JP2002509223A - 燃料高圧供給のためのラジアルピストンポンプ - Google Patents

燃料高圧供給のためのラジアルピストンポンプ

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、内燃機関の燃料噴射システム、特にコモンレール噴射システムにおける燃料高圧供給のためのラジアルピストンポンプであって、ポンプケーシング（２）内に偏心的に支承された駆動軸（４）を有しており、該駆動軸上にはリング（８，４８）が滑動するように支承されていて、該リングが、駆動軸（４）に対して半径方向にそれぞれシリンダ室（１８）内に配置された有利には複数のピストン（１２）と協働し、これらのピストンは駆動軸（４）の回転により各シリンダ室（１８）内で半径方向に往復運動される形式のものに関する。内燃機関の効率を上げるために、需要が減じられた場合に少ない燃料をシリンダ室に充填することが提案されている。このようないわゆるエレメント部分充填では特に、それぞれ１つのプレートが多角形のリングと接触した状態で保持されている３つのピストンを有する前記ラジアルピストンポンプにおいて、高い摩耗および損傷が生じる。この問題は、ガイド装置（２４）が、リング（１８，４８）固有の軸線を中心とした、リング（１８，４８）の回動を防止することにより解決された。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、内燃機関の燃料噴射システム、特にコモンレール噴射システムにお
ける燃料高圧供給のためのラジアルピストンポンプであって、ポンプケーシング
内に偏心的に支承された駆動軸を有しており、該駆動軸上にはリングが滑動する
ように支承されていて、該リングが、駆動軸に対して半径方向にそれぞれシリン
ダ室内に配置された有利には複数のピストンと協働し、これらのピストンは駆動
軸の回転により各シリンダ室内で半径方向に往復運動される形式のものに関する
。
【０００２】 このような形式の内側で支持されたラジアルピストンポンプでは、ピストンの
脚部がそれぞれ、駆動軸上に支承されたリングに接触している。ピストンは駆動
軸の偏心性に基づき次々に往復運動させられる。ピストンの行程はこの場合、一
定で、駆動軸の偏心距離の値の２倍に相当する。
【０００３】 内燃機関の効率を上げるために、需要が減じられた場合に少ない燃料をシリン
ダ室に充填することが提案されている。
【０００４】 本発明の課題は、ラジアルピストンポンプのシリンダ室の部分充填を可能にす
ることである。この場合、個々の構成部分の摩耗は減じられ、運転中の損傷は回
避されるのが望ましい。特に、本発明によるラジアルピストンポンプは圧送方向
で２０００バールまでのポンプ圧に耐えることができるのが望ましい。
【０００５】 この課題を解決するために本発明の構成では、内燃機関の燃料噴射システム、
特にコモンレール噴射システムにおける燃料高圧供給のためのラジアルピストン
ポンプであって、ポンプケーシング内に偏心的に支承された駆動軸を有しており
、該駆動軸上にはリングが滑動するように支承されていて、該リングが、駆動軸
に対して半径方向にそれぞれシリンダ室内に配置された有利には複数のピストン
と協働し、これらのピストンは駆動軸の回転により各シリンダ室内で半径方向に
往復運動される形式のものにおいて、ガイド装置が、リング固有の軸線を中心と
した、リングの回動を防止するようにした。
【０００６】 本発明の限りでは、従来のラジアルピストンポンプにおける増大する摩耗およ
び損傷は、リングが固有の軸線を中心として回転することに起因する。ガイド装
置によりこの回転は防止される。
【０００７】 本発明の特に有利な構成は、ガイド装置が突起を有しており、この突起が駆動
軸の回転軸線に対して少なくとも部分的に平行に延びていて、凹部内に突入して
おり、該凹部の寸法が突起の寸法よりも大きいことを特徴とする。この場合、突
起をリングまたはポンプケーシングに形成することができる。突起をリングに形
成する場合は、対応する凹部はポンプケーシングに形成され、突起をポンプケー
シングに形成する場合は対応する凹部はリングに形成されている。突起は、横方
向では凹部の寸法が許容する程度しか運動できない。これにより有利には、リン
グの運動が周方向で制限されることが保証される。
【０００８】 本発明の別の有利な構成によれば、突起がリングに、凹部がポンプケーシング
に形成されている。前記のように逆の場合もあり得るが、このように形成されて
いる場合には、凹部の寸法はリングの寸法に合わせて制限されている。これに対
