JP2017538891A - 内燃機関用のピストン燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

本発明は、ポンプシリンダ（４０）と、該ポンプシリンダ（４０）内で軸方向に摺動可能なポンプピストン（２８）と、該ポンプピストンにより画定された作業室（３４）とを備えた内燃機関用のピストン燃料ポンプ（１８）であって、ポンプピストン（２８）には、シール（４６）が設けられており、該シール（４６）は、作業室（３４）を、低圧領域に対してシールしている、ピストン燃料ポンプ（１８）において、シール（４６）は、ポンプピストン（２８）に、射出成形法を用いて直接に被着されていることを特徴とする。

Description

先行技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の、ピストン燃料ポンプに関する。

たとえば国際公開第２０１４／０９５１２０号から公知のピストン燃料ポンプは、ポンプシリンダと、該ポンプシリンダ内に摺動可能に収容されたポンプピストンとを有している。このピストン燃料ポンプは、ポンプピストンのための支持およびシール装置を有している。この支持およびシール装置は、ポンプシリンダ内でポンプピストンを軸方向にガイドするガイド領域と、シールリップを有するシール領域とを有している。

発明の開示
本発明によれば、ポンプシリンダと、該ポンプシリンダ内で軸方向に摺動可能なポンプピストンと、該ポンプピストンにより画定された作業室とを備えた、内燃機関用のピストン燃料ポンプにおいて、ポンプピストンにシールが設けられており、該シールは、作業室を低圧領域に対してシールし、シールは、ポンプピストンに、射出成形法を用いて直接に被着されていることが規定されている。

特に、シールは、ポンプピストンとポンプシリンダとの間に存在する隙間をシールする。「直接に被着」とはこの場合に、特に、シールの材料は、液体の状態でピストンに被着され、次いでピストン上で硬化し、特に冷却の結果、硬化することであると理解される。

ポンプピストン上に射出成形法によってシールを直接に被着することは、一方では、シールの別個の製造、続く取扱いおよびポンプピストンとの結合を省略し、したがって製造が簡略化される、という利点を有している。さらに、これにより、シールと、ポンプピストンとの間の接点の多様な幾何学的な構成、特に形状結合式の、つまり形状に基づく結合が容易に実現され得る。

本発明の変化形によれば、シールは、ポンプピストンの作業室側の端部分も作業室に対してシールし、特に完全にシールすることが規定される。

シールは、ポンプピストンの作業室側の端部分を作業室に対してシールすることによって、ポンプピストン全体が、シールの、作業室とは反対の側で、つまり特に低圧領域内に位置している。これにより、先行技術で公知のポンプにおいて、ポンプピストンとシールとの間に延びる通路に沿って生じ得る、作業室と低圧領域との間の漏れが完全かつ確実に排除される。

ポンプピストンの作業室側の端部分とは、この場合特に、ポンプピストンの作業室側の端面を含み、さらにポンプピストンの、軸方向で作業室側に向いた端部分を含む領域であると理解される。

特に円筒状の部分区域を備える、作業室に向かって先細りしている段付きピストンとして形成されているポンプピストンの場合、作業室側の端部分は、特に段付きピストンの先細り部分および／またはポンプピストンの、段部の作業室側に位置する領域であってもよい。

ポンプピストンの作業室側の端部分は、たとえば、ポンプピストンの長手方向の延在方向に関して、つまり軸方向に関して、専らポンプピストンの作業室側の半部に形成されているか、またはそれどころか、ポンプピストンの、作業室側の、軸方向で外側の４分の１においてのみ形成されていてもよい。

ポンプピストンの作業室側の端部分を、シールによって作業室に対してシールすることは、以下のことによって実現されていてもよい。すなわち、シールは、特にシリンダ状の基本形状を備えた凹部を有し、該凹部内に、ポンプピストンの作業室側の端部分が配置されている、かつ／または該凹部が、ポンプピストンの作業室側の端部分によって占められている、特に完全に占められている。言い換えると、つまりシールは、特にポンプピストンの作業室側の端部分を半径方向で覆っているだけではなく、ポンプピストンの、作業室に面した端面も覆っている。つまりシールは、さらに言い換えると、特に容器状の内側輪郭を有し、該内側輪郭内に、ポンプピストンの作業室側の端部分が配置されている、かつ／または該内部輪郭は、ポンプピストンの作業室側の端部分によって占められている、特に完全に占められている。

