JP6175567B2 - ポンプ、特に燃料高圧ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の種類のポンプ、特に燃料高圧ポンプに関するものである。

燃料高圧ポンプの形態のこのようなポンプは、特許文献１によって知られている。このポンプはハウジング部分を有し、該ハウジング部分内にしてシリンダボア内にポンプピストンが可動に配置され、ポンプピストンはシリンダボア内でポンプ作業室を画成している。ポンプは吸込弁を有し、該吸込弁は、ハウジング部分内に配置され、該吸込弁によってポンプ作業室は搬送媒体用の供給部と結合可能である。供給部内には計量装置が設けられ、該計量装置により、ポンプ作業室に供給される搬送媒体の量を可変に調整可能である。供給部は部分的に、計量装置が配置されている低圧モジュールを通過するように延在し、該低圧モジュールはポンプのハウジング部分と結合されている。低圧モジュールには、たとえば搬送ポンプから低圧モジュールに通じることができる供給部用接続部が配置されている。供給部は、低圧モジュール内の計量装置からポンプのベースハウジング部分を通って、ハウジング部分内に配置されている吸込弁へ延びている。このポンプの欠点は、ポンプのベースハウジング部分を通過している供給部の延在態様が複雑なことであり、これによってその製造は複雑であり、高価である。ポンプがベースハウジング部分を有せずに、シリンダボアを備えたハウジング部分のみを有している場合、低圧モジュールは使用不能である。

独国特許出願公開第１０２０１１０８７７０１Ａ１号明細書

これに対し、請求項１に記載の構成要件を備えた本発明によるポンプには、低圧モジュールをポンプのハウジング部分とダイレクトに簡単な方法で結合させることができ、低圧モジュールからダイレクトにハウジング部分の円筒状突起部を通って吸込弁へ通じている供給部のために複雑な孔等を必要としないという利点がある。従ってポンプは簡単に、コスト上好ましく、コンパクトなサイズで製造可能である。

従属項には、本発明によるポンプの有利な形態および更なる形態が記載されている。請求項２による構成により、供給部用接続部のフレキシブルな配向がポンプにおいて可能になる。請求項３による構成および特に請求項４による構成により、計量装置から吸込弁への好ましい流動案内が可能になる。請求項５による構成により、低圧モジュールとこれに伴うポンプの軽量化と簡単な製造とが可能である。請求項７による構成により、供給接続部から計量装置への低圧モジュール内での好ましい流動案内が可能になる。

本発明の２つの実施例が図面に図示されており、以下の説明で詳細に説明する。

低圧モジュールを付設したポンプの第１実施例の概略縦断面図である。 図１の矢印ＩＩ方向に見たポンプの図である。 低圧モジュールを備えた第２実施例のポンプの図である。

図１にはポンプが図示されており、該ポンプは特に内燃機関の燃料噴射装置用燃料高圧ポンプである。ポンプは、以下でシリンダヘッドと記すハウジング部分１０を有している。シリンダヘッド１０はシリンダボア１２を有し、該シリンダボア内には、ポンプピストン１４が変位可能に密に案内されている。ポンプピストン１４は、シリンダボア１２内へ突出しているその端部でもってポンプ作業室１６を画成している。ポンプピストン１４の、シリンダボア１２から突出している端部は、例えばローラタペット２０の形態の伝動装置と結合されている。ローラタペット２０は駆動軸２４のカム２２で支持され、該カムにより、駆動軸２４の回転運動時に、シリンダボア１２内でのポンプピストン１４のストローク運動が生じる。駆動軸２４はポンプの一部であってよく、または、内燃機関の一部、例えば内燃機関のカム軸または他の軸であってよい。

