis 14 sind Zeichnungen, welche ein allgemein bekanntes Kraftstoffversorgungssystem für eine innere Verbrennungskraftmaschine mit Kraftstoffeinspritzung beschreiben. Fig. 8 ist eine schematische Darstellung dieses Kraftstoffversorgungssystems, Fig. 9 eine Schnittansicht eines wesentlichen Abschnitts einer Kraftstoffversorgungsvorrichtung, welche in diesem Kraftstoffversorgungssystem enthalten ist, Fig. 10 ist eine Schnittansicht entlang der Linie X-X in Fig. 9, Fig. 11 ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht von dem, was in Fig. 9 entlang einer Ebene Y-Z dargestellt ist und was die Kontaktbedingung einer Antriebsnocke und eines Stößels der Kraftstoffversorgungsvorrichtung darstellt, wobei Fig. 11 eine Schnittansicht entlang einer Ebene Y-X im Hinblick auf die Ebene Y-Z von Fig. 11 ist, wobei Fig. 13 einen Graphen darstellt, welcher den Zustand der Verformung einer druckaufnehmenden Oberfläche des Stößels darstellt, welche eine Kraft von dem Antriebsnocken aufnimmt, und wobei Fig. 14 ein Graph ist, welcher den Zustand der Verteilung der Hertz- Spannung bzw. Hertz-Beanspruchung an der durckaufnehmenden Oberfläche darstellt.

Gemäß den Fig. 8 und 9 weist das Kraftstoffversorgungssystem einen Kraftstofftank 1, eine Kraftstoffversorgungsvorrichtung 6 und Kraftstoffeinspritzventile 10 als Hauptelemente auf, wobei die Kraftstoffversorgungsvorrichtung 6 einen Filter 11, einen Niederdruckdämpfer 12, ein Saugventil 13, ein elektromagnetisches Ventil 17, eine Pumpe 16 und ein Ausströmventil 14 aufweist.

Der Kraftstoff 2 in dem Kraftstofftank 1 wird durch die Niederdruckpumpe 3 ausgegeben, wobei der Druck von einem Niederdruckregulator 5 über den Filter 4 geregelt wird und der Kraftstoffversorgungsvorrichtung 6 zugeführt wird. Lediglich eine derartige Menge des Kraftstoffs 2, welche somit der Vorrichtung zugeführt wird, was für die Kraftstoffeinspritzung notwendig ist, wird durch die Kraftstoffversorgungsvorrichtung 6 hinsichtlich des Drucks erhöht, wobei der Kraftstoff einen gemeinsamen Steg 9 einer inneren Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird, welche nicht dargestellt ist, und wobei der Kraftstoff daraufhin als Hochdruck atomisierter Kraftstoff von den Kraftstoffeinspritzventilen 10 in die nicht gezeigten Zylinder der inneren Verbrennungskraftmaschine eingespritzt wird. Die Menge des Kraftstoffs, welche während dieser Zeit benötigt wird, wird von einer nicht gezeigten Steuereinheit bestimmt und durch das elektromagnetische Ventil 17 gesteuert, und wobei ein überschüssiger Kraftstoff von dem elektromagnetischen Ventil 17 zu dem Abschnitt einer Kraftstoffpassage ausgegeben wird, welche sich zwischen dem Niederdruckdämpfer 12 und dem Saugventil 13 befindet. Ein Bezugszeichen 7 in Fig. 8 bezeichnet einen Filter, wobei ein Bezugszeichen 8 ein Hochdruckentlastungsventil bezeichnet, welches geöffnet ist, wenn der Druck im Inneren des gemeinsamen Stegs und normal hoch wird, um zu vermeiden, dass der gemeinsame Steg 9 und das Kraftstoffeinspritzventil 10 bricht bzw. beschädigt wird.

