JP2002202017A - 液体、特に燃料を搬送する装置 - Google Patents

液体、特に燃料を搬送する装置

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JP2002202017A
JP2002202017A JP2001361434A JP2001361434A JP2002202017A JP 2002202017 A JP2002202017 A JP 2002202017A JP 2001361434 A JP2001361434 A JP 2001361434A JP 2001361434 A JP2001361434 A JP 2001361434A JP 2002202017 A JP2002202017 A JP 2002202017A
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wheel
feed
friction
conical ring
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JP2001361434A
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Stanislaw Bodzak
ボドツァック スタニスラフ
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動軸の回転数が低い場合にフィード量を高
めることができ、駆動軸の高回転数時にフィード量が比
例的にさらに高まることを阻止する。 【解決手段】 伝動装置６０が円錐リング伝動装置であ
り、該円錐リング伝動装置が、駆動軸３２に結合された
摩擦円錐車６２と、被駆動軸３６に結合された摩擦円錐
車６４とを有し、両摩擦円錐車６２，６４が、その間に
配置された円錐リング６６を介して互いに転動するよう
になっており、円錐リング６６が伝動装置６０の伝達比
を変化させるために、フィードポンプ３０によって生ぜ
しめられたフィード圧に関連して次のように、すなわち
円錐リング６６によって低いフィード圧時には伝動装置
６０の大きな伝達比が調節され、かつフィード圧の上昇
に連れて伝動装置６０のより小さな伝達比が調節される
ように、可動である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体、特に燃料を
搬送する装置であって、駆動軸とフィードポンプとが設
けられていて、該フィードポンプが、被駆動軸に連結さ
れた少なくとも１つの搬送部材を有しており、駆動軸が
被駆動軸を伝動装置を介して駆動する形式のものに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】このような形式の装置は、ドイツ連邦共
和国特許公開第１９６３８３３２号明細書に基づいて公
知である。この装置は駆動軸を有しており、この駆動軸
は例えば少なくとも間接的に内燃機関によって回転駆動
させられる。装置はさらにフィードポンプを有してお
り、このフィードポンプは、被駆動軸に連結された少な
くとも１つの搬送部材を有している。駆動軸は被駆動軸
を伝動装置を介して駆動するようになっており、この伝
動装置は例えば平歯車伝動装置であり、かつ固定の変速
比もしくは伝達比を有している。公知の装置は、内燃機
関における噴射箇所に高圧下で燃料を圧送する高圧ポン
プに、燃料を搬送するために働く。フィードポンプの駆
動は、内燃機関の回転数に対して正比例している回転数
で行われる。内燃機関が低い回転数でしか運転されない
内燃機関の始動時には、相応にフィードポンプも低回転
数でしか駆動されず、その結果フィードポンプは、場合
によっては、内燃機関の確実な始動を可能にするには少
なすぎる燃料量しか搬送しない。
【０００３】特に、高い燃料温度が高く、例えば内燃機
関始動ために使用される搭載電源の電圧が低いことに基
づいて、内燃機関の回転数が低い場合には、フィードポ
ンプによって十分な燃料量が搬送されない。この場合伝
動装置の変速比もしくは伝達比を、フィードポンプが高
回転数で駆動されるように、変化させること又は、フィ
ードポンプの寸法を、該フィードポンプが多くの燃料量
を搬送するように設定することが可能である。しかしな
がら後者の場合には、内燃機関の通常の運転回転数時に
はフィードポンプによって、あまりに多すぎる燃料量が
搬送され、このような多量の燃料量は無駄に抑制制御
