JP3647452B2 - 燃料噴射ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の複数の噴射ノズルへの供給のための分配型の燃料噴射ポンプであって、ポンプケーシング内に支承されて回転する駆動軸を備えており、駆動軸に相対回動不能に連結された分配軸を備えており、分配軸が回転に際して順次に、分配軸内に設けられたポンプ作業室と１つの噴射ノズルとの接続を形成するようになっており、分配軸の各半径方向孔内に軸線方向移動可能に収容されたポンプピストンを備えており、ポンプピストンが一方の端面でポンプ作業室を制限していてかつ他方の端面でローラシュー内に回転可能に保持されたローラを介して、分配軸に対して同心的にポンプケーシング内に固定されたカムリングのカム軌道に伝力接続的に接触している形式のものに関する。
ラジアルピストンを備えたいわゆる分配型の公知の燃料噴射ポンプ（ヨーロッパ特許0244340 B1号明細書若しくはヨーロッパ特許0303237 A2号明細書）においては、駆動軸が、ポンプピストンを受容する半径方向孔の範囲に直径の著しく大きな軸区分を有しており、該軸区分でラジアルピストンを受容する半径方向孔に対して合致するように半径方向の切欠きを形成してあり、切欠き内にローラシューがローラシュー内に回転可能に保持されたローラ若しくはころと一緒に移動可能に差し込まれている。分配軸と駆動軸との連結が分配軸及び駆動軸の端面から突出する爪対を介して行われ、爪対が互いに遊びなしに係合するようになっている。このような構成は分配軸及びカム伝動部の製作を煩雑にして、製作コストを高くする。
本発明の利点
請求項１に記載の構成を有する本発明に基づく燃料噴射ポンプにおいては利点として、ローラシューをローラと一緒に分配軸と同期的に回転する駆動軸内に移すようにしたことによって分配軸が旋削部分として著しく簡単に製作可能であり、ローラと一緒にローラシューを駆動軸の、分配軸の端面に係合する中空円筒形の連結ヘッドの簡単なアキシャルスリット内に挿入するようにしたことによって駆動軸も安価に製作でき、それというのは回転中実部材において半径方向に形成される切欠き若しくは凹所に対して中空円筒形の回転部材内への軸線方向の貫通スリットは加工技術的に著しく簡単にかつ経済的に製作されるからである。
請求項２以下に記載の構成により、請求項１に記載の燃料噴射ポンプの有利な実施態様が可能である。
本発明の有利な構成では、駆動軸と分配軸との間の相対回動不能な連結が連結プレートによって行われ、連結プレートが有利には連結プレートに一体的に形成されて周囲から半径方向に突出する連結ウエブで以て連結ヘッドのアキシャルスリット内に収容されていて、かつ中央の切欠き内に分配軸の端面から突出するピンを形状接続的に受容している。
一方で連結プレートの半径方向の連結ウエブと連結ヘッドのアキシャルスリットとの間、及び他方で連結プレートの中央の切欠きと分配軸の端面ピンとの間の形状接続は、駆動軸と分配軸との間にカルダン式の結合が生じるように行われ、これによって駆動軸と分配軸との間の製作誤差に基づくずれが問題なく補償される。
駆動軸への分配軸のこのようなカルダン式の枢着は、連結ヘッドの互いにそれぞれ90゜ずらして配置されたアキシャルスリット、及び相応に連結プレートの互いにそれぞれ90゜ずらして配置された連結ウエブにおいては本発明の有利な実施態様に基づき、直径方向で相対して配置された２つの連結ウエブが周方向で遊びなしにアキシャルスリット内に収容されており、連結プレートの切欠きがアキシャルスリット内に遊びなしに収容された連結ウエブに対して直角にかつ互いに平行に延びる２つの側面を有しており、該側面に分配軸の端面ピンが互いに逆向きの平行なピン面で以て接触していることによって達成される。
本発明の別の実施態様では、連結プレートの残りの互いに直径方向に相対する２つの連結ウエブが周方向の遊びを置いて連結ヘッドの配属のアキシャルスリット内に収容されている。この場合、周方向の遊びは生じる誤差に適合されている。
本発明の有利な実施態様では、連結プレートがアキシャルスリットのスリット底部上に載っていて、ローラシューのための軸線方向の制限壁を形成している。従って、スリット底部がローラシューの支持のために特に平らにされている必要ななく、その結果、アキシャルスリットの製作のために経済的な製作方法が用いられる。例えば、アキシャルスリットが回転する切断円板若しくは研削円板を用いて連結ヘッドの円筒壁内に円筒壁の自由な端面から切り込み形成され、この場合、研削円板が連結ヘッドの自由な端部から軸線方向に次第に移動させられる。アキシャルスリットは個別に切り込み形成されてよい。しかしながら、連結ヘッドの偶数のアキシャルスリットにおいては、直径方向で相対する２つのアキシャルスリットが１回の作業過程で同時に切り込み成形されてよい。
