JP2006517272A - ２つの物体間に位置するシール面を有する装置 - Google Patents

Abstract

２つの物体間に位置するシール面を有する装置のため、特に２つのモジュール間に位置するシール面を有する内燃機関のための高圧噴射装置のため、隣接する後退した領域の深さ寸法もしくはアンダカットによる機能要求に適合したそれぞれの支持帯域内の面圧の適合を行なう形成が行なわれる。

Description

本発明は、請求項１の上位概念による、２つの物体間に位置するシール面を有する装置、特に２つのモジュール間に位置するシール面を有する内燃機関のための高圧噴射装置に関する。

内燃機関のための高圧噴射装置は、非常に高い圧力で作動し、通常の場合は、軸方向に連続する構造ユニットの間、特にモジュールの間に位置し、かつこれらの構造ユニットもしくはモジュールの端面の当接面によって構成されているシール面にわたって案内される、その長さにわたって一貫している高圧及び低圧を案内するラインであるが、使用範囲に依存して容積に関して非常に簡潔に構成されている。これらの構造ユニットもしくはモジュールは、ユニオンナット等を介して、しかしながらまた特に大きな構造ユニットの場合にはこれらの構造ユニットを貫通するタイロッドをも介して、互いに固定することができ、従って、このシール面には、既に構造ユニットを貫通する通路内を占める相当異なった圧力によって条件付けられて、相互のシールのために異なった面圧が与えられていなければならない。しかしながら、この配分において、これは、応力導入の様式に基づいて実際には実現可能でなく、従って、相応の過剰寸法設定及び領域的に不必要に高い面圧を含めてそれぞれ最大に必要な面圧への設計が行なわれる。

実務から公知であり、請求項１の上位概念において考慮されているような装置、特に高圧噴射装置における、後退した領域の相応の面積に関する寸法設定及び配設をすることによる、シール面に対して後退した領域による全体の面圧及び領域的な面圧の低減は、同様に限界が設けられており、従って、このような解決策も、占めるべき圧力の背景を考慮すると満足できない。

本発明の基本にある課題は、どのようにしてシール面の接触面において機能要求に応じた面圧を達成することができるかという解決策を提示することである。

本発明によれば、これは、請求項１による形成によって、従って、それぞれの支持帯域内の面圧が、支持帯域に隣接するシール面に対して後退した領域の深さによって設定されていることによって行なわれ、従って、それぞれの支持帯域内の面圧に影響を与えるための別のパラメータが構造的に使用可能であり、このパラメータは、面に関して、シール面を設定する端面の面の大きさに実際に依存せず、場合によっては、部分的に面を低減された支持帯域を有する形成さえも可能にする。これは、例えば通路横断面を設定する支持帯域のようなシール限界を構成する支持帯域が、後退した領域の相応の深さによる材料の弾性を利用してそれぞれ占めるべき圧力通路のための圧力に適合させて面圧を低減することができるからである。一般的に、本発明による解決策は、大きな面圧を得るためには後退した領域の深さが小さく保たれ、しかしながら小さな面圧を得るためには後退した領域の深さが大きくされることによって、面圧の設定の可能性を提供する。そしてまた、互いに隣接する通路とこれらの通路をシールするように包囲する支持帯域間の後退した領域から出発して、それぞれの支持帯域に隣接して位置する後退した領域の部分の異なった深さを介して、小さい空間でも異なった面圧が得られるように実現することもできるが、但し、他の理由から、支持帯域が、その面の広がりにおいて、即ち、その面の大きさにおいても、場合によっては面の輪郭においても、存在することは顧慮しない。

従って、本発明によれば、材料内の力の流れは、物体の接触面において、機能要求に応じた面圧が得られるように転じることができ、その際、考慮すべき機能要求には、シール機能の他に、例えば組立てにおける支持機能も、その他の要求も含まれている。

支持帯域は、本発明の枠内で、高圧及び／又は低圧の通路を包囲するリング状の領域ばかりでなく、別個の支持領域が付設されていても、又は例えば締付けボルトを介して構造ユニット又はモジュールを緊張する際には、締付けボルトが包囲されるように設けられていてもよい。この場合、本発明による解決策は、これらの支持帯域のそれぞれに面圧を機能通りに適合させるための突出部を提供し、その際、支持帯域を、シール面に対して後退した領域によって、互いに緊張すべき物体の両方又は他方の物体の側では平坦な当接面が相当する一方だけに形成することは、本発明の枠内にある。

