DE19943160A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe - Google Patents

Abstract

Bei einer Kraftstoffeinspritzpumpe (1) wird ein exzentrischer Nocken (12) durch eine Antriebswelle (11) gedreht, die durch eine Antriebskraft der Brennkraftmaschinen gedreht wird. Ein Nockenring (13) mit einer flachen Oberfläche (13a) senkrecht zu einer Achse eines Kolbens ist gleitfähig montiert auf einem äußeren Umfang des exzentrischen Nockens. Ein Kopplungsabschnitt (311, 34) hat eine zylindrische Seitenfläche (311) und eine flache Endfläche (34). Eine Außenseite der zylindrischen Seitenfläche des Kopplungsabschnitts ist gleitend und hin- und hergehend in einer Vertiefung (18) untergebracht, die in einem Pumpengehäuse (10) vorgesehen ist. Eine Außenseite der flachen Endfläche des Kopplungsabschnitts befindet sich in gleitendem Kontakt mit der flachen Oberfläche des Nockenrings, und eine Innenseite seiner flachen Endfläche befindet sich in Kontakt mit dem Kolben zum axialen Übertragen der Antriebskraft der Brennkraftmaschine auf den Kolben, die auf den Kopplungsabschnitt transportiert wird über die Antriebswelle, den exzentrischen Nocken und den Nockenring. Längsaußenenden der zylindrischen Seitenfläche sind mit einer graduell inwärtig geneigten Oberfläche (312, 313) versehen, die sich in Kontakt befindet mit der Vertiefung zum geeigneten Absorbieren einer Querreibungskraft auf der Grundlage des gleitenden Kontakts mit dem Nockenring und dem Kopplungsabschnitt, wenn der Kopplungsabschnitt in der Vertiefung geneigt ist. Infolgedessen kann ein Festfressen aufgrund ...

Description

Diese Anmeldung hat als Grundlage und beansprucht die Priorität der Japanischen Patentanmeldungen Nr. H.10-256481, eingereicht am 10. September 1989, Nr. H.10-287955, eingereicht am 9. Oktober 1998, Nr. H.10-314690, eingereicht am 5. November und Nr. H.11-170901, eingereicht am 17. Juni 1999, deren Inhalt hier unter Bezugnahme eingeschlossen ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen (die nachfolgend als Motoren bezeichnet werden) insbesondere auf eine Hochdruckpumpe mit einem Kolben, der hin- und hergehend angetrieben wird durch einen exzentrischen Nocken über einen gleitenden Kopplungsabschnitt ohne ein Festfressen durch Reibungswärme, sowie mit einer höheren Zuverlässigkeit zum Umgehen mit einer Biegebelastung.

Bei einer herkömmlichen Hochdruckpumpe wird ein Kolben axial und hin- und hergehend angetrieben durch einen Kopplungsabschnitt durch einen exzentrischen Nocken, der auf einer Antriebswelle montiert ist, wobei sich der Nocken in einem gleitenden Kontakt befindet mit dem Kopplungsabschnitt für die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens, um Fluid anzusaugen, das Fluid zu komprimieren und dasselbe von einer Kraftstoffkompressionskammer abzugeben.

Insbesondere bei einer Kraftstoffeinspritzpumpe für die Anwendung bei Dieselmotoren zum Komprimieren von Kraftstoff mit einem höheren Druck verursacht die Drehung des exzentrischen Nockens eine größere Querreibungskraft auf den Kopplungsabschnitt, da sich der Kopplungsabschnitt in einem gleitenden Kontakt befindet mit einer flachen Oberfläche des Nockenrings, der auf dem Nocken montiert ist, der senkrecht zu der Achse des Kolbens ist.

Gemäß der in dem Dokument JP-A-6-249133 und JP-A-6-249134 gezeigten Pumpe, die teilweise in Fig. 13 als ein Stand der Technik gezeigt ist, ist ein führendes Ende des Kolbens 530 in eine Sackbohrung 564 des Kopplungsabschnitts 531 eingepasst. Ein Halteelement 536 ist an seinem äußeren Umfang mit einem Hülsenklemmabschnitt versehen, der auf eine Schulter des Kopplungsabschnitts 531 einrastet, und an seinem inneren Umfang mit einem Passabschnitt, der auf einen Sprengring 571 aufzupassen ist, der in einer kreisförmigen Nut 570 des Kolbens 530 an einer entgegengesetzten Seite zu dem Nocken 512 untergebracht ist. Eine Feder 532 ruht bei einem Ende auf einer Schulter des Gehäuses 510 und bei dem anderen Ende an einem kreisförmigen Sitz des Halteelements 536, so dass der Kopplungsabschnitt 531 gegen eine flache Oberfläche 513a eines Nockenrings 513 gedrückt werden kann in einem gleitfähigen Kontakt mit einer flachen Oberfläche 531a des Kopplungsabschnitts 531, während der Kolben 530 sich in Kontakt befinden kann mit einer Bodenfläche der Sackbohrung 564 des Kopplungsabschnitts 531, um eine Antriebskraft axial auf den Kolben 530 zu übertragen, die transportiert wird über eine Antriebswelle 511, einen exzentrischen Nocken 512, eine Buchse 519 und den Nockenring 519 auf den Kopplungsabschnitt 531.

Die Querreibungskraft wird auf den Kolben 530 übertragen über eine Seitenfläche der Sackbohrung 564 des Kopplungsabschnitts 531, und die zu einer Achse des Kolbens 530 senkrechte Kraft wird absorbiert über den Kolben 530 und das Gehäuse 510, das den Kolben 530 gleitfähig führt. Da jedoch die zu dem Kolben 530 senkrechte Kraft betätigt wird auf einer entgegengesetzten Seite zu dem Gehäuse 510 bezüglich der ringförmigen Nut 570 für die Unterbringung des Sprengrings 571, wirkt ein Biegemoment auf der Achse des Kolbens 530 auf störende Weise auf die ringförmige Nut 570, und die Biegebelastung neigt zu einer Konzentration an der ringförmigen Nut 570, so dass der Kolben 530 brechen kann. Insbesondere wird die Biegebelastung größer, wenn der höhere Druck der Pumpe erforderlich ist, da die größere Querreibungskraft ausgeübt wird.

Andererseits ist gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der herkömmlichen Pumpe der Kopplungsabschnitt mit einer zylindrischen Seitenfläche versehen, um gleitfähig untergebracht zu sein in einer Vertiefung, die in dem Pumpengehäuse vorgesehen ist. Die hin- und hergehende Querreibungskraft verursacht eine Neigung des Kopplungsabschnitts in der Vertiefung, so dass beide Längskanten der zylindrischen Seitenfläche des Kopplungsabschnitts und der inneren Fläche der Vertiefung sich in Kontakt miteinander befinden können. Deshalb kann die Querreibungskraft anstatt durch den Kolben und das Gehäuse durch beide Längskanten des Kopplungsabschnitts in Kontakt mit der Vertiefung absorbiert werden, wobei eine Kraft pro Einheitsfläche sehr hoch wird. Infolgedessen kann ein Fressen aufgrund der Reibungswärme zwischen den Flächen der Vertiefung und dem Kopplungsabschnitt leicht auftreten, wodurch die Hochdruckfunktion der Pumpe sich verschlechtert.

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht angesichts des vorstehend erwähnten Problems und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Kraftstoffeinspritzpumpe, bei der eine zu einer Achse eines Kolbens senkrechte Kraft aufgenommen wird durch eine größere zylindrische Außenfläche des Kopplungsabschnitts in Kontakt mit einer Innenfläche einer Vertiefung eines Gehäuses, das um einen Zylinder herum vorgesehen ist, wenn der Kopplungsabschnitt dazu gedrängt wird, in der Vertiefung geneigt zu sein. Da die Kraft pro Einheitsfläche begrenzt ist, kann ein Festfressen aufgrund der Reibungswärme zwischen dem Kopplungsabschnitt und der Vertiefung verhindert werden.