（absteuern）されねばならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べた形式の装置を改良して、駆動軸の回転数が低い
場合にフィード量を高めることができ、それにもかかわ
らず、駆動軸の高回転数時にフィード量が比例的にさら
に高まることのないようにする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、伝動装置が円錐リング伝動装置で
あり、該円錐リング伝動装置が、駆動軸に結合された摩
擦円錐車と、被駆動軸に結合された摩擦円錐車とを有し
ており、両摩擦円錐車が、その間に配置された円錐リン
グを介して互いに転動するようになっており、円錐リン
グが伝動装置の伝達比を変化させるために、フィードポ
ンプによって生ぜしめられたフィード圧に関連して次の
ように、すなわち円錐リングによって低いフィード圧時
には伝動装置の大きな伝達比が調節され、かつフィード
圧の上昇に連れて伝動装置のより小さな伝達比が調節さ
れるように、可動であるようにした。
【０００６】
【発明の効果】このように構成された本発明による装置
には、公知のものに比べて次のような利点がある。すな
わち本発明による装置では、円錐リング伝動装置の使用
によってフィードポンプは可変の伝達比で駆動され、こ
の伝達比は、駆動軸の回転数が低い場合ひいてはフィー
ド圧が低い場合に大きく、その結果フィードポンプは高
回転数で駆動され、これに対して伝達比は、駆動軸の回
転数が高い場合ひいてはフィード圧が高い場合には小さ
く、その結果フィードポンプは相応に低回転数で駆動さ
れる。これによって駆動軸の回転数が低い場合にフィー
ド量を高めることが可能であり、しかもこの場合駆動軸
の高回転数時にフィード量が比例的にさらに高められる
ことはない。
【０００７】本発明の別の有利な構成は請求項２以下に
記載されている。請求項２記載の構成によって、フィー
ド圧に関連した円錐リングの調節を簡単な形式で達成す
ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に図面を参照しながら本発明の
実施例を説明する。
【０００９】図１には、例えば自動車の内燃機関１０又
は定置の内燃機関、特に自己点火式の内燃機関のための
燃料供給装置が示されている。この燃料供給装置は燃料
タンク１４から燃料を搬送する装置１２を有している。
後で詳しく述べるこの装置１２はフィードポンプを有し
ている。この装置１２の下流には高圧ポンプ１６が配置
されており、この高圧ポンプ１６の吸込み側には、装置
１２から送られた燃料が供給される。高圧ポンプ１６の
下流には、高圧アキュムレータ１８が配置されており、
この高圧アキュムレータ１８からは、内燃機関１０のシ
リンダに設けられたインジェクタ２２に通じる導管２０
が延びている。インジェクタ２２を通して燃料は、内燃
機関１０のシリンダの燃焼室内に噴射される。インジェ
クタ２２の噴射を制御するために弁２１が設けられてお
り、これらの弁２１によってインジェクタ２２と高圧ア
キュムレータ１８との接続部を開閉することができる。
択一的に、高圧ポンプ１６及び高圧アキュムレータ１８
の代わりに、装置１２に接続された吸込み側を備えた燃
料噴射ポンプが設けられていてもよい。さらにまた択一
的に、内燃機関１０の各シリンダのために、装置１２に
接続された吸込み側を備えた高圧ポンプが設けられてい
てもよく、このような構成では高圧アキュムレータ１８
は省かれる。
【００１０】図２及び図３には装置１２が詳しく示され
ている。装置１２はフィードポンプ３０を有しており、
このフィードポンプ３０は例えばポンプ歯車であるが、
しかしながら内歯歯車として又は任意に別のポンプ構造
形式としても構成可能である。フィードポンプ３０を駆
動するためには駆動軸３２が設けられており、この駆動
軸３２は回転軸線３３を中心にして回転し、例えば高圧
ポンプ１６の駆動軸であっても又は他の軸であってもよ
い。駆動軸３２は少なくとも間接的に内燃機関１０によ
って、例えば伝動装置、ベルト又はチェーンを介して駆
動される。装置１２が直接的に高圧ポンプ１６にフラン
ジ結合されていて、この高圧ポンプ１６と１つの構造ユ
ニットを形成していると、有利である。
【００１１】フィードポンプ３０はケーシング３４を有
しており、このケーシング３４内には被駆動軸３６が回
転可能に支承されていて、この被駆動軸３６の一端はケ
ーシング３４から突出していて、後で詳しく述べる伝動
装置を介して駆動軸３２によって駆動される。ケーシン
グ３４内にはポンプ室３８が形成されており、このポン
プ室３８はカバー部分３５によって閉鎖されていて、ポ