種々の理由から、従ってまた空間及び製造の理由からも、支持帯域と、これと対になって、面圧を顧慮して異なった深さを有する後退した領域の本発明による形成を、支持帯域内の面圧に影響を与えるための別の措置と組み合わせることは有効であり、その際、これらの措置には、特に支持帯域の後に広がる領域内で適切な横断面の低減を行なうことも含まれており、その際、このような支持帯域への張力の導入に影響を与える措置は、好ましくは互いに緊張すべき物体の周面に、しかしながらまた通路内壁のようなその他の作業可能な面から出発するように設けることができ、例えば、溝、特にそれぞれの支持帯域をアンダカットする溝によって形成することができる。このような除荷用溝は、特に切込み溝として構成することができ、特にまた、面圧に影響を与えるための明白な発明性のある措置として使用することもできる。

本発明の更なる詳細及び特徴は、従属請求項から得られる。更に、本発明を、以下で実施例を基にして詳細に説明する。その際、各実施例は、締付け方向に、圧力を案内する通路、例えば高圧及び低圧通路、によって貫通されている互いに締付けボルトを介してネジ留めされる２つの物体、例えば内燃機関の噴射インジェクタのモジュール、の大いに概略化した図に限定される。

各図は、それぞれ、２つの物体２と３を有する装置１の同じ基本構造から出発し、これらの物体は、互いに緊張されるように端面４及び５を介して、しかもシール面６を構成しつつ互いに当接し、このシール面は、物体２及び３を経て延在する圧力通路７及び８によって貫通されており、その際、これらの実施例における圧力通路７，８の内、圧力通路７は高圧の、そして圧力通路８は低圧の作用を受けている。高圧側の作用は、これらの実施例にとって、２０００ｂａｒ以上に至るまでの値オーダの圧力の作用を言い、低圧側の作用は、例えば約８００ｂａｒの値オーダに至るまでの圧力の作用を言う。即ち、これは、その大きさは別にして明らかに異なる圧力を有する圧力通路７及び８に対しての作用を言い、従って、シール面６でのシールのためには、相応に異なった面圧も必要である。

物体２と３の緊張は、締付けネジ９及び１０を介して示されており、これらの締付けネジは、ヘッド側で物体２に作用し、シャフト側で物体３に相応のネジ係合によって固定されている。

この基本構造に対応する実際に即した適用例の場合、物体２及び３は、内燃機関のための噴射インジェクタの形の高圧噴射装置のモジュールもしくは構造ユニットであり、従って、適用目的から、特に付加的な熱の負荷が生じる。この適用範囲から公知の、端面４及び５によって設定されるシール面６の領域内の装置１の形成を、図３が示し、この図３の場合、物体２の端面４は、物体３の端面５に対する支持部が、支持帯域１１〜１４に低減されており、これらの支持帯域は、圧力通路７，８もしくは締付けネジ９及び１０を包囲するように、端面４に対して後退した領域によって限定、特に包囲されており、その際、これらの領域は、リング状の平坦な凹部１５〜１８として図示されており、これらの凹部は、部分的に互いに移行する。

端面４に対して後退した平坦な領域１５〜１８によって、物体２の支持部は、この実施例では面が平坦な物体３の端面５に対するその端面４の側で、支持帯域１１〜１４に集中しており、従って、高い圧力が要求される場合のシールのために必要な面圧は、適当な寸法を有する締付けネジ９，１０を介して調達することができる張力によって実現することができる。但し、シール面６、即ち物体２と３間の接触面としての支持帯域１１〜１４における機能要求、特に圧力に条件付けられた機能要求に適合された面圧は、いずれにしてもほとんど達成可能でない。

特にこれに関する改善のために、図１及び２に図示された本発明による形成が使用されるが、その際、図１は、後退したそれぞれの領域の深さが、必要な面圧が高い範囲では小さく、これに対して低い面圧しか要求されない範囲は拡大されるように、凹部として形成された後退した領域１５〜１８が、その深さを変化付けされている１つの解決策を示す。これに応じて、例えば、支持帯域１１は、僅かな深さの凹部領域１６によって、非常に高い圧力を作用可能な圧力通路７の周りを包囲されているのに対し、低い圧力作用の下にある圧力通路８は、領域１７によって包囲されており、この領域の端面４から出発して測定される深さは深く、従って、支持帯域１２は、通路８を包囲するリング状領域を構成し、このリング状領域は、支持帯域１１を設定する圧力通路７を包囲するリング状領域よりも大きな高さを備える。これに応じて、弾性変形領域は、圧力通路８の周りの方が、圧力通路７の周りよりも大きく、従って、異なった圧力によって条件付けられる機能要求に適合された面圧が得られ、これに応じて、調達すべき張力も、全体的に最小化することができる。これは、基本的に、凹にされた後退した領域１５〜１８内である程度のリーク圧力が構成され得ることを考慮しても通用する。目標とされる機能に適合された面圧配分は、物体２及び３に関して相応に硬い曲げ剛性の高い特性を前提とし、これにより、締付けネジ９，１０に、隣接する後退した領域１５，１８の比較的大きな深さに基づいて比較的小さな面圧が生じる支持帯域１３，１４が割り当てられることが支援される。これは、周面の支持帯域２０，２１に関しても通用する。

