JP2005537426A - 搬送ユニットを空気抜きする装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、内燃機関用の燃料を調量供給するための搬送ユニットであって、ハウジング（１）が設けられていて、該ハウジング（１）が内室（２）を取り囲み、かつ縦孔（４）を有しており、該縦孔（４）に、貫通孔（８）を通して燃料を燃料タンクに戻し流すオーバフロー弁（７）が受容されており、該オーバフロー弁（７）の貫通孔（８）が、ばね負荷された閉鎖エレメント（９）によって開閉可能であり、オーバフロー弁（７）の周囲にリング管片（１９）が受容されている形式のものに関する。このような形式の搬送ユニットにおいて本発明では、ハウジング（１）の縦孔（４）に、空気を空気抜き間隙（２６，２７）を介してリング管片（１９）の中空室（２３）に逃がすことができる付加的なねじ山切欠き（２４）が形成されている。

Description

例えば自動車における燃料噴射装置の分配型噴射ポンプのような搬送ユニットでは、搬送ユニットの確実な空気抜きを保証することが必要である。分配型噴射ポンプの空気抜きは、例えば分配型噴射ポンプの運転開始時に行われる。その他に燃料タンクの空運転時にも空気が分配型噴射ポンプに吸い込まれることがあり、このような空気は分配型噴射ポンプの搬送室から確実に逃がさなくてはならない。それというのはさもさないと、燃料が流れることができないからである。

従来の技術
ドイツ連邦共和国特許出願公開第２５２２３７４号明細書に基づいて公知の燃料噴射ポンプでは、燃料噴射ポンプのポンプピストンの周面に、接続横断面として複数の切欠きが設けられている。これらの切欠きは方形の輪郭を有しており、ポンプピストンの周方向において互いに異なった幅を有し、かつその軸方向長さにおいても異なっている。このような配置形式によって、ポンプピストンの開放行程中に折れ曲がった横断面経過が得られるようになる。これによって、接続開口のうちの１つを介して最初に絞られた放圧の後で、放圧横断面は第２の接続開口の到来によって増大されることになる。この公知の構成において提案された接続横断面では、特に、燃料噴射ポンプの異なった回転数において調節される絞り作用の点が際立っている。この抑制制御横断面は、特に回転数に関連した燃料噴射量の調整のために設けられている。この場合規則的に、接続横断面のうちの１つが、絞りスリットの形式で構成されている。自己着火式の内燃機関では、低負荷領域、特にアイドリング運転時には、燃料を正確に時間制御して、しかも延長された噴射時間で燃焼室にもたらすという要求がある。このような要求を満たすことによって、アイドリング運転範囲において特に顕著になる内燃機関の「ノッキング」を回避することができる。延長された噴射時間にわたって、着火遅れの間にもたらされる燃料量はあまり大きくならず、また過剰に多くの燃料が急激に燃焼させられるようなこともなくなり、ひいては、ノッキングを促進するような急激な圧力上昇を回避することができる。

ドイツ連邦共和国特許公開第３６４４１５０号明細書に開示された内燃機関用の燃料噴射ポンプは、ポンプシリンダを有していて、このポンプシリンダは一方では往復動するように構成され、かつ他方では同時に回転し、搬送される燃料を複数の噴射箇所に供給するポンプピストンの分配器として働く。ポンプピストンはポンプシリンダ内においてポンプ作業室を制限もしくは画成している。ポンプピストンによって搬送される燃料噴射量は次のことによって変化させられる。すなわちこの場合燃料噴射量は、ポンプピストンに配置されていてポンプ作業室から放圧室に通じる放圧通路の、ポンプピストン外周部における流出開口の開口面積が、放圧室の内部において燃料噴射量調整器によってポンプピストンに沿って軸方向摺動可能なリングスライダを用いて変化させられることによって、変化させられる。リングスライダは１つの制御縁と、互いに異なった形の少なくとも２つの接続横断面とを有しており、これらの接続横断面は、流出開口と、リングスライダにおける制御縁によってポンプピストン搬送行程中に生ぜしめられる放圧室への接続部との間の接続路に位置している。接続横断面のうちの１つは、絞りとして作用する減じられた横断面を有しており、そしてこの接続横断面は、ポンプピストン搬送行程の経過中にまず初めに、かつ大きな横断面を有していて絞り作用のない他方の接続横断面の前に、放圧室と接続する。

