JP2019519711A - 高圧燃料ポンプ - Google Patents

Abstract

内燃機関の燃料噴射システム用の高圧燃料ポンプ（１０）は、ポンプハウジング（１２）と、少なくとも１つの取付けフランジ（３２）と、を備え、取付けフランジ（３２）は、ポンプハウジング（１２）に、溶接部（３４）によって取り付けられており、溶接部（３４）は、溶接領域と、溶接領域（３６）の側方に配置された少なくとも１つの溶接ビード（４０）とを有する。溶接ビード（４０）が、ポンプハウジング（１２）と取付けフランジ（３２）との間に形成された収容室（４６）内に配置されていることが提案される。

Description

背景技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載の高圧燃料ポンプに関する。

このような高圧燃料ポンプは、独国特許出願公開第１０２００５００７８０６号明細書から公知であり、ポンプハウジングと取付けフランジとを有する。取付けフランジは、溶接部によってポンプハウジングに取り付けられていて、少なくとも１つの結合領域を有し、この結合領域では組み付けた状態で結合要素が係合する。この結合要素を介して、ピストンポンプを保持ボディに取り付けることができる。

発明の開示
本発明の根底を成す課題は、請求項１の特徴部に記載の構成を備える高圧燃料ポンプによって解決される。本発明の有利な改良態様は、従属請求項に記載されている。さらに、本発明にとって重要な特徴は、以下の説明および図面から判る。これらの特徴は、単独でも様々な組合せにおいても、本発明にとって重要であり得る。

本発明によれば、溶接プロセスのときに、溶接領域の縁部において流出する溶接ビードの自由表面が、たとえばポンプハウジングまたは取付けフランジの低温のハウジング壁と接触することが阻止される。また、これにより、ポンプハウジングおよび／または取付けフランジおよび／または溶接領域（概して「溶接継ぎ目」と称される）を損傷させるおそれのある溶接スパッタが形成されることが阻止される。したがって、本発明は、ポンプハウジングと取付けフランジとの間の結合が、最適にかつ関与している構成要素への不都合な影響なしに形成されるように働く。

この場合、溶接部がコンデンサ放電溶接によって製作されると特に有利である。ここで、このコンデンサ放電溶接は、特に低コストで迅速な溶接のタイプである。コンデンサ放電溶接の場合、溶接に必要とされるエネルギは、予め充電されたコンデンサからサイリスタを介して溶接トランスに接続される。この場合、充電時間は０．５秒〜２秒の間の範囲であり、溶接時間は３ミリ秒〜１０ミリ秒の間の範囲である。これと並行して、溶接準備によって励起された作用抵抗は、溶接箇所における温度を極めて高い速度で上昇させる。この迅速な温度上昇により、熱が排出し得る前に溶接ゾーンが加熱され、ひいては溶接箇所の周辺の領域の加温が阻止される。数ミリ秒後にすでに、事前に溶接箇所の周辺部が完全に十分に加温されることなく、隆起部が溶接される。加温されるべき体積に導入されるエネルギがこのように集中することにより、コンデンサ放電溶接の場合の効率は極めて高い。したがって、コンデンサ放電溶接は極めて経済的な方法である。

さらに、収容室が、半径方向で見て溶接ビードよりも広幅であることが提案される。これにより、溶接ビードの自由表面が、ポンプハウジングまたは取付けフランジの低温の壁部と接触することが特に効果的に阻止される。

取付けフランジが環状に延びている場合、収容室が環状空間であると有利である。この場合、収容室を、たとえば極めて簡単で低コストの方法で、環状に延びている溝によって製作することができる。

さらに、高圧燃料ポンプが、収容室を周辺部に結合する開口を有すると有利である。これにより、収容室内における溶接箇所または溶接結合部の領域での溶接プロセスおよび温度上昇によって、所望されない高い圧力が生じることが阻止される。

収容室を製作する簡単な変化態様では、収容室が、少なくとも、ポンプハウジングに設けられた切欠きによっても形成されている。同様の方式で、収容室を、少なくとも、取付けフランジに設けられた切欠きによっても形成することができる。収容室を、ポンプハウジングに設けられた切欠きならびに取付けフランジに設けられた切欠きによって形成することも可能である。

別の改良態様は、ポンプハウジングに、ポンプハウジングの接触部分よりも小さい直径を有するアンダカット部分が存在し、接触部分は、取付けフランジと、好ましくはプレス嵌めで接触することを特徴とする。このことにより、取付けフランジの簡単な組付けが可能になる。なぜならば、ポンプハウジングに対する取付けフランジの被嵌は、接触部分の付近でしか行われないからである。

