液体ポンプ
液体ポンプはケーシング（１０，１２）を有している。ケーシング（１０，１２）内にはポンプチャンバ（１４）が形成されており、ポンプチャンバ（１４）内には、少なくとも１つの、回転駆動される圧送エレメント（１６，１８）が配置されている。圧送エレメント（１６，１８）は液体を、貯蔵タンクに接続された吸込室（４０）から吐出室（４２）に圧送する。液体ポンプは、吐出室（４２）内に支配する圧力を制限するための圧力制限弁（５０）を有している。圧力制限弁（５０）は、ケーシング（１０，１２）内に配置された弁ピストン（６０）を有しており、弁ピストン（６０）は閉弁方向で、予圧された閉鎖ばね（６２）により負荷されており、開弁方向で、吐出室（４２）内に支配する圧力により負荷されており、かつ吐出室（４２）内の設定された圧力の超過時に、吐出室（４２）と吸込室（４０）との間の接続通路（５２）を解放する。液体ポンプの上流にはフィルタ（８２）が接続されているかつ／または液体ポンプの下流にはフィルタ（８３）が接続されている。液体ポンプ内には圧力チャンバ（８５）が設けられており、圧力チャンバ（８５）は、上流に接続されたフィルタ（８２）の下流の領域への接続部を有しているか、または下流に接続されたフィルタ（８３）の下流の領域への接続部を有している。圧力チャンバ（８５）内に支配する圧力により、弁ピストン（６０）に対して閉弁方向で作用する力が影響を及ぼされ、圧力チャンバ（８５）内の圧力の減少に伴い、閉弁方向で弁ピストン（６０）に対して作用する力が高められるようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の液体ポンプから出発する。
【０００２】
歯車ポンプとして形成されたそのような液体ポンプは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６２５５６４号明細書により公知である。この公知の歯車ポンプは内燃機関の燃料噴射装置のために意図されており、ポンプチャンバが内部に形成されているケーシングを有している。ポンプチャンバ内には、回転駆動され、その外周で互いに噛み合う、一対の歯車が配置されている。歯車は、圧送媒体としての燃料を、貯蔵タンクに接続された吸込室から、歯車の外周と、ポンプチャンバの周壁との間に形成される圧送通路に沿って、吐出室へと圧送する。さらに、歯車ポンプは吐出室内の圧力を制限するための圧力制限弁を有している。吐出室内の圧力が、設定された値を超過すると、圧力制限弁は吐出室と吸込室との間の接続通路を解放する。圧力制限弁は弁ピストンを有している。弁ピストンは、歯車の回転軸線に対して垂直な平面内に設けられた孔内で摺動可能に案内されており、弁座と協働する。弁ピストンは予圧されたばねの力に抗して摺動可能である。圧力制限弁により、歯車ポンプにより生ぜしめられる圧力時の圧力制限が可能であり、ひいては圧送される燃料量の制限が可能である。一般には、液体ポンプの上流に、吸い込まれる液体が通流するフィルタが接続されているか、または液体ポンプの下流に、圧送された液体が通流するフィルタが接続されている。その際、フィルタの汚れ具合に依存して、液体ポンプにより、異なる大きさの液体量が圧送される。この異なる大きさの液体量はこの圧力制限弁により補償されることはできない。
【０００３】
発明の利点
これに対して、本発明による、請求項１の特徴部に記載された特徴を備えた液体ポンプは、ここでは圧送圧力の制限に加えて、圧送量も調整されているという利点を有している。その結果、フィルタの汚れ具合に依存することなく、圧送量が調節される。このことは、フィルタの下流に支配する圧力に依存して、弁ピストンに対して閉弁方向で作用する力が変更されることにより、簡単な形式で実施される。
【０００４】
従属請求項には、本発明による液体ポンプの、有利な構成および改良が示唆されている。請求項２記載の構成により、圧送量調整の機能が簡単な形式で達成される。請求項５記載の構成は圧力制限弁の簡単な構造を可能にする。請求項６記載の構成により、接続通路が簡単な形式で形成される。請求項９記載の構成により、弁ピストンの、孔内での運動時に、圧送媒体が室から押しのけられるもしくは室内に後流入することができる。
【０００５】
図面
本発明の実施例を図示し、以下の説明で詳説する。図１には、歯車圧送ポンプの、図２に示した線Ｉ−Ｉに沿った断面図が示されている。図２には、歯車圧送ポンプの、図１に示した線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図が示されている。図３には、歯車圧送ポンプの、図２に示した線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った概略的な拡大断面図が示されている。
【０００６】
実施例の説明
図１〜図３に示した液体ポンプは歯車ポンプとして形成されており、貯蔵タンクから、例えば自動車の内燃機関の燃料噴射装置の燃料高圧ポンプまたは燃料噴射ポンプに延びる、図示していない圧送管路内に配置されている。内燃機関は自己着火式の内燃機関であり、歯車ポンプにより圧送される燃料はディーゼル燃料である。歯車ポンプは複数部分から成るケーシングを有している。ケーシングはケーシング部分１０およびカバー部分１２を有している。ケーシング部分１０とカバー部分１２との間には、ポンプチャンバ１４が形成されている。ポンプチャンバ１４内には、一対の、その外周で互いに噛み合う歯車１６，１８が配置されている。ケーシング部分１０はポンプチャンバ１４を形成するために２つの凹欠部２０，２２を有している。凹欠部２０，２２の底面から、その都度１つの支承ピン２４，２６が突出している。支承ピン２４，２６はケーシング部分１０と一体的に形成されており、互いに少なくともほぼ平行に延びている。支承ピン２４，２６はケーシング部分１０の重量削減のために少なくとも部分的に中空に形成されていることができる。歯車１６は孔１７を有している。孔１７を介して、歯車１６は支承ピン２４に回転可能に支承されている。歯車１８は孔１９を有している。孔１９を介して、歯車１８は支承ピン２６に回転可能に支承されている。支承ピン２４，２６はそれぞれ歯車１６，１８のための回転軸線２５，２７を規定する。カバー部分１２はケーシング部分１０に固く、例えば複数のねじにより結合されている。ケーシング部分１０およびカバー部分１２は有利には軽金属、特にアルミニウムから成る。歯車１６，１８は有利には鋼、特に焼結鋼から成る。