ポンプ作業室１６は、吸込弁２６を介してポンプへの低圧供給部２７と結合可能であり、且つ排出弁２８を介して、たとえば高圧アキュムレータ３０へ通じている高圧排出部と結合可能である。低圧供給部２７には、たとえば燃料を貯留容器から吸い込む搬送ポンプによって燃料を供給することができる。吸込弁２６は弁ハウジング３２を有し、逆止弁として形成されている。吸込弁２６はピストン状の弁部材３４を有し、該弁部材はその軸部３６を介して弁ハウジング３２内で案内され、軸部３６に比べ径を拡大したそのヘッド３８において形成された密封面を備える該弁部材は、弁ハウジング３２に形成された弁座と協働する。弁部材３４は、閉弁ばね４０によって閉弁方向に付勢されている。

シリンダヘッド１０は、ポンプのベースハウジングの、または、内燃機関のハウジングの、たとえばシリンダヘッドまたはエンジンブロックの収容部４４内に挿着され、この場合収容部４４はたとえば孔として形成されている。その際シリンダヘッド１０はフランジ状領域４６を有し、該フランジ状領域は収容部４４よりも大きな横断面を有し、収容部４４を取り囲んでいる外面に当接している。シリンダヘッド１０のフランジ状領域４６に、収容部４４を通じて突出している延長部４８が接続し、該延長部内にはシリンダボア１２が延在し、該延長部から、ポンプピストン１４の、ローラタペット２０と結合されている端部が突出している。フランジ状領域４６の、延長部４８に対向している側では、シリンダボア１２に対し少なくともほぼ同軸に延びている中空円筒状の突起部５０がシリンダヘッド１０に接続している。

吸込弁２６の弁ハウジング３２は、シリンダボア１２とは逆の側から中空円筒状突起部５０内へ挿着されており、この場合弁ハウジング３２は、シリンダヘッド１０の、シリンダボア１２から突起部５０への移行部に形成されている環状肩部５２に当接している。突起部５０内に、外面から止めねじ５６が挿入され、該止めねじは、突起部５０の雌ねじと協働する雄ねじを有している。止めねじ５６により弁ハウジング３２が環状肩部５２に対し押圧されて、ポンプ作業室１６を突起部５０に向かって密封している。場合によっては、弁ハウジング３２と環状肩部５２との間にパッキンリングが配置されていてよい。止めねじ５６はその弁ハウジング３２側内面に中央繰り抜き部５８を有し、該中央繰り抜き部内に、弁部材３４の軸部３６の、弁ハウジング３２から突出している端部と、閉弁ばね４０とが配置されている。

弁ハウジング３２の周囲には、周方向に配分して配置されている少なくとも１つの、または、好ましくは複数の供給孔６０が設けられ、該供給孔を通じて燃料が吸込弁２６内に侵入する。弁ハウジング３２は、突起部５０で、供給孔６０がその中へ開口している環状溝６２によって取り囲まれている。環状溝６２は、突起部５０を貫通して延びている少なくとも１つの孔６４を介して突起部５０の外周と結合されている。

シリンダヘッド１０の側部には、シリンダボア１２の長手軸線１３に対し少なくともほぼ垂直に、排出弁２８を内設した接続部材６６が形成されている。接続部材６６には、アキュムレータ３０に通じる液圧管が接続可能である。

図１および図２には、第１実施例に従ったポンプが図示されている。シリンダヘッド１０のために低圧モジュール７０が設けられ、該低圧モジュールを通って供給部２７が吸込弁２６へ延びている。低圧モジュール７０はモジュールハウジング７２を有し、該モジュールハウジングはシリンダヘッド１０と結合されて、シリンダヘッド１０の中空円筒状突起部５０上に載置されている。モジュールハウジング７２は軽量の材料、たとえばアルミニウムまたはアルミニウム合金のような軽金属、或いは、プラスチックから製造されている。モジュールハウジング７２はほぼ円筒状の形状を有し、その際モジュールハウジングはシリンダヘッド１０の突起部５０上に載置され、突起部５０を収容する繰り抜き部７４を有している。モジュールハウジング７２はシリンダヘッド１０のフランジ状領域４６に当接し、モジュールハウジング７２と領域４６との間には密封要素７６が、たとえばパッキンリングの形態で締め付け固定されている。モジュールハウジング７２はたとえばシリンダヘッド１０の上へ圧着されていてよく、或いは、ロック結合部を用いて、或いは、少なくとも１つまたは複数のねじを介してシリンダヘッド１０に固定されていてよい。

