(57)【要約】  本発明は、ポンプハウジング（５２）とポット形状のカバーエレメント（５４）とを備えていて、ポンプハウジング（５２）とカバーエレメント（５４）とが環状の溶接シームによって互いに結合されている、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法であって、下記のステップ、すなわち、ポンプハウジング（５２）を下側電極（７１）に接触させるステップと、カバーエレメント（５４）を緊締把持器（８０）によって把持し、かつカバーエレメント（５４）を電極（７２）に接触させるステップと、カバーエレメント（５４）の開放側を、ポンプハウジング（５２）の、下側電極（７１）とは反対側に位置している側と接触させ、このときカバーエレメント（５４）を、ポンプハウジング（５２）の、下側電極（７１）とは反対側に位置している側においてセンタリングさせるステップと、カバーエレメント（５４）をポンプハウジング（５２）に対して下側電極（７１）の方向に押圧し、かつ電極（７２）からカバーエレメント（５４）およびポンプハウジング（５２）を介して下側電極（７１）に、電流を導入し、これによってカバーエレメント（５４）とポンプハウジング（５２）との間における接触箇所において、溶融を発生させ、かつ次いでカバーエレメント（５４）とポンプハウジング（５２）とを素材結合式に結合させるステップとを有する、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法に関する。
2019520518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプハウジング（５２）とポット形状のカバーエレメント（５４）とを備え、前記ポンプハウジング（５２）と前記カバーエレメント（５４）とが環状の溶接シームによって互いに結合されている、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法であって、
前記ポンプハウジング（５２）を下側電極（７１）に接触させるステップと、
前記カバーエレメント（５４）を緊締把持器（８０）によって把持し、かつ前記カバーエレメント（５４）を電極（７２）に接触させるステップと、
前記カバーエレメント（５４）の開放側を、前記ポンプハウジング（５２）の、前記下側電極（７１）とは反対側に位置している側と接触させ、前記カバーエレメント（５４）を、前記ポンプハウジング（５２）の、前記下側電極（７１）とは反対側に位置している側においてセンタリングさせるステップと、
前記カバーエレメント（５４）を前記ポンプハウジング（５２）に対して前記下側電極（７１）の方向に押圧し、かつ前記電極（７２）から前記カバーエレメント（５４）および前記ポンプハウジング（５２）を介して前記下側電極（７１）に、電流を導入し、これによって前記カバーエレメント（５４）と前記ポンプハウジング（５２）との間における接触箇所において、溶融を発生させ、かつ次いで前記カバーエレメント（５４）と前記ポンプハウジング（５２）とを素材結合式に結合させるステップと、
を特徴とする、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法。
【請求項２】
前記ポンプハウジング（５２）への前記カバーエレメント（５４）の前記押圧を、前記電極によって前記カバーエレメント（５４）に導入される力によって行う、
請求項１記載の、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法。
【請求項３】
前記緊締把持器（８０）と前記電極（７２）とを全体として、単一の工具（８１，８０，７２）によって実現する、
請求項１または２記載の、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法。
【請求項４】
前記カバーエレメント（５４）を、前記緊締把持器（８０）と前記電極（７２）とを同時に実現する前記単一の工具（８１，８０，７２）において、把持および接触時に収容する、
請求項３記載の、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法。
【請求項５】
前記カバーエレメント（５４）は、半径方向の外壁（５４１）に流体接続部（５４２）を有し、かつ前記緊締把持器（８０）は前記カバーエレメント（５４）を、前記流体接続部（５４２）の、前記ポンプハウジング（５２）に向けられた側において把持し、これに対して前記電極は前記カバーエレメント（５４）に、前記流体接続部（５４２）の、前記ポンプハウジング（５２）とは反対の側において接触する、
請求項１または２記載の、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法。
【請求項６】
前記カバーエレメント（５４）の内径は、前記ポンプハウジング（５２）の外径に対して過剰寸法を有している、
請求項１から５までのいずれか１項記載の、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法。
【請求項７】
前記下側電極（７１）の方向における前記ポンプハウジング（５２）への前記カバーエレメント（５４）の押圧中に、かつ／または前記電極（７２）からの前記カバーエレメント（５４）および前記ポンプハウジング（５２）を介した前記下側電極への、電流の導入中に、前記カバーエレメント（５４）と前記ポンプハウジング（５２）との間において相互に相対運動を行う、