【０００７】
歯車ポンプは駆動軸３０を有している。駆動軸３０はケーシング部分１０内で回転可能に支承されている。駆動軸３０は支承ピン２４に対して少なくともほぼ同軸的に配置されている。ケーシング部分１０は、支承ピン２４内を延在する孔を有している。この孔を通して、駆動軸３０の端部が進入する。この孔と駆動軸３０との間には、軸封リングが、ケーシング部分１０を封止するために組み込まれている。駆動軸３０は歯車１６に、例えば支承ピン２４の端部とカバー部分１２との間に配置された連結部材３６を介して連結されている。歯車１６は歯車ポンプの運転時に駆動軸３０を介して回転駆動され、この回転運動を、円筒歯車歯列を介して、やはり円筒歯車歯列を備えた、歯車１６にその外周で噛み合う歯車１８に伝達する。その際、歯車１６，１８はポンプチャンバ１４を、歯の噛み合いにより２つの部分領域に分割する。２つの部分領域のうち、第１の部分領域は吸込室４０を形成し、第２の部分領域は吐出室４２を形成する。その際、吸込室４０は、歯車１６，１８の周面に設けられた歯溝と、ポンプチャンバ１４の上下の周壁との間に形成された、その都度１つの圧送通路４４を介して、吐出室４２に接続されている。吸込室４０および吐出室４２はその都度１つの接続開口をケーシング部分１０またはカバー部分１２の壁に有している。その都度１つの接続開口を介して、吸込室４０は、貯蔵タンクから延びる、図示していない吸込管路に接続されており、吐出室４２は、やはり図示していない圧送管路を介して、燃料高圧ポンプまたは燃料噴射ポンプの吸入室に接続されている。吸込室４０への接続開口はインレット開口４６を形成し、吐出室４２への接続開口はアウトレット開口４８を形成する。
【０００８】
歯車ポンプは圧力制限弁５０を有している。圧力制限弁５０はケーシング、例えばケーシング部分１０内に配置されている。ポンプチャンバ１４を形成する凹欠部２０，２２の底面に溝５２が穿設されている。溝５２は吐出室４２と吸込室４０との間で延在している。溝５２は長さｌ、幅ｂおよび深さｔを有している。溝５２は、図３に示したように、歯車２４，２６の回転軸線２５，２７の方向で見て、歯車１６，１８に対してほぼ接線方向で延びており、溝５２の長さｌは、溝５２が歯車１６，１８の歯先円Ｄｋの交線５４を超えて延びるように寸法設定されている。溝５２は歯車１６，１８の回転軸線２５，２７の方向で見て少なくともほぼ歯車１６，１８の中間に配置されている。それにより、溝５２は、吐出室４２から吸込室４０まで延在する接続通路を形成する。溝５２の外側で、ケーシング部分１０は凹欠部２０，２２の底面でもってポンプチャンバ１４を、歯車１６，１８の端面に対して僅かな軸方向の間隔を置いて制限する、すなわち画定する。
【０００９】
溝５２の底面には、孔５６が穿設されている。孔５６の直径ｄは有利には溝５２の幅ｂよりも若干大きい。孔５６は歯車１６，１８の回転軸線２５，２７に対して少なくともほぼ平行に延びており、有利には歯車１６，１８の回転軸線２５，２７を結ぶ線５８に関して、寸法Ｈの分だけ吐出室４２側にずらされて配置されている。寸法Ｈは有利には約２ｍｍ〜５ｍｍである。孔５６内には、圧力制限弁５０の弁部材として、弁ピストン６０が摺動可能に案内されている。弁ピストン６０は、弁ピストン６０と孔５６の底面との間に挟み込まれた圧縮ばね６２、例えば圧縮コイルばねの形をした圧縮ばね６２により、歯車１６，１８の、弁ピストン６０に面した端面に向かって押圧される。歯車１６，１８の端面は少なくともほぼ平坦に形成されており、歯車１６，１８の回転軸線２５，２７に対して少なくともほぼ垂直に配置されている。弁ピストン６０は歯車１６，１８の端面に、歯が噛み合っている領域で当接している。弁ピストン６０の、歯車１６，１８とは反対側の背面により孔５６内に制限される室６４は、ケーシング部分１０に設けられた孔６６を介して吸込室４０に接続されている。
【００１０】
弁ピストン６０は、歯車１６，１８に面した端面の一部で、吐出室４２内に支配する圧力により負荷されている。この圧力により、圧縮ばね６２の力に対して逆向きの力が、弁ピストン６０に対して生ぜしめられる。圧縮ばね６２の力が、吐出室４２内に支配する圧力により生ぜしめられる力よりも大きければ、弁ピストン６０は、歯車１６，１８の、弁座を形成する端面に当接した状態にある。その際、弁ピストン６０は歯車１６，１８と協働して、溝５２を通る通流、ひいては吐出室４２と吸込室４０との間の接続を遮断する。弁ピストン６０が圧縮ばね６２の力により歯車１６，１８の端面に押し当てられると、ポンプチャンバ１４内の歯車１６，１８の、その回転軸線２５，２７の方向での遊びが減じられ、有利には完全に取り除かれる。このことは特に歯車ポンプの始動時および内燃機関のスタート時に有利である。それというのも、そうすることでポンプの効率が最適となるからである。その際、弁ピストン６０により、摩擦によって制動力が歯車１６，１８に対して生ぜしめられる。この制動力は特に歯車ポンプの始動時に有利である。それというのも、これにより、歯車１６，１８の歯列の間の、より良好なフランク接触が生ぜしめられるからである。特に、大きな燃料量が圧送されなければならない始動時および内燃機関のスタート時における、この歯車ポンプの良好な効率の結果として、この歯車ポンプの寸法設定は、公知の歯車ポンプに比べて小さな圧送量で設計されることができる。
【００１１】
