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GEBIET DER ERFINDUNG:
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe vom Kolbentyp,
insbesondere eine Hochdruckkraftstoffpumpe vom Einzylindertyp, die insbesondere
zur Verwendung in einem Benzinmotor mit Direkteinspritzung geeignet
ist.
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VERWANDTE TECHNIK:
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Bei
einer Hochdruckpumpe eines Benzinmotors mit Direkteinspritzung muss
der Verlust durch Auslaufen von Benzin aus dem Zwischenraum minimiert
werden, indem der Zwischenraum des in der Zylinderbohrung gleitenden
Kolbens auf beispielsweise einige Mikron oder weniger verringert
wird, um Benzin mit niedriger Viskosität auf einen hohen Druck zu
komprimieren. Um sicherzustellen, dass das aus dem Zwischenraum
auslaufende Benzin zu der Niederdruck-Seite entweicht, sind üblicherweise
eine zylindrische Nut und ein mit der Niederdruck-Seite verbundener
quer verlaufender Durchlass auf halben Weg durch die Bohrung vorgesehen.
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Bei
diesem Pumpentyp gemäß dem Stand der
Technik erfordern sowohl die Bohrung als auch der Kolben zum Sicherstellen
eines kleinen Zwischenraums eine hohe Genauigkeit bei der Durchmesserabmessung
und eine hohe Zylindrizität über die
gesamte Gleitoberfläche.
Um diesen Anforderungen zu genügen,
sind hohe Kosten für
Präzisionsendbearbeitung
und nachfolgende Kontrolle erforderlich. In der Massenproduktion
ließen
sich die Anforderungen der hohen Genauigkeit nicht erfüllen, und Gleitversagen
ist aufgetreten. Um die Gleitfähigkeit zu
verbessern, muss in einigen Fällen
der Zwischen raum vergrößert werden,
was auf Kosten des Wirkungsgrads der Pumpe geht.
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Eine
Hochdruckpumpe dieses Typs gemäß dem Verfahren
aus dem Stand der Technik ist in den japanischen Offenlegungsschriften
Nr. 2002-130079 und 2001-295727 offenbart.
- Patentdokument
1; japanische Offenlegungsschrift Nr. 2002-130079.
- Patentdokument 2; japanische Offenlegungsschrift Nr. 2001-295727.
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EP-A-0
537 911 beschreibt eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit sich hin- und
herbewegendem Kolben, die einen Kolben enthält, der verschiebbar in einer
Bohrung angeordnet ist, gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1.
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EP-A-1
277 951 beschreibt eine Hochdruckkraftstoffpumpe für einen
Verbrennungsmotor mit einem Zylinder, einem in dem Zylinder verschiebbar eingepassten
Kolben und einem Dichtungsmechanismus zum Blockieren des Auslaufens
von Benzin von einem Ende eines Gleitbereichs zwischen dem Zylinder
und dem Kolben und auch zum Verhindern, dass ein Schmiermittel für einen
Antriebsmechanismus des Kolbens von dem Ende des Gleitbereichs des
Zylinders und des Kolbens in den Zylinder gelangt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG:
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Der
vorstehend genannte Stand der Technik lässt die Produktivität außer Acht
und hat das Problem, dass die Kosten steigen, falls eine hohe Genauigkeit
erreicht werden soll, und die Produktivität ist vernachlässigt worden.
Um dieses Problem zu lösen,
muss der Zwi schenraum, um die Produktivität zu steigern, auf Kosten des
Wirkungsgrads der Pumpe vergrößert werden.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochdruckpumpe und
ein Herstellungsverfahren für
diese bereitzustellen, bei der die Menge an Benzin, die zwischen
dem Zylinder und dem Kolben ausläuft,
minimiert ist, und bei der ein gleichmäßiges Gleiten sichergestellt
ist, ohne die Produktivität
der Pumpe trotz verbesserter Genauigkeit zu verringern.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der Hauptansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen werden
in den weiteren Unteransprüchen
beansprucht.
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Um
die oben genannten Probleme zu lösen, ist
die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum
zwischen der Bohrung und dem Kolben gemäß den spezifizierten Positionen
entweder des Kolbens oder der Bohrung unterschiedlich sein kann.