繰り抜き部７４に、モジュールハウジング７２内で開口部７８が接続し、該開口部に、吸込弁２６に供給される燃料量を可変に調整できるようにするために用いられる計量装置８０が挿着されている。計量装置８０はたとえば比例弁として形成され、該比例弁により異なる大きさの複数の貫流横断面を調整することができる。計量装置８０はハウジングを有し、該ハウジング内にピストン８２が配置され、該ピストンにより、計量装置８０に開口している供給部と計量装置から分岐している排出部との間の貫流横断面が調整される。ピストン８２は電気アクチュエータ８４により、たとえば電磁石によりばね８５に抗して変位可能である。ピストン８２の位置に依存して、該ピストンによって異なる大きさの貫流横断面が調整される。計量装置８０内への供給は、ピストン８２の長手軸線８３に対し少なくともほぼ半径方向に行われ、排出部はピストン８２の長手軸線８３に対し少なくともほぼ同軸に計量装置８０から分岐して、モジュールハウジング７２の繰り抜き部７４内で開口している。シリンダヘッド１０の突起部５０の外周と繰り抜き部７４との間には環状空間が形成され、その結果燃料は繰り抜き部７４から突起部５０内の孔６４を通って吸込弁２６へ到達することができる。計量装置８０には、アクチュエータ８４を制御するための電子制御装置との結合のために電気接続部８１が配置されている。低圧モジュール７０をシリンダヘッド１０と結合する場合、計量装置８０は、そのピストン８２の長手軸線８３がシリンダボア１２に対し少なくともほぼ同軸に延びるように、配置されている。

モジュールハウジング７２は、繰り抜き部７４に対し少なくともほぼ半径方向外側へ突出する、孔８７を備えた突出部８６を有している。孔８７内に接続管８８が挿入され、たとえば圧入されている。接続管８８には、たとえば搬送ポンプから低圧モジュール７０へ通じている液圧管が接続可能である。モジュールハウジング７２内の孔８７は、他の孔８９を介して計量装置８０と結合され、その際他の孔８９は、計量装置８０のピストン８２を取り囲むようにモジュールハウジング７２内にある環状空間９０内で開口している。この場合、環状空間９０と孔８７とはピストン８２の長手軸線８３の方向で互いにずらして配置されていてよく、その結果他の孔８９は対応的に斜めにモジュールハウジング７２内で延在している。

ポンプの作動時、燃料はたとえば搬送ポンプによって搬送されて貯留容器から接続管８８を通ってモジュールハウジング７２内の孔８７内へ到達し、そこから他の孔８９を通って環状空間９０内へ到達する。環状空間９０から、燃料は、計量装置８０のピストン８２によって調整された貫流横断面を介し、またピストン８２を通って繰り抜き部７４内へ到達し、そこから孔６４と弁ハウジング３２内の供給孔６０とを通って吸込弁２６に到達する。計量装置８０のピストン８２がシリンダボア１２に対し同軸に配置されている吸込弁２６に対し同様に同軸に配置されていることにより、燃料の好ましい流入が達成される。ポンプピストン１４の吸込行程の際に吸込弁２６が開き、その結果燃料がポンプ作業室１６内へ流入する。ポンプピストン１４の吸込行程時に吸込弁２６を介してポンプ作業室１６内へ流入する燃料量は、計量装置８０のピストン８２によって調整された貫流横断面に依存している。ポンプによって燃料を搬送すべきでない場合は、計量装置８０が閉じられ、その結果計量装置は貫流横断面を遮断する。それにもかかわらず、計量装置の漏れのために燃料がポンプへ到達して該ポンプによって搬送される場合には、燃料噴射装置内での適当な処置により、過量搬送された燃料を逃がすことができる。場合によっては、燃料を貯留容器から低圧モジュール７０へ搬送する搬送ポンプと、低圧モジュール７０との間に、搬送ポンプによって過量に搬送され、ポンプの計量装置８０によって供給されない燃料を逃がすことができる逃し弁が配置されていてよい。この場合、逃し弁は低圧モジュール７０ではなく、たとえば搬送ポンプに配置される。