「容器状」という概念は、ここでは、特に、たとえば丸い面として形成され得る端面側の底部と、底部の縁部において環状に延び、特に底部に対して垂直方向に延び得る一体成形された壁との存在を示唆する。

「シリンダ状の基本形状」という概念は、たしかに特に実際に幾何学的にまさに円筒形である形状も含むが、しかし基本的には幅広く、特に「細長い」という意味で理解することができ、ポンプピストンおよびシールにおいて形成され得る、さらに下記で詳しく言及する表面構造に関していかなる制限もなさない。

本発明の別の態様は、ポンプピストンの作業室側の端部分とシールとが互いに形状結合していることを規定している。形状結合および形状結合式の結合という概念は、ここでは、ＶＤＩ２２３２の意味で使用され、特に、ポンプピストンの作業室側の端部分とシールとは、それらの形状に基づいて互いに引っかかり動きが阻止されている場合に、互いに形状結合している。

付加的にまたは択一的には、ポンプピストンの作業室側の端部分とシールとが摩擦結合により互いに結合されていてもよく、特にシールは、応力を加えられながら、ポンプピストンの作業室側の端部分に載置していてもよい。

特に形状結合を実現するためには、特に、ポンプピストンの作業室側の端部分は、第１の表面構造を有していて、シールが第２の表面構造を有していて、第１の表面構造と、第２の表面構造とが、互いに相補的であり、かつ／または互いに係合することが規定されている。ここで、第１の表面構造と第２の表面構造とは、相互に埋め合う、特に完全に埋め合うことができる。

シールまたはポンプピストンの表面構造とは、この場合、特に上記で議論したシールまたはポンプピストンの幾何学的な基本形状に該当しない幾何学的な特徴であると理解される。たとえば、表面構造は、専ら、その構造サイズが著しく小さく、たとえばシールおよび／またはポンプピストンの作業室側の端部分の構造サイズ、たとえばシールおよび／またはポンプピストンおよび／またはポンプピストンの作業室側の端部分の全長および／または最も大きな直径の１０％以下である特徴を有していてもよい。

シールまたはポンプピストンの表面構造は、幾何学的に規則的であってもよく、たとえば溝構造および／または波状構造であってもよく、特に半径方向でポンプピストンの作業室側の端部分の周囲に環状に延びる溝および／または波状部であってもよい。幾何学的に規則的な表面構造のための別の例は、ローレット構造であり、特にクロスローレット構造である。ローレット構造は、ポンプピストンに特に簡単な形式で付与され得る。「ローレット構造」という概念は、特にＤＩＮ８２：１９７３に関して理解される。軸方向および／または接線方向で幾何学的に規則的な表面構造の構造サイズは、特にその周期性によって示される。幾何学的に規則的な表面構造の半径方向の構造サイズは、特にその幅により示される。

シールおよび／またはポンプピストンの表面構造は、他方では幾何学的に不規則であってもよく、たとえばポンプピストンおよび／またはシールの、特に比較的高い粗さにより実現されていてもよい。この場合、軸方向および／または接線方向および／または半径方向の構造サイズは同様に、表面粗さの性質に関して公知のサイズをベースに記載可能である。たとえばＰｔおよび／またはＲｚおよび／またはＲａが構造深さと解釈され得る。たとえば、シールおよび／またはポンプピストンの表面粗さの、特にフーリエ変換により得られたスペクトル解析の最大値が生じる波長が、軸方向および／または接線方向の構造サイズと解釈され得る。