ンプ室３８内には、外周部において互いに噛み合ってい
る１対の歯車４０，４２が配置されている。歯車４０は
連結エレメント４４を介して、ケーシング３４内に入り
込んでいる被駆動軸３６の端部と回動不能に結合されて
おり、これによって被駆動軸３６によって回転軸線４１
を中心にして回転駆動される。歯車４２は、ポンプ室３
８に入り込むピン４６において、回転軸線４３を中心に
して回転可能に支承されている。歯車４０，４２の回転
軸線４１，４３は互いに平行に延びている。歯車４０，
４２の噛み合いによって、ポンプ室３８は吸込み側４８
と圧力側５０とに分割される。吸込み側４８においてポ
ンプ室３８に入口４９が開口しており、この入口４９を
介して燃料は燃料タンク１４から吸い込まれる。圧力側
５０ではポンプ室３８に出口５１が開口しており、この
出口５１を通して、搬送される燃料は高圧ポンプ１６の
吸込み側に達する。フィードポンプ３０の運転時に燃料
は、フィードポンプ３０の歯車４０，４２によって、両
歯車４０，４２の外周部とポンプ室３８の隣接した周壁
との間に形成された搬送通路５２を介して、吸込み側４
８から圧力側５０に搬送される。
【００１２】以下においては、駆動軸３２による被駆動
軸３６の駆動を可能にする伝動装置６０について詳しく
述べる。伝動装置６０は円錐リング伝動装置（Kegelrin
ggetriebe）として形成されていて、駆動軸３２の端部
と結合された摩擦円錐車６２を有している。摩擦円錐車
６２は中空円錐車として形成されており、この中空円錐
車の内径は駆動軸３２から離れる方向で被駆動軸３６に
向かって増大している。被駆動軸３６の、ケーシング３
４から突出している端部には、摩擦円錐車６４が結合さ
れており、この摩擦円錐車６４の外径は、被駆動軸３６
から離れる方向で駆動軸３２に向かって減少している。
被駆動軸３６の摩擦円錐車６４は、駆動軸３２の摩擦円
錐車６２の内部に配置されている。駆動軸３２と被駆動
軸３６とはその回転軸線に対して垂直な方向で互いにず
らされて配置されており、その結果摩擦円錐車６４の外
周部は摩擦円錐車６２の内周部から小さな間隔をおいて
配置されている。摩擦円錐車６４の外周部と摩擦円錐車
６２の内周部との間には、円錐リング６６が配置されて
おり、この円錐リング６６を介して摩擦円錐車６２，６
４は互いに転動し合う。円錐リング６６はその外周面と
内周面とにおいて同方向で円錐形に形成されている。円
錐リング６６は、摩擦円錐車６４の外周部と摩擦円錐車
６２の内周部との間において緊締されていて、この場合
摩擦によって、回転軸線３３を中心にした摩擦円錐車６
２の回転時には、摩擦円錐車６４も同様にその回転軸線
４１を中心にして回転させられる。摩擦円錐車６４は被
駆動軸３６と回動不能に結合されていて、かつこの被駆
動軸３６に沿って軸方向シフト可能である。被駆動軸３
６のリングカラーと摩擦円錐車６４との間には、例えば
皿ばねとして形成された予負荷されたばね８３が配置さ
れている。ばね８３によって摩擦円錐車６４と摩擦円錐
車６２と円錐リング６６との間には軸方向の緊張が生ぜ
しめられ、この軸方向緊張は摩擦によって、円錐リング
６６を介して摩擦円錐車６２から摩擦円錐車６４へのト
ルク伝達を可能にする。摩擦円錐車６２の回転軸線３３
は摩擦円錐車６４の回転軸線４１に対して平行に延びて
いる。伝動装置６０の伝達比もしくは変速比は、円錐リ
ング６６が配置されている平面における摩擦円錐車６２
の直径と摩擦円錐車６４の直径との比によって規定され
ている。
【００１３】円錐リング６６は調節エレメント６８と連
結されており、この調節エレメント６８を用いて円錐リ
ング６６は両摩擦円錐車６２，６４の回転軸線３３，４
１の方向において可動である。調節エレメント６８と円
錐リング６６との連結は、円錐リング６６が調節エレメ
ント６８に対して回転可能ではあるが、回転軸線３３，
４１の方向では固定されているように、行われている。
調節エレメント６８のロッド７０は、ケーシング３４内
に形成された盲孔７２内に入り込んでいて、ロッド７０
の端部には、直径の大きなピストン７４が形成されてお
り、このピストン７４は密に盲孔７２内において案内さ
れている。
【００１４】盲孔７２の底部とピストン７４の、該底部
側の端面との間には、予負荷された圧縮ばね７６が配置
されており、この圧縮ばね７６によって、調節エレメン
ト６８は盲孔７２から押し出され、かつ相応に円錐リン
グ６６は図２で見て左に向かって押圧される。ロッド７
０は、盲孔７２に挿入されたスリーブ７８を貫通してい
て、この場合スリーブ７８のそばにはシールリング８０