Gemäß Fig. 9 wird ein Hauptabschnitt der Kraftstoffversorgungsvorrichtung 6 gezeigt, wobei die Pumpe 16 einen Zylinder aufweist, der in einem Zylindergehäuse 30 untergebracht ist und mit einer Hochdruckkammer 24 darin versehen ist, welche einen Kraftstoffsauganschluss 22 und einen Kraftstoffausströmanschluss 23 aufweist; ein Kolben 26, welcher gleitend in axialer Richtung davon in dem Zylinder 25 bewegt wird, um das Volumen der Druckkammer 24 zu variieren; einen säulenartigen Stößel 28, welcher mit dem Kolben 26 verbunden ist; und einen Bolzen 29 aufweist, welcher gleitbar um den Stößel 28 eingepasst ist, und einen Gewindeabschnitt aufweist, welcher mit dem Zylindergehäuse 30 im Eingriff ist. Gemäß den Fig. 10 bis 12 ist ein Antriebsnocken 41 an einer Nockenwelle 40 des Motors angebracht und kontaktiert eine druckaufnehmende Oberfläche 28a an einem unteren Ende in der Zeichnung des Stößels 28, und wobei eine Drehkraft der Antriebsnocke 41 aufgrund der Drehung der Nockenwelle 40 auftritt und zu dem Stößel 28 und dem Kolben 26 über die druckaufnehmende Oberfläche 28a als Antriebskraft übertragen wird. Aufgrund der Antriebskraft, welche somit auf den Kolben 26 übertragen wird, wird der Kolben 26 vertikal bewegt, um das Volumen der Druckkammer 24 zu variieren.

Eine Oberfläche 261, welche den Stößel 28 kontaktiert, des Kolbens 26 wölbt sich leicht in Richtung des Stößels 28, wie in den Fig. 11 und 12 gezeigt. Der Grund, warum die Oberfläche 21 sich dadurch wölbt, ist darin zu sehen, dass, wenn der Stößel 28 gleitend in axialer Richtung aufgrund der Drehung des Antriebsnockens 41 bewegt wird, eine Neigung des Stößels 28 aufgrund eines Zwischenraums auftritt, welcher zwischen dem Stößel 28 und dem Bolzen 29 festgelegt ist, wobei dessen Neigung eine seitliche Kraft reduziert, die von einer oberen Fläche 28b des Stößels 28 zu dem Kolben 26 übertragen wird.

Bezüglich Fig. 11 repräsentiert jeder der Pfeile A, B, C Positionen, von welchen eine Kraft von dem Antriebsnocken 41 auf die druckaufnehmende Oberfläche 28a ausgeübt wird. Von diesen Pfeilen repräsentiert der Pfeil b eine Position, aus welcher die Kraft auf den Abschnitt der druckaufnehmenden Oberfläche 28a ausgeübt wird, welche sich nahe dessen Zentrum befindet, wobei beide Teile a, c Positionen repräsentieren, von welchen die Kraft auf die Abschnitte der druckaufnehmenden Oberfläche 28a ausgeübt wird, welche etwas an der Innenseite des äußeren Umfangs davon liegen. Wie in Fig. 11 gezeigt, ist der Antriebsnocken 42 im Allgemeinen breiter als der Stößel 28 ausgeführt. In einem ursprünglichen Zustand des Betriebs der Antriebsnocke 41 ist die Bedingung bzw. der Zustand der Anwendung der Kraft durch den Antriebsnocken 41 auf die aufnehmende Fläche 28a über die Gesamtheit der gleichen Oberfläche 28a einheitlich. Dementsprechend sind die Pegel der Kraft, welche auf kraftaufnehmende Positionen ausgeübt wird, die von den Pfeilen a b, c repräsentiert werden, ebenso einheitlich.

Wie vorstehend beschrieben, berührt der Abschnitt der oberen Fläche 28b des Stößels 28, welcher sich um die kraftaufnehmende Position befindet, die durch den Pfeil b repräsentiert wird, jedoch den Wölbungsabschnitt der Oberfläche 261 des Kolbens 26, wobei die Abschnitte dieser Oberfläche 28b, welche um die kraftaufnehmenden Positionen der Pfeile a, c liegt, einen engen Abstand bzw. Zwischenraum zwischen der oberen Fläche 28b und der Oberfläche 261 aufweisen. Aufgrund des Vorhandenseins dieses Zwischenraums wird die druckaufnehmende Oberfläche 28a verformt, wie durch die durchgezogene Linie in Fig. 13 gezeigt, und wobei die Verteilung der Hertz-Beanspruchung während dieser Zeit derart vorliegt, wie durch eine durchgezogene Linie in Fig. 14 dargestellt. Die Fig. 13 und 14 zeigen Daten, welche man erhält, wenn ein Kraftstoffausströmdruck eine Höhe von 15 MPa aufweist.