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Ferner
kann die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet sein, dass
Ga ≤ Gb < Gc oder Ga < Gb ≤ Gc ist, wobei
Ga einen Zwischenraum zwischen der Bohrung in dem Teilbereich von
der Kompressionskammer zu der zylindrischen Nut und dem Kolben bezeichnet;
Gb einen Zwischenraum bezeichnet, der aus den Zwischenräumen zwischen
der Bohrung von der zylindrischen Nut zu der Antriebsquellenseite
und dem Kolben näher
an der zylindrischen Nut ist; und Gc einen Zwischenraum bezeichnet,
der aus den Zwischenräumen
zwischen der Bohrung von der zylindrischen Nut zu der Antriebsquellenseite
und dem Kolben näher
an der Antriebsquellenseite ist.
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Die
vorliegende Erfindung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass
der längs
laufende Abschnitt der zylindrischen Nut eine Form aufweisen kann,
die allmählich
in Richtung der Bohrung des Zylinders breiter wird, und/oder dass
der Winkel, der an dem Teilbereich gebildet wird, wo die zylindrische
Nut die Bohrung berührt,
5 Grad oder mehr, aber nicht mehr als 25 Grad bezüglich der
axialen Richtung der Bohrung betragen kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN:
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Die
vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen detailliert
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine Querschnittsansicht, die den Zylinder und den Kolben einer
Hochdruckpumpe als eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ist
eine Querschnittsansicht, die den Zylinder einer Hochdruckpumpe
als eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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3 ist
eine Querschnittsansicht, die den Zylinder einer Hochdruckpumpe
als eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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4 ist
eine Querschnittsansicht, die den Zylinder einer Hochdruckpumpe
als eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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5 ist
eine Querschnittsansicht, die den Zylinder einer Hochdruckpumpe
als eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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6 ist
eine Querschnittsansicht, die den Zylinder und den Kolben einer
Hochdruckpumpe als eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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7 ist
eine Querschnittsansicht, die den Honvorgang des Zylinders einer
Hochdruckpumpe als eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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8 ist
eine Querschnittsansicht, die den Zylinder einer Hochdruckpumpe
als eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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9 ist
eine Querschnittsansicht, die eine vergrößerte Ansicht der zylindrischen
Nut des Zylinders von 8 darstellt;
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10 ist
eine Querschnittsansicht, die den Status des Honens eines Zylinders
gemäß dem Stand
der Technik darstellt;
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11 ist
eine Querschnittsansicht, die den Honvorgang des Zylinders einer
Hochdruckpumpe als eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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12 ist
eine Querschnittsansicht, die eine Hochdruckpumpe als eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt; und
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13 ist
eine Querschnittsansicht, die den Zylinder und den Kolben einer
Hochdruckpumpe gemäß dem Stand
der Technik darstellt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM:
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Das
Nachstehende sind die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen:
1 bezeichnet
eine Hochdruckpumpe, 2 ein Gehäuse, 3 eine Antriebsquelle, 4 einen
Zylinder, 5 einen Kolben, 6 eine Kompressionskammer, 7 eine
Hin- und Herbewegung, 40 eine Bohrung, 41 einen
quer verlaufenden Durchlass, 42 eine zylindrische Nut, 43 einen
Zwischenraum ga, 44 einen Zwischenraum gb, 45 einen
Zwischenraum gc, 46 einen inneren Durchmesser da, 47 einen
inneren Durchmesser db, 48 einen inneren Durchmesser dc, 50, 52, 54 einen
geraden Abschnitt, 51 einen leicht konisch zulaufenden Teilbereich, 53, 55 ein
(genau) aufgeweitetes Loch, 60 eine axiale Länge la, 61 eine
axiale Länge
w, 62 eine axiale Länge
lbc, 63 einen Kontaktpunkt (oberer Teilbereich), 64 einen
Kontaktpunkt (unterer Teilbereich), 70 einen Honstein, 71 eine
Honsteinspindel, 72 eine Vorschubrate va, 73 eine
Vorschubrate vb, 74 eine Vorschubrate vc, 80 einen
aufgeweiteten Teilbereich (obere Seite), 81 einen aufgeweiteten
Teilbereich (untere Seite), 82 einen Winkel (obere Seite), 83 einen
Winkel (untere Seite), 84 einen winzigen Grus (obere Seite), 85 einen
winzigen Grus (untere Seite), 90 einen gleithemmenden Faktor, 91 ein
Dichtungselement, 501 ein Ende des Kolbens (Kompressionskammerseite)
und 502 ein Ende des Kolbens (Antriebsquellenseite).
