JP4384043B2 - 高圧ポンプ、特に内燃機関の燃料噴射装置用の高圧ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の高圧ポンプ、特に内燃機関の燃料噴射装置用の高圧ポンプに関する。

このような高圧ポンプはドイツ連邦共和国特許公開第１９８０２４７６号明細書に基づいて公知である。この高圧ポンプはポンプハウジングを有しており、このポンプハウジング内には複数のポンプエレメントが配置されている。ポンプエレメントによって燃料は、高圧通路系を介して共通の高圧接続部に搬送される。高圧ポンプのポンプハウジングはこの場合一体的に形成されており、高圧通路系は、ポンプハウジングを貫いて延びる複数の高圧孔を有しており、これらの高圧孔は互いに開口し合い、交差部を形成している。内燃機関における高い出力及び僅かな有害物質の放出を達成することを目的として燃料噴射装置のために必要な高い圧力では、ポンプハウジングに対しても大きな負荷が生じる。高圧孔の交差部によって、ポンプハウジングにおける応力ピークが発生し、この応力ピークに相応してポンプハウジングは寸法設定され、材料に関しても設計されねばならない。この場合また手間とコストのかかるポンプハウジングの焼き入れ硬化処理も必要である。上述の理由から高圧ポンプの製造は高価になる。

発明の利点
請求項１の特徴部に記載のように構成された本発明による高圧ポンプは、公知のものに対して次のような利点を有している。すなわち本発明による高圧ポンプでは、交差部が存在しないことに基づいてハウジング本体が強い負荷を受けなくなり、ひいてはハウジング本体を安価な材料からかつ簡単に製造することができ、これによって全体として高圧ポンプの製造コストが安価になる。ハウジングカバーには通常のように交差部を備えた孔が存在しているので、ハウジングカバーはいずれにせよ、相応な強度をもつ材料から製造しなくてはならないが、高圧孔のその他の交差部がコストを高めることはない。

本発明による高圧ポンプの別の有利な構成は、請求項２以下に記載されている。

図面
次に図面を参照しながら、本発明による高圧ポンプの２つの実施例を説明する。

図１は、高圧ポンプを示す縦断面図であり、
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って断面して高圧ポンプの第１実施例を示す横断面図であり、
図３は、高圧ポンプの第２実施例を示す横断面図である。

実施例の記載
図１〜図３に示された高圧ポンプは、特に、例えば自動車の内燃機関用の燃料噴射装置のために設けられている。この高圧ポンプによって燃料は２０００バールまでの高圧下で、例えばアキュムレータに搬送され、このアキュムレータから、内燃機関における噴射のための燃料が取り出される。高圧ポンプはハウジング本体１０とフランジ部分１２と、ハウジング本体１０に結合されたハウジングカバー１４とを有している。ポンプハウジングには、複数の例えば３つのポンプエレメント１６が、全周にわたって均一に分配配置されている。ハウジング本体１０とフランジ部分１２とには、駆動軸１８が回転可能に支承されて配置されており、この駆動軸１８によってポンプエレメント１６は駆動される。駆動軸１８はハウジング本体１０における軸受箇所２０とフランジ部分１２における軸受箇所２２とを介して、軸線１９を中心にして回転可能に支承されていて、図示されていない形式で内燃機関によって駆動される。駆動軸１８は偏心体区分２４を有しており、この偏心体区分２４には行程リング２６が支承されている。ポンプエレメント１６は各１つのポンプピストン２８を有しており、このポンプピストン２８は、駆動軸１８に対して少なくともほぼ半径方向に延びるシリンダ孔３０内において、摺動可能にシールされて案内されている。ポンプエレメント１６のシリンダ孔３０は、ハウジング本体１０に形成されていても又はハウジングカバー１４に形成されていてもよい。各ポンプエレメント１６のためには、該ポンプエレメント１６を駆動軸１８の回転軸線１９に対して半径方向外側に向かって覆うハウジングカバー１４が設けられている。各ポンプエレメント１６のポンプピストン２８はそのピストン基部２９で行程リング２６に支持されており、この場合ピストン基部２９はばね３２によって、行程リング２６との接触状態を保たれる。ばね３２は一端でハウジング本体１０又はハウジングカバー１４に支持され、かつ他端でピストン基部２９に支持されている。