Was in den Fig. 13 und 14 dargestellt ist, wird im Folgenden beschrieben. Die seitliche Achse von jeder der Fig. 13 und 14 repräsentiert eine Position des Stößels 28 in Richtung der Z- Achse, und die Längsachse von jeder der Fig. 13 und 14 repräsentiert einen Versetzungsabstand (µm), welcher auf der Verformung der druckaufnehmenden Oberfläche 28a basiert und von einer ursprünglichen Position davon gemessen wird, sowie auf der Hertz-Beanspruchung (MPa) basiert. Jede der durchgezogenen Kurven in den Fig. 13 und 14 stellt die Verteilung der Hertz-Beanspruchung dar, welche aufgezeichnet wird, wenn der Kraftstoffausströmdruck 15 MPa beträgt. Die Pfeile a b, c in jeder dieser Zeichnungen repräsentieren die Versetzungsumstände (Fig. 13) und die Hertz-Beanspruchung (Fig. 14) in den druckaufbringenden Positionen der Pfeile a, b, c. Wie aus Fig. 13 ersichtlich, wird der Versetzungsabstand maximal um die Positionen der Pfeile a, c und vermindert sich an einem äußeren Umfang. Als Folge davon wird die Hertz-Beanspruchung maximal an Biegungspunkten des Versetzungsabstands um die Pfeile a und c wie aus Fig. 13 ersichtlich.

Wenn der Kraftstoffausströmdruck somit hoch ist, erhöht sich die Abrasion der Antriebsnocke 41 und des Stößels 28 aufgrund der hohen Hertz-Beanspruchung, welche lokal in Positionen um diese Pfeile a, c auftritt, d. h. um die Positionen nahe dem äußeren Umfang der druckaufnehmenden Oberfläche 28a. Um dieses Problem zu bewältigen, verwendet der Stand der Technik ein Verfahren zur Reduzierung der Hertz-Beanspruchung durch Erhöhung des äußeren Durchmessers des Stößels 28 und durch Erhöhung der Breite und des äußeren Durchmessers der Antriebsnocke 41, jedoch verursacht dieses Verfahren, dass die Dimensionen und das Gewicht der Kraftstoffversorgungsvorrichtung 6 ansteigt.

ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Umstände vorgenommen worden und stellt eine Kraftstoffversorgungsvorrichtung bereit, welche zur Reduzierung der Abrasion einer Antriebsnocke und eines Stößels fähig ist, ohne dass die Dimensionen bzw. die Größe und das Gewicht der Vorrichtung erhöht wird.

Die Kraftstoffversorgungsvorrichtung zur Versorgung eines Kraftstoffs zu einem Motor gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Zylinder, einen Kolben und einen Stößel auf. Der Zylinder ist mit einer Kraftstoffdruckkammer versehen, welche einen Kraftstoffsauganschluss und einen Kraftstoffausströmanschluss aufweist. Der Kolben ist gleitbar in axialer Richtung in dem Zylinder bewegbar angeordnet, und wobei dadurch das Volumen der Kraftstoffdruckkammer erhöht und vermindert wird. Der Stößel weist eine druckaufnehmende Oberfläche zur Kontaktierung eines Antriebsnockens des Motors sowie zur Aufnahme einer Antriebskraft des Antriebsnockens auf, und welcher die Antriebskraft auf den Kolben überträgt. Der Stößel weist eine Nut an seiner äußeren Fläche auf. Die Nut ist in dem Bereich positioniert, welcher der Nähe eines äußeren Umfangs der druckaufnehmenden Fläche entspricht, um die lokale Konzentration der Spannung bzw. der Beanspruchung darauf zu verhindern.

Dementsprechend sorgt die Nut für einen leicht verformbaren Abschnitt von niedriger Steifigkeit. Der leicht verformbare Abschnitt wird in dem Bereich positioniert, welcher der Nähe des äußeren Umfangs der druckaufnehmenden Oberfläche entspricht. Der leicht verformbare Abschnitt wirkt derart, dass die Hertz-Beanspruchung abgebaut bzw. gelöst wird, und aufgrund dieses Verhaltens des leicht verformbaren Abschnitts erhält man einen Effekt zur Reduzierung der Abrasion des Antriebsnockens und des Stößels.

