JP5739545B2 - ポンプ、特に燃料高圧ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１に係る種類のポンプ、特に燃料高圧ポンプから出発する。

燃料高圧ポンプの形態によるこのようなポンプは、独国特許出願公開第１０２００４００４７０５号明細書により公知である。このポンプは、回転する駆動軸により少なくとも間接的にストローク運動で駆動されるポンププランジャを有する少なくとも１つのポンプエレメントを有し、その際に、駆動軸は少なくとも１つのカムを有する。ポンププランジャとカムとの間には、当該カム上を滑走するローラと共に、ローラタペットが設けられる。ポンプは、駆動軸がその内部に配置されたポンプハウジングを有し、その際に、ポンプハウジングの内部には導入管を介して液状媒体が導入され、排出管を介して液状媒体が排出される。媒体として、ポンプにより圧送される燃料が、ポンプハウジングの内部に導入される。ポンプハウジングの内部へと導入された燃料によって、ポンプの駆動領域の潤滑及び／又は冷却が達成されるが、駆動領域への的確な媒体導入は行われず、媒体は、ポンプハウジングの内部全体で分配される。ポンプハウジングの内部では媒体が的確に混ぜられないため、駆動領域の周りの媒体は高温である可能性がある。しかしながら、ポンプに対する負荷が高い際には、駆動領域、特に、ローラとカムの間及びローラとローラタペットの間の接触領域の潤滑及び／又は冷却が、状況によっては十分ではない可能性がある。このことは、ポンプの摩耗、及び、最終的にはポンプの故障に繋がりうる。

これに対して、請求項１の特徴を備えた本発明に係るポンプは、カム及びポンプハウジングにより画定される空間内で、カムの回転運動によって的確に、当該空間内に存在する媒体が混ぜられるという利点を有する。これにより、駆動領域内での高温、従って摩耗を防止することが可能である。

従属請求項には、本発明に係るポンプの有利な構成及び発展形態が示される。請求項３に係る構成によって、特に良好に媒体が混ぜられる。なぜならば、媒体は、導入管から直接的に排出管に到達することは出来ず、カムの円周の大部分を介して流れなければならないからである。請求項５に係る構成によって、空間内への媒体の良好な流入、及び／又は、当該空間からの媒体の良好な排出が可能となる。請求項６に係る発展形態によって、その収容要素内でのタペットの良好な潤滑及び／又は冷却が可能となる。請求項９に係る構成によって、２つのポンプエレメントを有するポンプにおいて媒体を良好に混ぜることが可能となる。

本発明の実施例が図に示され、以下の明細書の記載においてより詳細に解説される。
ポンプの縦断面図を示す。 図１のＩＩで示したポンプの部分の拡大図を示す。 図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った横断面図を示す。 図３の矢印ＩＶの方向に見た図を示す。

図１〜４では、特に内燃機関の燃料噴射装置のための燃料高圧ポンプであるポンプが示されている。ポンプは、複数の構成要素から成るハウジング１０を有し、このハウジング１０内では、回転しながら駆動される駆動軸１４が、回転軸１５の周りに回転自在に保持される。駆動軸１４は、少なくとも１つのカム１６を有する。カム１６は、シングルカム又はマルチカムであってもよい。ポンプは、ポンププランジャ２０をそれぞれが備えた少なくとも１つ又は複数のポンプエレメント１８を有し、ポンププランジャ２０は、駆動軸１４のカム１６によって少なくとも間接的に、駆動軸１４の回転軸１５に対して少なくとも近似的に径方向にストローク運動で駆動される。