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Eine
der Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Ga ≤ Gb < Gc oder Ga < Gb ≤ Gc ist, wobei
Ga einen Zwischenraum zwischen der Bohrung und dem Kolben in dem
Teilbereich bezeichnet, der von der Kompressionskammer einer Hochdruckpumpe
zu der zylindrischen Nut führt,
wo ein quer verlaufender Durchlass mit der Bohrung durch eine zylindrische
Nut verbunden ist, welche auf halbem Weg durch die Bohrung des Zylinders
vorgesehen ist; Gb einen Zwischenraum bezeichnet, der aus den Zwischenräumen zwischen
der Bohrung von der zylindrischen Nut zu der Antriebsquellenseite
und dem Kolben näher an
der zylindrischen Nut ist; und Gc einen Zwischenraum bezeichnet,
der aus den Zwi schenräumen
zwischen der Bohrung von der zylindrischen Nut zu der Antriebsquellenseite
und dem Kolben näher
an der Antriebsquellenseite ist.
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Um
diese Zwischenraumbeziehung unter Verwendung des bearbeiteten Profils
auf der Zylinderbohrungsseite zu erreichen, werden Anordnungen hergestellt,
um Da ≤ Db < Dc oder Da < Db ≤ Dc zu erhalten,
wobei
Da einen inneren Durchmesser der Bohrung in dem Bereich
von der Kompressionskammer des oberen Teilbereichs des Zylinders
zu der zylindrischen Nut bezeichnet;
Db einen inneren Durchmesser
bezeichnet, der aus den inneren Durchmessern der Bohrung von der
zylindrischen Nut zu der Antriebsquellenseite näher an der zylindrischen Nut
ist; und
Dc einen inneren Durchmesser bezeichnet, der aus den
inneren Durchmessern der Bohrung des Zylinders von der zylindrischen
Nut zu der Antriebsquellenseite näher an der Antriebsquellenseite
ist.
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Um
das Auslaufen von Benzin zu minimieren und die Gleitlänge (axiale
Länge)
sicherzustellen, wodurch Festigkeit gegenüber der lateralen Belastung
bereitgestellt wird, werden Anordnungen hergestellt, um sicherzustellen,
dass Gc ≤ ((La
+ W + Lbc)/La) × Ga
oder Dc ≤ ((La
+ W + Lbc)/La) × Da
ist, wobei La die Breite der Zylinderbohrung in der axialen Richtung
in dem Teilbereich von der Kompressionskammer zu der zylindrischen
Nut ist; W die Breite der zylindrischen Nut in der axialen Richtung
ist; und Lbc die Breite des Teilbereichs von der zylindrischen Nut
zu der Antriebsquellenseite ist.
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Ein
Verfahren zur Herstellung einer derartigen Pumpe ist dadurch gekennzeichnet,
dass, in Bezug auf die Bedingungen zum Honen der Bohrung in dem
Teilbereich von der Kompressionskammer eines Pumpenzylinders zu
einer zylindrischen Nut, die Bedingungen zum Honen der Bohrung in
dem Teilbereich von der zylindrischen Nut zu der Antriebsquellenseite
durch Ändern
von einem oder mehreren der axialen Vorschubrate, der Honsteingeschwindigkeit, der
Anzahl der Hin- und Herbewegungen und der axialen Vorschubverweildauer
des Honwerkzeugs bestimmt werden.
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In
einer Hochdruckpumpe, bei der ein quer verlaufender Durchlass mit
der Bohrung durch eine auf halbem Weg durch die Bohrung des Zylinders vorgesehene
zylindrische Nut verbunden ist, weist der längs laufende Abschnitt der
zylindrischen Nut eine Form auf, die allmählich in Richtung der Bohrung
des Zylinders weiter wird, und der Winkel, der an dem Bereich ausgebildet
ist, wo die zylindrische Nut die Bohrung berührt, beträgt 5 Grad oder mehr, aber nicht
mehr als 25 Grad bezüglich
der axialen Richtung der Bohrung.