してポンプケーシング内には、凹部のために十分なスペースが設けられている。
【０００９】 本発明の別の有利な構成によれば、突起と凹部とがそれぞれ円筒の形状を有し
ており、該円筒形状の長手方向軸線は駆動軸の軸線に対して平行である。本発明
の限りでは、リングの理想的な運動軌道は円であることが確認された。この結果
、凹部と突起とが円筒状に形成されていると有利である。これによりリングの周
方向での運動は、駆動軸の偏心性に基づき必要な最小のものに減じられる。
【００１０】 本発明の別の有利な構成は、凹部の直径が、駆動軸の偏心距離と、突起の半径
との和の２倍に相当することを特徴とする。この直径を有する円は、リングの理
想的なガイド軌道に相当する。
【００１１】 本発明の別の有利な構成は、凹部の直径が、駆動軸の偏心距離と、突起の半径
との和の２倍よりも幾分大きいことを特徴とする。これによりリングは、突起と
凹部とが互いに接触することなしに、理想的な軌道上を運動することができるこ
とが保証される。このことは摩耗による損耗が減じられるという利点を有してい
る。突起は、リングが理想的な軌道上をもはや運動しなくなって初めて凹部に接
触する。
【００１２】 本発明の別の有利な構成は、突起が、ポンプケーシングに設けられた孔に固定
されているピンであって、凹部が孔であることを特徴としている。これは突起と
凹部の形状のための多数のヴァリエーションのうちの１つである。このヴァリエ
ーションは、簡単で安価に製造できるという利点を有している。さらにこの構成
は、公知のラジアルピストンポンプにおける本発明の使用を可能にする。
【００１３】 本発明の別の有利な構成は、凹部が環状に形成されていることを特徴としてい
る。突起が環状の凹部内に突入しており、従って凹部の周方向でしか運動するこ
とができない。従ってリングもこのような運動しか行うことができない。このよ
うにして有利には理想的な運動軌道に沿ったリングの強制的なガイドが保証され
る。
【００１４】 本発明の特に有利な構成は、凹部が孔であって、該孔にはピンが固定されてい
ることを特徴とする。このようにして凹部のリング形状は簡単かつ安価に実現す
ることができる。有利にはピンの直径が、偏心距離と突起の半径との差分の２倍
よりも幾分小さい。
【００１５】 本発明の別の有利な構成は、駆動軸に対して半径方向に、少なくとも３つのピ
ストンが配置されており、各ピストンの、駆動軸に向けられた端部にケージによ
ってプレートが保持されていて、このプレートが、リングに形成されている面取
り部に接触していることを特徴としている。多角形のリングを有するラジアルピ
ストンポンプでは、本発明によるガイド装置は特に有利に働く。このようなポン
プを使用して行われている試験では、リングは、シリンダ室が完全に充填されて
いない場合には、軸線を中心として傾動することがわかっている。このような傾
動は、エレメント部分充填の際に、全てのプレートが継続的に十分に堅固にリン
グに接触するわけではないことに起因する。傾動はプレートへの衝突力を生ぜし
め、この衝突力はケージおよびピストンに伝えられる。これにより引き起こされ
るモーメントは、該当する構成部分における損傷につながる。
【００１６】 本発明によるガイド装置は、最も簡単な構成で少なくとも１つのガイドピスト
ンから成っており、このピストンは、既に存在しているピストンに対して付加的
に、駆動軸に対して半径方向に配置されていて、リングに当接する。
【００１７】 本発明のさらなる利点、特徴、詳細は、請求項２以下並びに図面につき本発明
の実施例を詳しく説明した以下の記載により得られる。この場合、請求項および
明細書に記載された特徴はそれぞれそれ単独でもまたは任意に組み合わせたもの
でも本発明の本質をなす。
【００１８】 図１及び図２には、内燃機関の燃料噴射システムにおける燃料高圧供給のため
のラジアルピストンポンプが示されている。このラジアルピストンポンプには、
組み込まれた所要量調節装置が備えられている。燃料供給と寸法設定とは調量ユ
ニット（図示せず）を介して行われる。
【００１９】 本発明によるラジアルピストンポンプは特にディーゼルエンジンの燃料供給の
ためのコモンレール噴射システムで使用される。この場合「コモンレール」とは
、「共通ライン」または「共通レール」と同義である。燃料が個別のラインを介
して個々の燃焼室に供給される従来の高圧噴射システムとは異なり、コモンレー
ル噴射システムの複数の噴射ノズルは１つの共通のラインから供給される。
【００２０】 図１及び図２に示したラジアルピストンポンプは、ポンプケーシング２に支承