Bevorzugterweise weist der Stößel in der Kraftstoffversorgungsvorrichtung einen größeren Durchmesserabschnitt und einen kleineren Durchmesserabschnitt auf. Der größere Durchmesserabschnitt ist mit einem Stößelstopper im Eingriff, welcher an einem geöffneten Endabschnitt eines Zylindergehäuses vorgesehen ist. Der kleinere Durchmesserabschnitt ist dazu fähig, dass er durch den Stößelstopper hindurchgeführt werden kann und weist die druckaufnehmende Oberfläche auf. Die Nut ist an der äußeren Fläche des kleineren Durchmesserabschnitts ausgebildet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Kraftstoffversorgungsvorrichtung weist der Stößel einen brettähnlichen Abschnitt zwischen der druckaufnehmenden Fläche und der Nut auf.

Dementsprechend funktioniert der brettähnliche Abschnitt als druckaufnehmender Abschnitt, welcher in effektiver Art und Weise die Antriebskraft von dem Antriebsnocken empfängt.

Vorzugsweise ist die Kraftstoffversorgungsvorrichtung, bei welcher der äußere Durchmesser des größeren Durchmesserabschnitts 10 bis 15 mm beträgt, mit einer Dicke des brettähnlichen Abschnitts von 0,5 mm bis 1,5 mm versehen.

Dementsprechend funktioniert der brettähnliche Abschnitt als ein druckaufnehmender Abschnitt, welcher in effektiver Art und Weise die Antriebskraft von dem Antriebsnocken empfängt, ohne dass dieser bricht, selbst wenn der brettähnliche Abschnitt die Antriebskraft von dem Antriebsnocken empfängt.

Ferner ist es bevorzugt, dass die Kraftstoffversorgungsvorrichtung eine Tiefe der Nut von 0,5 mm bis 2 mm aufweist, gemessen von der äußeren Fläche des größeren Durchmesserabschnitts.

Ferner ist es bevorzugt, dass die Kraftstoffversorgungsvorrichtung die Nut mit einem V- förmigen, halbkreisförmigen oder U-förmigen Querschnitt aufweist.

Dementsprechend behält der leicht verformbare Abschnitt, welcher von der Nut vorgegeben ist, eine geringe Steifigkeit und darüber hinaus hat er nicht das Problem, dass ein Bruch davon auftritt, selbst wenn der leicht verformbare Abschnitt die Antriebskraft von dem Antriebsnocken aufnimmt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun im Einzelnen in Bezug auf die folgenden Figuren beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der Kraftstoffversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht von dem, was in Fig. 1 dargestellt ist;
Fig. 3 eine weitere teilweise vergrößerte Schnittansicht von dem in Fig. 1 Dargestellten;
Fig. 4 einen Graph, welcher den Zustand der Verformung der druckaufnehmenden Oberfläche eines Stößels darstellt;
Fig. 5 einen Graph, welcher den Zustand der Verteilung der Hertz-Beanspruchung auf der druckaufnehmenden Oberfläche darstellt;
Fig. 6 eine Schnittansicht eines Stößels, welcher in einer zweiten Ausführungsform der Kraftstoffversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 7 eine Schnittansicht eines Stößels, welcher in einer dritten Ausführungsform der Kraftstoffversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines bekannten Kraftstoffversorgungssystems;
Fig. 9 eine Schnittansicht der bekannten Kraftstoffversorgungsvorrichtung;
Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der Linie X-X von Fig. 9;
Fig. 11 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht, von dem, was in Fig. 9 dargestellt ist;
Fig. 12 eine weitere teilweise vergrößerte Schnittansicht von dem in Fig. 9 Dargestellten;
Fig. 13 einen Graph, welcher den Zustand der Verformung der druckaufnehmenden Oberfläche eines bekannten Stößels darstellt; und
Fig. 14 einen Graph, welcher den Zustand der Verteilung der Hertz-Beanspruchung auf eine bekannte druckaufnehmende Oberfläche darstellt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

In der folgenden Beschreibung werden Teile, welche mit derjenigen der bekannten Kraftstoffversorgungsvorrichtung identisch sind, und vorstehend erwähnte Ausführungsformen durch die gleichen Bezugszeichen beschrieben, so dass eine Beschreibung davon in einigen Fällen weggelassen wird.