特に、０．１ｍｍ〜２ｍｍの範囲の半径方向の構造サイズを備えた基本的な表面構造が有利には可能である。この場合、たとえば０．５ｍｍ以上の半径方向の構造サイズを備えた深さの構造は、ポンプピストンの作業室側の端部分とシールとの間の特に効果的な嵌め合いの利点を有している。たとえば０．５ｍｍ以下の半径方向の構造サイズを備えた平坦な構造は、この場合、これに対して、該構造が特に簡単に製造可能であるという利点を有している。

半径方向の構造サイズ、つまり構造深さが、軸方向および／または接線方向の構造サイズに比べて十分に大きいと、特に有利である。これにより嵌め合いの効果が確保されるからである。

これは特に、ポンプピストンの作業室側の端部分が、第１の表面構造を有していて、シールが第２の表面構造を有していて、第１の表面構造および／または第２の表面構造が、半径方向で測定した構造深さを有していて、接線方向および／または軸方向で測定した構造サイズを有し、接線方向および／または軸方向で測定した構造サイズが、構造深さの１０倍よりも大きくなく、好適にはさらに構造深さの５倍よりも小さい場合である。

シールは、特に熱可塑性の材料を有しているか、または熱可塑性の材料から成っていてもよい。熱可塑性の材料は、特に熱可塑性のポリマであってもよく、たとえば繊維強化された熱可塑性のポリマであってもよい。これはたとえばカーボンファイバにより強化されたポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）であってもよい。これは、たとえばＰＥＥＫ１５０ＣＡ３０である。別の有利な熱可塑性の材料はＰＡ６６ＣＦ２０である。

シールは、０．５ｍｍ〜１．８ｍｍの範囲の厚さを有しており、これにより、高い強度、小さな質量および簡単な製造可能性を同様に保証することができる。

ピストン燃料ポンプは、特にポンプケーシングを有しているポンプであり、ポンプケーシング内にポンプピストンにより画定された作業室が形成されている。燃料の圧縮は、特にこの作業室内で行われ、特にポンプピストンの、作業室を縮小する軸方向の運動により行われる。特に高い圧力レベル、たとえば１００ｂａｒ〜６００ｂａｒへの作業室内での燃料の圧縮が行われる。

本発明に係るシールは、特に作業室とポンプの低圧領域との間に形成されている。低圧領域の圧力は、ポンプの作業室内で生ぜしめられる高い圧力レベルに比べて小さい。低圧領域の圧力レベルは、たとえば３ｂａｒ〜１０ｂａｒにあり、別個のプレポンプにより生ぜしめられていてもよい。

作業室は、特に流出弁を介して、ポンプ出口に接続されており、特に電気的に制御可能な流入弁を介して、ポンプ入口に接続されている。電気的に制御可能な流入弁は、特に流量制御弁として形成されていてもよい。任意には、ポンプ入口と作業室との間に付加的に、さらにポンプの低圧領域における脈動を緩衝するための緩衝装置が設けられていてもよい。

低圧領域における脈動を緩衝するための緩衝装置は、たとえば、２つのダイヤフラムにより封入されたガス体積を有していてもよく、緩衝装置に関する細部は、独国特許出願公開第１０３２７４０８号明細書に示されているように形成されていてもよい。

流出弁に対して逆並行に配置されている、ポンプ出口と作業室との間に配置されている別の弁が設けられていてもよく、特にポンプに接続可能な高圧アキュムレータ用の圧力制限弁として作用することができる。

有利には、流出弁および／または流入弁および／または圧力制限弁は、ポンプケーシングに対して定置に、かつその点ではポンプシリンダに対しても定置に位置固定されている。ポンプピストンにおけるこれらの構成部材の位置固定は、その限りでは特に排除される。したがって、ポンプピストンの質量が小さく、したがって、ポンプのダイナミクスもしくは可動性が改善されているという利点が生じる。

有利には、付加的または択一的にポンプピストンが中実体として形成されていて、これによりポンプピストンが、燃料噴射時に、特にガソリン直噴時に作用する高い圧力に変形することなしに耐えることができる。長手方向でのポンプピストンの通流性は、その点において排除される。

作業室、流出弁および圧力制限弁のポンプボディ内における相互の配置のさらなる詳細は、たとえば独国特許出願公開第１０２００４０１３３０７号明細書に示されているように、形成されていてもよい。