ヨーロッパ特許公開第０３２３９８４号明細書に開示された内燃機関用の燃料噴射装置は、ポンプサイクル毎に規定の燃料噴射量をポンプ作業室から圧送する高圧ポンプを有しており、この高圧ポンプには、第１の放圧通路に配置されていて第１の戻し量を制御し、特に燃料噴射の圧送開始及び圧送終了を規定する第１の制御弁が設けられている。さらに、一定の横断面を備えた制御絞りと、この制御絞りに対して直列に位置していて電気制御される第２の制御弁とが設けられており、この第２の制御弁は、第２の戻し量のための第２の放圧通路に配置されている。電気式の制御装置を用いて内燃機関及び噴射ポンプの特性値が、噴射に影響を及ぼす値に処理される。第２の放圧通路には調量のために、差圧調量装置が設けられており、この差圧調量装置は、戻し力に抗して撓む部材を有しており、この撓み部材は一方では、制御絞りの上流に存在していて戻し力に抗して作用するポンプ作業室側の圧力によって負荷され、かつ他方では、制御絞りの下流に存在する放圧側の圧力によって負荷されている。そしてこの撓み部材は距離発信器を用いて、差圧測定器の特性値として検出される。電気式の制御装置においては、差圧量測定器及び第２の制御弁の特性値以外に、第２の放圧通路を介して流出する燃料の量が制御値として求められ、この制御値に相応して第１の制御弁の制御時間が変化させられる。

本発明の記載
本発明による解決策によって、１例を挙げれば、分配型噴射ポンプのオーバフロー弁における付加的なバイパス孔を節約することができる。オーバフロー弁におけるこの付加的なバイパス孔は、オーバフロー弁を大量生産する場合における付加的な作業ステップの必要性を意味し、このような付加的な作業ステップは、一方では所定の加工機械におけるワークの新たな緊締を必要とし、かつ他方では、オーバフロー弁のキャリブレーションの精度に対して大きな影響を及ぼす。本発明による解決策によれば、付加的により深いねじ山切欠きをねじ山のサーキュラフライス加工時にハウジング内に形成させることによって、オーバフロー弁に従来形成されていたバイパス孔を、製造技術的に極めて簡単に、ポンプハウジングの縦孔に組み込むことができるので、有利である。付加的に深く形成されるねじ山切欠きは、オーバフロー弁に形成される縦孔における雌ねじ山と一緒に１つの作業工程において製造され、この場合に工具は切削加工の間、螺条の形の軌道を描いて進む。

ねじ山切欠きは有利には次のように、すなわち該ねじ山切欠きがオーバフロー弁の外側面に対して間隔をおいてつまり偏心して延びるように、ハウジングの縦孔に設けられる。偏心的に形成されたねじ山切欠きによって、カスケード状に延びる間隙が雌ねじ山と雄ねじ山との間に形成される。そしてこの間隙が、規定された絞り箇所を形成する。

１つの作業工程においてポンプハウジングの縦孔の雌ねじ山に製造される（これは有利には１つの作業工程においてサーキュラフライス加工の途中で行われる）ねじ山切欠きによって、吸い込まれた空気を例えば分配型噴射ポンプのような搬送ユニットの内室から確実に逃がすことができる。雌ねじ山と雄ねじ山との間における間隙を通って逃げる燃料は、無視できるほどである。それというのは、空気は燃料に比べて極めて小さな粘性しか有しておらず、従って燃料よりも容易に、雌ねじ山と雄ねじ山との間の間隙を通って逃げることができるからである。