ポンププランジャ２０は、ポンプのハウジング部分２４のシリンダボア２２内に密閉状態で（ｄｉｃｈｔ）案内される。ポンププランジャ２０は、駆動軸１４とは反対を向くその末端により、シリンダボア２２内でポンプ加圧室２６を画定する。ポンプ加圧室２６は、当該ポンプ加圧室２６内へと開く吸込逆止弁３０を介して、例えばフィードポンプから通じる入口管３２との接続を有し、この入口管３２を介して、駆動軸１４の回転軸１５に対して径方向に内部へと方向付けられるポンププランジャ２０の吸入行程の際に、ポンプ加圧室２６に燃料が充填される。さらに、ポンプ加圧室２６は、当該ポンプ加圧室２６から開く吐出逆止弁３４を介して、出口管３６との接続を有し、この出口管３６は例えば高圧貯圧器３８へと案内され、及び、この出口管３６を介して、駆動軸１４の回転軸１５から径方向に外側へと方向づけられるポンププランジャ２０の送出し行程の際には、燃料が燃料加圧室２６から排出される。

ポンププランジャ２０は間接的に、ローラタペット４２の形態によるエレメントを介して、駆動軸１４のカム１６上で支持される。ローラタペット４２は中空円筒状のタペット本体４４を有し、このタペット本体４４内に、ローラシュー４６が支持エレメントとして挿入される。ローラシュー４６は、駆動軸１４の方を向いた側に、円筒状のローラ５０のために形成された凹部４８を有し、この凹部４８内で、ローラ５０が軸５１の周りを回転自在に支持される。ローラ５０は、駆動軸１４のカム１６上を滑走する。ポンププランジャ２０は、その縦軸２１の方向に、ローラタペット４２と結合される。タペット本体４４は、駆動軸１４の回転軸１５に対して少なくとも近似的に直角の方向に、ポンプハウジング１０の一構成要素５４内の収容要素５２内へと摺動自在に案内される。収容要素５２は、例えば孔として形成される。ローラタペット４２、及び、当該ローラタペット４２と接続されたポンププランジャ２０には、ばね４０によって、カム１６に対して力が加えられる。

ポンプハウジング１０は、図２で示すように、基本的に、基本ハウジング部５４と、当該基本ハウジング部５４と接合されたフランジ状のハウジング部５６と、シリンダヘッド状のハウジング部２４と、を含む。基本ハウジング部５４内には、タペット本体４４を案内するための孔５２が形成され、この孔５２の中に、駆動軸１４のための第１の軸受箇所５８も配置される。フランジ状のハウジング部５６内には、駆動軸１４のための第２の軸受箇所６０が配置される。基本ハウジング部５４は凹部６２を有し、この凹部６２内に、駆動軸１４の少なくとも１つのカム１６が配置される。フランジ状のハウジング部５６によって、凹部６２は、駆動軸１４の回転軸１５の方向に閉鎖される。ハウジング部５４及び５６並びに駆動軸１４のカム１６によって、カム１６の円周に沿って広がる空間６４が画定される。

空間６４内へと、液状媒体の導入管６６と排出管６８とが通じている。媒体としては、好適に、ポンプから圧送される燃料が役立つ。媒体の導入管６６及び排出管６８は、例えば、基本ハウジング部５４を通る孔として形成される。媒体の導入管６６及び排出管６８は、駆動軸１４の回転軸１５の方向を示す凹部６２の端面上に通じている。空間６４への導入管６６及び排出管６８の合流口は、駆動軸１４の回転軸１５に対して径方向に見て、少なくともほぼカム１６の上死点の高さに配置され、又は、当該上死点よりも高い位置に配置される。その際、カム１６の上死点は、駆動軸１４の回転軸１５から径方向に最も遠い範囲１７である。従って、導入管６６及び排出管６８は、駆動軸１４の回転軸１５に対して見て、空間６４の外側の末端領域で通じている。