Um die vorstehende Aufgabe zu lösen hat die Kraftstoffeinspritzpumpe einen Zylinder und eine Vertiefung, die in einem Pumpengehäuse konzentrisch zueinander vorgesehen sind. Ein Kolben ist gleitfähig und hin- und hergehend in dem Zylinder untergebracht zum Komprimieren von Kraftstoff, der in den Zylinder eingesaugt wird. Ein exzentrischer Nocken wird durch eine Antriebswelle gedreht, die durch eine Antriebskraft der Brennkraftmaschinen gedreht wird. Ein Nockenring mit einer flachen Oberfläche, die senkrecht zu einer Achse des Kolbens ist, ist gleitfähig an einem äußeren Umfang des exzentrischen Nockens montiert. Ein Kopplungsabschnitt hat eine zylindrische Seitenfläche und eine flache Endfläche. Eine Außenseite der zylindrischen Seitenfläche des Kopplungsabschnitts ist gleitfähig und hin- und hergehend in der Vertiefung untergebracht. Eine Außenseite der flachen Endfläche des Kopplungsabschnitts befindet sich in gleitfähigem Kontakt mit der flachen Oberfläche des Nockenrings, und eine Innenseite seiner flachen Endfläche befindet sich in Kontakt mit dem Kolben zum axialen Übertragen der Antriebskraft der Brennkraftmaschine auf den Kolben, die auf den Kopplungsabschnitt transportiert wird über die Antriebswelle, den exzentrischen Nocken und den Nockenring.

Bei der vor stehend erwähnten Pumpe ist zumindest ein äußeres Längsende der zylindrischen Seitenfläche mit einer graduell nach innen geneigten Oberfläche versehen, um sich in Kontakt zu befinden mit der Vertiefung zum geeigneten Absorbieren einer Querreibungskraft auf der Grundlage des gleitenden Kontakts mit dem Nockenring und dem Kopplungsabschnitt, wenn der Kopplungsabschnitt in der Vertiefung geneigt ist. Infolgedessen kann ein Festfressen aufgrund einer Reibungswärme zwischen dem Kopplungsabschnitt und der Vertiefung verhindert werden, da die Querreibungskraft absorbiert wird durch die größere Oberfläche des Kopplungsabschnitts in Kontakt mit der Vertiefung des Gehäuses.

Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung einer Kraftstoffeinspritzpumpe, bei der bei der Übertragung der Querreibungskraft senkrecht zu dem Kolben ein Biegemoment nicht störend auf den Kolben wirkt, und bei der sich die Biegebelastung nicht konzentriert auf einer begrenzten Fläche des Kolbens.

Um das vorstehende Ziel zu erfüllen hat die Kraftstoffeinspritzpumpe einen säulenförmigen Kolben mit einem einstückigen Abschnitt mit einem größeren Durchmesser an einer seiner Längsseiten. Der Kolben ist gleitfähig und hin- und hergehend an seiner anderen Längsseite untergebracht in einem Zylinder, der in einem Pumpengehäuse vorgesehen ist zum Komprimieren von Kraftstoff, der in den Zylinder eingesaugt wird. Ein exzentrischer Nocken wird durch eine Antriebskraft gedreht, die durch eine Antriebskraft der Brennkraftmaschine gedreht wird. Ein Nockenring mit einer flachen Oberfläche senkrecht zu einer Achse des Kolbens ist gleitfähig an dem äußeren Umfang des exzentrischen Nockens montiert. Ein Kopplungsabschnitt hat einen flachen Endflächenabschnitt und einen Halteabschnitt. Eine Außenseite des flachen Endflächenabschnitts des Kopplungsabschnitts befindet sich in gleitfähigem Kontakt mit der flachen Oberfläche des Nockenrings. Eine Innenseite des flachen Oberflächenabschnitts des Kopplungsabschnitts befindet sich in Kontakt mit dem Kolben zum axialen Übertragen der Antriebskraft der Brennkraftmaschine auf den Kolben, die auf den Nockenring transportiert wird über die Antriebswelle und den exzentrischen Nocken.

Während der Kopplungsabschnitt an dem Kolben gehalten wird durch den Halteabschnitt, der sich in Eingriff befindet mit dem einstückigen Abschnitt mit größerem Durchmesser des Kolbens zum Drücken des Kolbens in eine Richtung zu dem Nockenring hin mittels einer Feder, ist der Halteabschnitt des Kopplungsabschnitts auch auf einen Umfang des Kolbens aufgepasst, so dass eine Querreibungskraft auf der Grundlage des gleitenden Kontakts mit dem Nockenring und dem Kopplungsabschnitt auf den Kolben übertragen werden kann. Infolgedessen kann die zu dem Kolben senkrechte Kraft durch den Kolben und den Zylinder absorbiert werden ohne eine Konzentration einer Biegebelastung auf eine begrenzte Fläche des Kolbens, da die ringförmige Nut, die bei der herkömmlichen Pumpe erforderlich ist, nicht notwendig ist zum Halten des Kopplungsabschnitts an dem Kolben.

Als ein anderer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist der Kolben neben dem in dem Kolben vorgesehenen Abschnitt mit größerem Durchmesser, wie unmittelbar vorher erwähnt ist, mit einem Anschlag versehen mit einer Bauweise, die ausreichend genug ist, um den Kopplungsabschnitt an dem Kolben zu halten, so dass der Kolben vorgespannt werden kann zu dem Nockenring hin. Dabei ist der Halteabschnitt auch auf den Umfang des Kolbens aufgepasst zum Halten des Kolbens auf einer Zylinderseite des Anschlags, so dass die Querreibungskraft auf den Kolben übertragen werden kann und durch den Kolben und den Zylinder absorbiert wird ohne Verursachen einer Biegebelastung, die auf den Anschlag wirkt. Selbst wenn der Anschlag durch eine ringförmige Nut und einen Sprengring gebildet ist, der in der ringförmigen Nut untergebracht ist, kann deshalb die Biegebelastung nicht in der kreisförmigen Nut konzentriert sein.

Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anerkannt sowie Verfahren des Betriebs und der Funktion der zugehörigen Teile aus einer Studie der folgenden detaillierten Beschreibung, der beigefügten Ansprüche und der Zeichnungen, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden. Bei den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Kraftstoffzufuhrsystems im Gebrauch einer Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang einer Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Kopplungsabschnitts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine Schnittansicht eines abgewandelten Kopplungsabschnitts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht eines Kraftstoffzufuhrsystems im Gebrauch einer Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 eine schematische Schnittansicht eines Kraftstoffzufuhrsystems im Gebrauch einer Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht einer Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 eine Schnittansicht eines abgewandelten Kolbens gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 eine Schnittansicht eines weiteren abgewandelten Kolbens gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 eine Schnittansicht noch einer weiteren abgewandelten Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 eine Schnittansicht einer Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12 eine Schnittansicht einer abgewandelten Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 13 zeigt eine Schnittansicht einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach dem Stand der Technik.

Ein Kraftstoffzufuhrsystem für Dieselmotoren im Gebrauch einer Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 beschrieben.

Eine Antriebswelle 11 ist drehbar gehalten durch ein Pumpengehäuse 10 über ein Kugellager 14 und ein Hülsenlager 15. Die Antriebswelle 11 ist einstückig mit einem exzentrischen Nocken 12 versehen. Der Nocken 12 ist auf ihren äußeren Umfang aufgepasst mit einem ringförmigen Nockenring 13.