図２は、支持帯域内の面圧に影響を及ぼすための、またそれぞれの機能要求に面圧を適合させるための別の可能性を示すが、その際、これに関する本発明による形成は、それぞれの支持帯域に、これらの支持帯域を介して伝達すべき圧縮力を軽減するため、即ちこれらの支持帯域内の面圧を軽減するためにアンダカットが付設されている。

図２は、締付けネジ９，１０に割り当てられた支持帯域１３，１４のためのアンダカット２２及び２３を示すが、その際、図２は、アンダカット２２，２３によって構成される支持帯域が、図１による実施例と比べて比較的大きな深さを有する機能領域１５，１８に相応することを示す。

従って、全体として、図１及び２は、その深さが相応に適合されている後退した領域とのアンダカットの組み合わせによって、それぞれの面圧に関して比較的十分な適合を行なうことができるという可能性も示し、これは、支持帯域を構成するその幅方向のウェブの寸法による付加的な影響を考慮している。

図２による凹部２２，２３は、支持帯域１３，１４に対して軸方向にアンダカットされるように設けられており、例えば、締付けネジ９もしくは１０を収容する孔のそれぞれの孔壁におけるリング状の切込み溝によって構成されている。

図２は、更に、向かい合って位置する物体の支持帯域に割り当てられた領域が、可撓性を有するように形成されていることによっても、それぞれの支持帯域内の面圧の設定に関する相応の効果が達成可能であり、その際、これは、図２においては、周面の支持帯域２０及び２１に対してそれぞれアンダカット２４もしくは２５によって示されており、このアンダカットは、支持体３において周面に端面４に対して間隔を置いて配設されている。

従って、本発明によれば、それぞれの支持領域内の材料弾性を利用してそれぞれの機能要求に面圧を適合させるための構造上良好に支配可能な可能性が示され、これらの可能性は、実際の要件に面圧を合わせるために張力も相応に最小化することを可能にし、従って、全体的に、高圧噴射設備、特に噴射インジェクタのように高い負荷を受ける装置も、必要な構造空間を最小化する場合でも機能確実に形成するという前提が達成されている。

本発明による形成の図を示す。 本発明による形成の図を示す。 従来技術に属する実際の解決策を示す。

符号の説明

１ 装置
２，３ 物体
４，５ 端面
６ シール面
７，８ 圧力通路
９，１０ 締付けネジ
１１〜１４ 支持帯域
１５〜１８ 凹部
２０，２１ 周面の支持帯域
２２，２３ アンダカット
２４，２５ アンダカット

Claims (9)

1. シール面が、相互に固定される物体の端面間に位置し、物体が、シール面に対して横に延在する相互に接続する圧力通路によって貫通されており、物体の少なくとも一方が、シール面に面したその端面に、シール面内に延在する支持帯域とシール面に対して後退した領域とを備えている、２つの物体間に位置するシール面を有する装置、特に２つのモジュール間に位置するシール面を有する内燃機関のための高圧噴射装置において、
   それぞれの支持帯域（１１〜１４；２０，２１）内の面圧が、支持帯域（１１〜１４；２０，２１）に隣接する後退した領域（１５〜１８）の深さによって設定されていることを特徴とする装置。
2. 支持帯域内で圧力に依存して面圧が予め設定される場合、高い面圧の支持帯域（例えば１１）に対する方が、低い面圧を有する支持帯域（例えば１２）に対するよりも、後退した領域（１６）の深さが小さいことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 後退した領域（１５〜１８）が、支持帯域（１１〜１４）を包囲すること特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 支持帯域（１１，１２）として、圧力通路（７，８）の端面のリング状の壁部分が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の装置。
5. 支持帯域（１３，１４）として、締付け要素、特に締付けネジ（９，１０）のための孔を包囲する端面のリング状の壁部分が設けられていることを特徴とする請求１〜４のいずれか１つに記載の装置。
6. 圧力面を構成する支持帯域（１３，１４）が、物体（２，３）の少なくとも一方におけるアンダカット、特に周面のアンダカットによって、その面圧を設定する弾性的な可撓性を調節可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の装置。
7. 支持帯域（１３，１４）とアンダカット（２２，２３）とが、それぞれ同じ物体（１）に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 支持部（２０もしくは２１）と付属のアンダカット（２４もしくは２５）とが、シール面（６）に関して向かい合って位置するように異なった物体（２，３）に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
9. 支持帯域（１３，１４）が、そのウェブの幅にわたってその面圧を調節可能であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の装置。

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