ポンプシリンダは、ポンプボディ内に位置固定されたブシュ内に形成されていてもよい。択一的には、ポンプシリンダは、直接にポンプボディ内に設けられていてもよい。

ポンプボディ、ポンプピストン、ポンプシリンダおよび／または燃料に接触する全てのポンプ構成部分は、有利には専ら鋼およびプラスチックから成っているので、その結果、エタノールを含む燃料および／または別の攻撃性の燃料に対しても高い耐久性が与えられている。

本発明の別の態様の根底を成す目的は、ピストン燃料ポンプの寿命を最大化することにある。さらに、シールの領域において生じる摩耗は、主にシールとポンプシリンダとの間で生じる摩擦により引き起こされることが判った。

この場合に発生する摩擦現象は、摩擦ペア、ここではシールとポンプシリンダとの発生する接触状態の形式に応じて、ＤＩＮ５０２８１によって複数のクラスもしくは段階に区分され得る。

したがって、いわゆる固体面摩擦時に、摩擦ペア間の直接的な接触が発生する。発生する摩擦力および結果として生じる摩耗は相応して高い。

これに対して流体摩擦時には、摩擦ペア間の直接的な接触はもはや発生しない。摩擦ペアは、液状の媒体により、たとえば一貫した液膜により、この場合たとえば一貫した燃料被膜により互いに分離されている。発生する摩擦力は、この場合、通常は、固体面摩擦におけるよりも著しく小さい。相応して摩擦ペアにおいて発生する摩耗も相応して減じられている。

さらに、混合摩擦が発生し得る。この混合摩擦は、時間的かつ／または空間的に並んで固体面摩擦の成分と、流体摩擦の成分とを有している。

通常は、シールがポンプシリンダに対して相対的に静止している場合、たとえばポンプピストンの反転点において、シールがポンプシリンダに当て付けられると仮定され得る。したがって、ポンプピストンとポンプシリンダとの間の相対運動の開始時に、シールとポンプシリンダとの間の固体面摩擦の少なくとも短時間の発生はほとんど回避することができない。

これらの態様は、さらに、シールとポンプシリンダとの間の固体面摩擦が発生する段階が最小限にされ得ることが望ましいという知識に基づいている。

このことは特に、シールの、ポンプシリンダの内面に対峙する、半径方向外側に位置する面が、シールの軸方向の端部領域において、ポンプシリンダに対して相対的にポンプピストンが静止している場合にポンプシリンダに当て付けられ、かつポンプシリンダとポンプピストンとの間の軸方向の相対運動がポンプピストンからのシールの、半径方向内側に向かう方向での持ち上がりを促進するように、形成されていることにより解決される。

このことは特に、シールの、ポンプシリンダの内面に対峙する、半径方向外側に位置する面が、シールの軸方向の端部領域において、ポンプシリンダの内壁に対して１０°〜６０°の角度で半径方向内方に向かって傾斜しているという措置により達成され得る。ポンプピストンにより圧縮されるべき燃料は、この場合、特に、半径方向内方に向かって作用する力を、シールの半径方向外側に位置する面に作用させるので、シールは、ポンプシリンダから、特にわずかに持ち上がってもよく、燃料膜がシールとポンプシリンダとの間で特に形成され得る。

以下に本発明の実施の形態を添付の図面に関連させながら詳しく説明する。

本発明に係るピストン燃料ポンプの一部と共に内燃機関の燃料系を示す概略図である。 図１に示したピストン燃料ポンプの部分の拡大した断面図である。 ａ〜ｆは、ピストン燃料ポンプの択一的な複数の実施の形態を示す図である。 シールのシールリップを拡大して示す図である。

実施の形態
内燃機関の燃料系は、図１において全体として参照符号１０を付されている。燃料系１０は、燃料タンク１２を有しており、この燃料タンク１２からは、電気式のプレフィードポンプ１４が燃料を低圧管路１６内へと圧送する。低圧管路１６は、ピストン燃料ポンプ１８として形成された高圧ポンプへと通じている。ピストン燃料ポンプ１８から、高圧管路２０が燃料レール２２へと通じている。この燃料レール２２には複数のインジェクタ２４が接続されており、これらのインジェクタ２４は、それぞれ対応配置された燃焼室（図示せず）内へと燃料を直接に噴射する。