各ポンプエレメント１６のポンプピストン２８によって、シリンダ孔３０内においてはその端面で、各１つのポンプ作業室３４が画成される。ポンプ作業室３４は、該ポンプ作業室３４内に開口する入口弁３６を通して燃料供給通路３８と接続可能であり、この燃料供給通路３８内には低圧が存在している。ポンプ作業室３４はさらに、アキュムレータに向かって開放する出口弁４０によって、ハウジング本体１０及びハウジングカバー１４内を延びる高圧通路系（これについては後で詳説する）を介して、アキュムレータと接続可能である。駆動軸１８の回転時にポンプピストン２８は偏心体区分２４と行程リング２６とを介して、往復運動で駆動される。各ポンプピストン２８が半径方向内側に向かって運動すると、ポンプピストン２８は吸込み行程を実施し、この場合には各入口弁３６が開放するので、燃料が燃料供給通路３８を介して各ポンプ作業室３４に流入し、これに対して各出口弁４０は閉鎖される。各ポンプピストン３８が半径方向外側に向かって運動すると、ポンプピストン２８は吐出行程を実施し、この際には各入口弁３６が閉鎖されて、ポンプピストン２８によって圧縮された燃料は、開放された出口弁４０を通して高圧下で高圧通路系を介してアキュムレータに達する。

ハウジングカバー１４ａには高圧接続部４２が配置されており、この高圧接続部４２には、アキュムレータに通じる高圧管路４４が接続されている。ポンプエレメント１６から搬送された燃料は、高圧通路系を介して、すべてのポンプエレメント１６のために共通の高圧接続部４２に導かれる。この高圧接続部４２は任意の方向付けでハウジングカバー１４ａに配置されている。各ポンプエレメント１６の各入口弁３６及び各出口弁４０又はそのいずれか一方の弁は、各ハウジングカバー１４ａ，ｂ，ｃに配置されている。

以下においては図２を参照しながら、ハウジング本体１０及びハウジングカバー１４ａ，ｂ，ｃにおける高圧通路系について詳説する。高圧接続部４２が配置されていない２つのハウジングカバー１４ｂ，ｃにおいては、各出口弁４０に接続して各１つの孔５０がハウジング本体１０に向かって延びている。これらの孔５０は、駆動軸１８の回転軸線１９に対して少なくともほぼ半径方向に延びている。孔５０の開口はその直径が、例えば円錐形又は球形に拡大されていてもよい。ハウジングカバー１４ａ，ｂ，ｃとハウジング本体１０とは、互いに向けられた少なくともほぼ平らな面１１；１５を有しており、これらの面で互いに接触している。ハウジング本体１０内には高圧孔５２，５４が延びており、これらの高圧孔５２，５４はそれぞれ、両ハウジングカバー１４ｂ，ｃの孔５０に接続されていて、ハウジングカバー１４ａに通じており、このハウジングカバー１４ａには共通の高圧接続部４２が配置されている。ハウジング本体１０の、ハウジングカバー１４ｂ，ｃに向けられた面１５には、各１つの凹設部５６が設けられており、この凹設部５６の少なくともほぼ平らな底部５７には、高圧孔５２；５４が開口している。凹設部５６の底部５７における高圧孔５２；５４の開口は、それぞれ有利には丸く面取りされている。これは、凹設部５６の平らな底部５７に当て付けることができる成形ドリルによって行うことができる。凹設部５６はそれぞれ、高圧孔５２，５４よりも大きな横断面を有している。凹設部５６には、高圧孔５２，５４を取り囲む各１つのシールリング５８が挿入されており、このシールリング５８によって、ハウジングカバー１４ｂ，ｃにおける孔５０からハウジング本体１０における高圧孔５２；５４への移行部がシールされる。

図２に示された第１実施例ではハウジング本体１０の、ハウジングカバー１４ａに向けられた面１１に、凹設部６０が設けられており、この凹設部６０は少なくともほぼ平らな底部６１を有している。ハウジング本体１０における２つの高圧孔５２，５４は、互いに間隔をおいて凹設部６０に開口している。凹設部６０はその横断面が、両高圧孔５２，５４の直径の和よりも大きく形成されている。凹設部６０の底部６１における高圧孔５２，５４の開口は有利にはそれぞれ丸く面取りされており、このような面取り部は同様に、凹設部６０の平らな底部６１に当て付け可能な成形ドリルを用いて簡単に製造することができる。凹設部６０にｈ、高圧孔５２，５４を取り囲むシールリング６２が挿入されている。ハウジングカバー１４ａには少なくともほぼ凹設部６０に対して道心艇に配置された孔５０が設けられており、この孔５０は共通の高圧接続部４２に通じている。孔５０は、駆動軸１８の回転軸線１９に対して少なくともほぼ半径方向に延びている。孔５０の、凹設部６０に向けられた開口は、例えば円錐形に又は丸く面取りされて、直径を拡大されている。シールリング６２によって、ハウジング本体１０における高圧孔５２，５４からハウジングカバー１４ａにおける孔５０への移行部はシールされる。ハウジングカバー１４ａにおける孔５０と、ハウジングカバー１４ａに配置された出口弁４０の流出部とは、共通の高圧接続部４２に通じている。高圧孔５２，５４はハウジング本体１０において交差部（Verschneidung）なしに延びており、ハウジング本体１０からハウジングカバー１４ａへの移行部の領域における凹設部６０において１つにまとめられている。ハウジング本体１０の負荷はこれによって極めて小さく保たれるので、ハウジング本体１０は、例えばスチールのような、特殊な焼き入れ硬化処理を施されていない十分な強度を有する安価な金属や、又はポンプエレメント１６によって生ぜしめられる圧力が低い場合には例えばアルミニウムのような軽金属から製造することができる。択一的に、交差部を有する高圧孔の経過において必要であるような、高強度の金属を使用する場合には、高圧ポンプによって生ぜしめられる圧力を高めることができ、このような場合でも、ハウジング本体１０の十分な耐久性を保証することができる。ハウジングカバー１４ａ，ｂ，ｃは、各出口弁４０の流出部が孔５０に移行している場合には、交差部を有しており、このような構成では、ハウジングカバー１４ａ，ｂ，ｃは、ハウジング本体１０よりも相応に高い強度をもつ金属、例えば焼き入れ硬化されたスチールから製造されている。