吐出室４２内の圧力が所定の値を超過すると、この圧力により弁ピストン６０に対して生ぜしめられる力は、圧縮ばね６２の力を凌駕する。その結果、弁ピストン６０は圧縮ばね６２の力に抗して摺動し、歯車１６，１８の端面から離間する。その際、溝５２を通る通流が解放され、吐出室４２と吸込室４０との間の接続が成立する。その結果、燃料は吐出室４２から吸込室４０に流出することができる。これにより、吐出室４２内の圧力が制限される。圧縮ばね６２の予圧（プリロード）と、弁ピストン６０の直径と、弁ピストン６０の、吐出室４２に関する位置、ひいては弁ピストン６０の、吐出室４２内に支配する圧力により負荷される端面の大きさとにより、圧力制限弁５０が開弁する圧力は変更されることができる。吐出室４２内の圧力の増加に伴って、弁ピストン６０はさらに孔５６内に押し込まれる。その結果、弁ピストン６０により、溝５２内にますます大きな通流横断面積が解放される。弁ピストン６０により溝５２内に解放される最大の通流横断面積は有利には、歯車ポンプにより燃料が圧送されるべきではないときに、歯車１６，１８により圧送される燃料量のすべてが吐出室４２から吸込室４０に戻り流されることができる大きさにある。溝５２の、最大の通流横断面積を規定する横断面積は、有利には約３０ｍｍ２〜６０ｍｍ２である。弁ピストン６０が孔５６内に進入すると、弁ピストン６０により、燃料が室６４から孔６６を介して吸込室４０内に押しのけられる。弁ピストン６０が孔５６から進出すると、孔６６を介して、室６４が再度吸込室４０からの燃料で充填されることができる。歯車ポンプの運転中、圧力脈動が、歯車１６，１８の歯の、かわるがわるの噛み合いと、その際に歯列間から押しのけられる燃料体積とにより発生する。弁ピストン６０は歯車１６，１８の端面に、その歯の噛み合い領域で当接しており、それにより、歯列間に支配する圧力により負荷されている。その際、歯列間の圧力脈動時、弁ピストン６０は逃がし運動を実施する。これにより、この圧力脈動は減衰され、減じられる。
【００１２】
さらに、歯車ポンプはバイパス弁７０を有している。吐出室４２内の圧力が吸込室４０内の圧力よりも低いと、バイパス弁７０により、吐出室４２と吸込室４０との間の接続が解放されることができる。このことは特に歯車ポンプのアイドル運転後または歯車ポンプの初期充填時に相当する。その際、バイパス弁７０は歯車ポンプの排気および充填を可能にする。バイパス弁７０は弁部材７２を有している。弁部材７２は、吐出室４２内に支配する圧力により負荷されており、この圧力により、ケーシング部分１０に設けられた弁座７４に向かって押圧される。弁部材７２は例えば溝５２の凹欠部７６の、吐出室４２内に突入する領域内に配置されている。弁部材７２は例えばエラストマーから成ることができる。弁座７４は平座として形成されていることができる。弁座７４から、孔７８は、孔５６内の、弁ピストン６０の背後に設けられた室６４内に導かれる。この室６４はさらに孔６６を介して吸込室４０に接続されている。さらに、弁部材７２には閉鎖ばね８０が作用している。閉鎖ばね８０は例えば、孔７８内に配置された、予圧された引張ばねであることができる。この閉鎖ばね８０は一端で弁部材７２に作用し、他端で圧縮ばね６２の螺旋の端末部に掛けられている。閉鎖ばね８０により、弁部材７２は弱い力で弁座７４に向かって引っ張られており、これにより、歯車ポンプが運転されていないときに、弁座７４への当接が達成される。歯車ポンプの運転中、吐出室４２内の圧力が吸込室４０内の圧力よりも低ければ、バイパス弁７０は、その弁部材７２が弁座７４から離間することにより開弁する。その結果、燃料は直接吸込室４０から吐出室４２に達することができ、吐出室４２は燃料で充填される。歯車ポンプのさらなる運転中、吐出室４２内の圧力が上昇し、吸込室４０内の圧力よりも高くなると、弁部材７２は弁座７４に押し付けられる。その結果、バイパス弁７０は閉弁し、吐出室４２は吸込室４０から遮断される。
【００１３】
歯車ポンプの上流には、燃料管路内にフィルタ８２が接続されている。フィルタ８２はプレフィルタとして形成されている。フィルタ８２を通して、歯車ポンプにより貯蔵タンクから吸い込まれる燃料が流動する。さらに、歯車ポンプの下流には、燃料管路内に別のフィルタ８３が接続されている。フィルタ８３はファインフィルタとして形成されている。フィルタ８３を通して、歯車ポンプにより圧送された燃料が燃料高圧ポンプまたは燃料噴射ポンプへと流動する。歯車ポンプの上流に接続されたプレフィルタ８２だけが存在し、ファインフィルタが存在しないような構成も可能である。歯車ポンプには、例えばケーシング部分１０の、カバー部分１２とは反対の側に、別のケーシング部分８４が配置されている。このケーシング部分８４は、ケーシング部分１０に面した凹部を有している。この凹部内には、圧力チャンバ８５が形成されている。圧力チャンバ８５はファインフィルタ８３の下流の領域に接続されている。その結果、圧力チャンバ８５内には、ファインフィルタ８３の下流と同じ圧力が支配する。プレフィルタ８２だけが存在する場合には、圧力チャンバ８５はプレフィルタ８２の下流の領域に接続されている。その結果、圧力チャンバ８５内には、プレフィルタ８２の下流と歯車ポンプの上流との間と同じ圧力が支配する。圧力チャンバ８５はケーシング部分８４の凹部内で、ケーシング部分１０とは反対の側で、可動の壁８６により制限されている。可動の壁８６は例えばダイヤフラムとして形成されている。ダイヤフラム８６は、ケーシング部分８４の凹部内に設けられたスリーブ８７により緊張されている。ダイヤフラム８６の中央の領域で、ロッド８８が支持されている。ロッド８８は、ケーシング部分１０に設けられた孔に突入し、弁ピストン６０に当接している。ケーシング部分８４の凹部の、ダイヤフラム８６により圧力チャンバ８５から隔離された部分内には、予圧されたばね８９が配置されている。ばね８９は例えば圧縮コイルばねとして形成されている。それにより、ダイヤフラム８６は一方で、圧力チャンバ８５内に支配する圧力により負荷されており、他方で、予圧されたばね８９により負荷されている。圧力チャンバ８５内の圧力が低ければ、ダイヤフラム８６、ひいてはロッド８８はばね８９により弁ピストン６０に向かって押圧される。これにより、弁ピストン６０には、圧縮ばね６２に対して付加的に、別の力が閉弁方向で作用する。圧力チャンバ８５内の圧力が高ければ、ダイヤフラム８６、ひいてはロッド８８はばね８９の力に抗して弁ピストン６０から引き離される。その結果、弁ピストン６０には、比較的小さな力が閉弁方向で作用する。ファインフィルタ８３またはプレフィルタ８２がそれほど汚損されていなければ、燃料の通流時に、わずかな圧力損失が発生するにすぎない。その結果、フィルタの下流には、相対的に高い圧力が支配する。この事例では、圧力チャンバ８５内にもやはり高い圧力が支配する。その結果、弁ピストン６０の開弁運動は主に圧縮ばね６２により規定される。ファインフィルタ８３またはプレフィルタ８２が強く汚損されていると、燃料の通流時に、大きな圧力損失が発生する。その結果、フィルタの下流には、相対的に低い圧力が支配する。この事例では、圧力チャンバ８５内にもやはり低い圧力が支配する。その結果、圧縮ばね６２の力に対して付加的に、ばね８９の力も弁ピストン６０に対して閉弁方向で作用する。弁ピストン６０は、吐出室４２内の圧力がより高くなって初めて開弁する。それにより、この歯車ポンプにより、相応に高い圧力が生ぜしめられ、より大きな燃料量が圧送され、かつフィルタ８２もしくは８３の圧力損失および量損失が補償される。
