JP2020527669A - ピストンポンプ、特に内燃機関用の高圧燃料ポンプ - Google Patents

ピストンポンプ、特に内燃機関用の高圧燃料ポンプ Download PDF

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Abstract

本発明によるピストンポンプ(16)、特に内燃機関用の高圧燃料ポンプは、ポンプハウジング(26)と、ポンプピストン(28)と、少なくともポンプピストン(28)およびポンプハウジング(26)によっても画定される吐出チャンバ(38)とを含む。ここでは、好適には、ポンプピストン(28)とポンプハウジング(26)との間に、吐出チャンバ(38)を密封するためのシール(44)と、ポンプピストン(28)を案内するための別個のガイド要素(46)とが配置されており、ここで、シール(44)は、好適には径方向外側に突出するウェブ(45)を有する金属スリーブとして形成されていることが提案される。

Description

本発明は、請求項1の上位概念による、ピストンポンプ、特に内燃機関用の高圧燃料ポンプに関する。
従来技術からは、例えばガソリン直噴システムを備えた内燃機関で使用されるピストンポンプが公知である。この種のピストンポンプは、ポンプシリンダとポンプピストンとの間にギャップシールを有している。ポンプシリンダおよびポンプピストンは、典型的にはステンレス鋼から製造されている。そのようなギャップシールは、ポンプシリンダおよびポンプピストンの製造と取り付けの際に高い精度を必要とし、これによって、高いコストが発生する。常に存在するギャップは、例えば使用される材料の熱膨張係数に基づいてそのサイズを任意に縮小することができず、特に回転数が低い場合には、準最適な供給レベルとなる。
発明の開示
本発明の課題は、回転数が低い場合でも十分な供給レベルを有し、サイズが小さく低コストで製造が可能なピストンポンプを提供することにある。
この課題は、請求項1の特徴を備えたピストンポンプによって解決される。本発明の好適な発展形態は従属請求項に明記されている。その上さらに、本発明にとって主要な特徴は、以下の説明および図面に見られる。
本発明によるピストンポンプは、ポンプハウジングと、ポンプピストンと、少なくともポンプハウジングおよびポンプピストンによっても画定される吐出チャンバとを有する。本発明によれば、ポンプピストンとポンプハウジングとの間に、吐出チャンバを密封するためのシールと、ポンプピストンを案内するための別個のガイド要素とが配置されており、ここで、シールは、径方向外側に突出するウェブを有する金属スリーブとして形成されていることが提案される。
そのようなピストンポンプは比較的簡単に製造でき、これによって部品コストが低減される。このことは、ギャップシールとそのコストをかけて製造すべきポンプシリンダとが、シールと少なくとも1つのガイドとを有するシールアセンブリによって置き換えられることに関係する。ウェブを有する金属スリーブとしてのシールの実施形態により、吐出チャンバの好適な密封が達成され、それによって、特に回転数が低い場合での供給レベルが改善されている。新しいシールアセンブリにより、ピストンポンプの比較的小さな全体サイズを達成することができる。案内機能およびシール機能は、別個の部品によって実現され、詳細には、ガイド要素とシール(ウェブを有する金属スリーブ)とによって実現される。
ポンプピストンは、ハウジングの凹部内に収容されてもよく、その中で往復移動し得る。凹部の内壁(周壁)は、ポンプピストンに対する摺動面の少なくとも1つの部分を形成し得る。凹部は、孔部として、特に段付き孔部として形成されてもよい。
具体的には、(第1の)ガイド要素は環状に形成されてもよい(ガイドリング)。このガイド要素は、吐出チャンバに面するシールの側に配置されてもよい。この場合、ガイド要素は、ポンプピストンに向かって径方向ギャップ(ガイドギャップ)を有することができ、このギャップは、ガイド要素がシールのための空洞形成防止手段として用いられるように小さくてもよい。ガイドギャップは、十分に小さく実施されてもよく、それによって、蒸気バブルはシールまで到達することができない。したがって、シールにおける損傷のリスクが低減される。
シールは、好適には、径方向外側に突出するウェブを有する金属スリーブとして形成されており、それによって、シールは、断面が特にL字形の輪郭を有する。したがって、シールは、スリーブ部分とウェブ部分とを有する。シールは、Uリングシールに基づいているが、設計は最適化されており、径方向のウェブを有している。このシールは、特に、低圧領域(吐出チャンバとは反対側のシールの側における領域)に対して高圧領域(吐出チャンバ)を密封する高圧シールである。