Erste Ausführungsform

Die Fig. 1 bis 5 stellen eine erste Ausführungsform der Kraftstoffversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Hauptabschnitts der Kraftstoffversorgungsvorrichtung, wobei Fig. 2 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht entlang einer Ebene Y-Z ist und den Zustand des Antriebsnockens und des Stößels darstellt, in welchem diese in Kontakt miteinander sind, wobei Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Ebene Y-X im Hinblick auf die Ebene Y-Z von Fig. 2 ist, wobei Fig. 4 ein Graph ist, welcher den Zustand der Verformung der druckaufnehmenden Oberfläche des Stößels darstellt, welche eine Kraft des Antriebsnockens aufnimmt, und wobei Fig. 5 ein Graph ist, welcher den Zustand der Verteilung der Hertz-Beanspruchung bzw. Spannung auf der druckaufnehmenden Oberfläche darstellt. Die Bedeutung der seitlichen Achse, der Längsachse und der Bezugszeichen a, b, c in den Fig. 4 und 5 sind die gleichen, wie diejenigen von Fig. 13 und 14. Eine dicke Kurve G1 in Fig. 4 und G3 in Fig. 5 repräsentieren die Verteilung der Hertz-Beanspruchung in der ersten Ausführungsform, welche aufgezeichnet werden, wenn ein Ausströmdruck des Kraftstoffs 15 MPa beträgt, und wobei die dünne Kurve G2 in Fig. 4 und die Kurve G4 in Fig. 5 die Abbildungen der Kurven sind, welche in den Fig. 13 und 14 dargestellt sind.
Gemäß den Fig. 1 bis 3 und insbesondere gemäß Fig. 3 weist ein säulenartiger Stößel 28 eine äußere Fläche 28c auf, und wobei ein vergrößerter Durchmesserabschnitt 281 und ein verkleinerter Durchmesserabschnitt 228 vorgesehen sind, wobei der Abschnitt der äußeren Oberfläche 28c, welcher dem kleinen Durchmesserabschnitt 282 entspricht, mit einer ringförmigen Nut versehen ist, welche sich um einen Umfang der äußeren Fläche erstreckt. Ein brettähnlicher Abschnitt 284 ist zwischen der Nut 5 und der druckaufnehmenden Oberfläche 28a vorgesehen, und wobei eine untere Oberfläche in der Zeichnung des brettähnlichen Abschnitts die druckaufnehmende Fläche 28a bildet. Der brettähnliche Abschnitt 284 funktioniert im Wesentlichen als druckaufnehmender Abschnitt, welcher eine Antriebskraft von einem Antriebsnocken 41 aufnimmt. Gemäß Fig. 2 bezeichnet ein Bezugszeichen L1 die Länge des größeren Durchmesserabschnitts 281, und wobei das Bezugszeichen L2 die Länge des geringeren Durchmesserabschnitts bezeichnet, wobei R1 den äußeren Durchmesser des vergrößerten Durchmesserabschnitts 281 bezeichnet, wobei R2 den äußeren Durchmesser des geringeren Durchmesserabschnitts 282 bezeichnet, wobei T1 die Dicke des brettähnlichen Abschnitts 284 ist, T2 die Dicke eines dünnen Abschnitts 283 ist, welcher zwischen einem Boden der Nut 5 und dem brettähnlichen Abschnitt 284 existiert, wobei D die Tiefe der Nut ist, gemessen von der Seitenfläche 28c des größeren Durchmesserabschnitts 281, und wobei θ der Winkel der Neigung einer geneigten Oberfläche des Abschnitts der Nut 5 ist, welche an der Seite des brettähnlichen Abschnitts 284 angeordnet ist, d. h. mit anderen Worten, eine geneigte Oberfläche des dünnen Abschnitts 283.
Der Effekt der Bereitstellung der Nut 5 wird nun beschrieben. Die Bereitstellung der Nut 5 verursacht, dass der dünne Abschnitt 283 und der brettähnliche Abschnitt 284 an dem geringeren Durchmesserabschnitt 282 ausgebildet werden. Die äußeren Umfänge und deren nahegelegene Teile, welche im Nachhinein als leicht verformbare Teile bezeichnet werden, des dünnen Abschnitts 283 und des brettähnlichen Abschnitts 284 sind dünn ausgeführt und haben eine geringe Steifigkeit. Wenn daher die druckaufnehmende Oberfläche 28a oder der brettähnliche Abschnitt 284 die Antriebskraft von dem Antriebsnocken 41 aufnehmen, werden die leicht verformbaren Teile, in anderen Worten die druckaufnehmenden Positionen, welche durch die Pfeile a und c angezeigt sind, an dem äußeren Umfang stärker als diejenigen verformt, welche durch die Pfeile a und c in Fig. 2 angezeigt sind. Die Kurve G1 in Fig. 4 zeigt den Zustand dieser Verformung an. Die Kurve G1 weist jedoch keine Biegepunkte in den Regionen der Pfeile a, c im Vergleich zu Kurve G2 auf, jedoch zeigt diese klar, dass die Verformung der druckaufnehmenden Oberfläche in monotoner Art und Weise in Richtung eines äußeren Umfangs davon ansteigend auftritt, an welchem die größte Verformung auftritt. Da ein Biegepunkt, welcher das Auftreten einer derartig großen Verformung repräsentiert, nicht auftritt, ist die Hertz-Beanspruchung in den