【００１４】
液体ポンプは、歯車ポンプとして形成されている代わりに、択一的に例えば内歯車ポンプまたはベーンポンプとして形成されていることもできる。その際、圧力調整のための圧力制限弁５０および圧送量調整のための圧力チャンバ８５は、上で説明したのと同様の形式で使用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】歯車圧送ポンプの、図２に示した線Ｉ−Ｉに沿った断面図である。
【図２】歯車圧送ポンプの、図１に示した線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図３】歯車圧送ポンプの、図２に示した線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った概略的な拡大断面図である。
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の液体ポンプから出発する。
【０００２】
歯車ポンプとして形成されたそのような液体ポンプは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６２５５６４号明細書により公知である。この公知の歯車ポンプは内燃機関の燃料噴射装置のために意図されており、ポンプチャンバが内部に形成されているケーシングを有している。ポンプチャンバ内には、回転駆動され、その外周で互いに噛み合う、一対の歯車が配置されている。歯車は、圧送媒体としての燃料を、貯蔵タンクに接続された吸込室から、歯車の外周と、ポンプチャンバの周壁との間に形成される圧送通路に沿って、吐出室へと圧送する。さらに、歯車ポンプは吐出室内の圧力を制限するための圧力制限弁を有している。吐出室内の圧力が、設定された値を超過すると、圧力制限弁は吐出室と吸込室との間の接続通路を解放する。圧力制限弁は弁ピストンを有している。弁ピストンは、歯車の回転軸線に対して垂直な平面内に設けられた孔内で摺動可能に案内されており、弁座と協働する。弁ピストンは予圧されたばねの力に抗して摺動可能である。圧力制限弁により、歯車ポンプにより生ぜしめられる圧力時の圧力制限が可能であり、ひいては圧送される燃料量の制限が可能である。一般には、液体ポンプの上流に、吸い込まれる液体が通流するフィルタが接続されているか、または液体ポンプの下流に、圧送された液体が通流するフィルタが接続されている。その際、フィルタの汚れ具合に依存して、液体ポンプにより、異なる大きさの液体量が圧送される。この異なる大きさの液体量はこの圧力制限弁により補償されることはできない。
【０００３】
発明の利点
これに対して、本発明による、請求項１の特徴部に記載された特徴を備えた液体ポンプは、ここでは圧送圧力の制限に加えて、圧送量も調整されているという利点を有している。その結果、フィルタの汚れ具合に依存することなく、圧送量が調節される。このことは、フィルタの下流に支配する圧力に依存して、弁ピストンに対して閉弁方向で作用する力が変更されることにより、簡単な形式で実施される。
【０００４】
従属請求項には、本発明による液体ポンプの、有利な構成および改良が示唆されている。請求項２記載の構成により、圧送量調整の機能が簡単な形式で達成される。請求項５記載の構成は圧力制限弁の簡単な構造を可能にする。請求項６記載の構成により、接続通路が簡単な形式で形成される。請求項９記載の構成により、弁ピストンの、孔内での運動時に、圧送媒体が室から押しのけられるもしくは室内に後流入することができる。
【０００５】
図面
本発明の実施例を図示し、以下の説明で詳説する。図１には、歯車圧送ポンプの、図２に示した線Ｉ−Ｉに沿った断面図が示されている。図２には、歯車圧送ポンプの、図１に示した線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図が示されている。図３には、歯車圧送ポンプの、図２に示した線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った概略的な拡大断面図が示されている。
【０００６】
実施例の説明
図１〜図３に示した液体ポンプは歯車ポンプとして形成されており、貯蔵タンクから、例えば自動車の内燃機関の燃料噴射装置の燃料高圧ポンプまたは燃料噴射ポンプに延びる、図示していない圧送管路内に配置されている。内燃機関は自己着火式の内燃機関であり、歯車ポンプにより圧送される燃料はディーゼル燃料である。歯車ポンプは複数部分から成るケーシングを有している。ケーシングはケーシング部分１０およびカバー部分１２を有している。ケーシング部分１０とカバー部分１２との間には、ポンプチャンバ１４が形成されている。ポンプチャンバ１４内には、一対の、その外周で互いに噛み合う歯車１６，１８が配置されている。ケーシング部分１０はポンプチャンバ１４を形成するために２つの凹欠部２０，２２を有している。凹欠部２０，２２の底面から、その都度１つの支承ピン２４，２６が突出している。支承ピン２４，２６はケーシング部分１０と一体的に形成されており、互いに少なくともほぼ平行に延びている。支承ピン２４，２６はケーシング部分１０の重量削減のために少なくとも部分的に中空に形成されていることができる。歯車１６は孔１７を有している。孔１７を介して、歯車１６は支承ピン２４に回転可能に支承されている。歯車１８は孔１９を有している。孔１９を介して、歯車１８は支承ピン２６に回転可能に支承されている。支承ピン２４，２６はそれぞれ歯車１６，１８のための回転軸線２５，２７を規定する。カバー部分１２はケーシング部分１０に固く、例えば複数のねじにより結合されている。ケーシング部分１０およびカバー部分１２は有利には軽金属、特にアルミニウムから成る。歯車１６，１８は有利には鋼、特に焼結鋼から成る。