Eine Innenzahnradförderpumpe 20 ist mit einem äußeren Zahnrad 21 und einem inneren Zahnrad 22 versehen. Gemäß der Drehung des inneren Zahnrads 21 mit der Antriebswelle 11 wird Kraftstoff, der von einem Kraftstofftank 45 über einen Kraftstoffkanal 50 angesaugt wird, mit Druck beaufschlagt und zu einer Kraftstoffkammer 16 geliefert über einen Kraftstoffkanal 51. Die Kraftstoffkammer 16 ist mit einem Rücklaufkanal 52 verbunden über ein Drosselventil 60. Wenn der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffkammer 16 einen vorgegebenen Betrag erreicht, wird ein Regulierventil 61 geöffnet, so dass der überschüssige Kraftstoff aus der Kraftstoffkammer 16 zurücklaufen kann.

Ein elektromagnetisches Ventil 40 regelt die Kraftstoffmenge, die in eine Kraftstoffkompressionskammer 54 einzusaugen ist von der Kraftstoffkammer 16 über einen Kraftstoffeinlasskanal 53 und ein Rückschlagventil 62 gemäß Motorbetriebszuständen. Ein Ventil 41 ist zu einem Ventilsitz 44 hin vorgespannt durch eine Feder 42, um einen Ventilschließzustand vorzusehen. Wenn ein Elektromagnet 43 erregt ist, wird das Ventil 41 in eine Richtung von dem Ventilsitz 44 weg bewegt gegen die Vorspannkraft der Feder 42, um einen Ventilöffnungszustand vorzusehen. Eine Regelung des Stroms, der auf den Elektromagneten 43 aufgebracht wird, veranlasst eine Variabilität einer Ventilöffnungsfläche, die durch das Ventil 41 und den Ventilsitz 44 gebildet wird, so dass die Kraftstoffmenge eingestellt werden kann, die in die Kraftstoffkompressionskammer 54 eingesaugt wird.

Ein Kolben 30 ist gleitend und hin- und hergehend angetrieben innerhalb einem Zylinder 17 des Pumpengehäuses 10 durch den exzentrischen Nocken 12 über den Nockenring 13 und einen Kopplungsabschnitt 31 gemäß der Drehung der Antriebswelle 11. Der Kraftstoff wird angesaugt, wenn sich der Kolben 30 zu der Antriebswelle 11 hin bewegt, und der angesaugte Kraftstoff wird komprimiert, wenn sich der Kolben 30 in einer entgegengesetzten Richtung zu der Antriebswelle 11 bewegt. Der komprimierte Kraftstoff wird zu einer gemeinsamen Leitung (common rail) 46 zugeführt über ein Rückschlagventil 63 und einen Kraftstoffkanal 55. Die gemeinsame Leitung 46 sammelt den Kraftstoff, der von der Kraftstoffeinspritzpumpe 1 zugeführt wird mit einem variablen Druck, und hält den Kraftstoff mit einem gegebenen Druck. Dann wird der Hochdruckkraftstoff zu (nicht gezeigten) Einspritzeinrichtungen geliefert von der gemeinsamen Leitung 46.

Als nächstes wird eine detaillierte Bauweise beschrieben unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2, durch die eine Antriebskraft der Brennkraftmaschine von der Antriebswelle 11 auf den Kolben 30 übertragen wird. Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie II-II in Fig. 1. Die Einbaupositionen des elektromagnetischen Ventils 40, der Rückschlagventile 62 und 63, des Kraftstoffeinlasskanals 53 und des Kraftstoffkanals 55 sind in Fig. 2 von jenen in Fig. 1 unterschiedlich, um die Bauweise einfach zu verstehen.

Der exzentrische Nocken 12 hat einen kreisförmigen Querschnitt und ist exzentrisch einstückig mit der Antriebswelle 11. Eine Buchse 17 ist auf einen inneren Umfang des Nockenrings 13 pressgepasst und der Nockenring 13 ist mit dem exzentrischen Nocken 12 eingepasst in einer Weise, dass sich eine innere Umfangsfläche der Buchse 17 und eine äußere Umfangsfläche des exzentrischen Nockens 12 in einem gleitfähigen Kontakt miteinander befinden. Eine äußere Umfangsfläche des Nockenrings 13 ist mit einer flachen Oberfläche 13a versehen, mit der sich eine flache Oberfläche 34a eines Gleitsteins oder Kissens 34 des Kopplungsabschnitts 31 in einem gleitfähigen und hin- und hergehenden Kontakt befindet.

Der Kopplungsabschnitt 31 hat nahezu einen Querschnitt in der Form des Buchstabens H. Das Kissen 34 ist pressgepasst in ein Ende des Kopplungsabschnitts 31 auf einer Seite des Nockenrings 13, um eine Haltbarkeit eines Reibungsverschleißes aufgrund des Kontakts mit dem Nockenring 13 zu gewährleisten.

Eine zylindrische Seitenfläche des Kopplungsabschnitts 31 ist gleitfähig und hin- und hergehend in einer Vertiefung 18 untergebracht, die außerhalb und konzentrisch mit dem Zylinder 17 vorgesehen ist. Da ein äußerer Durchmesser des Kopplungsabschnitts 31 etwas kleiner ist als ein innerer Durchmesser der Vertiefung 18, existiert ein Spiel zwischen der äußeren Umfangsfläche des Kopplungsabschnitts 31 und der inneren Oberfläche 18a der Vertiefung 18. Gemäß der Drehung des Nockens 12 wird eine Querkraft senkrecht zu dem Kolben 30 auf den Kopplungsabschnitt 31 ausgeübt auf der Grundlage des gleitenden Kontakts mit der flachen Oberfläche 34a des Kissens 34 und der flachen Oberfläche 13a des Nockenrings 13. Deshalb ist der Kopplungsabschnitt 31 geneigt innerhalb dem Spiel, so dass beide führenden Enden 312a und 313a der zylindrischen Seitenfläche des Kopplungsabschnitts 31 sich in Kontakt befinden können mit der inneren Oberfläche 18a der Vertiefung 18.

Die Kraftstoffkompressionskammer 54 wird gebildet durch ein Ende des Kolbens 30 und den Zylinder 17. Der Kolben 30 ist mit einem Anschlagabschnitt 35 versehen mit einer ringförmigen Nut bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Der Kolben 30 ist zu dem Nockenring 13 hin vorgespannt durch eine Feder 32 über einen Halter 36, der sich in Eingriff befindet mit dem Anschlagabschnitt 35. Das andere Ende des Kolbens 30 befindet sich in Kontakt mit einer inneren Endfläche des Kopplungsabschnitts 31, so dass eine Antriebskraft der Brennkraftmaschine axial auf den Kolben 30 übertragen werden kann von dem Nockenring 13 über das Kissen 34 und das Ende des Kopplungsabschnitts 31. Ein offenes Ende der Kraftstoffdruckkammer 54 ist mit einem Dichtpropfen 70 versehen.

Die zylindrische Seitenfläche des Kopplungsabschnitts 31 ist mit graduell nach innen geneigten Oberflächen versehen, wie beispielsweise konische Abschnitte 312 und 313 an seinen beiden Enden, und einem zylindrischen Abschnitt 311 bei seinem Mittelabschnitt, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Ein äußerer Durchmesser der jeweils führenden Enden 312a und 313a ist kleiner als jener des zylindrischen Abschnitts 311, um jeweils die konischen Abschnitte 312 und 313 zu bilden. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Kopplungsabschnitt 31 aufgebaut, um die folgende Beziehung zu erfüllen.

θ1 = θ
L1 + L2 = L

wobei θ ein Winkel ist, um den der Kopplungsabschnitt 31 in der Vertiefung 18 geneigt ist aufgrund der Querkraft, die darauf ausgeübt wird, und θ1 ist ein Winkel zwischen einer sich längs erstreckenden Linie entlang der äußeren Oberfläche des zylindrischen Abschnitts 311 mit den jeweils geneigten Oberflächen der konischen Abschnitte 312 und 313. L1 und L2 sind jeweils eine Länge der jeweils konischen Abschnitte 312 und 313 entlang einer Längsachse des Kopplungsabschnitts 31. L ist eine Länge des zylindrischen Abschnitts 311 entlang einer Längsachse des Kopplungsabschnitts 31.