Kraftaufbringungspositionen der Pfeile A, C ausreichend gering im Vergleich zu den entsprechenden Positionen, welche an der Kurve G4 dargestellt sind, wie aus der Kurve G3 von Fig. 5 ersichtlich. Daher ist es zu verstehen, dass die Spannungslösung bzw. Aufhebung der Beanspruchung im Hinblick auf die vorstehend erwähnte verformte Form der druckaufnehmenden Oberfläche erzielt wird. Die Erzielung dieser Spannungslösung ist ein Effekt, welcher von der Bereitstellung der Nut 5 erhalten wird. Aufgrund dieses Effekts reduziert sich die Abrasion des Antriebsnockens 1 und des Stößels 28, und somit wird die vorstehend erwähnte Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst, was versucht wurde zu erzielen.
Um den Stößel am Herunterfallen von dem Zylindergehäuse 30 während des Zusammenbaus der Kraftstoffversorgungsvorrichtung 6 zu hindern, weist der Stößel 28 den größeren Durchmesserabschnitt 281 mit dem äußeren Durchmesser auf, welcher geringfügig größer als der innere Durchmesser eines Stößelstoppers 31 ist, der in einem geöffneten Abschnitt des Zylindergehäuses 30 vorgesehen ist; und wobei der geringere Durchmesserabschnitt 282 einen äußeren Durchmesser aufweist, welcher geringfügig kleiner als der vorstehend erwähnte innere Durchmesser ist. Während des Zusammenbaus der Kraftstoffversorgungsvorrichtung 6 wird der Stößel 28 durch das Zylindergehäuse 30 von einer oberen Seite in der Zeichnung eingesetzt. Wenn der Stößel 28 somit durch das Zylindergehäuse 30 eingesetzt worden ist, wird der größere Durchmesserabschnitt 281 alleine in dem Zylindergehäuse 30 gehalten, und wobei der geringere Durchmesserabschnitt 282 durch den Stößelstopper 31 hindurchführt, um in dem Zustand zurückversetzt zu werden, welcher in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist. In der ersten Ausführungsform ist die Nut 5 im Wesentlichen über die gesamte Region der äußeren Fläche des geringeren Durchmesserabschnitts 282 vorgesehen, außer in der Region, welche dem brettähnlichen Abschnitt 284 entspricht, und weist einen V-förmigen Querschnitt auf.
Wenn die Tiefe D der Nut 5 und die Größe des geöffneten Abschnitts gering ist, wobei die Dicke des leicht verformbaren Abschnitts groß ist, ist die Steifigkeit des leicht verformbaren Abschnitts weiterhin groß. Daher wird der Grad der vorstehend erwähnten Verformung (der Grad der Spannungslösung) unzureichend, so dass der Effekt der Nut 5 gering wird. Wenn im Gegensatz dazu die Tiefe D der Nut 5 ausgesprochen groß ist, und wobei die Dicke des leicht verformbaren Abschnitts extrem gering ist, bricht der genutete Abschnitt in einigen Fällen aufgrund der Kraft des Antriebsnockens 41. Daher wird es bevorzugt, dass die Tiefe D der Nut 5 und die Größe des geöffneten Abschnitts in Bereichen zwischen extrem hoch und extrem niedrig liegen. Derartige mittlere Pegel können im Allgemeinen durch eine Analyse festgelegt werden, welche auf einer Trial- und Error- bzw. Versuch- und Irrtum-Methode oder eine finite Elementemethode basiert, wenn die Größe des Stößels 28 bestimmt wird.
Abgesehen von der Bestimmung durch die Versuch- und Irrtumregel der vorstehenden Tiefe und Größe werden Beispiele von optimalen Werten der Größe des Stößels 28, der Dicke T2 und des dünnen Abschnitts 283 sowie anderer Größen auf der Basis von Fig. 2 gezeigt. Wenn die Länge L1 des größeren Durchmesserabschnitts 281 des Stößels 28 im Bereich von 15 mm bis 20 mm liegt, wobei R1 in etwa 10 mm bis 15 mm ist, liegt die Länge L2 in etwa bei 4 mm bis 5 mm, wobei ein Unterschied zwischen R1 und R2 in etwa 0,05 mm bis 0,2 mm ist, wobei die Dicke T1 in etwa 0,5 mm bis 1,5 mm und vorzugsweise in etwa 0,5 mm bis 1,2 mm ist, wobei der Neigungswinkel θ in etwa 30 bis 60 Grad beträgt, wobei die Dicke T2 des dünnen Abschnitts 283 in etwa 1 mm bis 2 mm beträgt und wobei D in etwa 0,5 mm bis 2 mm beträgt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Nut 5 grundsätzlich in dem Abschnitt der äußeren Oberfläche 28c des Stößels vorgesehen, welcher nahe dem äußeren Umfang der druckaufnehmenden Fläche 28a ist. Wenn jedoch die Nut 5 sehr nahe an der vorstehend erwähnten äußeren Umfangsfläche liegt, wird die Dicke des brettähnlichen Abschnitts 284 extrem gering, so dass der brettähnliche Abschnitt 284 aufgrund der Kraft des Antriebsnockens 41 leicht bricht. Daher ist es bevorzugt, dass die Nut 5 in einer Position vorgesehen ist, in welcher der brettähnliche Abschnitt 284 die Dicke um den vorstehend erwähnten Pegel sichert.

