JP2013501875A

JP2013501875A - 高圧ポンプ

Info

Publication number: JP2013501875A
Application number: JP2012524164A
Authority: JP
Inventors: ベッキング、フリードリヒ
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-08-10
Filing date: 2010-06-21
Publication date: 2013-01-17
Anticipated expiration: 2030-06-21
Also published as: EP2464851B1; WO2011018259A1; CN102472218A; CN102472218B; RU2012108433A; KR101712688B1; RU2541485C2; JP5302465B2; KR20120052294A; EP2464851A1; DE102009028378A1

Abstract

本発明は、少なくとも１つの圧送素子を備えた、内燃機関の燃料噴射装置のための高圧ポンプであって、圧送素子は、駆動軸のカム（２）又は偏心輪を介してストローク運動で駆動可能なポンププランジャ（１）を有し、ポンププランジャ（１）は、タペット本体（３）と、駆動軸のカム（２）上又は偏心輪上のローラ（４）と、を介して間接的に支持され、ローラ止め（５）には、タペット本体（３）内にローラ（４）を部分的に収容するための基本的に部分的に円筒形状の凹部（６）が設けられる、上記高圧ポンプに関する。本発明によれば、ローラ止め（５）の基本的に部分的に円筒形状の凹部（６）は、ローラ止め（５）の端面（８）と共に縦方向端部（７）を形成し、縦方向端部（７）は、凹部（６）から当該縦方向端部（７）の上方へと延びる皮膜（９）を収容するために丸みを帯び又は面取りされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の上位概念の特徴を備えた内燃機関の燃料噴射装置のための高圧ポンプに関する。

このような高圧ポンプは、例えば独国特許公開第１０２００６０４１６７３号明細書に示されている。ここで記載される高圧ポンプは、少なくとも１つのカム又は偏心輪と、少なくとも１つの圧送素子と、を備えた駆動軸を有し、この圧送素子は、駆動軸のカム又は偏心輪によってストローク運動において駆動されるポンププランジャを備える。ポンププランジャと、駆動軸のカム又は偏心輪と、の間には、支持素子と、カム又は偏心輪上を滑走するローラが配置される。支持素子は、駆動軸の方を向いた自身の側に、ローラが回転可能に保持される凹部を有する。ローラとの接触領域における支持素子の耐磨耗性を高めるために、当該領域内の支持素子に、高い耐摩擦性を有する素材の皮膜を設けることが提案されている。

さらに、独国特許出願公開第１０２００５０４２５９８号明細書では、ローラを部分的に収容するための保持素子を有するタペット構成が開示されており、その際、保持素子は、ローラの係留（ｖｅｒｌｉｅｒｓｉｃｈｅｒｅｓＨａｌｔｅｎ）から開放されて形成されている。即ち、保持素子は、角度領域≦１８０°に渡ってローラを包む。従って、保持素子内でのローラの係留のために、タペット構成は追加的に、横断面で見ると、ローラを下方から捉える保持突起部を備えた端部キャップを有する。保持素子の全巻き角≦１８０°が選択されることで、保持素子とローラとの接触領域が縮小し、従って、摩擦力及び磨耗も低減される。さらに、上記明細書では、ローラに対して適合される保持素子の半円筒形状の中空が、ローラよりも大きな半径を有することが提案されている。これにより、保持素子は部分領域内でのみローラに当接し、即ち、接触領域がさらに低減される。但し、ローラの両側には、埃の粒子の侵入を可能とする半径方向の間隙が形成される。このことは、隣接する表面のより強い機械的負荷につながり、さらに磨耗が一段と増大することになる。

本発明の課題は、冒頭に挙げた形態の高圧ポンプであって、タペット及びローラを介した駆動軸のカム上又は偏心輪上でのポンププランジャのより改善された支持を含む少なくとも１つの圧送素子を有する上記高圧ポンプを提供することである。特に、ローラは、可能な限り磨耗が無い状態で、タペット内、又は、当該タペットで使用される追加的な支持素子内で保持される。