Die konischen Abschnitte 312 und 313 belegen ¼ von dem führenden Ende 312a und ¼ von dem führenden Ende 313a einer Längsaxiallänge des Kopplungsabschnitts 31 jeweils. Der zylindrische Abschnitt 311 belegt einen verbleibenden Mittelteil der Längsaxiallänge des Kopplungsabschnitts 31.

Als nächstes wird der Betrieb der Kraftstoffeinspritzpumpe 1 beschrieben. Gemäß der Drehung der Antriebswelle 11 dreht sich der exzentrische Nocken 12 und der Nockenring 13 dreht sich um den Nocken 12 herum. Die Bewegung des Nockenrings 13 verursacht die hin- und hergehende Bewegung des Kopplungsabschnitts 31 und des Kolbens 30.

Gemäß der Bewegung des Nockenrings 13, wenn der Kolben 30 abwärts bewegt wird von seinem oberen Totpunkt, wird Kraftstoff zu der Kraftstoffkompressionskammer 54 eingesaugt über das Rückschlagventil, da der Druck der Kraftstoffkompressionskammer 54 abnimmt. Der Kolben 30 ist immer durch die Feder 32 über den Halter 36 vorgespannt in eine Richtung des Nockenrings 13 (abwärts in Fig. 2). Wenn der Kolben 30 abwärts bewegt wird mit dem Kopplungsabschnitt 31, wird deshalb der Druck der Kraftstoffkompressionskammer 54 ein Unterdruck.

Wenn sich der Kolben 30 zu dem oberen Totpunkt hin bewegt nachdem der Kolben 30 einen unteren Totpunkt erreicht, wird das Rückschlagventil 62 geschlossen und der Druck der Kraftstoffkompressionskammer 54 erhöht sich. Wenn der Kraftstoffdruck der Kraftstoffkompressionskammer 54 höher wird als der des Kraftstoffkanals 55, wird das Rückschlagventil 63 geöffnet und der Hochdruckkraftstoff wird zu der gemeinsamen Leitung 46 geliefert über den Kraftstoffkanal 55.

Da der Kopplungsabschnitt 31 mit den konischen Abschnitten 312 und 313 versehen ist, befinden sich die beiden konischen Abschnitte 312 und 313 in einem Flächenkontakt mit der inneren Oberfläche 18a der Vertiefung 18, wenn der Kopplungsabschnitt 31 in der Vertiefung 18 geneigt ist aufgrund der Querkraft, die durch den gleitenden Kontakt mit der flachen Oberfläche 13a des Nockenrings 13 und die flache Oberfläche 34a des Kissens 34 des Kopplungsabschnitts 31 ausgeübt wird. Deshalb ist die Fläche größer, an der der Kopplungsabschnitt 31 sich in Kontakt befindet mit der Vertiefung 18, im Vergleich mit dem Fall, wenn nur die führenden Enden 312a und 313a sich in Kontakt mit der Vertiefung 18 befinden. Infolgedessen ist eine Reibungskraft pro Flächeneinheit so begrenzt, dass ein Festfressen aufgrund der Reibungswärme der äußeren Umfangsfläche des Kopplungsabschnitts 31 verhindert werden kann.

Eine Abwandlung des Kopplungsabschnitts 31 ist in Fig. 4 gezeigt. Gemäß der Abwandlung ist die zylindrische Seitenfläche des Kopplungsabschnitts 31 mit Ballenabschnitten 314 und 315 an beiden Seiten des zylindrischen Abschnitts 311 versehen anstelle der konischen Abschnitte 312 und 313, die in Fig. 3 gezeigt sind. Jeder äußere Durchmesser der führenden Enden 314a und 315a der Ballenabschnitte 314 und 315 ist kleiner als jener des zylindrischen Abschnitts 311 und jede äußere Oberfläche der Ballenabschnitte 314 und 315 hat einen auswärts gekrümmten Bogen mit einem relativ großen Radius als einen Querschnitt entlang einer Längsachse des Kopplungsabschnitts 31.

Gemäß der Abwandlung ist der Kopplungsabschnitt 31 aufgebaut, um die folgende Beziehung zu erfüllen.

d1 = L1 × sinθ = d2 = L2 × sinθ
L1 + L2 = L

wobei θ ein Winkel ist, um den der Kopplungsabschnitt 31 geneigt ist in der Vertiefung 18 aufgrund der Querkraft, die darauf ausgeübt wird, und d1 und d2 ist jeweils eine Hälfte der Differenz zwischen dem äußeren Durchmesser des zylindrischen Abschnitts 311 und jenem der jeweils führenden Enden 314a und 315a der Ballenabschnitte 314 und 315. L1 und L2 ist jeweils eine Länge der jeweiligen Ballenabschnitte 314 und 315 entlang einer Längsachse des Kopplungsabschnitts 31. L ist eine Länge des zylindrischen Abschnitts 311 entlang einer Längsachse des Kopplungsabschnitts 31.

Da der Kopplungsabschnitt 31 mit den Ballenabschnitten 314 und 315 versehen ist, befinden sich beide Ballenabschnitte 314 und 315 in einem Flächenkontakt mit der inneren Oberfläche 18a der Vertiefung 18, wenn der Kopplungsabschnitt 31 in der Vertiefung 18 geneigt ist aufgrund der Querkraft, die durch den gleitenden Kontakt mit der flachen Oberfläche 13a des Nockenrings 13 und der flachen Oberfläche 34a des Kissens 34 des Kopplungsabschnitts 31 ausgeübt wird. Deshalb ist die Fläche größer, bei der der Kopplungsabschnitt 31 sich in Kontakt befindet mit der Vertiefung 18, im Vergleich mit dem Fall, wenn nur die führenden Enden 314a und 315a sich in Kontakt mit der Vertiefung 18 befinden. Infolgedessen ist eine Reibungskraft pro Flächeneinheit so begrenzt, dass ein Festfressen aufgrund der Reibungswärme der äußeren Umfangsfläche des Kopplungsabschnitts 31 verhindert werden kann.

Der Kopplungsabschnitt 31 bei dem ersten Ausführungsbeispiel und seine Abwandlung, wie vorstehend erwähnt ist, kann angewandt werden auf jede Kraftstoffeinspritzpumpe, bei der der Kopplungsabschnitt 31 in der Vertiefung 18 geneigt ist nicht nur aufgrund der Querkraft auf der Grundlage des gleitenden Kontakts mit dem Kopplungsabschnitt 31 und dem Nockenring 13, sondern auch aufgrund anderer Gründe.

Eine Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 5 gezeigt. Die Teile und Komponenten, die im Wesentlichen dieselben sind wie jene des ersten Ausführungsbeispiels, haben dieselben Bezugszeichen und ihre detaillierte Erläuterung wird weggelassen. Der Kern der vorliegenden Erfindung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist auf jede Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem oder mehreren Zylindern und Kolben anwendbar. Fig. 5 zeigt ein Kraftstoffzufuhrsystem für Dieselmotoren unter Anwendung der Kraftstoffeinspritzpumpe mit drei Zylindern und Kolben.

Die Kraftstoffeinspritzpumpe 1 ist mit drei Zylindern 17 und Kolben 30 versehen, die gleichmäßig radial beabstandet sind mit einem Winkelabstand von 120° um die Antriebswelle 11 herum. Jede der Kraftstoffkompressionskammern 54 ist gebildet bei dem Ende der jeweiligen Kolben 30 an einer entgegengesetzten Seite zu der Antriebswelle 11. Ein Kraftstoffkanal 80 ist mit den jeweiligen Kompressionskammern 54 verbunden über jeweilige Rückschlagventile 62. Der Kraftstoffkanal 80 verzweigt sich in drei Kanäle stromabwärts von dem Regulierventil 40, das auf einer stromabwärtigen Seite der Förderpumpe 20 vorgesehen ist.

