JP2015518110A - 燃料を調量するための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関において燃料を調量するための装置であって、燃料分配器（１１）が設けられていて、該燃料分配器（１１）が、流路（１３）と、該流路（１３）に接続された少なくとも１つの流出開口（１４）とを有しており、前記燃料分配器（１１）に接続された、燃料を調量するための弁（１２）が設けられていて、該弁（１２）が、前記流出開口（１４）に接続するための接続管片（１５）を有しており、前記燃料分配器（１１）と前記弁（１２）とを前記接続管片（１５）と前記流出開口（１４）との当接領域において互いに圧力密に接続する接続手段が設けられている形式のものに関する。【解決手段】高い圧力に確実に耐えることができ、かつ燃料分配器および弁（１２）の簡単かつ自動的な組立を可能する、前記燃料分配器（１１）と前記弁（１２）との間のシールを製作するために、前記接続手段が、前記流出開口（１４）を包囲する座面（２２）と、該座面（２２）上に載るヘッド面（２３１）およびアンダカット（２３２）を備えた、前記接続管片（１５）に形成された接続ヘッド（２３）と、前記燃料分配器（１１）に固定された締付ねじ（２７）のための少なくとも１つのねじ山付き孔（２６）を備えた、前記アンダカット（２３２）に係合するフランジエレメント（２４）と、前記弁（１２）に固定された保持部材（２５）とを有しており、前記保持部材（２５）内に、前記締付ねじ（２７）に対して正しい位置に位置決めされた前記ねじ山付き孔（２６）を備えた前記フランジエレメント（２４）が形状締結式に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前文に記載した、内燃機関において燃料を調量するための装置に関する。これに関連して、燃料とは、流体、つまり液状またはガス状の燃料のことであり、その化学的エネルギーは、内燃機関、例えばガソリンエンジン、ディーゼルエンジンまたはガス機関等の内燃機関における燃焼によって駆動力に変換される。

内燃機関で燃料を噴射するための公知の装置（特許文献１）においては、燃料分配器に、接続開口を包囲する接続管片が一体成形されており、該接続管片内に、流入区分を備えた中間スリーブが挿嵌され、Ｏリングによって接続管片壁部に対してシールされている。中間スリーブは、この中間スリーブおよび接続管片に形状締結式に作用する固定部材によって、燃料分配器に固定されている。燃料を調量するための弁は、その接続管片が、中間スリーブの拡開された区分内に挿嵌されていて、Ｏリングによって中間スリーブ壁部に対してシールされている。燃料分配器および弁には、それぞれ１つのばね受けが形成されており、これらのばね受け間に圧縮コイルばねが支えられている。内燃機関のシリンダヘッドのシリンダヘッド孔内に弁を挿嵌し、シリンダヘッドに燃料分配器を固定した後で、組立時に緊締された圧縮コイルばねが弁をシリンダ孔内に摩擦締結式に固定する。

ドイツ連邦共和国特許公告第１９７５８８１７号明細書

請求項１の特徴部を有する本発明による装置は、弁と燃料分配器との間における接続管片と流入開口との当接領域に、極端に高い圧力においても確実なシールが得られ、また長い耐用年数を有するシールが形成されている、という利点を有している。流出開口の座面と接続ヘッドとの間の押圧力を形成するフランジエレメントが、弁に固定された保持部材内で位置決めされることによって、組立時に、燃料分配器に固定された少なくとも１つの締付ねじによって、ねじ山付き孔をブラインド“blind”で、つまり目で見ずに探し出すことができ、従って組立が簡略化され、かつ自動化される。この場合、選択的に、弁と燃料分配器とが前もって組み立てられるか、または内燃機関のシリンダヘッドに既に挿嵌されている弁に燃料分配器が組み立てられる。燃料分配器と弁との組立後に、少なくとも１つの締付ねじによって燃料分配器に固定されたフランジエレメントが、接続ヘッドを燃料分配器の座面に緊締しているので、保持部材は負荷されていない。従って、保持部材に特別な強度要求が課せられることはない。

その他の請求項に記載された手段によって、請求項１に記載された装置の好適な実施例および改良が可能である。

本発明の好適な実施例によれば、フランジエレメントが偏平部材であって、保持部材が、偏平なフランジエレメントのための少なくとも１つの載設面と、フランジエレメントを把持する複数の係止フックとを有している。各係止フックは、少なくとも１つの載設面から軸方向に突き出す、一体成形されたフックウエブと、該フックウエブから内方に突き出す係止突起とを有しており、これらの係止突起は、載設面とは反対側でフランジエレメントを把持する。係止フックは、一方ではフランジエレメントを弁に固定し、他方では燃料分配器と弁との組立時に、接続ヘッドのアンダカットとフランジエレメントとの間の軸方向の公差補正を可能にする。