ポンプがポンプエレメント１８を１つだけ有する場合には、媒体の導入管６６は、好適に駆動軸１４の回転方向１３に見て、ポンプエレメント１８の後に僅かに離れて配置され、媒体の排出管６８は、ポンプエレメント１８の前に僅かに離れて配置される。排出管６８は、駆動軸１４の回転方向１３に見て、好適に、導入管６６に対して約２７０°の角度に配置される。導入管６６を通じて空間６４内へと入った媒体は、駆動軸１４の回転運動の際に、当該駆動軸１４の回転方向１３にカム１６によって案内され、排出管６８を通じた媒体の排出は、約２７０°の角度範囲の後にようやく可能である。

孔５２の、駆動軸１４の方を向いた末端領域内には、好適に、空間６４と接続している周回する溝７０が設けられる。タペット本体４４を包囲する溝７０によって、ローラシュー４６内の凹部４８内でのローラ５０の保持及び孔５２内へのタペット本体４４の導入のような、ローラ５０の領域内にも媒体が到達し、そこでの潤滑及び冷却を改善することが達成される。

図３に示すように、ポンプが２つのポンプエレメント１８ａ及び１８ｂを有することが構想可能であり、その際に、第２のポンプエレメント１８ｂは、第１のポンプエレメント１８ａに対して、駆動軸１４の回転方向１３に見て約９０°ずれて配置される。駆動軸１４の回転方向１３に見て、第１のポンプエレメント１８ａと第２のポンプエレメント１８ｂとの間には、約９０°の角度が存在し、第２のポンプエレメント１８ｂと第１のポンプエレメント１８ａとの間には、約２７０°の角度が存在する。２つのポンプエレメント１８ａ、１８ｂは、好適に少なくとも基本的に同一に形成される。媒体の導入管６６は、駆動軸１４の回転方向１３に見て、好適に、２つのポンプエレメント１８ａ、１８ｂの間が２７０°の角度範囲において、第２のポンプエレメント１８ｂの後に僅かに離れて空間６４内へと通じており、媒体の排出管６８は、好適に、２つのポンプエレメント１８ａ、１８ｂの間が９０°の角度範囲の少なくとも近似的に中央で空間６４内へと通じ、従って、導入管６６に対して約２７０°の角度分だけずれている。

図４では、図３の矢印ＩＶの方向に見たポンプの図が示され、その際、２つのポンプエレメント１８ａ及び１８ｂを可視化するために、ポンプハウジング１０が部分的に示されていない。媒体の導入管６６及び排出管６８も同様に、分かり易さのために、図示されない基本ハウジング部５４を通るにもかかわらず示されている。カム１６によりもたらされる空間６４内への媒体の流入は、矢印７２で示される。

導入管６６を介して、高圧下の媒体、特に、ポンプから貯圧器３８へと圧送される燃料が空間６４内へと導入される。燃料は、フィードポンプ８０によって、燃料貯蔵器８２から導入管６６を介して空間６４内へと圧送され、排出管６８を介して空間６４から流れ出て、入口管３２を介して、ポンプエレメント１８ａ、１８ｂの入口に到達する。ポンプエレメント１８ａ、１８ｂの排出管６８と入口との間には、調量ユニット８４を設けることが可能であり、この調量ユニット８４によって、ポンプエレメント１８ａ、１８ｂにより吸入される燃料量が可変的に設定されうる。

Claims (12)