Das Ende des Kraftstoffkanals 55 ist mit den jeweiligen drei Kraftstoffkompressionskammern 54 verbunden über das jeweilige Rückschlagventil 63, und das andere Ende des Kraftstoffkanals 55 ist mit der gemeinsamen Leitung 46 verbunden für die Lieferung von Kraftstoff zu der gemeinsamen Leitung 46, der in den jeweiligen Kompressionskammern 54 mit Druck beaufschlagt wird. Der Hochdruckkraftstoff wird zu (nicht gezeigten) Einspritzeinrichtungen zugeführt, die in den jeweiligen Motorzylindern vorgesehen sind, von der gemeinsamen Leitung 46.

Der Nockenring 13, der drehbar montiert ist auf dem exzentrischen Nocken 12 der Antriebswelle 11, ist mit drei flachen Oberflächen 13a versehen, die radial gleichmäßig beabstandet sind mit einem Winkelabstand von 120° an seinem äußeren Umfang. Jede der flachen Oberflächen 13a entspricht jedem der Kolben 30 und ist senkrecht zu der jeweiligen Längsachse des Kolbens 30. Jede Bauweise der jeweiligen Kissen 34 befindet sich in gleitendem Kontakt mit der flachen Oberfläche 13a und den jeweiligen Kopplungsabschnitten 31 genauso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel und dessen Abwandlungen.

Gemäß der Drehung der Antriebswelle 11 werden die jeweiligen Kolben 30 hin- und hergehend angetrieben und sequentiell mit einem Phasenunterschied von 120°. Der durch das Regulierventil 40 regulierte Kraftstoff wird zu der Kraftstoffkompressionskammer 54 zugeführt in Übereinstimmung mit dem Kolben 30, der abwärts bewegt wird von seinem oberen Totpunkt. Wenn der Kolben 30 aufwärts bewegt wird zu der Kraftstoffkompressionskammer 54 hin, wird der Kraftstoff in der Kraftstoffkompressionskammer 54 mit Druck beaufschlagt und zu der gemeinsamen Leitung 46 geliefert.

Gemäß der Kraftstoffeinspritzpumpe 1 des zweiten Ausführungsbeispiels befinden sind die konischen Abschnitte oder Ballenabschnitte in Flächenkontakt mit der inneren Oberfläche der Vertiefung 18 auf ähnliche Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel oder dessen Abwandlung, wenn der Kopplungsabschnitt 31 in der Vertiefung 18 geneigt ist aufgrund der Querkraft, die ausgeübt wird durch den gleitenden Kontakt mit dem Nockenring 13 und dem Kissen 34 des Kopplungsabschnitts 31. Deshalb kann das Festfressen aufgrund der Reibungswärme der äußeren Umfangsfläche des Kopplungsabschnitts 31 verhindert werden.

Des weiteren spielen bei der Kraftstoffeinspritzpumpe 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die konischen Abschnitte oder Ballenabschnitte, die bei dem Kopplungsabschnitt 31 vorgesehen sind, eine wichtige Rolle zum Verhindern des möglichen Festfressens aufgrund der Reibungswärme zwischen dem Kissen 34 und dem Nockenring 13. Eine von der Kraftstoffeinspritzpumpe 1 zu der gemeinsamen Leitung 46 zuzuführende Kraftstoffmenge ändert sich gemäß den Betriebszuständen der Dieselmotoren. Wenn beispielsweise eine größere Kraftstoffmenge in der gemeinsamen Leitung 46 erforderlich ist, erhöht sich eine Kraftstoffmenge, die zu der Kraftstoffkompressionskammer 54 von dem Regulierventil 40 zuzuführen ist. Bei diesen Zuständen können sich die jeweiligen Zeitperioden, während denen der zu den jeweiligen Kraftstoffkompressionskammern 54 zugeführte Kraftstoff mit Druck beaufschlagt wird und zu der gemeinsamen Leitung 46 geliefert wird durch die jeweiligen Kolben 30, teilweise überschneiden. Das heißt, wenn der Motorbetriebszustand eine größere zu der gemeinsamen Leitung 46 zu lieferende Kraftstoffmenge erfordert, findet die teilweise Überschneidungszeitperiode auf eine Weise statt, dass innerhalb der Zeitperiode, während der einer der Kolben 30 den Kraftstoff in der entsprechenden Kraftstoffkompressionskammer 54 komprimiert und den mit Druck beaufschlagten Kraftstoff liefert, ein anderer der Kolben 30 die Kompression und Lieferung des Kraftstoffs beginnt.

Wenn sich die Kompressions- und Lieferzeitperioden teilweise überschneiden in einer Vielzahl von Kraftstoffkompressionskammern, wirkt eine Reaktionskraft gegen einen der Kolben 30 bezüglich der entsprechenden Kraftstoffkompressionskammer fortgesetzt auf den Nockenring 13 während der Periode, wenn der Kraftstoff komprimiert und geliefert wird. Deshalb ist die Position des Nockenrings 13 in Beziehung zu dem exzentrischen Nocken 12, auf dem der Nockenring 13 drehbar montiert ist, durch die Position bestimmt, bei der der Nockenring 13 gezwungen wird zum Halten des Kontakts mit dem entsprechenden Kissen 34, auf das die Reaktionskraft gegen den Kolben übertragen wird.

Bei dem Zustand, wobei die Drehposition des Nockenrings 13 bereits bestimmt ist, wie vorstehend erwähnt ist, wenn ein anderer der Kolben 30 die Kompression und Lieferung des Kraftstoffs bezüglich der entsprechenden Kraftstoffkompressionskammer 54 beginnt, kann sich das Kissen 34 in Übereinstimmung mit dem anderen der Kolben 30 in einem geneigten Kontakt mit der flachen Oberfläche 13a des Nockenrings 13 befinden. Wenn die flache Oberfläche 13a des Nockenrings 13 und das Kissen 34 sich in geneigtem Kontakt miteinander befinden, ist die Kontaktfläche dazwischen begrenzt und die Reibungskraft pro Flächeneinheit erhöht sich zuviel, so dass das Festfressen aufgrund der Reibungswärme auftreten kann.

Der Kopplungsabschnitt 31 ist jedoch in der Vertiefung 18 geneigt, um den geneigten Kontakt mit dem Nockenring und dem Kissen zu absorbieren, da der Kopplungsabschnitt 31 mit den konischen Abschnitten oder den Ballenabschnitten an beiden Seiten des zylindrischen Abschnitts 311 versehen ist, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel oder dessen Abwandlung beschrieben ist. Infolgedessen werden die flache Oberfläche 13a des Nockenrings 13 und das Kissen 34 in Flächenkontakt miteinander gehalten, so dass das Festfressen aufgrund der Reibungswärme zwischen dem Kopplungsabschnitt und dem Nockenring verhindert werden kann, selbst wenn die Zeitperioden sich teilweise überschneiden, während denen der Kraftstoff komprimiert und geliefert wird durch die jeweiligen Kompressionskammern.

Eine Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachfolgend beschrieben unter Bezugnahme auf Fig. 6 und 7. Die Antriebswelle 11, der exzentrische Nocken 12, die Buchse 19 und der Nockenring 13 haben im Wesentlichen dieselben Bauweisen und Funktionen wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Ein Kopplungsabschnitt 131 ist an einer Seite des Nockenrings 13 mit einer flachen Oberfläche 131a versehen in einem gleitenden Kontakt mit der flachen Oberfläche 13a des Nockenrings 13 und an einer entgegengesetzten Seite zu dem Nockenring 13 mit einer Sackbohrung 135, in die ein säulenförmigen Kolben 300 eingepasst ist. Der Kolben 300 hat einen einstückigen Abschnitt mit größerem Durchmesser, das heißt einen außen vorstehenden ringförmigen Abschnitt 91 an seinem äußeren Umfang an einer Seite des Nockenrings 13. Die Basis des außen vorstehenden ringförmigen Abschnitts 91 zu dem Kolben 300 hat eine sanft gekrümmte abgerundete Ecke. Ein äußerer Durchmesser D des außen vorstehenden ringförmigen Abschnitts 91 ist größer als ein äußerer Durchmesser d des verbleibenden Abschnitts des Kolbens 300. Der Kolben 300 ist gleitfähig und hin- und hergehend in dem Zylinder 17 untergebracht, der in dem Pumpengehäuse 10 an der anderen Seite des außen vorstehenden ringförmigen Abschnitts 91 vorgesehen ist für die Kompression von Kraftstoff, der in die Kraftstoffkompressionskammer 54 eingesaugt wird.