本発明の好適な実施例によれば、フックウエブとフランジエレメントとの間に、フランジエレメントを位置決めする形状締結部が形成されている。この形状締結部は、燃料分配器の少なくとも１つの締付ねじに対して、フランジエレメント内の少なくとも１つのねじ山付き孔を正しい位置に整列させるために役立つ。

燃料を調量するための弁は、一般的な形式で弁ハウジングを有しており、この弁ハウジングは一端部が、弁ハウジング内に挿嵌され、かつこの弁ハウジングに素材結合式に結合された接続部材によって閉鎖されている。接続部材は流入孔を有しており、この流入孔は、接続管片を弁ハウジング内に設けられた流体通路に接続し、この流体通路自体は、弁の調量開口の前に位置する弁室内に開口している。この場合、接続管片は、弁の第１の構造形式では別個の構成部分として接続部材内の盲孔内に挿嵌されていて、プラスチック射出成形部によって接続部材および弁ハウジングに固定されている。弁の第２の構造形式では、接続管片は接続部材と一体的に構成されている。

弁の第１の構造形式に適合された本発明の実施例においては、フランジエレメントが、弁軸線に対して鏡像対称的に構成されていて、接続管片のための中央の１つの貫通孔と、直径方向に配置された２つのねじ山付き孔とを有しており、この場合、貫通孔内に、接続ヘッドのアンダカットに作用する圧着面が成形されている。フランジエレメントは、弁の組立時に既に考慮されており、接続管片が接続部材内に挿嵌されて、プラスチック射出成形部によって接続部材および弁ハウジングに固定される前に、接続管片に被せ嵌められる。プラスチック射出成形の際に、保持部材がプラスチック射出成形部と一緒に射出成形される。

弁の第２の構造形式に適合された本発明の実施例において、フランジエレメントは、接続ヘッドのアンダカットに係合するそれぞれ１つの圧着面を備えた、接続管片をフォーク状に把持する２つのフォークアームと、これらのフォークアームを互いに接続するフォーク背部とを有していて、このフォーク背部にねじ山付き孔が形成されている。保持部材はそれぞれ、フォーク背部のためのおよび２つのフォークアームの各端部のための３つの載設面と、３つの係止フックとを有しており、これらの係止フックのそれぞれ１つが、フォーク背部および２つのフォークアームの一端部を把持する。このような構造的な構成において、フランジエレメントは、プラスチック射出成形によって保持部材が製作される前に、最終組立された弁において後から接続管片に被せ嵌めることができる。また、フランジエレメントは、最終組立された弁にプラスチック射出成形により製作された保持部材内に係止させるかまたはクリップ止めしてもよい。

本発明の好適な実施例によれば、弁開口の座面および接続ヘッドのヘッド面が金属より成っている。このような、接続ヘッドおよび座面の高い押圧力を必要とする金属同士の接続は、排ガス内の炭化水素エミッションの低減を可能にする。高い押圧力は、少なくとも１つの締付ねじによって得られる。

流体を調量するための装置の一部を示す図である。 図１に示した装置の、保持部材に収容されたフランジエレメントの平面図である。 第２実施例による装置の一部の縦断面図である。 図３に示した装置の、保持部材内に挿入されたフランジエレメントの平面図である。

本発明を以下に、図面に示した実施例を用いて詳しく説明する。

図１に一部が縦断面図で示された、燃料を調量するための装置は、例えば内燃機関の燃焼室内に燃料を噴射するために使用される。この場合、燃料は非常に高いライン圧力下にある。この装置は、燃料分配器１１と、該燃料分配器１１に接続された、燃料を調量するための弁１２とを有している。燃料分配器１１は、流路１３と、該流路１３に接続された少なくとも１つの流出開口１４とを有している。一般的な形式で、複数の弁１２のための複数の流出開口１４が設けられているが、図１では見易くするために１つの流出開口１４だけが示されている。

弁１２は、この弁１２を流出開口１４に接続するための接続管片１５を有している。接続管片１５は、接続部材１６内に形成された盲孔１７内に形状締結式に挿嵌されている。接続部材１６は弁ハウジング１８の端面側を液密に閉鎖しており、ここでは略示されている溶接継ぎ目１９によって、弁ハウジング１８に素材結合式に結合されている。接続部材１６は、流入孔２０を有しており、この流入孔２０は盲孔１７を、弁ハウジング１８内に延在する図示していない燃料通路に接続する。この燃料通路自体は、弁１２の調量開口の前に位置する弁室内に開口している。接続管片１５は、燃料射出成形部２１によって接続部材１６および弁ハウジング１８に固定されている。