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Weiter,
um die Verschiebung der zentralen Wellen der Bohrungen oben (Kompressionskammerseite)
und unten (Antriebsquellenseite) an der zylindrischen Nut zu reduzieren,
ist die Breite W der zylindrischen Nut in der axialen Richtung D × 0,1 oder mehr,
aber nicht mehr als D × 0,6
bezüglich
des inneren Durchmessers D der Bohrung.
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Ein
Verfahren zur Herstellung einer derartigen Pumpe ist dadurch gekennzeichnet,
dass, in Bezug auf die Bedingungen zum Honen der Bohrung in dem
Teilbereich von der Kompressionskammer eines Zylinders zu einer
zylindrischen Nut und auf die Bedingungen zum Honen der Bohrung
in dem Teilbereich von der zylindrischen Nut zu der Antriebsquellenseite,
die Bedingungen zum Honen der Bohrung in dem mit der zylindrischen
Nut verbundenen Teilbereich durch Ändern von einem oder mehreren
der axialen Vorschubrate, der Honsteingeschwindigkeit, der Anzahl
der Hin- und Herbewegungen und der axialen Vorschubverweildauer
des Honwerkzeugs bestimmt werden.
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Im
Folgenden werden die Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben:
Unter Bezugnahme auf 12 wird
im Folgenden die Konfiguration einer Hochdruckpumpe beschrieben.
Eine Einzylinder-Hochdruckkraftstoffpumpe 1 für einen
in 12 gezeigten Benzinmotor mit Direkteinspritzung
enthält
einen Zylinder 4 und einen Kolben 5, der eine
Hin- und Herbewegung zwischen dem Zylinder 4 und der Bohrung 40 ausführt, in
dem Gehäuse 2.
Ein Ende 501 des Kolbens 5 ist mit einer Kompressionskammer 6 verbunden,
und das andere Ende 502 des Kolbens ist als eine Antriebsnocke
mit der Antriebsquelle 3 für eine Hin- und Herbewegung durch
ein Stößelelement
verbunden. Eine zylindrische Nut 42 und ein damit verbundener
quer verlaufender Durchlass 41 sind nahe der Mitte des
Zylinders 4 ausgebildet. Sobald sich der Kolben 5 in
der Abbildung nach oben bewegt, wird das Benzin in der Kompressionskammer 6 komprimiert.
Wenn sich der Kolben 5 in der Abbildung nach unten bewegt,
wird das Benzin in die Kompressionskammer 6 gesaugt. Ein
Verlust beim Wirkungsgrad der Pumpe, der durch die Hin- und Herbewegung
des Kolbens 5 verursacht wird, umfasst das Auslaufen von
Benzin aus dem Raum zwischen der Bohrung 40 des Zylinders 4 und dem
Kolben 5, nämlich
dem Zwischenraum. Falls eine übermäßige Menge
an Benzin ausläuft,
wird die Förderrate
der Pumpe 1 verringert, und der Verbrennungsdruck steigt
in extremen Fällen
nicht auf das spezifizierte Niveau an. Besonders, wenn Benzin als eine
zu komprimierende Flüssigkeit
verwendet wird, ist dieses Problem auffallend, da es eine ex trem
niedrige Viskosität
hat. Zur Lösung
des Problems muss der Zwischenraum zwischen dem Zylinder 4 und
dem Kolben 5 auf einem sehr kleinen Niveau von einigen Mikrometern
gehalten werden.
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Da
Benzin eine geringe Schmierfähigkeit hat,
kann der Zylinder 4 und/oder der Kolben 5 aufgrund
der Hin- und Herbewegung 7 des Kolbens 5 abgenutzt
werden. Um dieses Problem zu vermeiden und die Energie aus der Antriebsquelle
effektiv zu nutzen, muss ein gleichmäßiges Gleiten des Kolbens 5 sichergestellt
werden. Dies stellt ein Problem dar, wenn die Zwischenraumabmessungen
reduziert werden. Weiter enthält
diese Pumpe einen quer verlaufenden Durchlass 41 und eine
mit der Niederdruckkammer verbundene zylindrische Nut 42,
um das aus dem Zwischenraum 43 auslaufende Benzin auf die Niederdruckseite
zurückzubringen,
auf solche Weise, dass der Druck des aus der Kompressionskammer 6 auslaufenden
Benzins nicht direkt auf ein Dichtungselement 91 ausgeübt wird.