本課題を解決するために、請求項１の特徴を備えた内燃機関の燃料噴射装置のための高圧ポンプが提案される。本発明の好適な発展形態は、従属請求項で示される。

提案される高圧ポンプは、駆動軸のカム又は偏心輪を介してストローク運動で駆動可能なポンププランジャを備えた少なくとも１つの圧送素子を有し、ポンププランジャは、タペット本体と、駆動軸のカム上又は前記偏心輪上のローラと、を介して間接的に支持される。その際に、ローラ止めには、タペット本体内にローラを部分的に収容するための基本的に部分的に円筒形状の凹部が設けられる。本発明によれば、ローラ止めの基本的に部分的に円筒形状の凹部は、ローラ止めの端面と共に縦方向端部を形成し、縦方向端部は、凹部から縦方向端部の上方へと延びる皮膜を収容するために丸みを帯び又は面取りされる。皮膜は、基本的に、ローラ止めの凹部に張られ、その際に、縦方向端部を介して案内される。提案される端部構成により、縦方向端部の領域における皮膜のより改善された付着が保障される。これによりさらに、例えば欠陥がある皮膜による、縦方向端部の領域における磨耗が、明らかに低減されうる。

好適に、皮膜は、滑走層及び／又は磨耗層の形成に役立ち、好適に、炭素又は炭素化合物から構成される。ローラ止めは、駆動軸のカム上又は偏心輪上を滑走するローラを保持する役目を果たすため、対応して形成された皮膜によって、滑り軸受への凹部が形成されうる。この関連において、炭素又は炭素化合物を材料とした皮膜は特に有利である。さらに、高い耐摩耗性を有する皮膜が選択される場合には、ローラ止めとローラとの間の接触領域における磨耗が更に低減されうる。この形態の皮膜は硬質層を形成することが多いため、丸みを帯びた又は面取りされた縦方向端部によって、皮膜の剥げ落ちが大幅に防止されうる。このことは特に、縦方向端部の領域において重要である。なぜならば、縦方向端部は特に高い動的負荷に晒されるからである。ローラ止めの基本的に部分的に円筒形状の凹部が、角度＞１８０°の角度領域に渡ってローラを包囲する場合に、負荷は上昇する。

好適な実施例によれば、丸みを帯び又は面取りされた少なくとも１つの縦方向端部は、ローラとの半径方向の間隔を有する。従って、ローラ止めの基本的に部分的に円筒形状の凹部の横断形状は、少なくとも部分領域においてローラの横断形状と異なっている。例えば、部分的に円筒形状の凹部は、横断面において、ローラよりも大きな直径を有しうる。さらに、部分的に円筒形状の凹部は、横断面において、縦方向端部に向かって広がる楕円形の輪郭形状に連なる。ローラとの縦方向端部の半径方向の間隔によって、当該縦方向端部は除荷され、従って、この措置も、ローラ止め及びローラに対する磨耗の低減に寄与する。

しかしながら、ローラ止めとローラとの間の半径方向の間隙によって同時に、当該ローラ止めとローラとの間の間隙に、凹部の内部に形成された皮膜を傷つける可能性のある埃の粒子が進入するという危険性がもたらされる。従って、埃の粒子の進入に対処するために、さらに好適に、ローラの縦軸Ａに対して並行して延び、ローラへの僅かな遊びを有する端部が形成されるように、少なくとも端面の部分領域の上方及び少なくとも１つの縦方向端部の上方を伸張する被覆部を、ローラ止めが有するということが提案される。従って、ローラ止めの被覆部によって、半径方向の間隙を、侵入する埃の粒子から保護することが可能であるため、さらに、ローラ止めとローラとの間の接触領域における磨耗が小さいことが保障される。ローラ止めの基本的に部分的に円筒形状の凹部の２つの縦方向端部が、ローラとの半径方向の間隔を有する場合に、被覆部は好適にローラの両側に配置される。１の縦方向端部、及び、当該縦方向端部のローラとの半径方向の間隙のみが、対応する被覆部により保護されるべき場合には、好適に、被覆部は回転方向側に配置される。なぜならば、通常、当該側を経由して埃の粒子が進入するからである。ローラの縦軸Ａに対して並行に案内される、被覆部の端部は、好適に、被覆すべきものが存在する縦方向端部の全長に渡って拡がる。即ち、被覆部の端部の軸方向の伸張は、少なくとも、凹部の、被覆された縦方向端部の軸方向の伸張と同じ長さである。このようにして、縦方向端部とローラとの間の半径方向の間隙の、軸方向の伸張全体にわたって、進入する埃の粒子が成功裏に排除されることが保障されうる。

更なる別の好適な実施例によれば、僅かな遊びを有してローラとの間隔が取られた、被覆部の端部は、斜めに伸張して及び／又は凹面状に丸みを帯びて実現される。即ち、端部は被覆部の外表面と共に鋭角αを包囲し、好適に、角度α≦４５°である。僅かな遊びを有してローラとの間隔が取られた端部が、鋭角に、好適に、かどが角ばって実現されることによって、被覆部は埃落としの機能を果たす。適切な、特に磨耗しにくい素材を選択することによって、埃落としとして機能する端部が割れないことを保障しうる。