単数または複数の弁１２を燃料分配器１１に接続するために、各弁１２に接続手段が対応配設されており、これらの接続手段は、接続管片１５と流出開口１４との当接領域内において、燃料分配器１１と弁１２とを互いに圧力密に接続する。接続手段は、流出開口１４を包囲する座面２２と、接続管片１５に一体成形された接続ヘッド２３と、フランジエレメント２４と、このフランジエレメント２４のための保持部材２５とを有している。接続ヘッド２３は、座面２２に面したヘッド面２３１と、このヘッド面２３１とは反対側のアンダカット２３２とを有している。フランジエレメント２４は、アンダカット２３２に係合し、燃料分配器１１に固定された締付ねじ２７のための少なくとも１つのねじ山付き孔２６を有している。偏平部材として構成されたフランジエレメント２４は、保持部材２５内に保持されていて、締付ねじ２７に対して正しい位置に位置決めされたねじ山付き孔２６を備えて、保持部材２５内に形状締結式に配置されている。このために、保持部材２５は、フランジエレメント２４のための少なくとも１つの載設面２８と、フランジエレメント２４を把持する複数の係止フック２９とを有している。各係止フック２９は、載設面２８から軸方向に突き出すフックウエブ２９１と、フックウエブ２９１から半径方向内方に突き出す係止突起２９２とを有しており、この係止突起２９２は、フランジエレメント２４の、載設面２８とは反対側の縁部を把持する。保持部材２５は、載設面２８および係止フック２９と共にプラスチックにより射出成形されていて、プラスチック射出成形部２１の製造時に接続管片１５と共に射出成形される。

図１および図２の実施例では、フランジエレメント２４は弁軸線に対して鏡像対称的に構成されていて、接続管片１５のための中央の貫通孔３０と、直径上に配置された２つのねじ山付き孔２６とを有している。貫通孔３０内に成形された圧着面３２は、接続ヘッド２３に形成されたアンダカット２３２にフランジエレメント２４を当接させるために用いられる。各１つの締付ねじ２７は、燃料分配器１１内に形成された貫通孔３１内に差し込まれ、それぞれ１つのねじ山付き孔２６内にねじ結合されている。ねじ結合によって、フランジエレメント２４は、圧着面３２およびアンダカット２３２を介して接続ヘッド２３のヘッド面２３１を、流出開口１４に形成された座面２２に押しつけ、締付ねじ２７によってもたらされた高い締付力によって、燃料の高いライン圧における高いシール要求を満たす、金属同士のシールを形成する。この場合、座面２２は円錐形状を有していて、接続ヘッド２３のヘッド面２３１は球形状を有している。フランジエレメント２４が保持部材２５内で形状締結により位置決めされていることによって、組立時に締付ねじ２７はねじ山付き孔２６を目で見ずに探し出すことができるので、組立過程は簡略化され、自動化することができる。

図３および図４に示した装置の実施例では、前記実施例に対してフランジエレメント２４が変更されている。その他の構成部分は、図１の実施例のものと同一であるので、同じ構成部分には同じ符号が付けられている。やはり偏平部材として構成されたフランジエレメント２４はフォーク状に形成されていて、接続管片１５を把持する２つのフォークアーム２４１，２４２を有していて、フォークアーム２４１，２４２を互いに接続するフォーク背部２４３を有している。各フォークアーム２４１，１４２に、接続ヘッド２３のアンダカット２３２に対応する圧着面３２１若しくは３２２が一体成形されていて、フォーク背部２４３内に、締付ねじ２７のためのねじ山付き孔２６が形成されている。保持部材２３は、それぞれフォーク背部２４３、フォークアーム２４１の一端部、フォークアーム２４２の他端部のための３つの載設面２８、並びに３つの係止フック２９を有しており、これらの載設面２８並びに係止フック２９は、図１および図３におけるのと同様の形式で構成されている。３つの係止フック２９のフックウエブ２９１はやはり、それぞれ１つの載設面２８から軸方向に突き出しており、フックウエブ２９１から半径方向で内方に突き出す係止突起２９２は、フランジエレメント２４の縁部を把持し、この際に、１つの係止突起２９２がフォーク背部２４３、１つの係止突起２９２がフォークアーム２４２の端部、１つの係止突起２９２がフォークアーム２４１の端部をそれぞれ把持する。載設面２８および係止フック２９を有する保持部材２５は一体的であって、プラスチック射出成形部２１において接続管片１５と共に射出成形されている。フランジエレメント２４は、保持部材２３内に後から係止されるか、またはプラスチック射出成形部２１の製造時に射出成形型内に入れられる。接続管片１５は接続部材１６と一体的に構成されているので、プラスチック射出成形部２１の製造時に、接続管片１５を含む弁１２が既に完全に組み立てられている。