Zweite Ausführungsform

Fig. 6 stellt eine zweite Ausführungsform der Kraftstoffversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dar und ist eine Schnittansicht von lediglich einem Stößel 28. Die Schnittansichten eines Hauptteils der zweiten Ausführungsform der Kraftstoffversorgungsvorrichtung werden weggelassen, da diese Schnittansichten identisch mit den Fig. 1 bis 3 sind, außer einer Schnittansicht eines Stößels 28.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform lediglich in der Querschnittsform eines geringeren Durchmesserabschnitts 282 des Stößels 28, und wobei die Konstruktion der verbleibenden Abschnitte des vorherigen identisch mit denjenigen entsprechenden Abschnitten des letzteren sind. Eine ringförmige Nut 5 in der zweiten Ausführungsform hat eine halbkreisförmige Querschnittsform, und die Tiefe D davon ist gleich derjenigen Tiefe von der Nut 5 der ersten Ausführungsform. Obwohl die Größe eines geöffneten Abschnitts in der zweiten Ausführungsform etwas geringer festgelegt ist, wobei die Dicke T1 eines brettähnlichen Abschnitts 284 etwas größer auf in etwa 0,8 mm bis 1,5 mm festgelegt ist, erhält man den gleichen Betrieb und den gleichen Effekt wie in der ersten Ausführungsform.