【０００７】
歯車ポンプは駆動軸３０を有している。駆動軸３０はケーシング部分１０内で回転可能に支承されている。駆動軸３０は支承ピン２４に対して少なくともほぼ同軸的に配置されている。ケーシング部分１０は、支承ピン２４内を延在する孔を有している。この孔を通して、駆動軸３０の端部が進入する。この孔と駆動軸３０との間には、軸封リングが、ケーシング部分１０を封止するために組み込まれている。駆動軸３０は歯車１６に、例えば支承ピン２４の端部とカバー部分１２との間に配置された連結部材３６を介して連結されている。歯車１６は歯車ポンプの運転時に駆動軸３０を介して回転駆動され、この回転運動を、円筒歯車歯列を介して、やはり円筒歯車歯列を備えた、歯車１６にその外周で噛み合う歯車１８に伝達する。その際、歯車１６，１８はポンプチャンバ１４を、歯の噛み合いにより２つの部分領域に分割する。２つの部分領域のうち、第１の部分領域は吸込室４０を形成し、第２の部分領域は吐出室４２を形成する。その際、吸込室４０は、歯車１６，１８の周面に設けられた歯溝と、ポンプチャンバ１４の上下の周壁との間に形成された、その都度１つの圧送通路４４を介して、吐出室４２に接続されている。吸込室４０および吐出室４２はその都度１つの接続開口をケーシング部分１０またはカバー部分１２の壁に有している。その都度１つの接続開口を介して、吸込室４０は、貯蔵タンクから延びる、図示していない吸込管路に接続されており、吐出室４２は、やはり図示していない圧送管路を介して、燃料高圧ポンプまたは燃料噴射ポンプの吸入室に接続されている。吸込室４０への接続開口はインレット開口４６を形成し、吐出室４２への接続開口はアウトレット開口４８を形成する。
【０００８】
歯車ポンプは圧力制限弁５０を有している。圧力制限弁５０はケーシング、例えばケーシング部分１０内に配置されている。ポンプチャンバ１４を形成する凹欠部２０，２２の底面に溝５２が穿設されている。溝５２は吐出室４２と吸込室４０との間で延在している。溝５２は長さｌ、幅ｂおよび深さｔを有している。溝５２は、図３に示したように、歯車２４，２６の回転軸線２５，２７の方向で見て、歯車１６，１８に対してほぼ接線方向で延びており、溝５２の長さｌは、溝５２が歯車１６，１８の歯先円Ｄｋの交線５４を超えて延びるように寸法設定されている。溝５２は歯車１６，１８の回転軸線２５，２７の方向で見て少なくともほぼ歯車１６，１８の中間に配置されている。それにより、溝５２は、吐出室４２から吸込室４０まで延在する接続通路を形成する。溝５２の外側で、ケーシング部分１０は凹欠部２０，２２の底面でもってポンプチャンバ１４を、歯車１６，１８の端面に対して僅かな軸方向の間隔を置いて制限する、すなわち画定する。
【０００９】
溝５２の底面には、孔５６が穿設されている。孔５６の直径ｄは有利には溝５２の幅ｂよりも若干大きい。孔５６は歯車１６，１８の回転軸線２５，２７に対して少なくともほぼ平行に延びており、有利には歯車１６，１８の回転軸線２５，２７を結ぶ線５８に関して、寸法Ｈの分だけ吐出室４２側にずらされて配置されている。寸法Ｈは有利には約２ｍｍ〜５ｍｍである。孔５６内には、圧力制限弁５０の弁部材として、弁ピストン６０が摺動可能に案内されている。弁ピストン６０は、弁ピストン６０と孔５６の底面との間に挟み込まれた圧縮ばね６２、例えば圧縮コイルばねの形をした圧縮ばね６２により、歯車１６，１８の、弁ピストン６０に面した端面に向かって押圧される。歯車１６，１８の端面は少なくともほぼ平坦に形成されており、歯車１６，１８の回転軸線２５，２７に対して少なくともほぼ垂直に配置されている。弁ピストン６０は歯車１６，１８の端面に、歯が噛み合っている領域で当接している。弁ピストン６０の、歯車１６，１８とは反対側の背面により孔５６内に制限される室６４は、ケーシング部分１０に設けられた孔６６を介して吸込室４０に接続されている。
【００１０】
弁ピストン６０は、歯車１６，１８に面した端面の一部で、吐出室４２内に支配する圧力により負荷されている。この圧力により、圧縮ばね６２の力に対して逆向きの力が、弁ピストン６０に対して生ぜしめられる。圧縮ばね６２の力が、吐出室４２内に支配する圧力により生ぜしめられる力よりも大きければ、弁ピストン６０は、歯車１６，１８の、弁座を形成する端面に当接した状態にある。その際、弁ピストン６０は歯車１６，１８と協働して、溝５２を通る通流、ひいては吐出室４２と吸込室４０との間の接続を遮断する。弁ピストン６０が圧縮ばね６２の力により歯車１６，１８の端面に押し当てられると、ポンプチャンバ１４内の歯車１６，１８の、その回転軸線２５，２７の方向での遊びが減じられ、有利には完全に取り除かれる。このことは特に歯車ポンプの始動時および内燃機関のスタート時に有利である。それというのも、そうすることでポンプの効率が最適となるからである。その際、弁ピストン６０により、摩擦によって制動力が歯車１６，１８に対して生ぜしめられる。この制動力は特に歯車ポンプの始動時に有利である。それというのも、これにより、歯車１６，１８の歯列の間の、より良好なフランク接触が生ぜしめられるからである。特に、大きな燃料量が圧送されなければならない始動時および内燃機関のスタート時における、この歯車ポンプの良好な効率の結果として、この歯車ポンプの寸法設定は、公知の歯車ポンプに比べて小さな圧送量で設計されることができる。
【００１１】