さらに有利に、被覆部は、ねじ接合、締付接合、又は、ノッチ接合を介してローラ止めと接合される。これにより、ローラ止め上での被覆部の確実な固定が保障される。特に簡単な組立によって、被覆部上に配置されたノッチ素子（Ｒａｓｔｅｌｅｍｅｎｔ）を、ローラ止めの対応する凹部で使用することにより実現される締付接合又はノッチ接合が可能となる。ローラ止め上での被覆部の確実な固定は、特に、被覆部が埃よけ又は埃落としの機能の他に把持機能も果たす場合に、特に重要である。このことは、横断面から見て、被覆部がローラを下方から捉え（ｈｉｎｔｅｒｇｒｅｉｆｅｎ）、従って、当該被覆部のみが、ローラ止め内でのローラの係留を保障する場合に該当する。しかしながら、本発明は、ローラを下方から捉える横断形状を、ローラ止めの凹部が有する実施例も包含する。即ち、全巻き角＞１８０°であってもよい。

本発明の更なる別の好適な実施例によれば、ローラ止めの被覆部は複数の部分から形成され、好適に、被覆部は２つの部分から構成され、当該２つの部分の各部分は、ローラの縦軸Ａに対して並行に案内される端部であって、僅かな半径方向の遊びによりローラに達する上記端部を形成する。被覆部を２つの部分で実現することは、ローラ止め内へのローラの投入が容易になるという利点を有する。なぜならば、特に、ローラの係留のために構成された被覆部は、ローラを下方から捉えるよう構成される必要があるからである。

組立を更に容易にするために、ローラ止め及び前記タペット本体はま一体でも形成されうる。

本発明は、特に、ローラ止め内のころ軸受の滑走特性及び／又は磨耗特性を改善するための堅牢な皮膜により、及び、ローラとローラ止めとの接触領域におけるより小さな磨耗により卓越している。さらに、埃よけの機能が維持される。

以下、本発明の好適な実施形態が図面を用いてより詳細に示される。
ころ軸受の領域における本発明にかかる高圧ポンプの圧送素子の縦断面を概略的に示し、第１の実施形態は左半分に、第２の実施形態は右半分に示される。ローラ止めに被覆部が固定された領域における詳細図を示す。

図１の概略図では、ころ軸受の領域における本発明にかかる高圧ポンプの圧送素子が示されており、ころ軸受は本発明にかかる構成を有している。圧送素子は、駆動軸（図示せず）のカム２上のローラ４を介して支持されるポンププランジャ１を備え、従って、駆動軸又はカム２の回転運動がプランジャ１のストローク運動へと伝達される。その際に、ローラ４は、カム２の外周面上を滑走し、その際に、ローラ４は、当該ローラ４が部分的に収容されるローラ止め５に対して相対的に移動する。ローラ止め５はさらに、圧送素子のタペット本体３内で保持される。

ローラ４を収容しうるために、ローラ止め５は、基本的に部分的に円筒形状の凹部６であって、その横断形状が少なくとも部分領域において、ローラ４の横断形状に対して適合される上記凹部６を有する。少なくともこの部分領域において、ローラ止め５とローラ４との間の接触が起こるため、ポンプの駆動中にこの領域には動的な負荷が掛かる。この部分領域における摩擦力を低減するために、構成６には、ローラ４のための滑り軸受の形成に役立つ皮膜９が張られる。滑り軸受としての凹部６の構成により、ローラ４と凹部６との接触領域における磨耗が、摩擦力の低減により減少する。示される実施例（図１の左半分及び右半分）では、凹部６は、横断面において、ローラ４よりも大きい直径を有するため、接触領域が凹部６の部分領域に限定され、これにより、ローラ止め５及び／又はローラ４の磨耗がさらに低減されうる。凹部６は、より直径が大きいために、ローラ４の両側に、半径方向の間隙（Ｒａｄｉａｌｓｐａｌｔ）を有し、この半径方向の間隙は、凹部６がローラ止め５の端面８と共に形成する縦方向端部７の領域において自身の最大の半径方向の伸張を有する。半径方向の間隙は縦方向端部７を除荷する一方で、凹部６の内部の皮膜９の損傷をもたらしうる埃の粒子の進入を可能とする。従って、皮膜を保護するために、ローラ止め５の端面８上には、ローラ４のための開口部を有する被覆部１０が設けられる。その際に、ローラ４への僅かな半径方向の遊びを有する端部１１が形成される。ここでは、縦方向端部７、及び、凹部６とローラ４との間の半径方向の間隙が大幅に被覆される。ローラ４への被覆部１０の半径方向の遊びが僅かであることにより、埃の進入が効果的に防止される。それと共に、被覆部１０の端部１１は、かどが角ばって実現されるため、当該被覆部１０はさらに埃落としの機能を有する。さらに、被覆部１０には、ローラ止め５の凹部６内にローラ４を係留するという役目がある。なぜならば、ローラ止め５がローラ４を下方から捉えないように、凹部６の横断面が形成されるために、ローラ止め５は、ローラ止め５の凹部６内でローラを係留することが出来ないからである。さらに、被覆部１０は、ねじ１３を介してローラ止め５と接合される。