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1 ist
eine teilweise vergrößerte Ansicht des
Zylinders 4 und des Kolbens 5. Bei der vorliegenden
Ausführungsform
wurde der Zwischenraum zwischen dem Zylinder 4 und dem
Kolben 5 nicht über den
gesamten Bereich der oberen und unteren Teilbereiche und der zylindrischen
Nut, die sandwichartig dazwischen angeordnet ist, ausgebildet, sondern wurde
von der Kompressionskammer zu der zylindrischen Nut auf einem sehr
kleinen Zwischenraum 40a (zum Beispiel 3 μm) gehalten.
Auf der Seite unter der zylindrischen Nut wurden Zwischenräume 40b und 40c ausgebildet,
die etwas größer als
der Zwischenraum 40a sind. Zur Präzisionsendbearbeitung eines Lochs,
wie zum Beispiel dieser Bohrung, wird üblicherweise Honen verwendet.
Der Vorgang des Honens ist dadurch gekennzeichnet, dass, falls es
eine zylindrische Nut 42 oder dergleichen auf halbem Weg durch
das Loch gibt, die Verteilung der Honkraft, die auf den Honstein
aufgebracht wird, Schwankungen unterliegt, und die Genauigkeit des Honens
sich verschlechtert, wenn die Falschausrichtung der Bohrung an den
oberen und unteren Teilen der zylindrischen Nut 42 nicht
korrigiert wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann der Abschnitt
von der Kompressionskammer 6 und der zylindrischen Nut 42,
wo das Auslaufen von Hochdruckkraftstoff minimiert werden muss,
derart spezifiziert werden, dass der spezifizierte Abschnitt präzisionsendbearbeitet
wird. Dies ermöglicht,
dass der Zwischenraum Ga 43 reduziert wird, und stellt
gleichzeitig einen gleichmäßigen Gleitvorgang
sicher.
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Im
Folgenden wird unter Bezugnahme auf 2 bis 5 eine
weitere Ausführungsform
beschrieben: Um dieselbe Wirkung wie bei der oben erwähnten Ausführungsform
zu erzielen, ist ein gerades Präzisionsloch
mit einem inneren Durchmesser Da 46 in dem geraden Teilbereich 50 über der
zylindrischen Nut 42 der Bohrung 40 des Zylinders 4 ausgebildet,
und der leicht konisch zulaufende Bereich 51 unter der
zylindrischen Nut 42 in der Ausführungsform von 2 ist
in sehr geringem Maße
konisch ausgebildet, in solch einer Weise, um die Beziehung Da < Db < Dc zu erhalten.
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Bei
der Ausführungsform
von 3 ist ein gerades Loch mit einem inneren Durchmesser,
der etwas größer als
der Durchmesser Da über
der zylindrischen Nut 42 ist, unter der zylindrischen Nut 42 ausgebildet.
Um genauer zu sein, werden Anordnungen hergestellt, so dass Da < Db = Dc ist.
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Bei
der Ausführungsform
von 4 ist ein leicht aufgeweitetes Loch unter der
zylindrischen Nut 42 ausgebildet, und es werden Anordnungen
hergestellt, so dass Da = Db < Dc
ist.
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Bei
der Ausführungsform
von 5 sind ein gerades Loch 54 und ein mit
diesem verbundenes aufgeweitetes Loch 55 unter der zylindri schen
Nut 42 ausgebildet, und es werden Anordnungen hergestellt,
so dass Da < Db < Dc ist.
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Es
wird dieselbe Wirkung wie bei AUSFÜHRUNGSFORM 1 erzielt.
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Unter
Bezugnahme auf 6 wird eine weitere Ausführungsform
beschrieben: es werden Anordnungen hergestellt, dass Gc ≤ ((La + W
+ Lbc)/La) × Ga
oder Dc ≤ ((La
+ W + Lbc)/La) × Da
ist, basierend auf der axialen Länge
La 60 als einer axialen Breite des Teilbereichs von der
Kompressionskammer 6 zu der zylindrischen Nut 42,
der Bohrung 40 des Zylinders 4, der axialen Länge W 61 als
einer axialen Breite der zylindrischen Nut 42 und der axialen Länge Lbc 62 als
einer Breite in dem Teilbereich von der zylindrischen Nut 42 zu
der Antriebsquellenseite. Wie bei der oben genannten Ausführungsform
gezeigt, kann die Festigkeit bezüglich
der lateralen Belastung im Vergleich zu dem Fall reduziert werden, wo
der Kolben über
den gesamten Bereich darüber und
darunter geführt
wird, wenn der minimale Zwischenraum nur auf den Bereich über der
zylindrischen Nut beschränkt
ist. Bei dieser Ausführungsform
kann der Kolben sogar unter Berücksichtigung der
maximalen Neigung des Kolbens während
des Gleitvorgangs durch den oberen Bereich 63 und den unteren
Bereich 64 der Bohrung 40 des Zylinders 4 geführt werden.