された駆動軸４を有しており、この駆動軸４には偏心的に形成された軸区分６が
設けられている。偏心的な軸区分６上にはリング８が設けられており、このリン
グ８に対して軸区分６は回転可能である。このリング８は、それぞれ１２０°づ
つ互いにずらされて配置された面取り部１０を有している。これらの面取り部１
０にはそれぞれ１つのピストン１２が支持されている。これらのピストン１２は
それぞれシリンダ室１８に、駆動軸４に向かって半径方向に往復運動可能に収容
されている。各ピストン１２の脚部はプレート１４として形成されていて、この
プレート１４はそれぞれリング８の面取り部１０に接触している。プレート１４
はそれぞれケージ１６によってピストン１２に固定されていて、ばね２０によっ
てリング８に押し付けられる。
【００２１】 ガイド装置２４によりリングの回動は最小限に減じられる。図１及び図２に例
として示したガイド装置２４は、図３の部分図から最も明瞭にわかるように、リ
ングに設けられた孔２５を有しており、この孔にはピン２６が固定されている。
【００２２】 ピン２６は、ケーシング２に設けられた別の孔２８内に突入している。この孔
２８の直径はピン２６の直径よりも大きい。ケーシング２に設けられた孔２８に
は別のピン３０が真ん中に固定されている。孔２８とピン３０の寸法は、ケーシ
ング２に設けられた孔２８の直径と、ケーシング２におけるピン３０の直径との
間の差分がリング８におけるピン２６の直径よりも幾分大きいように選択されて
いる。従ってピン２６は、ケーシング２に設けられた孔２８内のピン３０の周り
の環状室内で所定の円軌道に沿って運動することができる。
【００２３】 図４には、多角形リング４８の理想的な運動軌道４６が示されている。この多
角形リング４８は前述したように、図４には示されていない偏心的に形成された
駆動軸上を滑動するように支承されている。偏心距離は図４ではＥで示されてい
る。リング４８には直径４５のピン４４が固定されている。このピン４４の自由
端部は、ケーシング（図示せず）に設けられていて、直径５１を有している孔５
０内に突入している。この孔５０の真ん中にはピン４７が配置されていて、この
ピン４７はケーシングに位置固定されており、その直径は符号５５で示されてい
る。
【００２４】 理想的には円４６は偏心距離Ｅの２倍、即ちピストンの行程に相当する直径を
有している。孔５０の直径５１は理想的には、ピストン行程と、リング４８にお
けるピン４４の直径との合計に相当する。実際には理想的な寸法にはさらに通常
の製造誤差が加えられる。さらに駆動軸とリングとの間の遊びを考慮しなければ
ならない。
【００２５】 図２に示したように、ピストン１２の負荷を最小にするために中心のずれＭが
設けられている。本発明は、リング８のトルクをピン２６によって吸収するとい
う利点を有しているだけでなく、この中心のずれＭをなくすことができるという
付加的な利点も有している。この結果、本発明によるラジアルピストンポンプの
左回転および右回転のために同じポンプケーシングを使用することができる。こ
れによりコストが減じられ、ロジスティックス的により容易になる。
【００２６】 本発明によればさらに、プレート１４をリング８に押し付けるばね２０が負荷
軽減されるという利点が得られる。これによりばね２０の耐用期間が長くなる。
さらに、プレート１４をピストン１２に保持するケージ１６の破壊が防止される
。これにより、故障ゼロという観点での品質保証は容易になる。さらに部分充填
のためにもピストン１２の別の中心のずれＭは不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のラジアルピストンポンプを図２のＤ−Ｅ線に沿って断面した断面図で
ある。
【図２】 図１のＢ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図３】 図２のＡ−Ａ線に沿った部分的な断面図である。
【図４】 本発明によるリングの理想的な運動軌道とガイド装置とを示す図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１月４日（２０００．１．４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０４Ｂ 1/047 Ｆ０４Ｂ 21/00 Ｐ 1/053 53/00 (72)発明者 カシム−メリー ハムーツ ドイツ連邦共和国 シユツツトガルト カ イザースラウテラー シュトラーセ 48 Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AC05 AC09 AD02 BA49 CA01S CE03 3H070 AA02 BB02 BB14 BB22 CC06 CC07 DD35 DD45 DD91 3H071 AA07 BB01 BB12 CC26 DD82