分配型噴射ポンプのポンプハウジングの縦孔に例えば設けられたオーバフロー弁には、中空室を有するリング管片が配属されている。リング管片の中空室は、弁シャフトに設けられた横孔を介してオーバフロー弁の縦孔と接続されている。リング管片はオーバフロー弁の弁シャフトに２つのシール円板を介して、一方ではオーバフロー弁のヘッド領域において、かつ他方では反対側に位置しているポンプハウジングの平面において、シールされることができる。有利にはオーバフロー弁における弁シャフトの外径と両シール円板の内径とは、搬送ユニットの内室から空気の逃げを保証する空気抜き間隙が形成されるように、互いに合わせられている。

例えば分配型噴射ポンプの燃料搬送ユニットにおける使用の他に、本発明による解決策は、例えばサーボステアリングにおける液圧オイルの搬送ユニットのためにも使用することができる。本発明による解決策は、リング管片と共に固定されかつパイパス絞り機能を保証する低圧を導く供給管路及び排出管路において普遍的に使用することができる。

図面
次に図面を参照しながら本発明を詳説する。

図１は、分配型噴射ポンプのハウジングに組み込まれたオーバフロー弁を示す縦断面図であり、
図１.１は、縦孔の雌ねじ山と付加的なねじ山切欠きとの間における相対位置を示す図であり、
図２は、図１に示されたねじ込まれたオーバフロー弁を省いてハウジングの内輪郭を示す平面図である。

実施例
図１には、分配型噴射ポンプのハウジングに組み込まれたオーバフロー弁が縦断面図で示されている。

例えば燃料のような液体を搬送するポンプ、例えば直接噴射式で空気圧縮型の内燃機関の分配型噴射ポンプのようなポンプのハウジングが、符号１で示されており、このハウジング１はポンプの内室２を制限もしくは画成している。搬送ユニットの内室２は第１の孔３を介して、縦孔４に受容されたオーバフロー弁７と接続されている。このオーバフロー弁７は、雄ねじ山として形成されたねじ山区分５を介して、縦孔４内に該ねじ山区分５に対応する雌ねじ山区分にねじ込まれている。図１に示されたねじ山結合によって、高圧に対しても耐性のある結合部が、オーバフロー弁７と例えば内燃機関用の分配型噴射ポンプのハウジング１との間において保証される。

ハウジング１の上側領域には、ハウジング１内における縦孔４をリング状に取り囲んで平面６が形成されており、この平面６には、軟質金属材料から製造されたリング１５が、第１のシール円板の機能を引き受けて入れられている。このような特性を有する第１のシール円板１５は、図１に示された実施例では、オーバフロー弁７の弁シャフト１４を取り囲むリング管片１９と搬送ユニットのハウジング１の平面６との間にシールを目的として入れられる。軟質金属材料から製造された第１のシール円板１５とは反対の側において、オーバフロー弁７のヘッド領域１３の下には、第２のシール円板１７が入れられており、この第２のシール円板は、同様に軟質金属材料から製造することができる。シール作用を有する設置を保証するため及び必要な予負荷を加えるために、第２のシール円板１７は、オーバフロー弁７のヘッド領域１３における平面１８に接触していて、ハウジング１の平面６に受容されている第１のシール円板１５と同様に、リング管片１９の外側と結合されている。

縦孔４の雌ねじ山区分５にオーバフロー弁７をねじ込むことによって、シールのために必要な予負荷がもたらされ、かつオーバフロー弁７の弁シャフト１４の外側におけるリング管片１９の固定が行われる。

オーバフロー弁７自体は貫通孔８を有しており、この貫通孔８は搬送ユニットのハウジング１の第１の孔３と接続されている。貫通孔８は、ハウジング内部２における圧力に相応して、球形に形成された閉鎖エレメント９によって開閉可能である。そのために、球形に輪郭形成された閉鎖エレメント９はコイルばね１１によって負荷されており、このコイルばね１１自体は、オーバフロー弁７のヘッド領域１３における受け１２に支持されている。図１に示された本発明の実施例では、受け１２は、オーバフロー弁７のヘッド領域１３に締まり嵌め（einschrumpfen）された球として形成されている。球形に形成された受け１２の締まり嵌めのみならず、球形に形成された閉鎖体９を負荷するばねの受けは、オーバフロー弁７のヘッド領域１３にねじ込まれた受けによっても形成することができる。