以下に、本発明の態様を、添付の図面に関して説明する。

ポンプハウジングと、取付けフランジと、溶接領域とを備える高圧燃料ポンプの第１の態様の縦断面図である。 図１の溶接領域の拡大詳細図である。 第２の態様の、図２と同様の図である。 第３の態様の、図２と同様の図である。

以下の図面において同等の機能を有する要素および領域には、同じ参照符号が付されている。

図１では、内燃機関（詳細には図示せず）用の高圧燃料ポンプ全体に参照符号１０が付されている。高圧燃料ポンプ１０は、全体的に略円筒状のポンプハウジング１２を備える。このポンプハウジング１２内にまたはポンプハウジング１２に接して、高圧燃料ポンプ１０の主要な構成要素が配置されている。つまり、高圧燃料ポンプ１０は、入口／流量制御弁１４と、圧送室１６内に配置され駆動軸（図示せず）によって往復運動させることが可能な圧送プランジャ１８と、出口弁２０と、圧力制限弁２２とを備える。

ハウジング１２内には、第１の通路２４が存在している。この第１の通路２４は、圧送室１６および圧送プランジャ１８に対して同軸に延在していて、圧送室１６から第２の通路２６に通じる。この第２の通路２６は、第１の通路２４に対して９０°の角度で配置されていて、第２の通路２６内には、圧力制限弁２２が収容されている。ポンプハウジング１２の縦軸線には、図１では全体に参照符号２８が付されている。図１の上側では、ポンプハウジング１２内に圧力減衰器３０が配置されている。

動作中、圧送プランジャ１８によって、吸込行程のときには、燃料が入口兼流量制御弁１４を通って圧送室１６へ吸い込まれる。圧送行程のときには、圧送室１６内に存在する燃料が圧縮され、出口弁２０を通って、たとえば高圧領域（参照符号なし）へ、たとえば燃料集合管路（「レール」）に向かって吐出される。ここでは高圧下の燃料が蓄積されている。この場合、圧送行程のときに吐出される燃料量は、電磁操作式の入口兼流量制御弁１４によって調整される。高圧領域において許容されない過圧が生じると、圧力制限弁２２が開放され、これにより燃料は高圧領域から圧送室１６内へ流入することができる。

高圧燃料ポンプ１０は、内燃機関のシリンダヘッド内に設けられた相応の開口内へ挿着することができる、いわゆる「差込みポンプ」である。ポンプハウジング１２には、周囲に延びている環状の取付けフランジ３２が取り付けられている。この取付けフランジ３２によって、高圧燃料ポンプ１０をシリンダヘッドに取り付ける、たとえばねじ止めすることができる。図２から詳細が明らかであるように、取付けフランジ３２はポンプハウジング１２に、溶接部３４によって取り付けられている。この溶接部３４は、溶接領域３６と、この溶接領域３６の側方に配置された２つの溶接ビード３８，４０とを有する。溶接部３４は、コンデンサ放電溶接によって製作されている。

溶接領域３６の長さＬ１は、ポンプハウジング１２に設けられた半径方向外側の接触部分４２と、長さまたは高さＬ２を有する取付けフランジ３２に設けられた半径方向内側の接触部分４４との重なり部分から生じる。接触部分４２，４４は、本態様ではプレス嵌めで互いに接触している。図１および図２に示した態様の場合、溶接領域３６のすぐ下方でポンプハウジング１２の外面に、環状空間として形成された収容室４６が存在する。この収容室４６は、ポンプハウジング１２の外壁において環状に延びている溝４７によって形成されている。

図２において下側の溶接ビード４０は、収容室４６内に配置されている。この場合、収容室４６は、半径方向で見て溶接ビード４０よりも広幅である。したがって、図２において、収容室４６の延在長さＢ１は、溶接ビード４０の延在長さＢ２よりも大きい。これと同様に、収容室４６は、軸方向、すなわち縦軸線２８に対して平行の方向でも、溶接ビード４０よりも高さがある。しかし、見やすくするために、収容室４６および溶接ビード４０の高さに対応する延在長さは図２に示されておらず、これらの延在長さには参照符号が付されていない。

下側の溶接ビード４０に対して相対的な収容室４６の大きさの比に基づき、溶接ビード４０の、本態様では横断面において理想的には四分円の形状を有する自由表面は、ポンプハウジング１２の半径方向外側の周壁とは接触していないことが保証される。図２から明らかであるように、ポンプハウジング１２の、収容室４６の下方に存在する半径方向外側の周面４８と、取付けフランジ３２の半径方向内側の周面５０との間に、収容室４６を周辺部５４に結合する開口５２を形成する、環状に延びている間隙が存在する。