本発明の有利な実施態様では、連結プレートが分配軸に対してトルクを制限する機能を有している。連結プレートは分配軸への食い込みを防止する目標破断箇所を有しており、このために連結プレートが材料選択によって若しくは形状によって許容可能な最大トルクの越えられる際に半径方向に突出する連結ウエブを折り取れるように構成されている。
本発明の有利な実施態様では、ポンプケーシング内での駆動軸の支承がポンプケーシングからの駆動軸の出口の近くで滑り支承ブッシュによってかつ連結ヘッドとポンプケーシングとの間で球軸受によって行われており、球軸受が半径方向及び軸線方向で連結ヘッドに支えられている。これによって、軸線方向及び半径方向での正確な軸支承が達成され、このことは特に駆動軸の回転角位置の検出のためのセンサと関連してセンサ出力信号への不都合な影響を避けるために著しく重要である。両方の支承部間の大きな支承間隔により各支承部にわずかな支承力しか生じず、従って支承部の寿命が高められる。軸線方向での支承は軸線方向での増大された構成長さを必要とせず、それというのは支承外側リングががカムリングの連行ピンのために必要な組込切欠きを覆うようにポンプケーシングの内部に配置されるからである。
本発明の有利な実施例態様では、連結ヘッドが自由な端部に直径の減少した軸線方向区分を有しており、直径の減少した軸線方向区分への移行部に形成されたリング肩部に、該軸線方向区分へ差し嵌められた支持プレートが接触している。球軸受の内側のレースリングが半径方向で連結ヘッドの直径の減少した軸線方向区分に接触して、軸線方向で支持プレートに接触しかつ確保リングによって確保されている。このような構成により、球軸受の押しはめられた内側レースリングが連結ヘッドのアキシャルスリット間に存在する爪状の壁セグメントの自由端部を補強している。従って、ローラシューへの駆動モーメントの伝達に起因す壁セグメントの変形が著しく制限される。その結果、カム駆動部における摩耗がローラシューのわずかな傾きに基づき小さくなり、かつ噴射圧力経過が小さな弾性に基づき改善される。
次ぎに本発明を図示の実施例に基づき詳細に説明する。
図１は内燃機関のラジアルピストンを備えた分配型の燃料噴射ポンプの縦断面図、図２は連結ヘッド及びカムリングの図１のII−II線に沿った断面図、図３は図１のIII−III線に沿った断面図、図４は図１の燃料噴射ポンプの駆動軸の側面図、図５は図４の駆動軸の連結ヘッドに配置された支持プレートの平面図、図６は図４の駆動軸の連結ヘッド内に収容された連結プレートの平面図、図７は図４の駆動軸の連結ヘッド及び別の実施例に基づく連結プレートの横断面図、及び図８並びに図９は図４の駆動軸の連結ヘッドのアキシャルスリットの製作を概略的に示す縦断面図である。
図１に縦断面して示した分配型の燃料噴射ポンプは、ディーゼル機関の複数の、ここでは４つの噴射ノズル29に予め調量された燃料を噴射圧力下で供給するために用いられる。燃料噴射ポンプのポンプケーシング10内には一方の端面側から分配部材11がはめ込まれており、他方の端面側から中央の孔12が形成されており、該孔内には駆動軸13が孔12内にはめ込まれた滑り支承ブッシュ14を介して回転可能に保持されている。分配部材11はポンプケーシング10の内部でポンプ内室15を制限しており、該ポンプ内室が燃料で満たされており、該燃料は駆動軸13に回動不能に取り付けられたフィードポンプ16によって搬送圧力に維持される。駆動軸13に対して同軸的に分配部材11内に別の孔17が形成されており、該孔内に案内ブッシュ18を差し込んであり、該案内ブッシュが分配軸19を回転可能に受容している。分配軸19は後に詳細に述べるように、駆動軸13に回動不能に連結されている。分配軸19は互いに同じ周角度だけずらされた４つの半径方向孔20を有しており、該半径方向孔内にはそれぞれ１つのラジアルピストン21が軸線方向移動可能に案内されている（図１及び図３）。４つのラジアルピストン21は一方の端面で中央のポンプ作業室22を制限していて、かつ他方の端面でそれぞれローラシュー23及び該ローラシュー内に回転可能に保持されたローラ24を介してカム軌道25上に載っており、カム軌道は駆動軸及び分配軸を同軸的に取り囲むカムリング26の内面に形成されている。ポンプ作業室22は分配孔27を介して分配溝28に接続されており、分配溝は分配軸19の回転に際してポンプ作業室22を順次に、それぞれ各噴射ノズル29に通じる１つの噴射孔30に接続する。