Dies sorgt für
ausreichende Festigkeit bezüglich
der auf den Kolben 5 aufgebrachten lateralen Belastung.
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Im
Folgenden wird unter Bezugnahme auf 7 eine weitere
Ausführungsform
des Verfahrens zur Ausbildung einer Bohrung des bei der oben genannten
Ausführungsform
erwähnten
Zylinders beschrieben. Die Ziffer 70 bezeichnet einen Honstein zur
Endbearbeitung der Bohrung 40 des Zylinders 4. Die
Ziffer 71 zeigt die Honsteinspindel an. Bei dieser Ausführungsform
wird die Vorschubrate Vc 74 des unteren Teils bezüglich der
axialen Honsteinvorschubrate Va 72 und der axia len Honsteinvorschubrate
Vb 73 der zylindrischen Nut 42 während des Honprozesses
allmählich
reduziert. Während
des Honvorgangs wird das Honen mit einer sehr leichten elastischen
Verformung des Honsteins, der Honsteinspindel und ihrer Verbindungsteile
durchgeführt. Durch
diese elastische Verformung wird eine leichte Vergrößerung des
Bearbeitungsdurchmessers verursacht, wenn die axiale Vorschubrate
reduziert wird. Bei dieser Ausführungsform
wird dieses Prinzip genutzt, um die Geschwindigkeit zu steuern,
wodurch das optimale Bohrungsprofil ausgebildet wird, wie bei den
oben genannten Ausführungsformen
gezeigt.
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Die
gleiche Wirkung lässt
sich erzielen, indem eines oder mehrere aus der Geschwindigkeit des
Honsteins 70, der Anzahl der Hin- und Herbewegungen und
der axialen Vorschubverweildauer verändert wird oder werden.
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Im
Folgenden wird unter Bezugnahme auf 8 noch eine
weitere Ausführungsform
beschrieben: Bei dieser Ausführungsform
weist der längs
laufende Abschnitt der zylindrischen Nut 42 eine Form auf,
die allmählich
in Richtung der Bohrung 40 des Zylinders 4 weiter
wird, und betragen die Winkel 82 und 83, die an
dem Teilbereich gebildet sind, wo die zylindrische Nut 42 die
Bohrung 4 berührt
(zwei aufgeweitete Teilbereiche (obere Seite) und (untere Seite) 80 und 81),
jeweils 5 Grad oder mehr, aber nicht mehr als 25 Grad bezüglich der
axialen Richtung der Bohrung. Es ist verifiziert worden, dass ein
winziger Grus (obere Seite) 84 und ein winziger Grus (untere Seite) 85 als
Kreuzungsstellen zwischen den Bereichen 80 und 81 der
zylindrischen Nut 42 und der Bohrung 40 in einer
sehr gleichmäßigen Form
ausgebildet werden, wenn die Bohrung 40 durch Honen endbearbeitet
wird. Dies ist so, weil die Erzeugung von Graten in dem Bereich
von 5 bis 25 Grad während
des Honvorgangs reduziert wird, wobei diese Grate durch eine sehr
leichte plastische Verformung der oberen Oberflächenschicht des Zylinders 4 verursacht
werden, und gleichzeitig durch die oben genannte leichte plastische
Verformung auf der Seite des Honsteins ein gleichmäßiger Radius
ausgebildet wird; dies wird nämlich
durch einen Synergieeffekt dieser zwei Faktoren verursacht. Somit
wird gleichmäßiges Gleiten
auch dann erreicht, wenn der Zwischenraum Ga 43 zwischen
dem Zylinder 4 und dem Kolben 5 durch den winzigen
Grus (obere Seite) 84 und den winzigen Grus (untere Seite) 85,
die diesen gleichmäßigen Radius
ausbilden, reduziert wird.