吐出室４２内の圧力が所定の値を超過すると、この圧力により弁ピストン６０に対して生ぜしめられる力は、圧縮ばね６２の力を凌駕する。その結果、弁ピストン６０は圧縮ばね６２の力に抗して摺動し、歯車１６，１８の端面から離間する。その際、溝５２を通る通流が解放され、吐出室４２と吸込室４０との間の接続が成立する。その結果、燃料は吐出室４２から吸込室４０に流出することができる。これにより、吐出室４２内の圧力が制限される。圧縮ばね６２の予圧（プリロード）と、弁ピストン６０の直径と、弁ピストン６０の、吐出室４２に関する位置、ひいては弁ピストン６０の、吐出室４２内に支配する圧力により負荷される端面の大きさとにより、圧力制限弁５０が開弁する圧力は変更されることができる。吐出室４２内の圧力の増加に伴って、弁ピストン６０はさらに孔５６内に押し込まれる。その結果、弁ピストン６０により、溝５２内にますます大きな通流横断面積が解放される。弁ピストン６０により溝５２内に解放される最大の通流横断面積は有利には、歯車ポンプにより燃料が圧送されるべきではないときに、歯車１６，１８により圧送される燃料量のすべてが吐出室４２から吸込室４０に戻り流されることができる大きさにある。溝５２の、最大の通流横断面積を規定する横断面積は、有利には約３０ｍｍ２〜６０ｍｍ２である。弁ピストン６０が孔５６内に進入すると、弁ピストン６０により、燃料が室６４から孔６６を介して吸込室４０内に押しのけられる。弁ピストン６０が孔５６から進出すると、孔６６を介して、室６４が再度吸込室４０からの燃料で充填されることができる。歯車ポンプの運転中、圧力脈動が、歯車１６，１８の歯の、かわるがわるの噛み合いと、その際に歯列間から押しのけられる燃料体積とにより発生する。弁ピストン６０は歯車１６，１８の端面に、その歯の噛み合い領域で当接しており、それにより、歯列間に支配する圧力により負荷されている。その際、歯列間の圧力脈動時、弁ピストン６０は逃がし運動を実施する。これにより、この圧力脈動は減衰され、減じられる。
【００１２】
さらに、歯車ポンプはバイパス弁７０を有している。吐出室４２内の圧力が吸込室４０内の圧力よりも低いと、バイパス弁７０により、吐出室４２と吸込室４０との間の接続が解放されることができる。このことは特に歯車ポンプのアイドル運転後または歯車ポンプの初期充填時に相当する。その際、バイパス弁７０は歯車ポンプの排気および充填を可能にする。バイパス弁７０は弁部材７２を有している。弁部材７２は、吐出室４２内に支配する圧力により負荷されており、この圧力により、ケーシング部分１０に設けられた弁座７４に向かって押圧される。弁部材７２は例えば溝５２の凹欠部７６の、吐出室４２内に突入する領域内に配置されている。弁部材７２は例えばエラストマーから成ることができる。弁座７４は平座として形成されていることができる。弁座７４から、孔７８は、孔５６内の、弁ピストン６０の背後に設けられた室６４内に導かれる。この室６４はさらに孔６６を介して吸込室４０に接続されている。さらに、弁部材７２には閉鎖ばね８０が作用している。閉鎖ばね８０は例えば、孔７８内に配置された、予圧された引張ばねであることができる。この閉鎖ばね８０は一端で弁部材７２に作用し、他端で圧縮ばね６２の螺旋の端末部に掛けられている。閉鎖ばね８０により、弁部材７２は弱い力で弁座７４に向かって引っ張られており、これにより、歯車ポンプが運転されていないときに、弁座７４への当接が達成される。歯車ポンプの運転中、吐出室４２内の圧力が吸込室４０内の圧力よりも低ければ、バイパス弁７０は、その弁部材７２が弁座７４から離間することにより開弁する。その結果、燃料は直接吸込室４０から吐出室４２に達することができ、吐出室４２は燃料で充填される。歯車ポンプのさらなる運転中、吐出室４２内の圧力が上昇し、吸込室４０内の圧力よりも高くなると、弁部材７２は弁座７４に押し付けられる。その結果、バイパス弁７０は閉弁し、吐出室４２は吸込室４０から遮断される。
【００１３】
歯車ポンプの上流には、燃料管路内にフィルタ８２が接続されている。フィルタ８２はプレフィルタとして形成されている。フィルタ８２を通して、歯車ポンプにより貯蔵タンクから吸い込まれる燃料が流動する。さらに、歯車ポンプの下流には、燃料管路内に別のフィルタ８３が接続されている。フィルタ８３はファインフィルタとして形成されている。フィルタ８３を通して、歯車ポンプにより圧送された燃料が燃料高圧ポンプまたは燃料噴射ポンプへと流動する。歯車ポンプの上流に接続されたプレフィルタ８２だけが存在し、ファインフィルタが存在しないような構成も可能である。歯車ポンプには、例えばケーシング部分１０の、カバー部分１２とは反対の側に、別のケーシング部分８４が配置されている。このケーシング部分８４は、ケーシング部分１０に面した凹部を有している。この凹部内には、圧力チャンバ８５が形成されている。圧力チャンバ８５はファインフィルタ８３の下流の領域に接続されている。その結果、圧力チャンバ８５内には、ファインフィルタ８３の下流と同じ圧力が支配する。プレフィルタ８２だけが存在する場合には、圧力チャンバ８５はプレフィルタ８２の下流の領域に接続されている。その結果、圧力チャンバ８５内には、プレフィルタ８２の下流と歯車ポンプの上流との間と同じ圧力が支配する。圧力チャンバ８５はケーシング部分８４の凹部内で、ケーシング部分１０とは反対の側で、可動の壁８６により制限されている。可動の壁８６は例えばダイヤフラムとして形成されている。ダイヤフラム８６は、ケーシング部分８４の凹部内に設けられたスリーブ８７により緊張されている。ダイヤフラム８６の中央の領域で、ロッド８８が支持されている。ロッド８８は、ケーシング部分１０に設けられた孔に突入し、弁ピストン６０に当接している。ケーシング部分８４の凹部の、ダイヤフラム８６により圧力チャンバ８５から隔離された部分内には、予圧されたばね８９が配置されている。ばね８９は例えば圧縮コイルばねとして形成されている。それにより、ダイヤフラム８６は一方で、圧力チャンバ８５内に支配する圧力により負荷されており、他方で、予圧されたばね８９により負荷されている。圧力チャンバ８５内の圧力が低ければ、ダイヤフラム８６、ひいてはロッド８８はばね８９により弁ピストン６０に向かって押圧される。これにより、弁ピストン６０には、圧縮ばね６２に対して付加的に、別の力が閉弁方向で作用する。圧力チャンバ８５内の圧力が高ければ、ダイヤフラム８６、ひいてはロッド８８はばね８９の力に抗して弁ピストン６０から引き離される。