が配置されており、このシールリング８０によってロッ
ド７０及び盲孔７２は伝動装置６０に対してシールされ
る。盲孔７２内においてスリーブ７８とピストン７４
の、ばね７６とは反対側の端面との間には、圧力室８２
が形成されていて、この圧力室８２は、ケーシング３４
内を延びる孔８４を介してフィードポンプ３０の圧力側
５０と接続されている。圧力室８２は一方ではピストン
７４によって、かつ他方ではシールリング８０によって
シールされている。調節エレメント６８はピストン７４
で盲孔７２内において、かつロッド７０でスリーブ７８
内においてシフト可能に案内されている。従って調節エ
レメント６８のピストン７４は一方ではばね７６の力に
よって負荷され、かつ他方では、フィードポンプ３０の
圧力側におけるフィード圧によって生ぜしめられた圧力
によって負荷されている。この圧力によって調節エレメ
ント６８は盲孔７２内に押し込まれ、これに相応して円
錐リング６６は図２で見て右に向かって押圧される。盲
孔７２の長手方向軸線７１は、両摩擦円錐車６２，６４
の回転軸線３３，４１に対して傾けられて延びている。
しかしながらまた盲孔７２は択一的に、その長手方向軸
線７１が回転軸線３３，４１に対してほぼ平行に延びる
ように、配置されていてもよい。
【００１５】フィードポンプ３０の圧力側におけるフィ
ード圧が小さい場合、つまりこのフィード圧によってピ
ストン７４を介して調節エレメント６８に対して生ぜし
められる圧力が、ばね７６によって調節エレメント６８
に加えられる力よりも小さい場合には、円錐リング６６
は図２に実線で示された左側の終端位置を占める。摩擦
円錐車６２は、この場合円錐リング６６が配置されてい
る半径方向平面において内径Ｄ１を有しており、かつ摩
擦円錐車６４は外径ｄ１を有している。従ってこの場合
伝動装置の伝達比はＤ１／ｄ１であるので、被駆動軸３
６が駆動される回転数は、駆動軸３２が駆動される回転
数にＤ１／ｄ１を掛けた値になる。直径Ｄ１は例えば約
４０ｍｍであり、直径ｄ１は約９ｍｍであるので、伝達
比は約４.４である。フィードポンプ３０の圧力側５０
におけるフィード圧が上昇すると、このフィード圧によ
ってピストン７４を介して調節エレメント６８に加えら
れる圧力は、ばね７６によって加えられる力を上回り、
その結果調節エレメント６８は長手方向軸線７１の方向
で盲孔７２内に押し込まれ、そして円錐リング６６は図
２で見て右に向かって移動させられる。調節エレメント
６８の運動方向は、盲孔７２の長手方向軸線７１に沿っ
た方向である。図２には一点鎖線で示された円錐リング
６６が右側の終端位置で示されている。円錐リング６６
が右に向かって運動すると、摩擦円錐車６２，６４が円
錐リング６６を介して互いに転動し合う摩擦円錐車６
２，６４の直径が変化し、かつ相応に伝動装置６０の伝
達比が変化する。右側の終端位置において摩擦円錐車６
２は、この際に円錐リング６６が配置されている半径方
向平面において内径Ｄ２を有しており、かつ摩擦円錐車
６４は外径ｄ２を有している。従ってこの場合伝動装置
６０の伝達比はＤ２／ｄ２であり、その結果被駆動軸３
６が駆動される回転数は、駆動軸３２が駆動される回転
数にＤ２／ｄ２を掛けた値になる。摩擦円錐車６４の外
径ｄ２は該摩擦円錐車６４の外径ｄ１よりも著しく大き
く、これに対して摩擦円錐車６２の内径Ｄ２は該摩擦円
錐車６２の内径Ｄ１よりも僅かしか大きくないので、伝
達比Ｄ２／ｄ２は伝達比Ｄ１／ｄ１よりも小さい。直径
Ｄ２は例えば約４７ｍｍであり、直径ｄ２は約１７ｍｍ
であるので、伝達比は約２.７である。フィードポンプ
３０の圧力側におけるフィード圧が上昇して、左側の終
端位置から右側の終端位置に円錐リング６６が運動する
と、これによって伝動装置６０の伝達比は連続的に小さ
くなる。
【００１６】特に低回転数時におけるようにフィードポ
ンプ３０が低いフィード圧を生ぜしめると、調節エレメ
ント６８と円錐リング６６とによって伝動装置６０の大
きな伝達比が調節され、この結果フィードポンプ３０は
高回転数で駆動され、ひいては高いフィード圧が生ぜし
められる。フィード圧の上昇に連れて、調節エレメント
６８と円錐リング６６とによって伝動装置６０の伝達比
は低下させられ、この低下傾向は、円錐リング６６が図
２の右側の終端位置を占めるまで続く。調節エレメント
６８の運動は、一方又は両方の運動方向においてそれぞ
れストッパによって制限されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料を搬送する装置を備えた、内燃機関用の燃
料供給装置を示す図である。