1. 回転する駆動軸（１４）によりストローク運動で駆動されるポンププランジャ（２０）を有する少なくとも１つのポンプエレメント（１８）であって、前記駆動軸（１４）は少なくとも１つのカム（１６）を有する前記ポンプエレメント（１８）と、前記駆動軸（１４）がその中に配置されるポンプハウジング（１０）であって、前記ポンプハウジング（１０）の内部へと導入管（６６）を介して液状媒体が導入され排出管（６８）を介して液状媒体が排出される、前記ポンプハウジング（１０）と、を備えるポンプにおいて、前記ポンプハウジング（１０）と、前記駆動軸（１４）の前記少なくとも１つのカム（１６）と、によって、前記ポンプハウジング（１０）の内部で、前記少なくとも１つのカム（１６）の円周に沿って広がる空間（６４）が画定され、前記空間（６４）内へと、前記液状媒体の前記導入管（６６）及び前記排出管（６８）が通じており、
   前記液状媒体の前記排出管（６８）は、前記駆動軸（１４）の回転方向（１３）に見て、前記液状媒体の前記導入管（６６）が前記空間（６４）に通じる位置に対して少なくとも１８０°ずれた位置で前記空間（６４）内へと通じることを特徴とする、ポンプ。
2. 前記ポンプは燃料高圧ポンプであることを特徴とする、請求項１に記載のポンプ。
3. 前記液状媒体の前記排出管（６８）は、前記駆動軸（１４）の回転方向（１３）に見て、前記液状媒体の前記導入管（６６）が前記空間（６４）に通じる位置に対して少なくとも２７０°ずれた位置で前記空間（６４）内へと通じることを特徴とする、請求項１又は２に記載のポンプ。
4. 前記液状媒体の前記導入管（６６）及び／又は前記排出管（６８）は、前記駆動軸（１４）の回転軸（１５）に対して径方向に見て、前記少なくとも１つのカム（１６）の上死点（１７）と同じ高さ又は前記上死点（１７）よりも高い範囲で前記空間（６４）へと通じ、又は、前記少なくとも１つのカム（１６）の前記上死点（１７）よりも、前記回転軸（１５）から離れた位置で前記空間（６４）へと通じることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のポンプ。
5. 前記カム（１６）と前記ポンププランジャ（２０）との間には、タペット（４２）が配置され、前記タペット（４２）は、前記ポンププランジャ（２０）の前記ストローク運動の方向に、前記ポンプハウジング（１０）内の収容要素（５２）内へと摺動自在に案内され、前記収容要素（５２）は、前記空間（６４）と接続されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のポンプ。
6. 前記タペット（４２）はローラタペットであることを特徴とする、請求項５に記載のポンプ。
7. 前記収容要素（５２）は孔として形成され、前記孔（５２）は前記駆動軸（１４）の方を向いたその末端領域内に、前記タペット（４２）を包囲する溝（７０）を有し、前記溝（７２）は、前記空間（６４）と接続されることを特徴とする、請求項５又は６に記載のポンプ。
8. 前記ポンプは、第１のポンプエレメント（１８ａ）と、前記駆動軸（１４）の回転方向（１３）に見て前記第１のポンプエレメント（１８ａ）の配置位置に対して９０°ずれて配置される第２のポンプエレメント（１８ｂ）と、を有し、前記液状媒体の前記排出管（６８）は、前記第１のポンプエレメントと前記第２のポンプエレメント（１８ａ、１８ｂ）の間が９０°の角度範囲内で前記空間（６４）内へと通じ、前記液状媒体の前記導入管（６６）は、前記第１のポンプエレメントと前記第２のポンプエレメント（１８ａ、１８ｂ）の間が２７０°の角度範囲内で前記空間（６４）内へと通じることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のポンプ。
9. 前記液状媒体の前記導入管（６６）は、前記駆動軸（１４）の回転方向（１３）に見て、前記第２のポンプエレメント（１８ｂ）の後に僅かな角距離を置いて前記空間（６４）内へと通じることを特徴とする、請求項８に記載のポンプ。
10. 前記液状媒体の前記排出管（６８）は、前記第１のポンプエレメントと前記第２のポンプエレメント（１８ａ、１８ｂ）の間が９０°の角度範囲内の少なくとも近似的に中央で前記空間（６４）内へと通じる、請求項８又は９に記載のポンプ。
11. 前記導入管（６６）を介して、高圧下の前記液状媒体が前記空間（６４）内へと導入されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のポンプ。
12. 前記導入管（６６）を介して、前記ポンプから圧送される前記液状媒体が前記空間（６４）内へと導入されることを特徴とする、請求項１１に記載のポンプ。

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