ピストン燃料ポンプ１８は、単に部分的に示されたポンプケーシング２６を有している。このポンプケーシング２６内には、ポンプピストン２８が摺動可能にガイドもしくは支持されている。このポンプピストン２８は、カム駆動装置（図示せず）により往復運動させることができ、このことは側方に示された双方向矢印３０により示唆されている。ポンプピストン２８には、コイルばね３２により図１で下側の死点に向かって負荷が加えられる。ポンプピストン２８およびポンプケーシング２６は、作業室３４を画定している。この作業室３４は、流入弁３６を介して低圧管路１６に接続可能である。さらに作業室３４は、流出弁３８を介して高圧管路２０に接続可能である。

流入弁３６と流出弁３８とは両方とも逆止弁として形成されている。しかしこの場合に、図示はされていないが、流入弁３６を流量制御弁として形成することも可能である。流量制御弁として形成されている場合、流入弁３６は、ポンプピストン２８の圧送行程中に、強制的に開放され得るので、燃料は、燃料レール２２内ではなく、低圧管路１６内に戻るように圧送される。これにより、ピストン燃料ポンプ１８により燃料レール２２内に圧送される燃料量が調節され得る。

ポンプピストン２８は、ポンプシリンダ４０内でガイドされている。ポンプシリンダ４０は、その点においてポンプケーシング２６の一部である。ポンプピストン２８は、作業室３４に面した端部において、図１で上側に配置された端部分４２を有している。この作業室側の端部分４２の周辺において、ポンプピストン２８はさらに円環状の段部４４を、半径方向に突出して環状に延びる鍔の形態で有している。シール４６は、ポンプピストン２８もしくは段部４４に押し当てられ、ポンプピストン２８の作業室側の端部分４２を軸方向および半径方向で取り囲んでいる。これにより、ポンプピストン２８の作業室側の端部分４２は完全に作業室３４に対してシールされ、作業室３４内に位置する媒体は、したがってポンプピストン２８の作業室側の端部分４２に接触せず、作業室内で有効な液圧は、したがって、ポンプピストン２８の作業室側の端部分４２にもはや作用しないか、または間接的にシール４６を介してわずかにしか作用しない。

ポンプピストン２８は、作業室３４とは反対側の端部において、さらに図１で下側の端部分５２を有している。この下側の端部分５２の周辺で、ガイドスリーブ５４がポンプケーシング２６に不動に配置されている。ガイドスリーブ５４とポンプケーシング２６との間には、Ｏリングシール５６が溝５８内に設けられている。ガイドスリーブ５４は、シリンダ区分６０を有している。このシリンダ区分６０は、ポンプピストン２８に対して同軸に延びており、該シリンダ区分６０により、コイルばね３２がガイドされている。コイルばね３２は、ピストン長手方向軸線６２に沿って少なくとも部分的にガイドスリーブ５４のばね収容溝６４内に侵入しており、このばね収容溝６４内でガイドスリーブ５４に対して軸方向に支持されている。

ガイドスリーブ５４は、さらに内部に円筒状の収容部６６を有している。この収容部６６は、実質的に、シリンダ区分６０の内側の周壁により形成される。この収容部６６内には、環状のシールエレメント６８が、ポンプケーシング２６に対して相対的に位置固定されて配置されている。この場合、シールエレメント２８は、Ｈ形の横断面を有している。シリンダ区分の突出した端部において半径方向外内に向かって延びる鍔区分７０内には、さらにガイドエレメント７２が同様にポンプケーシング２６に対して相対的に位置固定されて配置されている。したがってポンプピストン２８の軸方向で見てシール４６から明らかに離間したこのガイドエレメント７２は、シール４６と共にポンプピストン２８のガイドもしくは２点支持を提供する。