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の燃料噴射システム、特にコモンレール噴射システ
    ムにおける燃料高圧供給のためのラジアルピストンポンプであって、ポンプケー
    シング（２）内に偏心的に支承された駆動軸（４）を有しており、該駆動軸上に
    はリング（８，４８）が滑動するように支承されていて、該リングが、駆動軸（
    ４）に対して半径方向にそれぞれシリンダ室（１８）内に配置された有利には複
    数のピストン（１２）と協働し、これらのピストンは駆動軸（４）の回転により
    各シリンダ室（１８）内で半径方向に往復運動される形式のものにおいて、 ガイド装置（２４）が、リング（１８，４８）固有の軸線を中心とした、リン
    グ（１８，４８）の回動を防止することを特徴とする、燃料高圧供給のためのラ
    ジアルピストンポンプ。
  2. 【請求項２】 ガイド装置（２４）が突起（２６，４４）を有しており、こ
    の突起が駆動軸（４）の回転軸線に対して少なくとも部分的に平行に延びていて
    、凹部（２８，５０）内に突入しており、該凹部の寸法が前記突起（２６，４４
    ）の寸法よりも大きい、請求項１記載のラジアルピストンポンプ。
  3. 【請求項３】 前記突起（２６，４４）がリング（８，４８）に、凹部（２
    ８，５０）がポンプケーシング（２）に形成されている、請求項２記載のラジア
    ルピストンポンプ。
  4. 【請求項４】 突起（２６，４４）と凹部（２８，５０）とがそれぞれ円筒
    の形状を有しており、該円筒形状の長手方向軸線は駆動軸（４）の軸線に対して
    平行である、請求項２または３記載のラジアルピストンポンプ。
  5. 【請求項５】 凹部（２８，５０）の直径が、駆動軸（４）の偏心距離（Ｅ
    ）と、突起（２６，４４）の半径との和の２倍に相当する、請求項４記載のラジ
    アルピストンポンプ。
  6. 【請求項６】 凹部（２８，５０）の直径（５１）が、駆動軸（４）の偏心
    距離（Ｅ）と、突起（２６，４４）の半径との和の２倍よりも幾分大きい、請求
    項４記載のラジアルピストンポンプ。
  7. 【請求項７】 突起が、ポンプケーシング（２）に設けられた孔（２５）に
    固定されているピン（２６，４４）であって、凹部が孔（２８，５０）である、
    請求項２から６までのいずれか１項記載のラジアルピストンポンプ。
  8. 【請求項８】 凹部（２８，５０）が環状に形成されている、請求項２から
    ７までのいずれか１項記載のラジアルピストンポンプ。
  9. 【請求項９】 凹部が孔（２８，５０）であって、該孔にはピン（４７）が
    固定されている、請求項８記載のラジアルピストンポンプ。
  10. 【請求項１０】 駆動軸（４）に対して半径方向に、少なくとも３つのピス
    トン（１２）が配置されており、各ピストン（１２）の、駆動軸（４）に向けら
    れた端部にケージ（１６）によってプレート（１４）が保持されていて、このプ
    レートが、リング（８，４８）に形成されている面取り部（１０）に接触してい
    る、請求項１から９までのいずれか１項記載のラジアルピストンポンプ。
JP2000540372A 1998-01-16 1998-11-05 燃料高圧供給のためのラジアルピストンポンプ Pending JP2002509223A (ja)

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DE19801398.1 1998-01-16
PCT/DE1998/003222 WO1999036697A1 (de) 1998-01-16 1998-11-05 Radialkolbenpumpe zur kraftstoffhochdruckversorgung

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EP (1) EP1047875A1 (ja)
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