請求項１から６までのいずれか１項記載の、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法。
【請求項８】
前記相対運動を、前記緊締把持器（８０）および／または前記電極（７２）が下降時に接触する、別体の機械式のストッパ（９０）によって制限する、
請求項７記載の、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法。
【請求項９】
前記プロセスの間に少なくとも１つのプロセス特徴を検出し、かつ該プロセス特徴を、予め設定された基準データと比較し、かつこの比較に基づいて、プロセスがエラーを含んでまたはエラーなしで行われているか否かを確認する、
請求項１から８までのいずれか１項記載の、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法。
【請求項１０】
前記プロセス特徴は、前記カバーエレメント（５４）と前記ポンプハウジング（５２）との間における相対運動であり、かつ／または前記電極（７２）から前記下側電極（７１）に流れる電流の強さである、
請求項１から９までのいずれか１項記載の、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の、高圧燃料ポンプを製造する方法に関する。
【０００２】
市場から公知の、内燃機関用の燃料システムでは、内燃機関の燃料は、燃料タンクからフィードポンプおよび機械式に駆動される高圧燃料ポンプを用いて、高圧下で高圧蓄圧器（「レール」）に圧送される。このような高圧燃料ポンプのポンプハウジングに接してまたは該ポンプハウジング内には、通常、圧力緩衝装置が配置されている。このような圧力緩衝装置は、多くの場合、カバーエレメントと、該カバーエレメントとポンプハウジングとの間に配置されたダイヤフラム緩衝器とを含んでおり、このダイヤフラム緩衝器は、通常、ガスが満たされたダイヤフラムボックスとして形成されていて、かつ支持エレメントを介してポンプハウジングに支持されている。このとき圧力緩衝装置は、低圧領域に流体接続されている。このとき圧力緩衝装置は、燃料システムの低圧領域における圧力脈動を緩衝するために働き、このような圧力脈動は、例えば高圧燃料ポンプの、例えば入口弁である弁の開閉動作によって発生する。ポンプハウジングとカバーエレメントとの間における素材結合式の結合部は、従来技術によれば、レーザ溶接プロセスを用いて形成される。
【０００３】
発明の開示
本発明は、高圧燃料ポンプの製造が比較的簡単かつ確実になるという利点を有しており、かつポンプを好適に構成することができる。
【０００４】
従来技術に基づいて公知のレーザ溶接プロセスでは、ポンプの内部における溶接滓を回避するために、予防措置を施すことが必要である。提案されたコンデンサ・放電・圧入式溶接プロセス（ＫＥＥＰ溶接プロセス）では、これに対して単に、結合箇所における堅固なばりの形態の溶接圧出（Schweissaustrieb）だけが行われる。これによってＫＥＥＰ溶接プロセスによっては、ポンプ内への追加的な汚れの進入が発生しない。したがってさらなる予防措置を省くことができる。さらにＫＥＥＰ溶接プロセスは、公知のレーザ溶接プロセスに比べてより短いサイクルタイムを有している。
【０００５】
本発明によれば、ポンプハウジングとポット形状のカバーエレメントとを備えていて、このときポンプハウジングとカバーエレメントとが、環状の溶接シーム（３６０°）によって互いに結合されている高圧燃料ポンプを製造するために、請求項１に記載されたプロセスステップを実施することが提案されている。
【０００６】
緊締把持器と電極とを全体として、単一の工具によって実現することによって、方法をさらに簡単化することができる。
【０００７】
さらに、カバーエレメントの内径が、ポンプハウジングの外径に対して過剰寸法を有していることが、提案されていてよい。これに関連して、カバーエレメントをポンプハウジングの上に被せることが提案されていてよい。このようにすると、高圧燃料ポンプの高さは、被せ嵌め（Ueberpressung）の値だけ減じられる。このようにして高圧燃料ポンプは、全体として比較的コンパクトになり、このことは、内燃機関内への高圧燃料ポンプの組込み時における重要な要求である。同時に、この処置によってカバーエレメントの有効直径も増大する。このようにして、カバーエレメントとポンプハウジングとの間に増大された圧力緩衝器を設けることが可能になり、このことは、圧力緩衝器の機能性にポジティブに作用する。
【０００８】
プロセスの発展形態では、プロセス中に、カバーエレメントとポンプハウジングとの間における相対運動を検出し、かつ評価することが提案されている。追加的にまたは択一的に、電流経過を検出し、かつ評価することも可能である。このとき特に、検出されたプロセス特徴を、予め設定された基準データと比較し、かつ次いでこの比較に基づいて、プロセスがエラーを含んでまたはエラーなしで行われているか否かを確認することが提案されている。
【０００９】
本発明のその他の特徴、使用可能性および利点については、本発明の実施形態の以下の記載において述べる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】内燃機関用の燃料システムを単純化して示す概略図である。
【図２】高圧燃料ポンプを示す断面図である。
【図３】本発明に係る製造方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る製造方法を実施する装置を示す図である。