シール４６の構成およびポンプピストンへのその組付けは、ここでは特に重要である。したがってこの観点に関して、以下に図２〜図４を参照しながら詳細に言及する。

図２は、ピストン燃料ポンプ１８の一部の断面図を示している。この場合、ポンプピストン２８の作業室側の端部分４２およびシール４６が拡大されて確認され得る。

シール４６は、シリンダ状の形状を備えた凹部７４を有している。凹部７４は、ポンプピストン２８の作業室側の端部分４２によって完全に占められるので、シール４６とポンプシリンダ４０との間で生じるシール機能との協働において、ポンプピストン２８の作業室側の端部分４２は、完全に作業室３４に対してシールされている。このときシール４６は、ポンプピストン２８の作業室側の端部分４２の端面４２１を覆い、直接的な一体成形においてポンプピストン２８の作業室側の端部分４２の外周面４２２を覆うので、ポンプピストン２８の作業室側の端部分４２は、シール４６により完全に覆われている。

半径方向外方でシール４６にはシールリップ５０が設けられている。このシールリップ５０は、ポンプシリンダ４０と密接するように協働する。

シール４６は、この実施の形態では、繊維強化された熱可塑性のポリマＰＥＥＫ １５０ＣＡ３０またはＰＡ６６ＣＦ２０から成っている。シール４６は、射出成形法により製造されている。射出成形法では、液状化された熱可塑性のポリマが軸方向の射出方向で、ピストン長手方向軸線６２に沿って、ポンプピストン２８の作業室側の端部分４２に直接に被着される。このためには、たとえばホットランナ工具が使用され得る。この工具では、溶融された熱可塑性のポリマが、ポンプピストン２８の作業室側の端部分４２と、射出成形型との間に形成されるキャビティ内に比較的に高い温度で導入される。熱可塑性のポリマの冷却および硬化に続いて、射出成形型が、固定されたシール４６を備えたポンプピストン２８から取り外され得る。シール４６は、１ミリメートルの厚さｄを有しており、これにより、高い強度、小さな質量および簡単な製造可能性を同様に保証することができる。

この実施の形態では、ポンプピストン２８の作業室側の端部分４２と、該端部分４２に接触する、シール４６の凹部７４の内側輪郭とが、十分に滑らかな表面を有している。図２の部分Ｘを再現した図３ａには、このことがさらに拡大されて図示されている。

以下の実施の形態は、上述の実施の形態とは、ポンプピストン２８の作業室側の端部分４２と、シール４６の内側輪郭とにおける変更された表面構造により異なっている。

図３ｂでは、ポンプピストン２８の作業室側の端部分４２と、シール４６の内側輪郭とは、環状に延びる複数の溝を有している。これらの溝は、０．５ｍｍの深さｔと、軸方向ｘで１ｍｍの周期性を有している。これらの溝は、それぞれ、それ自体で閉じて環状に延びている複数の溝であってもよい。しかし、環状に延びる溝は全体として１条または多条のねじ山を成していてもよい。ポンプピストン２８の作業室側の端部分４２上に形成された溝構造の表面は、シール４６の内側輪郭上の溝構造に明らかに相補的であり、つまり反対形状として形成されている。このことは、この場合射出成形において当然な形態で生じる。

特に簡単に製造され得る別の実施の形態では、溝が単に０．１ｍｍである深さと、軸方向ｘでは１ｍｍの周期性とを有している。

ポンプピストン２８の作業室側の端部分４２とシール４６との間の特に良好な嵌め合わせを保証するためのさらに別の実施の形態では、溝が２ｍｍの深さｔと、軸方向ｘで９ｍｍの周期性を有している。これらの溝は、波状部として形成されていてもよい。図３ｃを参照のこと。

互いに広く離間されている比較的に大きな溝を備えるポンプピストン２８の作業室側の端部分４２の例が、図３ｄおよび図３ｅに示されている。

溝構造に対して択一的に、ポンプピストン２８の作業室側の端部分４２およびシール４６の内側輪郭に、ローレット構造またはクロスローレット（軸方向および周方向でのローレット加工）構造が設けられていてもよい。ポンプピストン２８のこのような作業室側の端部分４２の例が、図３ｆに示されている。