１１ 燃料分配器
１２ 弁
１３ 流路
１４ 流出開口
１５ 接続管片
１６ 接続部材
１７ 盲孔
１８ 弁ハウジング
１９ 溶接継ぎ目
２１ プラスチック射出成形部
２２ 座面
２３ 接続ヘッド
２４ フランジエレメント
２５ 保持部材
２６ ねじ山付き孔
２７ 締付ねじ
２８ 載設面
２９ 係止フック
３０，３１ 貫通孔
３２ 圧着面
２３１ ヘッド面
２３２ アンダカット
２４１，２４２ フォークアーム
２４３ フォーク背部
２９１ フックウエブ
２９２ 係止突起

Claims (9)

1. 内燃機関において燃料を調量するための装置であって、燃料分配器（１１）が設けられていて、該燃料分配器（１１）が、流路（１３）と、該流路（１３）に接続された少なくとも１つの流出開口（１４）とを有しており、前記燃料分配器（１１）に接続された、燃料を調量するための少なくとも１つの弁（１２）が設けられていて、該弁（１２）が、前記流出開口（１４）に接続するための接続管片（１５）を有しており、前記燃料分配器（１１）と前記弁（１２）とを前記接続管片（１５）と前記流出開口（１４）との当接領域において互いに圧力密に接続する接続手段が設けられている形式のものにおいて、
   前記接続手段が、前記流出開口（１４）を包囲する座面（２２）と、該座面（２２）上に載るヘッド面（２３１）およびアンダカット（２３２）を備えた、前記接続管片（１５）に形成された接続ヘッド（２３）と、前記燃料分配器（１１）に固定された締付ねじ（２７）のための少なくとも１つのねじ山付き孔（２６）を備えた、前記アンダカット（２３２）に係合するフランジエレメント（２４）と、前記弁（１２）に固定された保持部材（２５）とを有しており、前記保持部材（２５）内に、前記締付ねじ（２７）に対して正しい位置に位置決めされた前記ねじ山付き孔（２６）を備えた前記フランジエレメント（２４）が形状締結式に配置されていることを特徴とする、燃料を調量するための装置。
2. 前記フランジエレメント（２４）が前記保持部材（２５）内に係止されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記フランジエレメント（２４）が偏平部材であって、前記保持部材（２５）が、前記フランジエレメント（２４）のための少なくとも１つの載設面（２８）と、前記フランジエレメント（２４）を把持する複数の係止フック（２９）とを有しており、これらの係止フック（２９）が、少なくとも１つの載設面（２８）から軸方向に突き出すフックウエブ（２９１）と、該フックウエブ（２９１）から半径方向で内方に突き出す係止突起（２９２）を有していることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 前記フックウエブ（２９１）と前記フランジエレメント（２４）との間に、フランジエレメント（２４）を位置決めする形状締結部が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 前記フランジエレメント（２４）が、弁軸線に対して鏡像対称的に構成されていて、直径方向に配置された２つの載設面（２８）と、貫通孔（３０）内に形成され、かつ前記接続ヘッド（２３）に設けられた前記アンダカット（２３２）に対応する圧着面（３２）を備えた前記接続管片（１５）のための中央の貫通孔（３０）と、直径方向に配置された２つのねじ山付き孔（２６）とを有していることを特徴とする、請求項３または４に記載の装置。
6. 前記フランジエレメント（２４）が、前記接続ヘッド（２３）の前記アンダカット（２３２）に係合するそれぞれ１つの圧着面（３２１，３２２）を備えた、前記接続管片（１５）をフォーク状に把持する２つのフォークアーム（２４１，２４２）と、これらのフォークアーム（２４１，２４２）を互いに接続するフォーク背部（２４３）とを有していて、該フォーク背部（２４３）に前記ねじ山付き孔（２６）が形成されており、前記保持部材（２５）はそれぞれ、前記フォーク背部（２４３）のための、および前記２つのフォークアーム（２４１，２４２）の各端部のための３つの載設面（２８）と、３つの係止フック（２９）とを有しており、これらの係止フック（２９）のそれぞれ１つが、前記フォーク背部（２４３）および前記２つのフォークアーム（２４１，２４２）の一端部を把持することを特徴とする、請求項３または４に記載の装置。
7. 前記保持部材（２５）が、前記弁（１２）に射出成形されたプラスチック射出成形部（２１）によって形成されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記流出開口（１４）の座面（２２）が円錐形状を有していて、前記接続ヘッド（２３）のヘッド面（２３１）が球形状を有していることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記座面（２２）および前記ヘッド面（２３１）が金属より成っていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の装置。

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