このウェブにより、シールをピストンポンプ(凹部)内で径方向にセンタリングすることができる。この方法で、シールをポンプハウジング内の固定位置に取り付けることができる。金属スリーブの壁厚は、システム圧力に依存し、それに応じて設計されている。壁厚は、例えば、0.05mm〜1.0mm(ミリメートル)であってもよい。
好適な実施形態の枠内では、さらなるガイド要素が設けられてもよく、該さらなるガイド要素は、ピストンポンプのシール支持体内に配置されている。これにより、(第1の)ガイド要素に対して比較的大きな軸受け距離が実現されている。したがって、ポンプピストンの案内は、最適化されている。さらなるガイド要素は、環状に形成されてもよい(ガイドリング)。
好適な方法では、ポンプハウジングとポンプピストンとの間にシールのための固定リングが配置されてもよい。この固定リングは、特に、吐出チャンバとは反対側のシールの側に配置されている。固定リングは、シールのための着座部を形成する。これにより、特に吐出チャンバから離れる軸方向の変位に対するシールが保証されている。固定リングは、ポンプピストンを収容する凹部に固定されてもよく、例えばそこにねじ込み、接着、または圧入されてもよい。特に、固定リングおよびシールは、固定リングへのシールの当接の際に、静的なシール箇所が形成されるように構成されてもよい。ピストンとシールとの間の径方向の位置決めを可能にするために、シールが軸方向の、例えば0.01mm〜1mm(ミリメートル)の遊びを有していると有利である。それにより、これは、軸方向にも径方向にも固定されていない「浮遊シール」であってもよい。これにより、このシールは、ポンプピストンに対して軸方向に最適に位置決め可能となる。
好適な実施形態の枠内では、ガイド要素および固定リングは、1つの部品に統合するように形成されてもよく、つまり、特に一体化させるように形成されてもよい。したがって、統合された部品は、案内機能および固定機能を担うことができる。これにより、製造すべき要素の数と取り付けるべき要素の数とを低減することができる。このことは、ピストンポンプの低コストの実施を促進する。統合された部品とシールとは、相互に軸方向で重畳し得る。そのため、統合された部品の一部分は、径方向でポンプピストンとポンプハウジングとの間に配置されてもよい。
合目的的に、シールのウェブは、その径方向外側の縁部に、ポンプピストンを収容する凹部の周壁に対して径方向の、例えば0.01mm〜1mmの遊びを有してもよい。換言すれば、ウェブは、当該ウェブが存在する箇所におけるポンプピストンを収容する凹部(孔部)の内径よりも僅かに小さい外径を有する。あるいは、さらに一般的に表現すれば、シールは、ポンプハウジングに対して径方向に可動である。この遊びもしくは径方向の可動性は、シールの径方向の位置を正確にポンプピストンの位置に調整可能にさせる。それにより、ポンプピストンに対して均一で対称的なギャップが生じ得る(「浮遊シール」)。
ポンプピストンの各吸引段階(ポンプピストンが吐出チャンバから離れるように移動する)では、シールの再調整の可能性が生じる。吐出段階(ポンプピストンが吐出チャンバに向かって移動し、燃料を圧縮して吐出する)では、シールの上方(吐出チャンバに面する側)ならびにシールの径方向外側で吐出圧力が上昇する。この吐出圧力は、シールの端面ならびにシールのウェブに作用し、軸方向(ポンプピストンの軸線方向)においてシールを固定リングに押し付ける力をシールに与えている。この段階の間、シールは軸方向力に基づいて径方向に移動できないか、僅かしか移動できない。この軸方向力により、シールを固定リングに押し付ける押圧力が発生する。これらの2つの面(シールと固定リング)の間には静的なシール箇所が生じる。これにより、燃料が吐出チャンバから流出してひいては供給レベルを低減することが回避される。
好適には、ポンプピストンとポンプハウジングとの間に、シールを固定リングに押し付けるばね要素が配置されてもよい。これにより、シールは、常に、シールと固定リングとの間の静的なシール箇所に当接することが保証されている。ばねは圧縮ばねであってもよい。圧縮ばねは、螺旋ばねまたは波形ばねとして形成されてもよい。
これに対して代替的に、シールは、シールに接続されてシールを固定リングに押し付ける少なくとも1つのばね要素を有し得る。また、これにより、シールが静的なシール箇所に当接することが保証され得る。具体的には、1つ以上のばね要素が、シールと一体的に形成されてもよい。このことは、製造すべきコンポーネントおよび取り付けるべきコンポーネントの数を低減する。1つ以上のばね要素は、シールのスリーブ部分からまたはウェブ部分から延在し得る。1つ以上のばね要素は、ばねアームとして形成されてもよい。