低圧モジュール７０には、ただ１つの液圧接続部として接続管８８が配置され、且つ計量装置８０のための電気接続部８１が設けられている。たとえば還路用の他の液圧接続部は設けられていない。低圧モジュール７０は、シリンダヘッド１０の突起部５０の円筒状構成により、任意の回転位置でシリンダヘッド１０上に載置することができ、その際繰り抜き部７４と、該繰り抜き部とシリンダヘッド１０の突起部５０との間にある環状空間とを介して、計量装置８０の排出部と吸込弁２６との間には常に結合状態がある。

図３には、第２実施例による、低圧モジュール１７０を備えたポンプが図示されている。ポンプのシリンダヘッド１０は第１実施例の場合と同一に構成されているが、低圧モジュール１７０は別様に構成され、計量装置１８０は別様に配置されている。この第２実施例によるモジュールハウジング１７２は、第１実施例の場合よりもよりフラットに形成され、開口部１７４を備えたフランジ１７３を有し、この場合モジュールハウジング１７２は、その開口部１７４がシリンダヘッド１０の突起部５０を取り囲むように、シリンダヘッド１０上に載置されている。モジュールハウジング１７２は、フランジ１７３の側部に接続して突出部１８６を有し、該突出部の端部の孔１８７内に接続管８８が挿着されている。モジュールハウジング１７２内には、接続管８８とフランジ１７３との間に他の開口部１７８が設けられ、該他の開口部内に計量装置８０が挿着されている。開口部１７８は、その長手軸線でもって開口部１７４の長手軸線に対し少なくともほぼ平行に配向されている。孔１８７に、モジュールハウジング１７２内で他の孔１８９が接続し、該他の孔は、計量装置８０のピストン８２を半径方向に取り囲んでいる環状空間１９０内に開口している。計量装置８０とモジュールハウジング１７２との間には空間１９１が形成され、該空間内に計量装置８０の排出部が開口し、且つ該空間は、開口部１７４に開口している孔１９２と結合されている。突起部５０とモジュールハウジング１７２のフランジ１７３内の開口部１７４との間には、環状空間が形成されている。

モジュールハウジング１７２のフランジ１７３とシリンダヘッド１０のフランジ状領域４６との間には密封要素７６が配置されている。さらに、シリンダヘッド１０の突起部５０内の孔６４の上方にして、突起部５０とフランジ１７３の開口部１７４との間には、たとえばパッキンリングの形態の密封要素１９３が配置されている。さらに、止めねじ５６と突起部５０の内側面との間には、たとえばパッキンリングの形態の密封要素が配置されている。従って、シリンダヘッド１０と低圧モジュールおよび吸込弁２６との間の移行部は外部に対し密封されている。

低圧モジュール１７０は、シリンダヘッド１０の突起部５０が円筒状に形成されているため、任意の回転位置でシリンダヘッド１０と結合させることができる。突起部５０とフランジ１７３の開口部１７４との間にある環状空間を介して、低圧モジュール７０の回転位置とは独立に、突起部５０の孔６４を備えたモジュールハウジング１７２の孔１９２と吸込弁２６との間の結合が従って常に存在している。