凹部６の内部の皮膜９を保護するための基本的な措置は、端面８を切り取った領域における、凹部６の縦方向端部７の本発明にかかる実現である。図１の左側に示される第１の実施例によれば、縦方向端部７は、面取りして形成される。斜角面の斜めの面は、凹部６と端面８とを仲介し、従って、鋭角の端部の形成が防止される。なぜならば、斜角面は、当該斜角面に隣接する各面と共に、９０°よりも明らかに大きい角度を包囲するからである。従って、提案される縦方向端部７の実施形態により、当該縦方向端部７の上方へと延びる、ローラ止め５への皮膜９の付着が改善される。

代替的な実施形態は、図１の右半分に示されている。この実施形態は、縦方向端部７が丸みを帯びて実現される点で、左半分に示される実施形態とは異なっている。湾曲部は、まくれが形成されないように選択された半径Ｒ_１を有する。まくれのない縦方向端部の実現によって、ローラ止め５の表面への皮膜９のより改善された付着が保障されうる。埃落としとして機能する被覆部１０があるにもかかわらず、埃の粒子が当該被覆部の奥に達する場合には、まくれのない縦方向端部７の形成によって、皮膜９の領域内の剥げ落ちが効果的に防止される。なぜならば、端部及びまくれを形成するような接触面が無いからである。従って、皮膜９の保護、及び、滑り軸受の領域におけるより小さな磨耗が保障される。

図２から分かるように、被覆部１０は、締付接合又はノッチ接合（Ｒａｓｔｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇ）を介しても、ローラ止め５上に固定されうる。その際に、ねじ１３は省略可能である。示される例では、締付接合又はノッチ接合は、被覆部１０の側面の立ち上がり上のノッチ突起部（Ｒａｓｔａｎａｓｅ）１４と、ローラ止め５の側面にノッチ突起部１４に対応して形成される収容溝１５と、により形成される。被覆部１０は、ローラ止め５の代わりに、タペット本体３とも接合することが可能である。

図２も同様に２つの実施例を示している。図２の左半分は、被覆部１０の端部１１の第１の実施形態を示しており、この端部１１は、凹面状に丸みを帯びており、被覆部１０の外表面１２と共に鋭角を包囲する。湾曲部は、半径Ｒ_２に従う。図２の右半分は、左半分の実施例とは異なって斜めに延びて形成された、被覆部１０の端部１１の第２の実施例を示している。その際に、端部１１は、被覆部１０の外表面１２と共に、ここでは４５°の鋭角αを包囲する。従って、埃落としの機能は保たれる。

図１及び図２に示された縦方向端部７及び端部１１の異なる実施例は、任意に組み合わせることが可能である。特に、具体的な構成は、各要請及び／又は各利用される素材に対して調整されうる。