シールは、圧力作動式のシールであってもよい。このことは、ガイド要素とポンプピストンとの間の僅かな遊びが、吐出チャンバ内で、したがって径方向外側の環状縁部(シールの背面)においても予圧を生成するのに十分であることを意味する。シールに対する背圧により、これが変形し、それによって内側に存在する環状縁部(スリーブ部分)においてポンプピストンとのギャップは減少する。より小さくなったシールギャップにより、吐出チャンバ内ひいてはシールの背面においてもより大きな圧力を構築することができ、そのためシールはより大きな圧力によってより大きな変形を生じ、ポンプピストンとのギャップはさらに減少する。このことは、システム圧力の達成まで続く自己倍力作用である。
シール幾何形状は、システム圧力に達した場合に、例えば0.001mm〜0.1mmの非常に僅かなギャップが生じるかまたはシールがポンプピストンに直接当接し、(シールおよびポンプピストンの)シール面が互いに接触するように設計される。システム圧力のもとでは、まだギャップが存在し続けるどうか、またはシールがピストンと直接接触するかどうかは、具体的な要件(供給レベル、耐用年数にわたる摩耗など)に依存する。圧力作動により、非常に高いシステム圧力を実行できる。システム圧力が高ければ高いほど、シールはますます大きく変形し、それに伴いシールギャップもますます減少するからである。
原理的にシールは摩耗が少ない。摩擦学的接触は、吐出段階(シールの圧力作動の期間中)においてのみ生じるからである。これは、ピストンポンプの実行時間の半分に相当する。吸引段階(圧力作動が行われない期間中)においては、シールは特に燃料によって洗浄される。したがって、シールギャップには常に新しい燃料がもたらされ、この燃料は潤滑剤として機能する。シールの圧力作動により、摩耗を補償することが可能である。シールのシール面が摩耗した場合には、シールは圧力作動により、基本設計で設計されたギャップに基づいて定期的に変形するかまたはポンプピストンに当接する。
好適な実施形態の枠内では、シールの外側の外被面とポンプハウジングとの間にOリングが配置されてもよい。このOリングは径方向のシール作用を有している。Oリングにより、静的なシール箇所が補足され、シール作用が改善される。Oリングは、特にシールのウェブ上に、詳細にはウェブの吐出チャンバに面する側に着座する。
好適な方法では、シールは、ウェブが固定リングに載置されるように配置されてもよい。それにより、シールのウェブと、ウェブが載置される固定リングの載置面との間で静的なシール箇所が形成され得る。これにより、簡単な構造形式で圧力作動式のシールを特に上述したように実現できる。
これに対して代替的に、固定リングは、ウェブが載置される軸方向に突出する円環部を有してもよい。シールのスリーブ部分とこの円環部とは、相互に軸方向で重畳し得る。それにより、シールのウェブと、固定リングの円環部との間に静的なシール箇所が形成される。したがって、このシールは、圧力作動しない。シールの後方(シールの径方向外側の環状縁部)に高いシステム圧力がかからないからである。圧力作動は起きないので、シール材料および/または幾何形状は、システム圧力がかかった場合に、シールの変形(膨張)が起きないようにまたは僅かしか起きないように設計されてもよい。
このことは、シールの壁厚(スリーブ部分)を十分な厚さで寸法設定することによって達成することができ、その場合、壁厚は、例えば0.25mm〜2mmであってもよい。シールには、ピストンに対してオーバーフィッティング(圧迫)、アンダーフィッティング(遊び)、またはミドルフィッティングを持たせることが可能である。ポンプピストンに向かって径方向の遊び、特に0.001mm〜0.1mmの遊びを持つシールの一実施形態には摩擦および摩耗を僅かにする利点がある。ピストンの案内とシールの取り付けは、上述した圧力作動式の応用形態と十分同一に構成され得る。この圧力作動式でないシール構想の利点は、シールがピストンに対してアンダーフィッティング(遊び)に設計されている場合、シールとピストンとの間で固体接触が生じる動作点が存在しないことにある。動的なシール箇所にかかるシステム圧力が常にシールを拡げるように強いるからである。これにより、耐用年数にわたってシールまたはピストンに摩耗は生じない。
圧力作動式でないシールの場合であっても、シールが静的なシール箇所に当接することを保証するために、少なくとも1つの別個のばね要素またはシールに配置されるばね要素を設けてもよい。この構造は、さらに、高圧システムにおいて過圧が生じ得ないという利点も有する。過圧の場合にシールがさらに大きく拡がり、ひいては圧力降下が可能になるからである。この作用の好適な設計のもとでは、内在的にピストンポンプ内に取り付けられるかまたは外在的に燃料システム内に取り付けられる圧力制限バルブを省略できる可能性があってもよい。
好適な実施形態の枠内では、シールはステンレス鋼で形成されてもよい。これにより、良好な腐食耐性が達成されている。好適には、シールは、ポンプピストンおよびハウジングと同一もしくは比較可能な長さ膨張係数を有するステンレス鋼で製造されている。これにより、シールは、ポンプピストンおよびポンプハウジングの熱膨張に依存しない。