球形に形成された閉鎖体９は弁座１０を閉鎖するが、この弁座１０は貫通孔８において、オーバフロー弁７の弁シャフト１４の壁を貫通する横孔２０の下に形成されている。ポンプ内部２における圧力レベルに関連して、閉鎖体９は、圧力が貫通孔８において規定の圧力限界値に達した場合に、ばね１１のばね作用に抗して持ち上がり、その結果ポンプ内部２から燃料がオーバフロー弁７の横孔２０を介して、リング管片１９の中空室２３に流出し、そこから自動車の燃料タンク（図示せず）に戻ることができる。

間隔２２つまり偏心率だけ貫通孔８の中心線に対してずらされて、ハウジング１の縦孔４の雌ねじ山区分５には、ねじ山切欠き（Gewindeausschnitt）２４が形成されている。この付加的なねじ山切欠き２４は、縦孔４に形成された第１のねじ山区分のねじ山を貫いて、オーバフロー弁７の弁シャフト１４の外側に通じる空気通流通路を形成しているので、付加的なねじ山切欠き２４の中心は、オーバフロー弁７の弁シャフト１４の内部において貫通孔８の中心線に対して前記偏心率２２だけずらされている。ねじ山切欠き２４は有利には、搬送ユニットのハウジング１の縦孔４における雌ねじ山区分５の製造と同じ作業工程において製造される。有利な製造方法としては、サーキュラフライス加工（Zirkulaerfraesen）を挙げることができ、このフライス加工では、付加的なねじ山切欠き２４が、ハウジング１における縦孔４の第１のねじ山区分５のねじ山に、縦孔４の第１の雌ねじ山区分５と同時に製造される。

オーバフロー弁７の弁シャフト１４の外周部を取り囲むリング管片１９の両側には、既に述べたシール円板１５；１７が配置されており、第１のシール円板１５の内径部１６は次のように、すなわち孔３を介して空気が、縦孔４の雌ねじ山区分５と付加的なねじ山切欠き２４との間に形成された通路に沿って、オーバフロー弁７の弁シャフト１４の外側を第１のシール円板１５に向かって流れることができるように、選択されている。第１のシール円板１５の内径部１６と弁シャフト１４の外径部との間には、第１の空気抜き間隙２６が形成されており、この第１の空気抜き間隙２６を介して空気はポンプ内部２から逃げることができる。燃料の流出は、空気抜き間隙２６の狭い寸法設定に基づいて不可能である。さらに燃料の流出は、ばねエレメント１１を用いて座１０に押し付けられた閉鎖エレメント９によっても阻止される。さらにまた搬送ユニットのポンプ内室２からの空気の流出は、閉鎖エレメント９がばねエレメント１１の作用に抗して貫通孔８の上側における座１０から持ち上がる場合のような過圧レベルと比べて、著しく低い圧力レベルにおいても行われる。

オーバフロー弁７の弁シャフト１４の周囲と第１のシール円板１５の内径部１６との間に形成された空気抜き間隙２６の他に、リング管片１９の内径部とオーバフロー弁７の弁シャフト１４の外径部との間における別の空気抜き間隙２７が存在している。第１のシール円板１５及び第２のシール円板１７の予負荷に基づいて外方に向かってシールされているこの空隙を介して、搬送ユニットの内室２から逃げる空気はリング管片１９の中空室２３に流入し、そこから例えばタンク空気抜き装置に戻るか又は直接自動車の燃料タンクに戻る。