【図５】本発明に係る製造方法を実施する、択一的な装置を示す図である。
【００１１】
図１には、さらには図示されていない内燃機関用の燃料システム１０が、単純化された概略図で示されている。燃料タンク１２から、燃料システム１０の作動時に燃料が、吸込み管路１４を介して、フィードポンプ１６および低圧管路１８を用いて、入口２０を介して、ピストンポンプとして形成された高圧燃料ポンプ２２に供給される。入口２０には入口弁２４が配置されており、この入口弁２４を介してピストン室２６が、フィードポンプ１６、吸込み管路１４および燃料タンク１２を含む低圧領域２８に流体接続可能である。低圧領域２８における圧力脈動は、圧力緩衝装置２９を用いて緩衝することができる。入口弁２４は、操作装置３０を介して強制的に開放することができる。操作装置３０、ひいては入口弁２４は、制御ユニット３２を介して駆動制御可能である。
【００１２】
高圧燃料ポンプ２２のピストン３４は、本実施形態ではカム円板として形成された駆動装置３６を用いて、ピストン長手方向軸線３８に沿って昇降運動可能であり、これは、符号４０で示された矢印によって概略的に示されている。液圧的に見て、高圧燃料ポンプ２２のピストン室２６と出口管片４２との間には、出口弁４４が配置されており、この出口弁４４は、高圧蓄圧器４６（「レール」）に向かって開放することができる。高圧蓄圧器４６における制限圧の超過時に開放する圧力制限弁４８を介して、高圧蓄圧器４６とピストン室２６とは流体接続可能である。
【００１３】
高圧燃料ポンプ２２は、図２において断面図で示されている。図２の図示において高圧燃料ポンプ２２の上側領域には、圧力緩衝装置２９が配置されている。圧力緩衝装置２９は、ポット形状のカバーエレメント５４を含んでおり、このカバーエレメント５４は、結合領域５６においてポンプハウジング５２に結合されていて、つまり本実施形態では、ＫＥＥＰ溶接シーム（コンデンサ・放電・圧入式溶接シーム（Kondensator-Entladungs-Einpress-Schweissnaht））を介して結合されている。結合領域５６は、周方向においてポンプハウジング５２を取り囲んで延びている。カバーエレメント５４とポンプハウジング５２との間には、ダイヤフラム緩衝器であるボックス６０が２つの保持エレメントを用いて保持されている。
【００１４】
金属製のカバーエレメント５４と金属製のポンプハウジング５２との間におけるＫＥＥＰ溶接シームは、図３および図４に概略的に示されているように、例えば以下のようにして形成される。すなわち、第１のプロセスステップ１０１において、金属製のポンプハウジング５２は、下側電極７１の上に載置され、ひいては電気接触させられる。第２のプロセスステップ１０２において金属製のカバーエレメント５４は、緊締把持器８０においてその開放側を下方に向けて収容され、かつ緊締把持器８０によって把持され、かつ電気接触させられる。第３のプロセスステップ１０３において、カバーエレメント５４の開放側は、ポンプハウジング５２の上側と接触させられる。カバーエレメント５４の内径は、ポンプハウジング５２の外径に対して例えば０.５ｍｍの僅かな過剰寸法を有している。したがってカバーエレメント５４はポンプハウジングにおいて自然にセンタリングされる。その後で本来の溶接プロセスが始まる。すなわちこのとき第４のプロセスステップ１０４において、カバーエレメント５４は大きな力でポンプハウジング５２に向かって押圧される。力形成後に、緊締把持器８０を介して強電流がカバーエレメント５４に導入され、強電流は、接触箇所を介してポンプハウジング５２内に流入し、下側電極７１において再び流出する。したがって緊締把持器８０は、同時にＫＥＥＰ溶接プロセスの電極７０でもある。カバーエレメント５４とポンプハウジング５２との接触箇所における大きな接触抵抗によって、両部材は溶融し、かつ凝固時に素材結合式に互いに結合する。このときポンプハウジング５２に対して相対的にカバーエレメント５４は下降する。この下降は、別体の機械式のストッパ９０によって制限され、このストッパ９０に緊締把持器８０は、確定された下降距離の後で接触する。最後のプロセスステップ１０５において、ポンプは溶接装置から取り出される。追加的に、プロセス中に下降距離および／または電流経過を記録し、かつ下降距離および／または電流経過を、例えば予備実験において得られた、予め設定された基準データと比較し、かつプロセスがエラーを含んでまたはエラーなしに行われているか否かを、比較に基づいて確認するようになっていてよい。
【００１５】
機械式のストッパ９０の使用の代わりに、緊締把持器もしくは電極の下降を、別の適宜なセンサ装置、例えば距離センサを用いて検出し、かつ予め設定された下降距離の後で押圧を終了させることが可能である。このようにしても同様にさらなる下降は、もはや発生しない。
【００１６】
図５に示す択一的な実施形態では、カバーエレメント５４はその半径方向の外壁５４１に、接続管片として形成された流体接続部５４２を有している。この変化形態は、適合された工具コンセプトを必要とする。このとき押圧力および電流の導入は、同じく電極７０を介して行われ、この電極７０は、カバー上側に装着されているが、しかしながらカバーを、先行する実施形態におけるように完全には取り囲んでいない。その代わりにカバーエレメント５４は、溶接プロセス中にカバーが外方に向かって逃げることを阻止するために、別体の緊締把持器８０を介して管片の下でカバーエレメント５４の半径方向の外壁５４１に保持される。