以下では本発明を、図面に基づきより詳細に説明する。ここでは、同一または機能的に同一の要素には、場合によっては一度しか参照符号を付さない。
ピストンポンプの形態の高圧燃料ポンプを備えた燃料システムの概略図 図1のピストンポンプの部分縦断面図 図1に示したピストンポンプのポンプピストン、シール、ガイド要素、固定リングおよびばね要素の拡大図 図3に示したシールの拡大断面図 図1に示したピストンポンプの代替的実施形態の部分縦断面図 図1に示したピストンポンプのさらなる代替的実施形態の部分縦断面図 接続されたばね要素を有する図1に示したピストンポンプのシールの複数の部分断面図 代替的実施形態で接続されたばね要素を有する図1に示したピストンポンプのシールの複数の部分断面図 代替的実施形態で接続されたばね要素を有する図1に示したピストンポンプのシールの複数の部分断面図 代替的実施形態で接続されたばね要素を有する図1に示したピストンポンプのシールの複数の部分断面図
図1では、内燃機関の燃料システムには全体として参照符号10が付されている。この燃料システムは、燃料容器12を含む。この燃料容器12からは電動給油ポンプ14が燃料を、ピストンポンプ16として設計された高圧燃料ポンプに吐出する。この高圧燃料ポンプはさらに燃料を高圧燃料レール18に吐出し、この高圧燃料レール18には複数の燃料噴射器20が接続されており、これらの燃料噴射器20は燃料を、図示されていない内燃機関の燃焼室内に噴射する。
ピストンポンプ16は、入口弁22、出口弁24、およびポンプハウジング26を含む。このポンプハウジング26内ではポンプピストン28が往復移動可能に収容されている。ポンプピストン28は、駆動部30によって動かされ、ここでは駆動部30は、図1にのみ概略的に示されている。この駆動部30は、例えばカムシャフトまたは偏心シャフトであってもよい。入口弁22は流量制御弁として形成され、この流量制御弁によってピストンポンプ16から吐出される燃料量を調節することができる。
ピストンポンプ16の構造は、図2からより詳細に明らかとなる。ここで以下では、主要なコンポーネントのみを説明する。ポンプピストン28は、図2では下方のプランジャ部分32と、これに接続されるガイド部分34と、詳細には示されていない上方の端部とを有する段付きピストンとして形成されている。ガイド部分34は、プランジャ部分32および端部よりも大きな直径を有している。
ポンプピストン28の端部ならびにガイド部分34は、ポンプハウジング26と共に、詳細には示されていない吐出チャンバ38を画定する。ポンプハウジング26は、全体的に回転対称な部品として形成されてもよい。ポンプピストン28は、ポンプハウジング26内でそこに存在する凹部40内に収容されており、この凹部40は、段付き孔部42として形成されている。この孔部42は、複数の段部(図2および図3を参照すれば;3つの段部42’,42’’,42’’’)を有している。
ポンプピストン28のガイド部分34と、孔部42の内周壁(段部42’’)との間には、シール44が配置されている。このシール44は、ポンプピストン28とポンプハウジング26との間を直接密封し、したがって、シール44の上方に存在する吐出チャンバ(高圧領域)を、図2ではシール44の下方に配置された、特にポンプピストン28のプランジャ部分32が存在する領域(低圧領域)に対して密封する。シール44は、径方向外側に突出するウェブ45を有する金属スリーブとして形成されている。シール44はL字形の断面を有し、この断面は、スリーブ部分43と、ウェブ45によって形成された部分(ウェブ部分)とを有する。
ポンプピストン28のガイド部分34と、孔部42の内周壁(段部42’)との間には、シール44とは別個のガイド要素46が配置されている。このガイド要素46は、シール44に対して軸方向で特に直接隣接して、図2ではシール44の上方に配置されている(吐出チャンバに面している)。ガイド要素46は、環状に形成されており(ガイドリング)、段部42’に固定されてもよい。
ピストンポンプ16は、さらなるガイド要素48を有し、該さらなるガイド要素48は、ピストンポンプ16のシール支持体50内に配置されている(図2参照)。ガイド要素46とさらなるガイド要素48とは、ポンプピストン28の案内のために用いられる。さらなるガイド要素48は、環状に形成されており(ガイドリング)、シール支持体50に固定されてもよい。
ピストンポンプ16は、ポンプピストン28のガイド部分34と、孔部42の内周壁(段部42’’’)との間にシール44のための固定リング52を有する。シール44は、固定リング52に載置され、詳細にはウェブ45が固定リング52に載置される。シール44と固定リング52の載置接触面によって、静的なシール箇所53(図3参照)が形成される。シール44、ガイド要素46、さらなるガイド要素48、および固定リング52は、シールアセンブリを形成する。シール44は、ステンレス鋼で形成されてもよい。