図３に示された第２実施例による高圧ポンプは、その構造において、第１実施例における高圧ポンプとほぼ同じであるので、以下においては異なっている点だけを述べる。第２実施例による高圧ポンプでは、ハウジング本体１０の、ハウジングカバー１４ａに向けられた面１１には、別個の２つの凹設部１６０が設けられており、各凹設部１６０には高圧孔５２；５４が開口している。凹設部１６０はそれぞれ少なくともほぼ平らな底部１６１を有しており、各凹設部１６０への高圧孔５２；５４の開口は、有利には丸く面取りされている。ハウジングカバー１４ａには相応に２つの孔１５２，１５４が設けられており、両方の孔１５２，１５４は高圧孔５２，５４を共通の高圧接続部４２に向かって延長している。各凹設部１６０には、それぞれの高圧孔５２；５４を取り囲むシールリング１６２が挿入されており、これによってハウジング本体１０からハウジングカバー１４ａへの移行部をシールすることができる。従って第２実施例においても、ハウジング本体１０における高圧孔５２，５４は交差部なしに延びており、そしてハウジングカバー１４ａにだけ交差部が存在している。

高圧ポンプを示す縦断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って断面して高圧ポンプの第１実施例を示す横断面図である。 高圧ポンプの第２実施例を示す横断面図である。

Claims (4)

1. 高圧ポンプであって、ポンプハウジング（１０，１２，１４）が設けられており、該ポンプハウジング（１０，１２，１４）内に複数のポンプエレメント（１６）が配置されており、該ポンプエレメント（１６）によって液体が高圧下で高圧通路系を介して共通の高圧接続部（４２）に搬送される形式のものにおいて、ポンプハウジングがハウジング本体（１０）と、各ポンプエレメント（１６）のために該ポンプエレメント（１６）をカバーしていてハウジング本体（１０）と結合されているハウジングカバー（１４）とを有しており、ポンプエレメント（１６）が、該ポンプエレメント（１６）の駆動軸（１８）に対して半径方向に方向付けられてポンプハウジング（１０，１２，１４）に全周にわたって均一に分配配置されており、ポンプエレメント（１６）のシリンダ孔（３０）及びポンプ作業室（３４）が、各ハウジングカバー（１４）内に形成されており、高圧通路系がハウジング本体（１０）内に交差部なしに延びる高圧孔（５２，５４）を有しており、該高圧孔（５２，５４）がハウジング本体（１０）からハウジングカバーのうちの１つ（１４ａ）への移行部の領域において、共通の高圧接続部（４２）にまとめられており、該共通の高圧接続部（４２）がハウジングカバー（１４ａ）に配置されており、高圧孔（５２，５４）が、ハウジング本体（１０）の、ハウジングカバー（１４ａ）に向けられた面（１１）に設けられた凹設部（６０）に開口しており、該凹設部（６０）からはハウジングカバー（１４ａ）内において、ただ１つの孔（５０）が共通の高圧接続部（４２）に通じていることを特徴とする、高圧ポンプ。
2. 凹設部（６０）の底部（６１）が少なくともほぼ平らに形成されており、凹設部（６０）の底部（６１）における高圧孔（５２，５４）の開口が丸く面取りされている、請求項１記載の高圧ポンプ。
3. ハウジング本体（１０）からハウジングカバー（１４ａ）への移行部をシールするために、凹設部（６０）にシールエレメント（６２）が挿入されている、請求項１又は２記載の高圧ポンプ。
4. ハウジング本体（１０）が、ハウジングカバー（１４）よりも小さな強度を有する金属から成っている、請求項１から３までのいずれか１項記載の高圧ポンプ。

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