Ein zylindrischer Halteabschnitt 136 ist an einem äußeren Umfang mit einem Klemmabschnitt 136a versehen, der auf eine Schulter des Kopplungsabschnitts 131 einrastet, und bei einem inneren Umfang mit einer Öffnung 136b versehen, der dem äußeren Umfang des Kolbens 300 mit einem Spiel dazwischen zugewandt ist. Der innere Durchmesser der Öffnung 136b ist kleiner als jener des außen vorstehenden ringförmigen Abschnitts 91. Deshalb ist der Kopplungsabschnitt 131 an dem Kolben 300 gehalten über den Halteabschnitt 136, so dass das Abfallen des Kopplungsabschnitts von dem Kolben 300 verhindert werden kann. Eine Feder 132 ruht an einem Ende einer Schulter des Gehäuses 10 und bei dem anderen Ende eines ringförmigen Sitzes des Halteabschnitts 136 zum Vorspannen des Halteabschnitts 136 zu dem Nockenring 13 hin.

Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 300 befindet sich der Kolben 300 in Kontakt mit einer Bodenfläche 135a der Sackbohrung 135 zum axialen Übertragen der Antriebskraft der Brennkraftmaschine auf den Kolben 300, die zu dem Kopplungsabschnitt 131 transportiert wird. Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 300 befindet sich der Halteabschnitt 136 in Eingriff mit dem außen vorstehenden ringförmigen Abschnitt 91, um den Kolben 300 in eine Richtung zu dem Nockenring 13 zu drücken mittels der Feder 132.

Der Umfang des Kolbens 300 ist in eine Seitenfläche 135b der Sackbohrung 135 eingepasst. Die Querkraft, die auf den Kopplungsabschnitt 131 ausgeübt wird auf der Grundlage des gleitenden Kontakts mit der flachen Fläche 131a des Kopplungsabschnitts 131 und der flachen Oberfläche 13a des Nockenrings 13, wird auf den Kolben 300 übertragen über die Seitenfläche 135a. Die zu einer Achse des Kolbens 300 senkrechte Kraft wird somit durch den Kolben 300 und den Zylinder 17 absorbiert. Deshalb wirkt ein Biegemoment auf die Achse des Kolbens 300. Im Gegensatz zu der ringförmigen Nut, die bei dem Kolben der herkömmlichen Pumpe vorgesehen ist, gibt es jedoch keine Abschnitte in dem Kolben 300, an denen sich eine Biegebelastung konzentriert. Des weiteren ist eine Biegebelastung durch die sanft gekrümmten abgerundeten Ecken verteilt, die bei der Basis des außen vorstehenden ringförmigen Abschnitts 91 vorgesehen ist. Infolgedessen kann eine Hochdruckkraftstoffeinspritzpumpe verwirklicht werden mit einer höheren Zuverlässigkeit zum Umgehen mit der Biegebelastung.

Abwandlungen des Kolbens 300 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel sind in den Fig. 8, 9 und 10 gezeigt. Der in Fig. 8 gezeigte Kolben 300 hat einen einstückigen Abschnitt mit größerem Durchmesser, der ein außen vorstehender ringförmiger Abschnitt 92 ist mit einer sanft gekrümmten äußeren Oberfläche. Eine abgerundete Kante bei einer Basis des ringförmigen Abschnitts 92 zu dem Kolben 300 ist sanfter gekrümmt als jene des ringförmigen Abschnitts 91. Deshalb ist die Biegebelastung weniger konzentriert.

Der in Fig. 9 gezeigte Kolben 300 hat einen einstückigen Abschnitt mit größerem Durchmesser, der ein außenkonischer Abschnitt 93 ist mit einer konischen Oberfläche bei einer Seite des Kolbens 17 und einer Bogenfläche als eine abgerundete Ecke auf einer Seite des Kopplungsabschnitts 131.

Der in Fig. 10 gezeigte Kolben 300 hat einen einstückigen Abschnitt mit größerem Durchmesser, der ein außenkonischer Abschnitt 96 ist mit konischen Oberflächen 97 und 98, die in einer entgegengesetzten Richtung zueinander geneigt sind. Ein äußerer Durchmesser eines Kammabschnitts 99, bei dem die konischen Oberflächen 97 und 98 sich schneiden, ist größer als der innere Durchmesser der Öffnung 136b des Halteabschnitts 136. Ein Kopplungsabschnitt 141 ist auf einer Seite des Nockenrings 13 mit einer flachen Oberfläche 141a in gleitendem Kontakt mit der flachen Oberfläche 13a des Nockenrings 13 vorgesehen und an einer entgegengesetzten Seite zu dem Nockenring 13 mit einer Sackbohrung 145, in die der Kolben 300 eingepasst ist.

Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 300 befindet sich der Kolben 300 in Kontakt mit einer Bodenfläche 145a der Sackbohrung 145 zum axialen Übertragen der Antriebskraft der Brennkraftmaschine auf den Kolben 300, die zu dem Kopplungsabschnitt 141 transportiert wird. Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 300 befindet sich der Halteabschnitt 136 in Eingriff mit der konischen Oberfläche 97, um den Kolben 300 in eine Richtung zu dem Nockenring 13 hin zu drücken mittels der Feder 132.

Die konische Oberfläche 98 des Kolbens 300 ist einer Seitenoberfläche 145b der Sackbohrung 145 zugewandt. Die auf den Kopplungsabschnitt 141 ausgeübte Querkraft auf der Grundlage des gleitenden Kontakts mit der flachen Oberfläche 141a des Kopplungsabschnitts und der flachen Oberfläche 13a des Nockenrings 13 wird auf den Kolben 300 übertragen über die Seitenoberfläche 145a.

Die auf den Kolben 300 ausgeübte Biegebelastung kann sich nicht konzentrieren auf einer begrenzten Fläche des Kolbens, sondern ist verteilt durch den außenkonischen Abschnitt 96 mit konischen Oberflächen 97 und 98.

Eine Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachfolgend beschrieben unter Bezugnahme auf Fig. 11 und 12. Die Antriebswelle 11, der exzentrische Nocken 12, die Buchse 19 und der Nockenring 13 haben im Wesentlichen dieselben Bauweisen und Funktionen, wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Ein Kopplungsabschnitt 151 hat das Kissen 34, das in diesen eingepresst ist, an einer Seite des Nockenrings 13, und ist mit einer Bohrung 151a mit kleinem Durchmesser und einer Bohrung 151b mit großem Durchmesser an einer entgegengesetzten Seite zu dem Kissen 34 versehen. Die flache Oberfläche 24a des Kissens 34 befindet sich in gleitendem und hin- und hergehenden Kontakt mit der flachen Oberfläche 13a des Nockenrings 13. Ein säulenförmiger Kolben 400 hat einen Abschnitt 400a mit kleinem Durchmesser, einen Abschnitt 400b mit großem Durchmesser und eine ringförmige Nut 400c zwischen dem Abschnitt 400a mit kleinem Durchmesser und dem Abschnitt 400b mit großem Durchmesser an einer gegenüberliegenden Seite zu der Kraftstoffkompressionskammer 54. Die ringförmige Nut 400c ist als eine Entlastung vorgesehen zum Verhindern, dass der Abschnitt 400b mit großem Durchmesser Boden ist, wenn der Abschnitt 400a mit kleinem Durchmesser Boden ist. Die Abschnitte 400a und 400b mit kleinem und großem Durchmesser sind jeweils in die Bohrungen 151a und 151b mit kleinem und großem Durchmesser eingepasst. Der innere Durchmesser der Bohrung 151a mit kleinem Durchmesser ist nahezu derselbe wie der äußere Durchmesser des Abschnitts 400a mit kleinem Durchmesser und der innere Durchmesser der Bohrung 151b mit großem Durchmesser ist größer als der äußere Durchmesser des Abschnitts 400b mit großem Durchmesser. Der Kolben 300 ist gleitend und hin- und hergehend in dem Zylinder 17 untergebracht, der in dem Pumpengehäuse 10 vorgesehen ist an einer entgegengesetzten Seite zu dem Nockenring 13 zum Komprimieren von Kraftstoff, der in die Kraftstoffkompressionskammer 54 eingesaugt wird.