シール44から径方向に突出するウェブ45は、その径方向外側の縁部に、ポンプピストン28を収容する凹部40の内周壁(段部42’’)に対して径方向の遊び54を有する(図3参照)。これにより、シール44を、径方向でポンプピストン28に対して配向することができる。ポンプピストン28とポンプハウジング26との間には、シール44を固定リング52に押し付けるばね要素56が配置されている。ばね要素56は、圧縮ばねとして形成された螺旋ばね58である。この螺旋ばね58の一方の端部は例えばガイド要素46に当接し、他方の端部はシール44のウェブ45に当接し得る。
上述したようにシール44のための空洞形成防止手段として用いることができる径方向のギャップ60(ガイドギャップ)を介して、吐出チャンバ38内を占める圧力61は、シール44に達する。そこではこの圧力が応力F(矢印62)を伴ってシール44の第1の端面64に作用する(図4参照)。これにより、シール44は、固定リング52に押し付けられる。さらに、圧力61は、シール44の外側の外被面66にも作用し、そのためシール44は、そこに作用する応力F(矢印68)に基づいて変形70を被る。したがって、ポンプピストン28、特にガイド部分34と、シール44(径方向内側に存在する環状縁部72)との間に動的なシール箇所が形成される。シール44の外側の外被面66とポンプハウジング26(段部42’’)との間に、任意付加的にOリング74が配置されてもよい。このOリング74は、ウェブ45に載置することができる。このOリング74は、径方向に密封する作用を有し、静的なシール箇所53を支援する。シール44の第2の端面には、参照符号65が付されている。
図5は、図2に示したピストンポンプ16の代替的実施形態を示す。この実施形態は、前述したピストンポンプ16にほぼ対応し、同一または機能的に同一の要素には同一の参照符号が付されている。
固定リング52は、図5によれば、軸方向(ポンプピストン28の軸線方向)に突出する円環部76を有し、この円環部76は、凹部40内に突出している。シール44は、ウェブ45が円環部76に載置されるように配置されている。シール44のスリーブ部分43と円環部76とが相互に軸方向で重畳している。円環部76は、径方向でスリーブ部分43と凹部40の内周壁(段部42’’)との間に配置されている。シール44は、スリーブ部分43およびウェブ部分45においてより厚い壁厚で形成されている。静的なシール箇所53は、ウェブ45と円環部76との間に形成されている。ばね要素56は、圧縮ばねとして波形ばね78の形態で形成されている。
シール44の径方向内側に存在する環状縁部72は、ポンプピストン28、特にポンプピストン28のガイド部分34に対して遊び80を有する。それにより、シール44とポンプピストン28との間にピストンポンプ16の動作状態において接触が生じることはない。吐出チャンバ38から動的なシール箇所82に達する圧力は、シール44が変形84を被り拡がるようにシール44に作用するからである。それにより、耐用年数にわたってシール44またはポンプピストン28の摩耗は生じない。
図6は、図2に示したピストンポンプ16のさらなる代替的実施形態を示す。この実施形態は、図1〜図4について前述したピストンポンプ16にほぼ対応し、この場合、同一または機能的に同一の要素には同一の参照符号が付される。
本実施形態では、第1のガイド要素46と固定リング52とが1つの部品95に統合されている(一体的実施形態)。この部品95は、案内機能および固定機能を担う。この統合された部品95とシール44とは、相互に軸方向(ポンプピストン28の軸線方向)で重畳している。それにより、統合された部品95の重畳部分93は、径方向でポンプピストン28(ガイド部分34)とポンプハウジング26(孔部42の周壁42’)との間に配置されている。
案内は、部品95の下方部分97において行うことができる。孔部42内への部品95の固定は、部品95の下方部分97または重畳部分93において、例えば締まり嵌め、かしめ、または部品95から径方向外側に突出する突起99を用いて行うことができる。
図7〜図10は、シール44自体が少なくとも1つのばね要素56を有しているシール44の実施形態の可能性を示す(一体的実施形態)。別個のばね要素は省くことができる。これにより、ピストンポンプ16の製造と取り付けが簡素化される。そこに形成されたばね要素56を有するそのようなシール44は、図2によるピストンポンプ16の場合にも、図5または図6によるピストンポンプ16の場合にも使用することができる。