上記で示された規則的な表面構造の他に、当然ながら不規則な表面構造がポンプピストン２８の作業室側の端部分４２およびシール４６の内側輪郭に設けられていてもよい。不規則な表面構造は、特にポンプピストン２８およびシール４６の粗さであってもよい。１つの実施の形態では、ポンプピストンの表面の測定のＰｔ値は、０．２ｍｍであり、表面粗さのスペクトル解析（Ｒａスペクトル）の最大値が生じる波長は、１ｍｍである。

図４に関連して、さらに上述の実施の形態において示されたシールのシールリップ５０の詳細な幾何学形状に関してさらに言及する。

シール４６の一方の軸方向の端部領域４６４は、この場合にシールリップ５０に作業室側で形成されている。ポンプシリンダ４０の内面に対峙している、シール４６の、半径方向外側に位置する面は、シール４６の一方の軸方向の端部領域４６４において、ポンプシリンダ４０の内壁に対して１０°〜６０°の角度αで半径方向内方に向かって傾斜されていることが規定されている。これにより生じる作用は、または択一的に規定されているのは、ポンプシリンダ４０とポンプピストン２８との間の、特に作業室３４に向かう軸方向での相対運動が、シール４６の、ポンプシリンダ４０から半径方向内方に向けられた方向での持ち上がりを促進するという点である。この場合、シール４６とポンプシリンダ４０との間には、燃料から成る液膜が形成され、この液膜は、僅かな漏れにおいて、ピストン燃料ポンプ１８の摩耗を大幅に減少させる。

この目的のためには、シールリップ５０には、外方に向けられた環状に延びるウェブ４６８が一体的に成形されている。このウェブ４６８は、縦断面において、ほぼ二等辺三角形の形状を有している。この二等辺三角形のうち互いに反対の側に位置する２つの鋭角のコーナはそれぞれ軸方向に向けられていて、第３の鈍角のコーナは、ポンプシリンダ４０に（静的に）当接している。このウェブ４６８のみがポンプシリンダ４０に（静的に）当接しているのに対して、シール４６もしくはシールリップ５０は、その他の部分で間隙７７によりポンプシリンダ４０から離間していることが規定されている。間隙７７の幅ｓは、たとえば２０μｍである。相対運動時に、上述のように、さらにポンプシリンダ４０からのウェブ４６８の持ち上がりも規定されている。

Claims (15)