Eine Feder 152 ruht an einem Ende einer Schulter des Gehäuses 10, und bei dem anderen Ende eines kreisförmigen Sitzes des Halteabschnitts 151 zum Vorspannen des Kopplungsabschnitts 151 zu dem Nockenring 13 hin, so dass die flache Oberfläche 13a des Kissens 34 gegen die flache Oberfläche 13a des Nockenrings 13 hin gedrückt werden kann. Da des weiteren der Kopplungsabschnitt 151 an dem Kolben 400 gehalten ist durch den Abschnitt 400b mit großem Durchmesser, wird der Kolben 400 auch in eine Richtung zu dem Nockenring 13 hin gedrückt mittels der Feder 152.

Die Querkraft, die auf den Kopplungsabschnitt 151 ausgeübt wird auf der Grundlage des gleitenden Kontakts mit der flachen Oberfläche 34a des Kissens 34 und der flachen Oberfläche 13a des Nockenrings 13, wird auf den Kolben 400 übertragen über die Bohrung 151a mit kleinem Durchmesser, in die der Abschnitt 400a mit kleinem Durchmesser eingepasst ist. Die zu einer Achse des Kolbens 400 senkrechte Kraft, die somit übertragen wird, wird durch den Kolben 400 und den Zylinder 17 absorbiert. Obwohl das Biegemoment wirkt entlang der Achse des Kolbens 400, konzentriert sich die Biegebelastung nicht in der ringförmigen Nut 400c, da sich die ringförmige Nut 400c an einer entgegengesetzten Seite zu dem Zylinder 17 befindet in Relation zu der Bohrung 151a mit kleinem Durchmesser, durch die die zu dem Kolben 400 senkrechte Kraft übertragen wird. Infolgedessen kann ein Ausfall des Kolbens 400 aufgrund der Biegebelastung verhindert werden.

Eine abgewandelte Kraftstoffeinspritzpumpe 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist in Fig. 12 gezeigt. Der Kolben 400 ist als eine Säule geformt mit einem nahezu identischen Durchmesser über seine Länge und ist mit einer ringförmigen Nut 82 und einem Sprengring 83 versehen, der in der ringförmigen Nut 82 untergebracht ist zum Halten eines Kopplungsabschnitts 161. Der Kopplungsabschnitt 161 ist einstückig mit einem Gleitabschnitt 163 und einem Halte- und Passabschnitt 164 versehen. Der Gleitabschnitt 163 hat eine flache Oberfläche 163a in gleitendem Kontakt mit der flachen Oberfläche 13a des Nockenrings 13. Der Halte- und Passabschnitt 164 hat eine Bohrung 164a mit kleinem Durchmesser, deren innerer Durchmesser nahezu derselbe ist wie der äußere Durchmesser des Kolbens 400, und eine Bohrung mit großem Durchmesser, deren innerer Durchmesser größer ist als der äußere Durchmesser des Kolbens 400. Die Bohrung 164a mit kleinem Durchmesser ist auf den Kolben 400 aufgepasst, und der Kopplungsabschnitt 161 ist an dem Kolben 400 auf eine Weise gehalten, dass der Sprengring 83 sich in Eingriff befindet mit einer Grenze zwischen den Bohrungen 164a und 164b mit kleinem und großem Durchmesser. Eine Feder 162 spannt den Kopplungsabschnitt 161 zu dem Nockenring 13 hin so vor, dass der Kolben 400 in eine Richtung zu dem Nockenring hin gedrückt wird.

Die zu dem Kolben senkrechte Kraft aufgrund des gleitenden Kontakts mit dem Kopplungsabschnitt 161 und dem Nockenring 13 wird auf den Kolben 400 übertragen über die Bohrung 164 mit kleinem Durchmesser.

Die ringförmige Nut 82 befindet sich an einer entgegengesetzten Seite zu dem Zylinder 17 in Beziehung zu der Bohrung 164a mit kleinem Durchmesser, durch die die zu dem Kolben 400 senkrechte Kraft so übertragen wird, dass sich die Biegebelastung nicht in der ringförmigen Nut 82 konzentrieren kann.

Bei der Kraftstoffeinspritzpumpe 1 wird der exzentrische Nocken 12 durch die Antriebswelle 11 gedreht, die durch die Antriebskraft der Brennkraftmaschinen gedreht wird. Der Nockenring 13 mit der flachen Oberfläche 13a senkrecht zu der Achse des Kolbens ist gleitfähig montiert auf dem äußeren Umfang des exzentrischen Nockens. Der Kopplungsabschnitt 311, 34 hat eine zylindrische Seitenfläche 311 und eine flache Endfläche 34. Die Außenseite der zylindrischen Seitenfläche des Kopplungsabschnitts ist gleitend und hin- und hergehend in der Vertiefung (18) untergebracht, die in dem Pumpengehäuse 10 vorgesehen ist. Eine Außenseite der flachen Endfläche des Kopplungsabschnitts befindet sich in gleitendem Kontakt mit der flachen Oberfläche des Nockenrings, und eine Innenseite seiner flachen Endfläche befindet sich in Kontakt mit dem Kolben zum axialen Übertragen der Antriebskraft der Brennkraftmaschine auf den Kolben, die auf den Kopplungsabschnitt transportiert wird über die Antriebswelle, den exzentrischen Nocken und den Nockenring. Längsaußenenden der zylindrischen Seitenfläche sind mit einer graduell inwärtig geneigten Oberfläche 312, 313 versehen, die sich in Kontakt befindet mit der Vertiefung zum geeigneten Absorbieren der Querreibungskraft auf der Grundlage des gleitenden Kontakts mit dem Nockenring und dem Kopplungsabschnitt, wenn der Kopplungsabschnitt in der Vertiefung geneigt ist. Infolgedessen kann das Festfressen aufgrund der Reibungswärme zwischen dem Kopplungsabschnitt und der Vertiefung verhindert werden, da die Querreibungskraft absorbiert wird durch die größere Oberfläche des Kopplungsabschnitts in Kontakt mit der Vertiefung des Gehäuses.