図7は、ばねアーム86として形成された3つのばね要素56を有するシール44を示している。これらのばねアーム86は、シール44のウェブ部分45から延在している。これらのばねアーム86は、それぞれ、ウェブ部分45の外側縁部を越えて径方向に突出する縁部88から延在している。この場合、これらのばねアーム86は、平面図で見て弓形の構成を有し、ウェブ部分45から軸方向に当該ウェブ部分45を離れて(シール44の端面64に向かって)突出する。
図8によるシール44も同様に、シール44のウェブ部分45から軸方向に当該ウェブ部分45を離れて延在する3つのばねアーム86を有する。この場合、これらのばねアーム86は、ウェブ部分45の径方向外側の縁部から延在している。これらのばねアーム86は、シール44のスリーブ部分43に平行なそれぞれ1つのアーム部分90と、傾斜アーム部分92とを有する。
図9によるシール44も同様に、シール44のスリーブ部分43から離れて延在する3つのばねアーム86を有する。この場合、これらのばねアーム86は、シール44の第1の端面64から突出し、スリーブ部分43に向かって傾斜している。
図10によるシール44の実施形態は、図7に示されたシール44にほぼ対応する。これとは異なり、図9によるシール44の場合、ばねアーム86は、ウェブ部分45からスリーブ部分43とは反対側のウェブ部分45の側に延在している。この場合、これらのばねアーム86は、シール44の第2の端面65を超えて突出する。

Claims (10)

  1. ポンプハウジング(26)と、ポンプピストン(28)と、少なくとも前記ポンプピストン(28)および前記ポンプハウジング(26)によっても画定される吐出チャンバ(38)とを有する、ピストンポンプ(16)、特に内燃機関用の高圧燃料ポンプにおいて、
    好適には、前記ポンプピストン(28)と前記ポンプハウジング(26)との間に、前記吐出チャンバ(38)を密封するためのシール(44)と、前記ポンプピストン(28)を案内するための別個のガイド要素(46)とが配置されており、
    前記シール(44)は、好適には、径方向外側に突出するウェブ(45)を有する金属スリーブとして形成されていることを特徴とする、ピストンポンプ(16)。
  2. 好適には、前記ポンプピストン(28)と前記ポンプハウジング(26)との間に前記シール(44)のための固定リング(52)が配置されている、請求項1記載のピストンポンプ(16)。
  3. 前記ガイド要素(46)および前記固定リング(52)は、1つの部品(95)に統合するように形成されている、請求項2記載のピストンポンプ(16)。
  4. 前記ピストンポンプ(16)は、さらなるガイド要素(48)を有し、該さらなるガイド要素(48)は、前記ピストンポンプ(16)のシール支持体(50)内に配置されている、請求項1から3までのいずれか1項記載のピストンポンプ(16)。
  5. 前記ウェブ(45)は、その径方向外側の縁部に、前記ポンプピストン(28)を収容する凹部(40)の周壁に対して遊び(54)を有している、請求項1から4までのいずれか1項記載のピストンポンプ(16)。
  6. 好適には前記ポンプピストン(28)と前記ポンプハウジング(26)との間に、前記シール(44)を前記固定リング(52)に押し付けるばね要素(56)が配置されている、請求項1から5までのいずれか1項記載のピストンポンプ(16)。
  7. 前記シール(44)は、当該シール(44)に接続されて当該シール(44)を前記固定リング(52)に押し付ける少なくとも1つのばね要素(56)を有している、請求項1から5までのいずれか1項記載のピストンポンプ(16)。
  8. 前記シール(44)の外側の外被面(66)と前記ポンプハウジング(26)との間に、Oリング(74)が配置されており、かつ/または前記シール(44)は、ステンレス鋼から形成されている、請求項1から7までのいずれか1項記載のピストンポンプ(16)。
  9. 前記シール(44)は、前記ウェブ(45)が前記固定リング(52)に載置されるように配置されている、請求項1から8までのいずれか1項記載のピストンポンプ(16)。
  10. 前記固定リング(52)は、前記ウェブ(45)が載置される軸方向に突出する円環部(76)を有し、前記シール(44)のスリーブ部分(43)と前記円環部(76)とは、相互に軸方向で重畳している、請求項1から8までのいずれか1項記載のピストンポンプ(16)。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020214037A1 (de) * 2020-04-03 2021-10-07 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Kraftstoff-Hochdruckpumpe