図１.１には、縦孔４内における第１のねじ山区分及び付加的なねじ山切欠きの輪郭及び相対位置が示されている。

図１.１から分かるように、搬送ユニットのハウジング１における縦孔４には、第１の雌ねじ山区分５が切られている。この第１の雌ねじ山区分５のねじ山には、サーキュラフライス加工の途中で同一作業工程において、付加的なねじ山切欠き２４がフライス加工され、この付加的なねじ山切欠き２４は第１の雌ねじ山区分５のねじ山を縦孔４の内部において貫通し、その結果縦孔４に沿って軸方向で見て通路が形成され、この通路を介して搬送ユニットのポンプ内室２における空気が流出可能である。付加的なねじ山切欠き２４の直径は、搬送ユニットのハウジング１の縦孔４における第１のねじ山区分５の直径よりも小さいので、付加的なねじ山切欠き２４は偏心率２２だけ、第１のねじ山区分５の中心に対してずらされている。従って製造技術的に簡単にするために、付加的なねじ山切欠き２４は、大きなねじ山直径で形成されている第１のねじ山区分５の製造と同時に、一緒に製造することができる。従来のオーバフロー弁において必要であった、オーバフロー弁７に形成されるバイパス開口のキャリブレーションは、本発明による解決策によって省くことができる。それというのは、バイパス開口は搬送ユニットのハウジング１の縦孔４に直接組み込むことができるからである。

図２には、ねじ山付孔が上から見た平面図で示されている。

図２にから分かるように、オーバフロー弁７はその第１のねじ山区分５で、ハウジング１の縦孔４にねじ込まれることができる。オーバフロー弁７の弁シャフト１４の下部領域において雄ねじ山として形成されているねじ山区分５は、ハウジング１における縦孔４の、雌ねじ山として形成された対応するねじ山切欠き２４と係合し、弁シャフト１４の雄ねじ山と縦孔４の雌ねじ山区分５との間における付加的なねじ山切欠き２４によって、空気の流出を回避する通路が形成されており、この通路はしかしながら、ハウジング１の平面６に第１のシール円板１５を挿入することによって、外方に向かってシールされる。これによって、内室から空気が、図１に示された空気抜き間隙２６；２７を介して、弁シャフト１４を取り囲むリング管片１９の内室２３に流出すること、及びそこから自動車の燃料タンク又はタンク空気抜き装置に流出することを、可能になる。

縦孔４の雌ねじ山区分５の中心に対して付加的なねじ山切欠き２４がずらされている偏心率２２は、図２においても同様に符号２２で示されている。偏心率２２は、例えば空気圧縮型の内燃機関用の分配型噴射ポンプのハウジングであるハウジング１の縦孔４における雌ねじ山区分５の直径に比べて、小さなねじ山直径で付加的なねじ山切欠き２４を形成することによって生ぜしめられる。例えば自動車のタンクの完全な空運転時や分配型噴射ポンプの使用開始時におけるような、分配型噴射ポンプの空気抜きのために使用する他に、ポンプ内室の本発明による空気抜きの可能性は、自動車における液圧ポンプ、例えばサーボステアリングの領域における液圧ポンプにおいても使用することができる。ポンプ内室を空気抜きする本発明による解決策は、ディーゼル燃料用の燃料搬送ユニットにおいても、ガソリン用の燃料搬送ユニットにおいても使用することができる。

本発明のように搬送ユニットのポンプ内部２を空気抜きできることによって、バイパスとして働く空気抜き通路をハウジング１の縦孔４に、サーキュラフライス加工の製造方法を使用することにより、一体的に加工することができる。これによって、ハウジング１の縦孔４にねじ込まれるオーバフロー弁７における付加的なバイパス孔の形成を、回避することができる。これによってさらに、搬送ユニットにそれぞれ組み込まれるオーバフロー弁７の調節時における廃棄物の数を減じることができる。それというのは、バイパス孔の影響がもはや無くなり、この付加的な加工ステップを、大量生産時におけるオーバフロー弁７の製造時に今や省くことができるからである。バイパス孔は有利な形式で、搬送ユニットのハウジング１の縦孔４の雌ねじ山区分５における、１つの作業工程において製造可能な付加的なねじ山切欠き２４において、形成される。

分配型噴射ポンプのハウジングに組み込まれたオーバフロー弁を示す縦断面図である。 縦孔の雌ねじ山と付加的なねじ山切欠きとの間における相対位置を示す図である。 図１に示されたねじ込まれたオーバフロー弁を省いてハウジングの内輪郭を示す平面図である。