その結果、弁ピストン６０には、比較的小さな力が閉弁方向で作用する。ファインフィルタ８３またはプレフィルタ８２がそれほど汚損されていなければ、燃料の通流時に、わずかな圧力損失が発生するにすぎない。その結果、フィルタの下流には、相対的に高い圧力が支配する。この事例では、圧力チャンバ８５内にもやはり高い圧力が支配する。その結果、弁ピストン６０の開弁運動は主に圧縮ばね６２により規定される。ファインフィルタ８３またはプレフィルタ８２が強く汚損されていると、燃料の通流時に、大きな圧力損失が発生する。その結果、フィルタの下流には、相対的に低い圧力が支配する。この事例では、圧力チャンバ８５内にもやはり低い圧力が支配する。その結果、圧縮ばね６２の力に対して付加的に、ばね８９の力も弁ピストン６０に対して閉弁方向で作用する。弁ピストン６０は、吐出室４２内の圧力がより高くなって初めて開弁する。それにより、この歯車ポンプにより、相応に高い圧力が生ぜしめられ、より大きな燃料量が圧送され、かつフィルタ８２もしくは８３の圧力損失および量損失が補償される。
【００１４】
液体ポンプは、歯車ポンプとして形成されている代わりに、択一的に例えば内歯車ポンプまたはベーンポンプとして形成されていることもできる。その際、圧力調整のための圧力制限弁５０および圧送量調整のための圧力チャンバ８５は、上で説明したのと同様の形式で使用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】歯車圧送ポンプの、図２に示した線Ｉ−Ｉに沿った断面図である。
【図２】歯車圧送ポンプの、図１に示した線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図３】歯車圧送ポンプの、図２に示した線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った概略的な拡大断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体ポンプ、特に内燃機関の燃料噴射装置のための液体ポンプであって、ケーシング（１０，１２）が設けられており、該ケーシング（１０，１２）内にポンプチャンバ（１４）が形成されており、該ポンプチャンバ（１４）内に、少なくとも１つの、回転駆動される圧送エレメント（１６，１８）が配置されており、該圧送エレメント（１６，１８）が液体を、貯蔵タンクに接続された吸込室（４０）から吐出室（４２）に圧送するようになっており、該吐出室（４２）内に支配する圧力を制限するための圧力制限弁（５０）が設けられており、該圧力制限弁（５０）が、ケーシング（１０，１２）内に配置された弁ピストン（６０）を有しており、該弁ピストン（６０）が閉弁方向で、予圧された閉鎖ばね（６２）により負荷されており、開弁方向で、吐出室（４２）内に支配する圧力により負荷されており、かつ吐出室（４２）内の設定された圧力の超過時に、吐出室（４２）と吸込室（４０）との間の接続通路（５２）を解放するようになっている形式のものにおいて、液体ポンプの上流にフィルタ（８２）が接続されているかつ／または液体ポンプの下流にフィルタ（８３）が接続されており、液体ポンプ内に圧力チャンバ（８５）が設けられており、該圧力チャンバ（８５）が、上流に接続されたフィルタ（８２）の下流の領域への接続部を有しているか、または下流に接続されたフィルタ（８３）の下流の領域への接続部を有しており、圧力チャンバ（８５）内に支配する圧力により、弁ピストン（６０）に対して閉弁方向で作用する力が影響を及ぼされ、圧力チャンバ（８５）内の圧力の減少に伴い、閉弁方向で弁ピストン（６０）に対して作用する力が高められるようになっていることを特徴とする液体ポンプ。
【請求項２】
圧力チャンバ（８５）が、可動な壁（８６）により制限されており、該可動な壁（８６）に対して一方で、圧力チャンバ（８５）内に支配する圧力が作用し、他方で、予圧されたばね（８９）が作用するようになっており、該ばね（８９）により、壁（８６）が弁ピストン（６０）に向かってその閉弁方向で押圧される、請求項１記載の液体ポンプ。
【請求項３】
可動な壁（８６）がロッド（８８）を介して弁ピストン（６０）に支持されている、請求項２記載の液体ポンプ。
【請求項４】
可動な壁（８６）がダイヤフラムとして形成されている、請求項２または３記載の液体ポンプ。
【請求項５】
弁ピストン（６０）がポンプチャンバ（１４）を、少なくとも１つの圧送エレメント（１６，１８）の回転軸線（２５，２７）の方向で、少なくとも部分的に制限し、弁ピストン（６０）が閉鎖ばね（６２）により、弁座としての、少なくとも１つの圧送エレメント（１６，１８）の、弁ピストン（６０）に面した端面に押し当てられ、弁ピストン（６０）が、少なくとも１つの圧送エレメント（１６，１８）に面した端面の少なくとも一部で、吐出室（４２）内に支配する圧力により負荷されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の液体ポンプ。
【請求項６】
吐出室（４２）と吸込室（４０）との間の接続通路（５２）が、ケーシング部分（１０）に、少なくとも１つの圧送エレメント（１６，１８）の端面に対向して穿設された溝として形成されており、その通流が弁ピストン（６０）により制御される、請求項５記載の液体ポンプ。
【請求項７】
弁ピストン（６０）が、吐出室（４２）内の圧力の上昇に伴い、接続通路（５２）内にますます大きな通流横断面積を解放する、請求項５または６記載の液体ポンプ。
【請求項８】
弁ピストン（６０）の直径が接続通路（５２）の幅（ｂ）よりも大きい、請求項５から７までのいずれか１項記載の液体ポンプ。
【請求項９】
弁ピストン（６０）がケーシング部分（１０）の孔（５６）内で摺動可能に案内されており、弁ピストン（６０）の、少なくとも１つの圧送エレメント（１６，１８）の端面とは反対側の背面により孔（５６）内に制限される室（６４）が、吸込室（４０）に接続されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の液体ポンプ。