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Zusätzlich zu
den oben genannten Ausführungsformen
wurde die axiale Länge 61 als
eine axiale Breite W der zylindrischen Nut 42 so konfiguriert, dass
sichergestellt ist, dass D × 0,1
oder mehr, aber nicht mehr als D × 0,6 bezüglich des inneren Durchmessers
D der Bohrung, wie in 9 gezeigt. Falls die axiale
Länge W 61 als
eine Breite größer ist,
wird der Honstein 70 an einer Position nahe der zylindrischen
Nut 42 vorübergehend
instabil, wie in 10 gezeigt. Dies macht es schwierig,
die axiale Falschausrichtung zu korrigieren. Theoretisch lässt sich
die Stabilität
durch Verwendung eines in axialer Richtung langen Honsteins sicherstellen,
aber in der tatsächlichen
Praxis ist es schwierig, einen präzise engen Kontakt mit der
Bohrung 40 über
die gesamte Länge
eines langen Steins zu erreichen. Dies erfordert, dass die Nutbreite
W verkürzt
wird. Experimente haben gezeigt, dass "W" in
dem Bereich von D × 0,1 bis
D × 0,6
gehalten werden sollte.
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11 zeigt
das Verfahren zum Honen der Bohrung 40 des Zylinders 4.
Bei diesem Beispiel wird, in Bezug auf die Bedingungen zum Honen
der Bohrung in dem Teilbereich von der Kompressionskammer 6 des
Zylinders 4 zu der zylindrischen Nut 42 und auf
die Bedingungen zum Honen der Bohrung von der zylindrischen Nut 42 zu
der Antriebsquellenseite, aus den Bedingungen zum Honen der mit
der zy lindrischen Nut 42 verbundenen Bohrung die axiale
Vorschubrate des Honwerkzeugs an der zylindrischen Nut 42 reduziert.
Dies ermöglicht
eine gleichmäßige Konfiguration
der Kreuzungsstelle zwischen den zylindrischen Nuten 42 und
der Bohrung 40. Weiterhin lässt sich die gleiche Wirkung
durch Änderung eines
oder mehrerer der Honsteingeschwindigkeit, der Anzahl der Hin- und
Herbewegungen und der axialen Verweildauer als den Bedingungen zum
Honen erzielen.
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12 zeigt
die Hochdruckkraftstoffpumpe 1 als eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Diese Pumpe ermöglicht eine Reduzierung des
Zwischenraums zwischen dem Zylinder 4 und dem Kolben 5,
ohne die Produktivität
des inneren Durchmessers des Zylinders 4 zu verringern,
und erlaubt gleichmäßiges Gleiten.
Dies ermöglicht
es, eine Pumpe zu fertigen, die durch ein reduziertes Auslaufen
von Kraftstoff, eingesparte Antriebsenergie und einen verbesserten
Kompressionswirkungsgrad gekennzeichnet ist.
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13 zeigt
die Konfiguration des Zylinders 4 und des Kolbens 5 einer
Pumpe des Standes der Technik. Es wird eine Bearbeitung ausgeführt, um
die gleiche Genauigkeit über
den gesamten Bereich der Bohrung 40 des Zylinders 4 zu
erhalten. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass über und unter der zylindrischen
Nut 42 eine Falschausrichtung auftritt. Der gleithemmende
Faktor 90 beeinträchtigt
den Kolben 5, mit dem Ergebnis, dass kein gleichmäßiges Gleiten
sichergestellt werden kann. Dies erfordert, dass der Zwischenraum
Ga 43 vergrößert wird.
Dies wiederum geht Hand in Hand mit einem erhöhten Auslaufen von Kraftstoff
und einem verschlechterten Pumpenwirkungsgrad.
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Die
vorliegende Erfindung schlägt
einen längs
laufenden Abschnitt einer Bohrung und das Profil einer zylindrischen
Nut vor, um eine Optimierung sowohl der Pumpenleistung als auch
der Produktivität
sicherzustellen. Sie reduziert den Zwischenraum zwischen dem Zylinder
und dem Kolben, bei dem die Kosten durch eine erforderliche strenge Genauigkeit
bei den Teilen erhöht
sind, und stellt eine sehr effiziente Hochdruckpumpe bereit, die
durch höhere
Gleitleistung als beim Stand der Technik gekennzeichnet ist. Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung
einer derartigen Pumpe bereit.