【図１】
2019520518.tif 000003
【図２】
2019520518.tif 000004
【図３】
2019520518.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年3月7日(2019.3.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプハウジング（５２）とポット形状のカバーエレメント（５４）とを備え、前記ポンプハウジング（５２）と前記カバーエレメント（５４）とが環状の溶接シームによって互いに結合されている、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法であって、
前記ポンプハウジング（５２）を下側電極（７１）に接触させるステップと、
前記カバーエレメント（５４）を緊締把持器（８０）によって把持し、かつ前記カバーエレメント（５４）を電極（７２）に接触させるステップと、
前記カバーエレメント（５４）の開放側を、前記ポンプハウジング（５２）の、前記下側電極（７１）とは反対側に位置している側と接触させ、前記カバーエレメント（５４）を、前記ポンプハウジング（５２）の、前記下側電極（７１）とは反対側に位置している側においてセンタリングさせるステップと、
前記カバーエレメント（５４）を前記ポンプハウジング（５２）に対して前記下側電極（７１）の方向に押圧し、かつ前記電極（７２）から前記カバーエレメント（５４）および前記ポンプハウジング（５２）を介して前記下側電極（７１）に、電流を導入し、これによって前記カバーエレメント（５４）と前記ポンプハウジング（５２）との間における接触箇所において、溶融を発生させ、かつ次いで前記カバーエレメント（５４）と前記ポンプハウジング（５２）とを素材結合式に結合させるステップと、
を特徴とする、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法。
【請求項２】
前記ポンプハウジング（５２）への前記カバーエレメント（５４）の前記押圧を、前記電極によって前記カバーエレメント（５４）に導入される力によって行う、
請求項１記載の、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法。
【請求項３】
前記緊締把持器（８０）と前記電極（７２）とを全体として、単一の工具（８１，８０，７２）によって実現する、
請求項１または２記載の、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法。
【請求項４】
前記カバーエレメント（５４）を、前記緊締把持器（８０）と前記電極（７２）とを同時に実現する前記単一の工具（８１，８０，７２）において、把持および接触時に収容する、
請求項３記載の、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法。
【請求項５】
前記カバーエレメント（５４）は、半径方向の外壁（５４１）に流体接続部（５４２）を有し、かつ前記緊締把持器（８０）は前記カバーエレメント（５４）を、前記流体接続部（５４２）の、前記ポンプハウジング（５２）に向けられた側において把持し、これに対して前記電極は前記カバーエレメント（５４）に、前記流体接続部（５４２）の、前記ポンプハウジング（５２）とは反対の側において接触する、
請求項１または２記載の、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法。
【請求項６】
前記カバーエレメント（５４）の内径は、前記ポンプハウジング（５２）の外径に対して過剰寸法を有している、
請求項１から５までのいずれか１項記載の、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法。
【請求項７】
前記下側電極（７１）の方向における前記ポンプハウジング（５２）への前記カバーエレメント（５４）の押圧中に、かつ／または前記電極（７２）からの前記カバーエレメント（５４）および前記ポンプハウジング（５２）を介した前記下側電極への、電流の導入中に、前記カバーエレメント（５４）と前記ポンプハウジング（５２）との間において相互に相対運動を行う、
請求項１から６までのいずれか１項記載の、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法。
【請求項８】
前記相対運動を、前記緊締把持器（８０）および／または前記電極（７２）が下降時に接触する、別体の機械式のストッパ（９０）によって制限する、
請求項７記載の、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法。
【請求項９】
前記カバーエレメント（５４）と前記ポンプハウジング（５２）との間における相対運動である、かつ／または前記電極（７２）から前記下側電極（７１）に流れる電流の強さであるプロセス特徴を前記ステップの間に検出し、かつ該プロセス特徴を、予め設定された基準データと比較し、かつこの比較に基づいて、前記ステップがエラーを含んでまたはエラーなしで行われているか否かを確認する、
請求項１から８までのいずれか１項記載の、高圧燃料ポンプ（２２）を製造する方法。
【国際調査報告】
2019520518.tif 000008
2019520518.tif 000009
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