DE102021201388A1 (de) * 2021-02-15 2022-08-18 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Kraftstoff-Hochdruckpumpe, sowie Verfahren zur Herstellung einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5021123Y2 (ja) * 1971-03-27 1975-06-26
JPS6084775U (ja) * 1983-11-18 1985-06-11 日本電子株式会社 高圧送液ポンプ
JP2000513782A (ja) * 1998-03-02 2000-10-17 カミンス エンジン カンパニー、インコーポレイテッド 高圧流体システム用の低漏れプランジャおよびバレル組立体
JP2008025425A (ja) * 2006-07-20 2008-02-07 Hitachi Ltd 高圧燃料ポンプ
JP2010229914A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Denso Corp 高圧ポンプ

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE336316B (ja) 1969-10-22 1971-07-05 Fagersta Bruks Ab
US5209495A (en) * 1990-09-04 1993-05-11 Palmour Harold H Reciprocating rod pump seal assembly
CN1155923A (zh) * 1995-05-31 1997-07-30 罗伯特·博施有限公司 活塞泵
DE19519833A1 (de) 1995-05-31 1996-12-05 Bosch Gmbh Robert Kolbenpumpe
CN1089868C (zh) * 1996-09-19 2002-08-28 罗伯特·博施有限公司 活塞泵
US5899136A (en) * 1996-12-18 1999-05-04 Cummins Engine Company, Inc. Low leakage plunger and barrel assembly for high pressure fluid system
JP3738753B2 (ja) * 2002-05-28 2006-01-25 三菱電機株式会社 高圧燃料供給装置
DE102012217260A1 (de) 2012-09-25 2014-03-27 Robert Bosch Gmbh Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine
DE102012218122A1 (de) * 2012-10-04 2014-04-10 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem
DE102014207180A1 (de) 2014-04-15 2015-10-15 Robert Bosch Gmbh Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem
WO2016076247A1 (ja) * 2014-11-11 2016-05-19 Nok株式会社 密封装置
DE102014225925A1 (de) * 2014-12-15 2016-06-16 Elringklinger Ag Dichtungsanordnung und Verfahren zur Montage einer Dichtungsanordnung
DE102015202632A1 (de) 2015-02-13 2016-08-18 Robert Bosch Gmbh Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5021123Y2 (ja) * 1971-03-27 1975-06-26
JPS6084775U (ja) * 1983-11-18 1985-06-11 日本電子株式会社 高圧送液ポンプ
JP2000513782A (ja) * 1998-03-02 2000-10-17 カミンス エンジン カンパニー、インコーポレイテッド 高圧流体システム用の低漏れプランジャおよびバレル組立体
JP2008025425A (ja) * 2006-07-20 2008-02-07 Hitachi Ltd 高圧燃料ポンプ
JP2010229914A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Denso Corp 高圧ポンプ

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