図２から、図面において収容室４６の下方に配置された半径方向外側の周面４８の領域におけるポンプハウジング１２の直径は、図面において収容室４６の上方に配置された接触部分４２の領域におけるポンプハウジング１２の直径よりも小さいことが看取可能である。このことにより、半径方向外側の周面４８の領域におけるポンプハウジング１２の取付けフランジ３２を、「クランプ直径」として、取付けフランジ３２をポンプハウジング１２に予め組み立てるときに利用することが可能になる。

図３には、択一的な態様が示されている。この態様では、収容室４６は、溝によって形成されるのではなく、単純に、ポンプハウジング１２に設けられたいわゆる凹部５６によって形成される。本態様では、凹部５６は、図面において接触部分４２のすぐ下方に配置されている。

図４の態様では、収容室４６は、取付けフランジ３２に設けられた凹部５８によって形成される。本態様では、凹部５８は、図面において接触部分４４のすぐ下方に配置されている。さらに、図４に示された態様では付加的に、ポンプハウジング１２に、取付けフランジ３２に設けられた凹部５８に対向して、アンダカット６０も存在する。しかし、このアンダカット６０は、接触部分４２からいくらか離間していて、接触部分４２よりもほんのわずかに小さい直径を有する。

アンダカット６０によって、取付けフランジ３２の簡単な組付けが可能になる。ポンプハウジング１２に対する取付けフランジ３２の被嵌は、接触部分４２の領域でしか行われないからである。その他に付言しておくと、取付けフランジ３２に設けられた凹部５８の深さを表す半径方向の寸法Ｂ３を介して、この領域における取付けフランジ３２の弾性特性に影響を及ぼすことができる。これにより、シリンダヘッドにおける取付けフランジ３２のねじ止めが溶接部３４にかかる荷重に与える影響を調整することができる。取付けフランジ３２に設けられた接触部分４４の幾何学形状によっても、このような影響の可能性が提供される。

Claims (8)

1. 内燃機関の燃料噴射システム用の高圧燃料ポンプ（１０）であって、
   ポンプハウジング（１２）と、
   少なくとも１つの取付けフランジ（３２）と、
   を備え、
   前記取付けフランジ（３２）は、前記ポンプハウジング（１２）に、溶接部（３４）によって取り付けられており、
   前記溶接部（３４）は、溶接領域と、該溶接領域（３６）の側方に配置された少なくとも１つの溶接ビード（４０）とを有する、高圧燃料ポンプ（１０）において、
   前記溶接ビード（４０）は、前記ポンプハウジング（１２）と前記取付けフランジ（３２）との間に形成された収容室（４６）内に配置されていることを特徴とする、高圧燃料ポンプ（１０）。
2. 前記溶接部（３４）は、コンデンサ放電溶接によって製作されることを特徴とする、請求項１記載の高圧燃料ポンプ（１０）。
3. 前記収容室（４６）は、半径方向で見て、前記溶接ビード（４０）よりも広幅であることを特徴とする、請求項１または２の少なくともいずれか１項記載の高圧燃料ポンプ（１０）。
4. 前記収容室（４６）は、環状空間であることを特徴とする、請求項１から３までの少なくともいずれか１項記載の高圧燃料ポンプ（１０）。
5. 前記高圧燃料ポンプ（１０）は、前記収容室（４６）を周辺部（５４）に結合する開口（５２）を有することを特徴とする、請求項１から４までの少なくともいずれか１項記載の高圧燃料ポンプ（１０）。
6. 前記収容室（４６）は、少なくとも、前記ポンプハウジング（１２）に設けられた切欠き（４７；５６）によっても形成されていることを特徴とする、請求項１から５までの少なくともいずれか１項記載の高圧燃料ポンプ（１０）。
7. 前記収容室（４６）は、少なくとも、前記取付けフランジ（３２）に設けられた切欠き（５８）によっても形成されていることを特徴とする、請求項１から６までの少なくともいずれか１項記載の高圧燃料ポンプ（１０）。
8. 前記ポンプハウジング（１２）には、該ポンプハウジング（１２）の接触部分（４２）より小さい直径を有するアンダカット（６０）が存在し、前記接触部分（４２）は、前記取付けフランジ（３２）と、好ましくはプレス嵌めで接触することを特徴とする、請求項１から７までの少なくともいずれか１項記載の高圧燃料ポンプ（１０）。

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