噴射過程の終了はマグネット弁31の開放制御によって行われ、マグネット弁は分配軸19内の分配溝28に通じる放圧孔32をポンプ内室15に接続する。噴射圧力はラジアルピストン21の行程運動によって形成され、ラジアルピストンは分配軸19の回転に際してカムリング26のカム軌道25によって強制され、ポンプ作業室22内の圧力によってローラシュー23及びローラ24を介してカム軌道25に力伝達可能に接触している。噴射開始時点の調節のために公知の形式でカムリング26が噴射調節器33によって周方向に制限された範囲で回動可能であり、調節はポンプ内室15内に生じている燃料供給圧力に関連して行われる。
駆動軸13と分配軸19との連結のために駆動軸13の、分配軸19に向いた端部に、分配軸19をカップ状に取り囲む管片状の連結ヘッド34が形成されている（図１及び図４）。連結ヘッド34の円筒壁内には、分配軸19内の半径方向孔20及びラジアルピストン21の数に相応して４つのアキシャルスリット35（図２も参照）を設けてあり、該アキシャルスリットは連結ヘッド34の自由な端面縁部に開口している。アキシャルスリット35は互いに半径方向孔20と同じ周方向角度だけ、即ちここでは90゜ずらして配置されており、連結ヘッド34と分配軸19との配属は分配軸19の半径方向孔20が連結ヘッド34のアキシャルスリット35と半径方向で合致するように行われている。図８に概略的に示してあるように、アキシャルスリット35が技術的に著しく簡単な形式で切断円板若しくは研削円板（Trenn−oder Schleif−scheibe）によって形成され、切断円板若しくは研削円板は連結ヘッド34の自由な端面端部に当接されて次第に軸線方向に移動させられる。研削円板の周囲が図８に符号36で示してある。それぞれ90゜ずらされた全体で４つのアキシャルスリット35の形成のために２つの作業行程が必要であり、各作業行程で直径方向に相対する２つのアキシャルスリット35が形成される。アキシャルスリット35のスリット底部は円弧である。
アキシャルスリット35のスリット底部には、連結プレート37に一体成形されて半径方向に突出する４つの連結ウエブ371−374が接触している。連結ウエブは90゜の周方向角度だけ互いにずらして配置されている。図２に示してあるように、直径方向の２つの連結ウエブ371,373が周方向で遊びなしに配属のアキシャルスリット35内に受容されているのに対して、別の両方の連結ウエブ372,374は駆動軸13及び分配軸19との間の中心ずれにおける誤差のために必要な遊びを有していて、アキシャルスリット35の同じ幅において連結ウエブ371,373よりも細く構成されている。連結プレート37は中央に切欠き38を有しており、該切欠きが端面ピン39を形状係合的に受容しており、端面ピンは分配軸19の端面から同軸的に突出している（図１及び図２）。切欠き38はこの場合、長方形に規定されており、平行な両方の縦側381,382がそれぞれ、配属のアキシャルスリット35内に遊びなしに受容された連結ウエブ371,373に対して直角に延びている。この縦側381,382には、分配軸19の端面ピン39が互いに逆向きの平行なピン面391,392で以て遊びなしに接触している。連結ウエブ371,373及び切欠き38のこのような構成によって、駆動軸13に対する分配軸19のカルダン式の枢着が達成され、このような枢着は駆動軸13と分配軸19との製作誤差に起因する中心ずれを補償する。
連結プレート37は駆動軸13と分配軸19との回動不能な結合の機能のほかにトルク制限の機能を有している。このために連結プレート37は、所定のトルク最大値の超えられる際に半径方向に突出する連結ウエブ371−374が折れるように構成されている。これによって、分配軸19内へのピストンの食い込みが連結プレート37の破壊をもたらし、ひいては駆動軸13と分配軸19との連結解除をもたらし、その結果、燃料噴射ポンプのさらなる破損が避けられる。
連結ヘッド34内への連結プレート37の装着の後に、ローラシュー23が内部に回転可能に支承されたローラ24と一緒にアキシャルスリット35内にはめ込まれる。連結プレート37の連結ウエブ371−374がアキシャルスリット35内での軸線方向でのローラシュー23の案内を制限している。軸線方向の相対する側でローラシュー23の案内が支持プレート（Anlaufscheibe）40（図１、図４及び図５）によって制限されており、該支持プレートは結合ヘッド34に装着されている。連結ヘッド34は自由な端部に直径の減少された軸方線方向区分341を有している。この軸線方向区分341に支持プレート40を差しはめてあり、該支持プレートは連結ヘッド34の直径の減少された軸線方向区分341への移行部に形成されたリング肩部342に当接していて、互いに90゜ずらされた４つの耳片401で以てアキシャルスリット35内に係合している。支持プレート40の耳片401は連結プレート37の連結ウエブ371−374と一緒にローラシュー23の、アキシャルスリット35によって形成された案内スリット内でのローラシュー23の軸線方向運動を制限している。