ローラ４を収容しうるために、ローラ止め５は、基本的に部分的に円筒形状の凹部６であって、その横断形状が少なくとも部分領域において、ローラ４の横断形状に対して適合される上記凹部６を有する。少なくともこの部分領域において、ローラ止め５とローラ４との間の接触が起こるため、ポンプの駆動中にこの領域には動的な負荷が掛かる。この部分領域における摩擦力を低減するために、凹部６には、ローラ４のための滑り軸受の形成に役立つ皮膜９が張られる。滑り軸受としての凹部６の構成により、ローラ４と凹部６との接触領域における磨耗が、摩擦力の低減により減少する。示される実施例（図１の左半分及び右半分）では、凹部６は、横断面において、ローラ４よりも大きい直径を有するため、接触領域が凹部６の部分領域に限定され、これにより、ローラ止め５及び／又はローラ４の磨耗がさらに低減されうる。凹部６は、より直径が大きいために、ローラ４の両側に、半径方向の間隙（Ｒａｄｉａｌｓｐａｌｔ）を有し、この半径方向の間隙は、凹部６がローラ止め５の端面８と共に形成する縦方向端部７の領域において自身の最大の半径方向の伸張を有する。半径方向の間隙は縦方向端部７を除荷する一方で、凹部６の内部の皮膜９の損傷をもたらしうる埃の粒子の進入を可能とする。従って、皮膜を保護するために、ローラ止め５の端面８上には、ローラ４のための開口部を有する被覆部１０が設けられる。その際に、ローラ４への僅かな半径方向の遊びを有する端部１１が形成される。ここでは、縦方向端部７、及び、凹部６とローラ４との間の半径方向の間隙が大幅に被覆される。ローラ４への被覆部１０の半径方向の遊びが僅かであることにより、埃の進入が効果的に防止される。それと共に、被覆部１０の端部１１は、かどが角ばって実現されるため、当該被覆部１０はさらに埃落としの機能を有する。さらに、被覆部１０には、ローラ止め５の凹部６内にローラ４を係留するという役目がある。なぜならば、ローラ止め５がローラ４を下方から捉えないように、凹部６の横断面が形成されるために、ローラ止め５は、ローラ止め５の凹部６内でローラを係留することが出来ないからである。さらに、被覆部１０は、ねじ１３を介してローラ止め５と接合される。

Claims

少なくとも１つの圧送素子を備えた、内燃機関の燃料噴射装置のための高圧ポンプであって、前記圧送素子は、駆動軸のカム（２）又は偏心輪を介してストローク運動で駆動可能なポンププランジャ（１）を有し、前記ポンププランジャ（１）は、タペット本体（３）と、前記駆動軸の前記カム（２）上又は前記偏心輪上のローラ（４）と、を介して間接的に支持され、ローラ止め（５）には、前記タペット本体（３）内に前記ローラ（４）を部分的に収容するための基本的に部分的に円筒形状の凹部（６）が設けられる、前記高圧ポンプにおいて、
前記ローラ止め（５）の前記基本的に部分的に円筒形状の凹部（６）は、前記ローラ止め（５）の端面（８）と共に縦方向端部（７）を形成し、前記縦方向端部（７）は、前記凹部（６）から前記縦方向端部（７）の上方へと延びる皮膜（９）を収容するために丸みを帯び又は面取りされることを特徴とする、高圧ポンプ。
前記皮膜（９）は、滑走層及び／又は磨耗層の形成に役立ち、好適に、炭素又は炭素化合物から構成されることを特徴とする、請求項１に記載の高圧ポンプ。
丸みを帯び又は面取りされた少なくとも１つの縦方向端部（７）は、前記ローラ（４）との半径方向の間隔を有するため、前記ローラ止め（５）の前記基本的に部分的に円筒形状の凹部（６）の横断形状は、少なくとも部分領域において、前記ローラ（４）の横断形状と異なっていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の高圧ポンプ。
前記ローラ（４）の縦軸（Ａ）に対して並行して延び、前記ローラ（４）への僅かな遊びを有する端部（１１）が形成されるように、少なくとも前記端面（８）の部分領域の上方及び少なくとも１つの縦方向端部（７）の上方を伸張する被覆部（１０）を、前記ローラ止め（５）は有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の高圧ポンプ。
僅かな遊びを有して前記ローラ（４）との間隔が取られた前記端部（１１）は、斜めに伸張して及び／又は凹面状に丸みを帯びて実現されるため、前記端部（１１）は、前記被覆部（１０）の外表面（１２）と共に鋭角（α）を包囲し、好適に、前記角度（α）≦４５°であることを特徴とする、請求項４に記載の高圧ポンプ。
前記被覆部（１０）は、ねじ接合、締付接合、又は、ノッチ接合を介して前記ローラ止め（５）と接合されることを特徴とする、請求項４又は５に記載の高圧ポンプ。
前記被覆部（１０）及び／又は前記ローラ止め（５）は、横断面において前記ローラ（４）を下方から捉えることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載の高圧ポンプ。
前記被覆部（１０）は、複数の部分から形成されることを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載の高圧ポンプ。
前記ローラ止め（５）及び前記タペット本体（３）は一体で形成されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の高圧ポンプ。