【図２】本発明による装置を示す縦断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って本発明による
装置を示す横断面図である。
【符号の説明】
１０ 内燃機関、 １２ 装置、 １４ 燃料タンク、
１６ 高圧ポンプ、１８ 高圧アキュムレータ、 ２
０ 導管、 ２１ 弁、 ２２ インジェクタ、 ３０
フィードポンプ、 ３２ 駆動軸、 ３３ 回転軸
線、 ３４ ケーシング、 ３５ カバー部分、 ３６
被駆動軸、 ３８ ポンプ室、 ４０，４２ 歯車、
４１ 回転軸線、 ４４ 連結エレメント、 ４８
吸込み側、 ４９ 入口、 ５０ 圧力側、 ５１ 出
口、 ５２ 搬送通路、 ６０伝動装置、 ６２，６４
摩擦円錐車、 ６６ 円錐リング、 ６８ 調節エレ
メント、 ７０ ロッド、 ７１ 長手方向軸線、 ７
２ 盲孔、 ７４ ピストン、 ７６ 圧縮ばね、 ７
８ スリーブ、 ８０ シールリング、 ８２圧力室、
８３ ばね、 ８４ 孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H041 AA02 BB02 CC22 DD01 DD05 DD07 DD10 3H044 AA02 BB02 CC26 DD01 DD05 DD06 DD19 DD45 3H075 AA03 BB06 CC30 CC40 DB04 DB32

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体を搬送する装置であって、駆動軸
    （３２）とフィードポンプ（３０）とが設けられてい
    て、該フィードポンプ（３０）が、被駆動軸（３６）に
    連結された少なくとも１つの搬送部材（４０）を有して
    おり、駆動軸（３２）が被駆動軸（３６）を伝動装置
    （６０）を介して駆動する形式のものにおいて、伝動装
    置（６０）が円錐リング伝動装置であり、該円錐リング
    伝動装置が、駆動軸（３２）に結合された摩擦円錐車
    （６２）と、被駆動軸（３６）に結合された摩擦円錐車
    （６４）とを有しており、両摩擦円錐車（６２，６４）
    が、その間に配置された円錐リング（６６）を介して互
    いに転動するようになっており、円錐リング（６６）が
    伝動装置（６０）の伝達比を変化させるために、フィー
    ドポンプ（３０）によって生ぜしめられたフィード圧に
    関連して次のように、すなわち円錐リング（６６）によ
    って低いフィード圧時には伝動装置（６０）の大きな伝
    達比が調節され、かつフィード圧の上昇に連れて伝動装
    置（６０）のより小さな伝達比が調節されるように、可
    動であることを特徴とする、液体、特に燃料を搬送する
    装置。
  2. 【請求項２】 円錐リング（６６）が調節エレメント
    （６８）と連結されていて、該調節エレメント（６８）
    がフィード圧によって負荷されて戻し力に抗して可動で
    ある、請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 伝動装置（６０）の伝達比がフィード圧
    に関連して連続的に変化させられる、請求項１又は２記
    載の装置。
  4. 【請求項４】 一方の摩擦円錐車（６２）が中空円錐車
    として形成されており、他方の摩擦円錐車（６４）が中
    空円錐車である一方の摩擦円錐車（６２）の内部に配置
    されており、円錐リング（６６）が中空円錐車である一
    方の摩擦円錐車（６２）の内周部と他方の摩擦円錐車
    （６４）の外周部との間に配置されている、請求項１か
    ら３までのいずれか１項記載の装置。
  5. 【請求項５】 調節エレメント（６８）の運動方向（７
    １）が、摩擦円錐車（６２，６４）の回転軸線（３３，
    ４１）に対して傾けられている、請求項２から４までの
    いずれか１項記載の装置。
  6. 【請求項６】 摩擦円錐車（６２，６４）の回転軸線
    （３３，４１）が少なくともほぼ互いに平行に延びてい
    る、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
  7. 【請求項７】 フィードポンプ（３０）が歯車ポンプで
    ある、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置
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