駆動軸13に作用する軸線方向の力成分をも受容するポンプケーシング内での駆動軸13の支承を改善するために、球軸受41を設けてあり、該球軸受は内側のレースリング42、外側のレースリング43及びレースリング間で転動する球体44を備えている。内側のレースリング42は、直径の減少された軸線方向区分341上で半径方向に支持プレート40に向かってプレスばめされていて、確保リング45によって確保されており、確保リングは軸線方向区分341のリング溝46内に係合している。球軸受41の外側のレースリング43はポンプケーシング10内にはめ込まれていて、軸線方向で分配部材11によってケーシング肩部101に緊定されている。外側のレースリング43は分配部材11と一緒にポンプケーシング10の内部の軸線方向の組立切欠き47を被っている。この組立切欠き47は一体構造のカムリング26の組立のために必要であり、カムリングは半径方向に突出する連行ピン48で以て噴射調節器33に連結されている。
駆動軸13と分配軸19とを連結するための連結ヘッド34の構成は、アキシャルスリット35の偶数の、実施例では４つの構成に限定されない。奇数の半径方向孔20及び該半径方向孔内に配置された奇数のラジアルピストン21においては同じく奇数のアキシャルスリット35′が連結ヘッド34′に設けられ、各アキシャルスリット35′はラジアルピストン21に配属されたローラシュー23を半径方向に移動可能に受容する。図７には連結ヘッド34′の横断面が示されており、連結ヘッドのアキシャルスリット35′内には同じく連結プレート37′が相応に３つの連結ウエブ371′、372′及び373′で以て突入している。アキシャルスリット35′の構成に相応して、連結ウエブ372′が連結ウエブ371′及び連結ウエブ373′に対して、周方向角度で測定して両方の連結ウエブ371′と373′との間の間隔よりも大きな間隔を有している。連結ウエブ371′,372′は連結ウエブ373′とは逆に球形の拡大部50を有していて、拡大部で以て周方向で遊びなしに配属のアキシャルスリット35′内に位置している。これに対して、連結ウエブ373′は周方向に遊びを置いて配属のアキシャルスリット35′内に位置している。同じく長方形に形成された切欠き38は両方の縦側381,382が、両方の連結ウエブ371′、373′から大きな間隔を有する中央の連結ウエブ372′に対して直角に延びるように構成されている。連結ヘッド34′の奇数のアキシャルスリット35′のための構造は駆動軸13への分配軸19のカルダン式の枢着を保証する。中空円筒形の連結ヘッド34′の奇数のアキシャルスリット35′の加工技術的に簡単な製作が図９に示してある。各アキシャルスリット35′は、分離円板若しくは研削円板を連結ヘッド34′の中空円筒壁の自由な端部に軸線方向に当てつけることによって個別に切り込み成形される。分離円板の円板外周が図９に一点鎖線で示して、符号36で表されている。

Claims (10)

1. 内燃機関の複数の噴射ノズル（29）への供給のための分配型の燃料噴射ポンプであって、ポンプケーシング（10）内に支承されて回転する駆動軸（13）を備えており、駆動軸（13）に相対回動不能に連結された分配軸（19）を備えており、分配軸が回転に際して順次に、分配軸内に設けられたポンプ作業室（22）と１つの噴射ノズル（29）との接続を形成するようになっており、分配軸（19）の各半径方向孔（20）内に軸線方向移動可能に収容されたポンプピストン（21）を備えており、ポンプピストンが一方の端面でポンプ作業室（22）を制限していてかつ他方の端面でローラシュー（23）内に回転可能に保持されたローラ（24）を介して、分配軸（19）に対して同心的にポンプケーシング（10）内に固定されたカムリング（26）のカム軌道（25）に伝力接続的に接触しており、駆動軸（13）の、分配軸（19）に向いた端部に、分配軸（19）をカップ状に取り囲む管片状の連結ヘッド（34）が形成されており、連結ヘッド（34）の中空円筒壁内に、分配軸（19）の半径方向孔（20）の数に相応する数の、連結ヘッド（34）の自由な端面で開口するアキシャルスリット（35）を形成してあり、アキシャルスリット（35）が半径方向で分配軸（19）の半径方向孔（20）と合致しており、ローラシュー（23）がローラ（24）と一緒にアキシャルスリット（35）内に半径方向移動可能に収容されている形式のものにおいて、分配軸（19）の連結ヘッド（34′）の全体で ３つのアキシャルスリット（35′）、及び連結プレート （37′）の対応する３つの連結ウエブ（371′−373′） が設けられており、互いに大きな周方向角度だけずらさ れた連結ウエブ（371′,372′）が球形の拡大部（50） によって周方向で遊びなしに配属のアキシャルスリット （35′）内に収容されており、連結プレート（37′）の 切欠き（38）が別の両方の連結ウエブ（371′,373′） から大きく離れて位置する連結ウエブ（372′）に対し て直角にかつ互いに平行に延びる２つの側面（381,38 2）を有しており、該側面に分配軸（19）の端面ピン（3 9）が互いに逆向きの平行なピン面（391,392）で以て遊 びなしに接触していることを特徴とする燃料噴射ポンプ。
2. 駆動軸（13）と分配軸（19）との間の相対 回動不能な連結が１つの連結プレート（37;37′）によ って行われており、該連結プレートが連結プレート（3 7;37′）の周囲から半径方向に突出する連結ウエブ（37 1−373;371′−373′）で以て連結ヘッド（34;34′）の アキシャルスリット（35;35′）内に収容されていて、 かつ中央の切欠き（38）内に、分配軸（19）の端面から 突出する端面ピン（39）を形状接続的に受容している請求項１記載の燃料噴射ポンプ。
3. 一方で連結プレート（37;37′）の半径方向の連結ウエブ（（371−373;371′−373′）と連結ヘッド（34;34′）のアキシャルスリット（35;35′）との間、他方で連結プレート（37;37′）の中央の切欠き（38）と分配軸（19）の端面ピン（39）との間の形状接続が、駆動軸（11）と分配軸（19）をカルダン式に枢着するように行われている請求項２記載の燃料噴射ポンプ。
4. 連結プレート（37）がアキシャルスリット（35）のスリット底部上に載っており、ローラシュー（23）が軸線方向で連結プレート（37）に接触している請求項２又は３項記載の燃料噴射ポンプ。
5. 連結プレート（37）が、所定の最大トルクまでしか伝達しないようにするために、所定のトルク最大値の超えられる際に半径方向に突出する連結ウエブ（371−374）を折れるように構成されている請求項２から４のいずれか１項記載の燃料噴射ポンプ。
6. アキシャルスリット（35;35′）が研削円板を用いて連結ヘッド（34;34′）の円筒壁内に切り込まれ、このために研削円板が連結ヘッド（34;34′）の自由な端部から軸線方向に押し進められるようになっている請求項２から５のいずれか１項記載の燃料噴射ポンプ。
7. ポンプケーシング（10）内での駆動軸（13）の支承がポンプケーシング（10）からの駆動軸（13）の出口の近くで滑り支承ブッシュ（14）によってかつ連結ヘッド（34）とポンプケーシング（10）との間で球軸受（41）によって行われており、球軸受が半径方向及び軸線方向で連結ヘッド（34）に支えられている請求項１から６のいずれか１項記載の燃料噴射ポンプ。
8. 連結ヘッド（34）が自由な端部に直径の減少した軸線方向区分（341）を有しており、直径の減少した軸線方向区分への移行部に形成されたリング肩部（342）に支持プレート（40）が接触しており、球軸受（41）の内側のレースリング（42）が連結ヘッド（34）の直径の減少した軸線方向区分（341）にかつ軸線方向で支持プレート（40）に接触している請求項７記載の燃料噴射ポンプ。
9. 球軸受（41）の内側のレースリング（42）が支持プレート（40）に向かって連結ヘッド（34）の直径の減少した軸線方向区分（341）上に押しはめられていて、かつ軸線方向区分（341）のリング溝（46）内に差し込まれた確保リング（45）によって確保されている請求項７又は８記載の燃料噴射ポンプ。
10. 球軸受（41）の外側のレースリング（43）が軸線方向でポンプケーシング（10）内のケーシング肩部（101）に支えられていて、かつポンプケーシング（10）内に端面側から差し込まれて分配軸（19）を受容する分配部材（11）によってケーシング肩部（101）に緊定されている請求項７から９のいずれか１項記載の燃料噴射ポンプ。

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