【請求項１】
液体ポンプ、特に内燃機関の燃料噴射装置のための液体ポンプであって、ケーシング（１０，１２）が設けられており、該ケーシング（１０，１２）内にポンプチャンバ（１４）が形成されており、該ポンプチャンバ（１４）内に、少なくとも１つの、回転駆動される圧送エレメント（１６，１８）が配置されており、該圧送エレメント（１６，１８）が液体を、貯蔵タンクに接続された吸込室（４０）から吐出室（４２）に圧送するようになっており、該吐出室（４２）内に支配する圧力を制限するための圧力制限弁（５０）が設けられており、該圧力制限弁（５０）が、ケーシング（１０，１２）内に配置された弁ピストン（６０）を有しており、該弁ピストン（６０）が閉弁方向で、予圧された閉鎖ばね（６２）により負荷されており、開弁方向で、吐出室（４２）内に支配する圧力により負荷されており、かつ吐出室（４２）内の設定された圧力の超過時に、吐出室（４２）と吸込室（４０）との間の接続通路（５２）を解放するようになっている形式のものにおいて、液体ポンプの上流にフィルタ（８２）が接続されているかつ／または液体ポンプの下流にフィルタ（８３）が接続されており、液体ポンプ内に圧力チャンバ（８５）が設けられており、該圧力チャンバ（８５）が、上流に接続されたフィルタ（８２）の下流の領域への接続部を有しているか、または下流に接続されたフィルタ（８３）の下流の領域への接続部を有しており、圧力チャンバ（８５）内に支配する圧力により、弁ピストン（６０）に対して閉弁方向で作用する力が影響を及ぼされ、圧力チャンバ（８５）内の圧力の減少に伴い、閉弁方向で弁ピストン（６０）に対して作用する力が高められるようになっていることを特徴とする液体ポンプ。
【請求項２】
圧力チャンバ（８５）が、可動な壁（８６）により制限されており、該可動な壁（８６）に対して一方で、圧力チャンバ（８５）内に支配する圧力が作用し、他方で、予圧されたばね（８９）が作用するようになっており、該ばね（８９）により、壁（８６）が弁ピストン（６０）に向かってその閉弁方向で押圧される、請求項１記載の液体ポンプ。
【請求項３】
可動な壁（８６）がロッド（８８）を介して弁ピストン（６０）に支持されている、請求項２記載の液体ポンプ。
【請求項４】
可動な壁（８６）がダイヤフラムとして形成されている、請求項２または３記載の液体ポンプ。
【請求項５】
弁ピストン（６０）がポンプチャンバ（１４）を、少なくとも１つの圧送エレメント（１６，１８）の回転軸線（２５，２７）の方向で、少なくとも部分的に制限し、弁ピストン（６０）が閉鎖ばね（６２）により、弁座としての、少なくとも１つの圧送エレメント（１６，１８）の、弁ピストン（６０）に面した端面に押し当てられ、弁ピストン（６０）が、少なくとも１つの圧送エレメント（１６，１８）に面した端面の少なくとも一部で、吐出室（４２）内に支配する圧力により負荷されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の液体ポンプ。
【請求項６】
吐出室（４２）と吸込室（４０）との間の接続通路（５２）が、ケーシング部分（１０）に、少なくとも１つの圧送エレメント（１６，１８）の端面に対向して穿設された溝として形成されており、その通流が弁ピストン（６０）により制御される、請求項５記載の液体ポンプ。
【請求項７】
弁ピストン（６０）が、吐出室（４２）内の圧力の上昇に伴い、接続通路（５２）内にますます大きな通流横断面積を解放する、請求項５または６記載の液体ポンプ。
【請求項８】
弁ピストン（６０）の直径が接続通路（５２）の幅（ｂ）よりも大きい、請求項５から７までのいずれか１項記載の液体ポンプ。
【請求項９】
弁ピストン（６０）がケーシング部分（１０）の孔（５６）内で摺動可能に案内されており、弁ピストン（６０）の、少なくとも１つの圧送エレメント（１６，１８）の端面とは反対側の背面により孔（５６）内に制限される室（６４）が、吸込室（４０）に接続されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の液体ポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２００６−５１５０４２（Ｐ２００６−５１５０４２Ａ）
【公表日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１８３０２（Ｐ２００５−５１８３０２）
【出願日】平成１６年７月３０日（２００４．７．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２００４／００１７１９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０１７３６１
【国際公開日】平成１７年２月２４日（２００５．２．２４）
【出願人】（３９００２３７１１）ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング (2,908)
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ
【住所又は居所原語表記】Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月３０日（２００４．７．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２００４／００１７１９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０１７３６１
【国際公開日】平成１７年２月２４日（２００５．２．２４）
【出願人】（３９００２３７１１）ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング (2,908)
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ
【住所又は居所原語表記】Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]