Dritte Ausführungsform

Fig. 7 stellt eine dritte Ausführungsform der Kraftstoffversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dar und ist lediglich eine Schnittansicht eines Stößels 28. Die Schnittansichten eines Hauptabschnitts der dritten Ausführungsform der Kraftstoffversorgungsvorrichtung werden weggelassen, da diese Schnittansichten identisch mit den Fig. 1 bis 3 sind, außer einer Schnittansicht des Stößels 28.
Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten und zweiten Ausführungsform lediglich in den Querschnittsformen eines geringeren Durchmesserabschnitts 282 des Stößels 28, und wobei die Konstruktion der verbleibenden Abschnitte der ersteren identisch mit den entsprechenden Abschnitten der letzteren ist. Eine ringförmige Nut 5 in der dritten Ausführungsform erstreckt sich über den gesamten Bereich eines geringeren Durchmesserabschnitts 282, ausgenommen der Region davon, welche der Dicke eines brettähnlichen Abschnitts 284 entspricht, und ferner hat die ringförmige Nut 5 eine U-förmige Form, insbesondere eine U- förmige Querschnittsform mit einem flachen Boden. Die Dicke des brettähnlichen Abschnitts 284 beträgt in etwa 0,8 mm bis 1,5 mm, was identisch mit dem gleichen Abschnitt der zweiten Ausführungsform ist. Lediglich ein äußerer Umfangsabschnitt des brettähnlichen Abschnitts 284 arbeitet als leicht verformbarer Abschnitt, und wobei der Betrieb und der Effekt, welchen man erhält bzw. erzielt, identisch mit denjenigen der ersten Ausführungsform ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen begrenzt, sondern enthält verschiedene Arten von Modifikationen im Einklang mit dem Umfang bzw. Rahmen des problemlösenden Verfahrens, welches gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Claims

1. Kraftstoffversorgungsvorrichtung zur Zuführung eines Kraftstoffs zu einem Motor, wobei die Kraftstoffversorgungsvorrichtung aufweist:
einen Zylinder (25), welcher mit einer Kraftstoffdruckkammer (24) darin vorgesehen ist, die einen Kraftstoffsauganschluss 22 und einen Kraftstoffausströmanschluss (23) aufweist,
einen Kolben (26), welcher gleitend in axialer Richtung in dem Zylinder bewegbar ist und dadurch das Volumen der Druckkammer erhöht und vermindert, und
einen Stößel (28), welcher eine druckaufnehmende Oberfläche (28a) zum Kontaktieren eines Antriebsnockens (41) des Motors und zum Aufnehmen einer Antriebskraft von dem Antriebsnocken aufweist, und welcher die Antriebskraft auf den Kolben überträgt,
dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (28) eine Nut (5) an seiner äußeren Fläche aufweist, wobei die Nut (5) in dem Bereich positioniert ist, welcher der Nähe eines äußeren Umfangs der druckaufnehmenden Fläche entspricht, um lokale Konzentrationen der Spannung davon zu verhindern.

2. Kraftstoffversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Stößel einen größeren Durchmesserabschnitt (281) welcher mit einem Stößelstopper (31) im Eingriff ist, der an einem geöffneten Endabschnitt eines Zylindergehäuses (30) vorgesehen ist, und einen geringeren Durchmesserabschnitt (282) aufweist, welcher dazu fähig ist, durch den Stößelstopper (31) zu passieren, und welcher eine druckaufnehmende Fläche (28a) aufweist, wobei die Nut (5) an der äußeren Fläche des geringeren Durchmesserabschnitts (282) ausgebildet ist.

3. Kraftstoffversorgungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Stößel einen brettähnlichen Abschnitt (284) zwischen der druckaufnehmenden Fläche (28a) und der Nut (5) aufweist.

4. Kraftstoffversorgungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der äußere Durchmesser des größeren Durchmesserabschnitts (282) 10 mm bis 15 mm beträgt und wobei die Dicke des brettähnlichen Abschnitts 2840,5 mm bis 1,5 mm beträgt.

5. Kraftstoffversorgungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Tiefe der Nut (5), gemessen von der äußeren Fläche des größeren Durchmesserabschnitts (282), 0,5 bis 2 mm beträgt.

6. Kraftstoffversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Nut (5) eine ringförmige Nut ist und einen V- förmigen Querschnitt aufweist.

7. Kraftstoffversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Nut (5) eine ringförmige Nut ist und einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.

8. Kraftstoffversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Nut (5) eine ringförmige Nut ist und einen U- förmigen Querschnitt aufweist.