1. ポンプシリンダ（４０）と、該ポンプシリンダ（４０）内で軸方向に摺動可能なポンプピストン（２８）と、該ポンプピストン（２８）により画定された作業室（３４）とを備えた、内燃機関用のピストン燃料ポンプ（１８）であって、前記ポンプピストン（２８）に、シール（４６）が設けられており、該シール（４６）は、前記作業室（３４）を、低圧領域に対してシールしている、ピストン燃料ポンプ（１８）において、
   前記シール（４６）は、前記ポンプピストン（２８）に射出成形法を用いて直接に被着されていることを特徴とする、内燃機関用のピストン燃料ポンプ（１８）。
2. 前記シール（４６）は、前記ポンプピストン（２８）の作業室側の端部領域（４２）を前記作業室（３４）に対して完全にシールしている、請求項１記載のピストン燃料ポンプ（１８）。
3. 前記ポンプピストン（２８）の作業室側の前記端部分（４２）は、シリンダ状の基本形状を有し、前記シール（４６）は、シリンダ状の基本構造を備えた凹部（７２）を有し、該凹部（７２）内に、前記ポンプピストン（２８）の作業室側の前記端部分（４２）が配置されている、請求項１または２記載のピストン燃料ポンプ（１８）。
4. 前記ポンプピストン（２８）の作業室側の前記端部分（４２）は、シリンダ状の基本形状を有し、前記シール（４６）は、シリンダ状の基本構造を備えた凹部（７２）を有し、該凹部（７２）は、前記ポンプピストン（２８）の作業室側の前記端部分（４２）により占められる、請求項１または２記載のピストン燃料ポンプ（１８）。
5. 前記ポンプピストン（２８）の作業室側の前記端部分（４２）と前記シール（４６）とは、互いに形状結合している、請求項１から４までのいずれか１項記載のピストン燃料ポンプ（１８）。
6. 前記ポンプピストン（２８）の作業室側の前記端部分（４２）は、第１の表面構造（６８）を有し、前記シール（４６）は、第２の表面構造（８６）を有し、前記第１の表面構造（６８）と前記第２の表面構造（８６）とは互いに相補的であり、かつ／または互いに係合する、請求項１から５までのいずれか１項記載のピストン燃料ポンプ（１８）。
7. 前記第１の表面構造（６８）と前記第２の表面構造（８６）とは、相互に埋め合う、請求項６記載のピストン燃料ポンプ（１８）。
8. 前記第１の表面構造（６８）と前記第２の表面構造（８６）とは、０．１ｍｍ〜２ｍｍｍの範囲にある、半径方向で測定した構造深さ（ｔ）を有している、請求項６または７記載のピストン燃料ポンプ（１８）。
9. ０．４ｍｍ〜８ｍｍの範囲にある、接線方向および／または軸方向で測定した構造サイズ（ｔ）を有している、請求項６から８までのいずれか１項記載のピストン燃料ポンプ（１８）。
10. 前記第１の表面構造（６８）と前記第２の表面構造（８６）とは、半径方向で測定した構造深さ（ｔ）を有していて、接線方向および／または軸方向で測定した構造サイズ（ｔ）を有し、該接線方向および／または軸方向で測定した構造サイズ（ｔ）は、前記半径方向で測定した構造深さ（ｔ）の数倍（ｖ）であり、前記数倍とは、２倍〜１０倍である、請求項６から９までのいずれか１項記載のピストン燃料ポンプ（１８）。
11. 前記第１の表面構造（６８）は、ローレット構造、特にクロスローレット構造であるか（ＤＩＮ８２：１９７３）、または前記第１の表面構造（６８）は、前記ポンプピストン（２８）の前記端部分（４２）の周囲に半径方向で環状に延びる溝構造または波状構造である、請求項６から１０までのいずれか１項記載のピストン燃料ポンプ（１８）。
12. 前記シール（４６）は、摩擦結合により、前記ポンプピストン（２８）の作業室側の前記端部分（４２）に保持されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のピストン燃料ポンプ（１８）。
13. 前記シール（４６）は、特に繊維強化された熱可塑性の材料を有し、たとえばカーボンファイバで強化されたポリエーテルエーテルケトンを有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載のピストン燃料ポンプ（１８）。
14. 前記シール（４６）は、環状の基本構造を有し、射出成形によって軸方向の射出方向で、前記ポンプピストン（２８）の作業室側の前記端部分（４２）に直接に被着するように射出成形される、請求項１から１３までのいずれか１項記載のピストン燃料ポンプ（１８）。
15. 前記シール（４６）の、前記ポンプシリンダ（４０）の内面に対峙する、半径方向外側に位置する面は、前記シール（４６）の軸方向の端部領域（４６４）において、前記ポンプピストン（２８）が前記ポンプシリンダ（４０）に対して相対的に静止しているときに前記ポンプシリンダ（４０）に当て付けられるように形成されており、前記ポンプシリンダ（４０）と前記ポンプピストン（２８）との間の軸方向の相対運動は、前記ポンプピストン（２８）からの前記シール（４６）の半径方向内方に向かう方向での持ち上がりを促進し、特に前記シール（４６）の、前記ポンプシリンダ（４０）の内面に対峙する、半径方向外側に位置する面は、前記シール（４６）の軸方向の端部領域（４６４）において、前記ポンプシリンダ（４０）の内壁に対して１０°〜６０°の角度αで半径方向内方に向かって傾斜していることにより、前記持ち上がりを促進する、請求項１から１４までのいずれか１項記載のピストン燃料ポンプ（１８）。

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