符号の説明

１ ハウジング、 ２ ポンプ内室、 ３ 第１の孔、 ４ 縦孔、 ５ 第１のねじ山区分（雌ねじ／雄ねじ山）、 ６ 平面、 ７ オーバフロー弁、 ８ オーバフロー弁の孔、 ９ 球体、 １０ 球座、 １１ ばねエレメント、 １２ ばねエレメントの受け、 １３ オーバフロー弁のヘッド領域、 １４ 弁シャフト、 １５ 第１のシール円板、 １６ 第１のシール円板の内径部、 １７ 第２のシール円板、 １８ 第２のシール円板の内径部、 １９ リング管片、 ２０ 横孔、 ２１ リング管片の内径部、 ２２ 偏心率、 ２３ リング管片の中空室、 ２４ 付加的なねじ山切欠き、 ２５ ヘッド領域１３の平面、 ２６ 第１の空気抜き間隙、 ２７ 第２の空気抜き間隙

Claims (10)

1. 内燃機関用の燃料を調量供給するための搬送ユニットであって、ハウジング（１）が設けられていて、該ハウジング（１）が内室（２）を取り囲み、かつ縦孔（４）を有しており、該縦孔（４）に、貫通孔（８）を通して燃料を燃料タンクに戻し流すオーバフロー弁（７）が受容されており、該オーバフロー弁（７）の貫通孔（８）が、ばね負荷された閉鎖エレメント（９）によって開閉可能であり、オーバフロー弁（７）の周囲にリング管片（１９）が受容されている形式のものにおいて、ハウジング（１）の縦孔（４）に、空気を空気抜き間隙（２６，２７）を介してリング管片（１９）の中空室（２３）に逃がすことができる付加的なねじ山切欠き（２４）が形成されていることを特徴とする搬送ユニット。
2. 付加的なねじ山切欠き（２４）が、縦孔（４）のオーバフロー弁（７）を受容するための第１の雌ねじ山区分（５）に形成されている、請求項１記載の搬送ユニット。
3. 付加的なねじ山切欠き（２４）の中心が、縦孔（４）における第１の雌ねじ山区分（５）の中心に対して間隔（２２）をおいて配置されている、請求項２記載の搬送ユニット。
4. 付加的なねじ山切欠き（２４）が第１の雌ねじ山区分（５）に、サーキュラフライス加工によって、又は付加的な作業工程において製造される、請求項２記載の搬送ユニット。
5. オーバフロー弁（７）の弁シャフト（１４）の周面と弁シャフト（１４）におけるシール円板（１５，１７）との間に、搬送ユニットの内室（２）から流出する空気を縦孔（４）の付加的なねじ山切欠き（２４）を介してリング管片（１９）に流出させる空気抜き間隙（２６，２７）が形成されている、請求項１記載の搬送ユニット。
6. 空気抜き間隙（２６，２７）が、第１のシール円板（１５）と第２のシール円板（１７）とのそれぞれの内径部（１６，１８）によって規定されている、請求項５記載の搬送ユニット。
7. 第１のシール円板（１５）が、ハウジング（１）において縦孔（４）に隣接した平面（６）に挿入されている、請求項５記載の搬送ユニット。
8. 第２のシール円板（１７）が、オーバフロー弁（７）のヘッド領域（１３）におけるリング状の平面（２５）に接触している、請求項５記載の搬送ユニット。
9. オーバフロー弁（７）が貫通孔（８）と、リング管片（１９）の中空室（２３）に接続されている横孔（２０）とを有しており、貫通孔（８）が、ばね負荷された閉鎖エレメント（９）によって閉鎖されていて、ハウジング（１）の内室（２）における圧力に関連して開放する、請求項１記載の搬送ユニット。
10. 閉鎖エレメント（９）を負荷するばね（１１）が、オーバフロー弁（７）のヘッド領域（１３）にプレス嵌め又は締まり嵌めされた球として形成されている、請求項９記載の搬送ユニット。

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