Claims (11)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe zum Liefern von Hochdruckkraftstoff zu Brennkraftmaschinen mit:
einem Pumpengehäuse (10);
einem Zylinder (17) und einer Vertiefung (18), die konzentrisch zueinander in dem Pumpengehäuse vorgesehen sind;
einem Kolben (30), der gleitend und hin- und hergehend in dem Zylinder untergebracht ist zum Komprimieren von Kraftstoff, der in den Zylinder eingesaugt wird;
einer Antriebswelle (11), die durch eine Antriebskraft der Brennkraftmaschinen gedreht wird;
einem exzentrischen Nocken (12), der durch die Antriebswelle gedreht wird;
einem Nockenring (13), der gleitend auf einem äußeren Umfang des exzentrischen Nockens montiert ist, wobei der Nockenring eine flache Oberfläche (13a) hat, die senkrecht zu einer Achse des Kolbens ist; und
einem Kopplungsabschnitt (31) mit einer zylindrischen Seitenfläche (311) und einer flachen Endfläche (34), wobei eine Außenseite der zylindrischen Seitenfläche gleitfähig und hin- und hergehend in der Vertiefung untergebracht ist, wobei eine Außenseite der flachen Endfläche sich im gleitfähigen Kontakt mit der flachen Oberfläche des Nockenrings befindet, und wobei eine Innenseite der flachen Endfläche sich in Kontakt befindet mit dem Kolben zum axialen Übertragen der Antriebskraft der Brennkraftmaschine auf den Kolben, die zu dem Kopplungsabschnitt transportiert wird über die Antriebswelle, den exzentrischen Nocken und den Nockenring,
wobei zumindest ein Längsende der Außenseite der zylindrischen Seitenfläche mit einer graduell inwärtig geneigten Oberfläche (312, 313, 314, 315) versehen ist, die in Kontakt mit der Vertiefung ist zum geeigneten Absorbieren einer Querreibungskraft auf der Grundlage des gleitenden Kontakts mit dem Nockenring und dem Kopplungsabschnitt, wenn der Kopplungsabschnitt in der Vertiefung so geneigt ist, dass ein Festfressen aufgrund einer Reibungswärme zwischen dem Kopplungsabschnitt und der Vertiefung verhindert werden kann.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, wobei der Nockenring eine Vielzahl von flachen Oberflächen (13a) hat, die sich zueinander symmetrisch befinden bezüglich einer Achse der Antriebswelle; eine Vielzahl von Zylindern (17), eine Vielzahl von Vertiefungen (18), eine Vielzahl von Kolben (30) und eine Vielzahl von Kopplungsabschnitten (31) sind jeweils in dem Pumpengehäuse vorgesehen; und die jeweiligen Zylinder, die jeweiligen Vertiefungen, die jeweiligen Kolben und die jeweiligen Kopplungsabschnitte sind im Wesentlichen gleich geformt und befinden sich bei Positionen jeweils in Übereinstimmung mit den jeweiligen flachen Oberflächen des Nockenrings.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, wobei die graduell inwärtig geneigte Oberfläche des Kopplungsabschnitts bei beiden Längsenden der zylindrischen Seitenfläche so vorgesehen ist, dass die beiden geneigten Oberflächen, die entgegengesetzt und parallel zueinander sind bezüglich einer Längsachse des Kopplungsabschnitts, sich in Kontakt befinden können mit der Vertiefung, wenn der Kopplungsabschnitt in der Vertiefung geneigt ist.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, wobei die graduell inwärtig geneigte Oberfläche eine beliebige ist aus einer linear-konischen Oberfläche (312, 313) und einer leicht gekrümmten Ballenoberfläche (314, 315).

5. Kraftstoffeinspritzpumpe zum Liefern von Hochdruckkraftstoff zu Brennkraftmaschinen mit:
einem Pumpengehäuse (10);
einem Zylinder (17), der in dem Pumpengehäuse vorgesehen ist;
einem Kolben (300), der gleitend und hin- und hergehend bei seiner Längsseite in dem Zylinder untergebracht ist zum Komprimieren von Kraftstoff, der in den Zylinder eingesaugt wird, wobei der Kolben als eine Säule geformt ist und einen einstückigen Abschnitt (91, 92, 93, 96) mit größerem Durchmesser bei seiner anderen Längsseite hat;
einer Antriebswelle (11), die durch eine Antriebskraft der Brennkraftmaschinen gedreht wird;
einem exzentrischen Nocken (12), der durch die Antriebswelle gedreht wird;
einem Nockenring (13), der gleitend auf einem äußeren Umfang des exzentrischen Nocken montiert ist, wobei der Nockenring eine flache Oberfläche hat senkrecht zu einer Achse des Kolbens; und
einem Kopplungsabschnitt (131, 141, 136) mit einem flachen Endflächenabschnitt (131a, 141a) und einem Halteabschnitt (135, 136, 145), wobei sich eine Außenseite des flachen Endflächenabschnitts in gleitendem Kontakt befindet mit der flachen Oberfläche (13a) des Nockenrings, wobei sich eine Innenseite des flachen Oberflächenabschnitts in Kontakt befindet mit dem Kolben zum axialen Übertragen der Antriebskraft der Brennkraftmaschine auf den Kolben, die auf den Kopplungsabschnitt transportiert wird über die Antriebswelle, den exzentrischen Nocken und den Nockenring, und wobei der Halteabschnitt eng auf einen Längsendenaußenumfang des Kolbens aufgepasst ist und sich auch in Eingriff befindet mit dem einstückigen Abschnitt mit größerem Durchmesser, so dass eine Querreibungskraft auf der Grundlage des gleitenden Kontakts mit dem Nockenring und dem Kopplungsabschnitt auf den Kolben übertragen werden kann über seinen Längsendenaußenumfang ohne eine Konzentration einer Biegebelastung auf irgendeinen Abschnitt des Kolbens.

6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5, wobei der einstückige Abschnitt mit größerem Durchmesser ein auswärtig vorstehender Abschnitt (91, 92, 93) mit einer Basis zu dem Kolben hin mit einer sanft gekrümmten abgerundeten Ecke ist.

7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5, wobei der einstückige Abschnitt mit größerem Durchmesser ein auswärtig konischer Abschnitt (93, 96) ist.

8. Kraftstoffeinspritzpumpe zum Liefern von Hochdruckkraftstoff zu Brennkraftmaschinen mit:
einem Pumpengehäuse (10);
einem Zylinder (17), der in dem Pumpengehäuse vorgesehen ist;
einem Kolben (400), der gleitend und hin- und hergehend bei seiner Längsseite in dem Zylinder untergebracht ist zum Komprimieren von Kraftstoff, der in den Zylinder eingesaugt wird, wobei der Kolben als eine Säule geformt ist und mit einem Anschlagabschnitt (400a, 83) bei seinem anderen Längsende versehen ist;
einer Antriebswelle (11), die durch eine Antriebskraft der Brennkraftmaschinen gedreht wird;
einem exzentrischen Nocken (12), der durch die Antriebswelle gedreht wird;
einem Nockenring (13), der gleitend auf einen äußeren Umfang des exzentrischen Nockens montiert ist, wobei der Nockenring eine flache Oberfläche (13a) senkrecht zu einer Achse des Kolbens hat; und
einem Kopplungsabschnitt (151, 161, 34) mit einem flachen Endflächenkissenabschnitt (34, 163) und einem Halteabschnitt (151, 164), wobei sich eine Außenseite des flachen Endflächenkissenabschnitts in gleitendem Kontakt mit der flachen Oberfläche des Nockenrings befindet, wobei sich eine Innenseite des flachen Oberflächenkissenabschnitts in Kontakt befindet mit einem Ende des Kolbens zum axialen Übertragen der Antriebskraft der Brennkraftmaschine auf den Kolben, die auf den Kopplungsabschnitt transportiert wird über die Antriebswelle, den exzentrischen Nocken und den Nockenring, und wobei sich der Halteabschnitt in Eingriff befindet mit dem Anschlagabschnitt und eng auf einen Umfang des Kolbens aufgepasst ist auf einer Seite des Zylinders in Beziehung zu dem Anschlagabschnitt, so dass eine Querreibungskraft auf der Grundlage des gleitenden Kontakts mit dem Nockenring und dem flachen Endflächenkissenabschnitt auf den Kolben übertragen werden kann ohne eine Biegebelastung, die den Anschlagabschnitt ernsthaft beeinflusst.

9. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 8, wobei der flache Endflächenkissenabschnitt und der Halteabschnitt einstückig sind.

10. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 8, wobei der Anschlag eine ringförmige Nut (82) ist, die in dem Kolben vorgesehen ist, und wobei ein Sprengring (83) in die ringförmige Nut eingepasst ist.

11. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 8, wobei der Anschlag ein einstückiger Abschnitt (400b) mit größerem Durchmesser ist, der in dem Kolben vorgesehen ist.