１０ シリンダヘッド（ハウジング部分）
１２ シリンダボア
１３ シリンダボアの長手軸線
１４ ポンプピストン
１６ ポンプ作業室
２６ 吸込弁
２７ 低圧供給部（供給部）
５０ 突起部
７０，１７０ 低圧モジュール
７２ モジュールハウジング
７４ 繰り抜き部
８０ 計量装置
８２ ピストン
８３ ピストンの長手軸線
８８ 接続管（外部液圧接続部）

Claims (8)

1. シリンダボア（１２）内でポンプ作業室（１６）を画成しているポンプピストン（１４）が前記シリンダボア（１２）内に可動に内設されているハウジング部分（１０）と、該ハウジング部分（１０）内に配置され、前記ポンプ作業室（１６）を供給部（２７）と結合可能にさせる吸込弁（２６）とを備え、前記供給部（２７）内に、前記ポンプ作業室（１６）に供給される搬送媒体の量を可変に調整可能にするための計量装置（８０）が設けられ、前記供給部（２７）が、少なくとも部分的に、ポンプと結合されている低圧モジュール（７０；１７０）内に延在し、前記計量装置（８０）が前記低圧モジュール（７０）に配置されているポンプ、特に燃料高圧ポンプにおいて、前記ハウジング部分（１０）が、前記シリンダボア（１２）に接続している中空円筒状の突起部（５０）を有し、該突起部内に前記吸込弁（２６）が配置されていること、前記低圧モジュール（７０）が前記ハウジング部分（１０）の前記中空円筒状の突起部（５０）上に載置されていること、前記供給部が、前記計量装置（８０）から前記中空円筒状の突起部（５０）を通って前記吸込弁（２６）へ延びていること、前記低圧モジュール（７０）が繰り抜き部（７４）を有し、該繰り抜き部内へ前記ハウジング部分（１０）の前記突起部（５０）が突出していること、前記供給部が、前記低圧モジュール（７０）から、該低圧モジュール（７０）の前記繰り抜き部（７４）を通って、該繰り抜き部（７４）と前記ハウジング部分（１０）の前記突起部（５０）との間に延在していることを特徴とするポンプ。
2. 前記低圧モジュール（７０）を任意の回転位置で前記ハウジング部分（１０）の前記中空円筒状の突起部（５０）上に載置できることを特徴とする、請求項１に記載のポンプ。
3. 前記計量装置（８０）が変位可能に案内されるピストン（８２）を有し、該ピストンにより、前記供給部（２７）内の貫流横断面を可変に調整できること、前記計量装置（８０）は、前記突起部（５０）上に前記低圧モジュール（７０）を載置したときに、前記ピストン（８２）の長手軸線（８３）が前記ハウジング部分（１０）の前記シリンダボア（１２）の長手軸線（１３）に対し少なくともほぼ平行に延びるように、配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のポンプ。
4. 前記計量装置（８０）は、前記突起部（５０）上に前記低圧モジュール（７０）を載置したときに、前記ピストン（８２）の長手軸線（８３）が前記ハウジング部分（１０）の前記シリンダボア（１２）の長手軸線（１３）に対し少なくともほぼ同軸に延びるように、配置されていることを特徴とする、請求項３に記載のポンプ。
5. 前記低圧モジュール（７０）が、軽金属またはプラスチックから製造されるモジュールハウジング（７２）を有していることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載のポンプ。
6. 前記低圧モジュール（７０）にただ１つの外部液圧接続部（８８）が設けられ、該外部液圧接続部を介して前記供給部（２７）が前記低圧モジュール（７０）と結合されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載のポンプ。
7. 前記外部液圧接続部（８８）は、その長手軸線が前記計量装置（８０）の前記ピストン（８２）の前記長手軸線（８３）に対し少なくともほぼ垂直に延びるように、配置されていることを特徴とする、請求項６に記載のポンプ。
8. 前記供給部が、前記計量装置（８０）の前記ピストン（８２）から前記吸込弁（２６）へ、少なくともほぼ前記ピストン（８２）の前記長手軸線（８３）の方向に延びていることを特徴とする、請求項７に記載のポンプ。

Images