(57)【要約】【課題】内燃機関のコモン・レール・システム用圧力リザーバを提供すること。【解決手段】この圧力リザーバは、媒体を蓄積するための基本体（２）の内部に設けられた蓄積スペース（４）を境界付ける壁（３）を有し、媒体を導き出すための少なくとも１つの貫通孔（５）も有する管状の基本体（２）を備えている。貫通孔（５）は、壁（３）を介して延び、分岐要素（７）のスルーウェイ（６）内に開いており、壁（３）は、分岐要素（７）を受けるためその外面上に２つの凹部（８）を有し、分岐要素（７）は、媒体をスルーウェイ（６）を介して導き出すことができるように設計され構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本体（２）の内部に設けられた蓄積すべき媒体用蓄積スペース（４）を境界付ける壁（３）を備えた管状の基本体（２）を有し、壁（３）を介して延び分岐要素（７）のスルーウェイ（６）内に開いている媒体を導き出すための少なくとも１つの貫通孔（５）も有する内燃機関のコモン・レール・システム用圧力リザーバであって、壁（３）がその外面上に分岐要素（７）を受けるための２つの凹部（８）を有し、分岐要素（７）が、媒体がスルーウェイ（６）を介して導き出されるように設計され構成されていることを特徴とする圧力リザーバ。
【請求項２】
取付け手段（９）が、基本体（２）の壁（３）内の分岐要素（７）を固定するために設けられている、請求項１に記載の圧力リザーバ。
【請求項３】
封止用の封止要素（１０）が、分岐要素（７）のスルーウェイ（６）と壁（３）の貫通孔（５）の間に設けられている、請求項１または請求項２に記載の圧力リザーバ。
【請求項４】
封止要素（１０）が、弾性封止リング（１０）として成形されている、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の圧力リザーバ。
【請求項５】
間隙（１１）が、分岐要素（７）を基本体（２）の壁（３）から間隔を置いて配置するために、分岐要素（７）と基本体（２）の壁（３）の間に設けられている、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の圧力リザーバ。
【請求項６】
平坦部分（１２）が基本体（２）の壁（３）の外面に設けられ、平坦部分（１２）が少なくとも貫通孔（５）の領域内で平らである、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の圧力リザーバ。
【請求項７】
平坦部分（１２）が、基本体（２）の実質的長さにわたって配置されている、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の圧力リザーバ。
【請求項８】
貫通孔（５）および／またはスルーウェイ（６）が、半径方向に延びている、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の圧力リザーバ。
【請求項９】
各凹部（８）が長手方向の溝（８）として設計され、基本体（２）の長手方向軸（Ｌ）に沿って延びている、請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の圧力リザーバ。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれかによる、特にサーボ・オイル用圧力リザーバ（１）を含む、コモン・レール・システムを備えた大型ディーゼル機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コモン・レール・システム用圧力リザーバに関し、また当該範疇の独立請求項のプリアンブルによるこうした圧力リザーバを有するコモン・レール・システムを備えた大型ディーゼル機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、特にコモン・レール・システム、とりわけ大型ディーゼル機関のサーボ・オイル・システムに適した圧力リザーバに関する。大型ディーゼル・エンジンは、たとえば船舶用主駆動集合体または発電用固定装置として使用される。これらは主に、低速２行程クロスヘッド型機関、または４行程機関として製作される。さらに最近の開発によれば、燃料噴射、たとえばガス交換用のサーボ・オイル・システム、水噴射、および必要な場合には、たとえば油量調整用の補助システムが、最新の大型ディーゼル機関内のコモン・レール・システムで動作している。こうした構成では、それぞれ流体、たとえば、噴射用燃料、出口弁を作動させる圧媒体、または噴射を制御する作動媒体が、ポンプによって高圧下で、アキュムレータとも呼ばれる圧力リザーバ内に供給される。次いで、内燃機関のシリンダ全てに、それぞれアキュムレータから高圧下の流体が供給され、またはその流体によって弁および燃料噴射装置が制御される。圧力リザーバは、それぞれ両端部が閉鎖され、機関に沿ってほぼシリンダ・ヘッドの高さで延びる管状の構成部品として設計することができる。圧力リザーバの管状基本体は、通常、数個の孔を有し、その孔を介して圧力リザーバの蓄積スペースを、それぞれ個々のシリンダの供給または作動装置に連結することができる。
【０００３】
最大圧力は、通常、燃料噴射用コモン・レール・システム内で生じる。たとえば、関連する圧力リザーバ内の圧力は、２０００バールにまで達する可能性がある。作動の際に、圧力リザーバに対する機械的要求が高いのは、たとえば圧力変動によって生じた動的荷重である。圧力リザーバの高圧力に対する抵抗力は、特に半径方向の孔によって制限を受ける。これらの半径方向の孔により、切欠き係数としても知られている係数で３〜４倍以上、応力、特に比較応力が増大する可能性がある。たとえば、内径が５０ｍｍよりも大きく１００バールより高い圧力の大型パイプでは、市販の材料、たとえばＳｔ５２を使用する場合、パイプの壁の許容応力を維持するには、不相応に壁の強度を高くしなければならない。
【０００４】
ＤＥ−Ａ−１９９  ４９  ９６２では、コモン・レール噴射システムの圧力リザーバの高圧抵抗を増加させるために、蓄積スペースとして働く基本体の内部を、孔の開口の領域内で平坦に形成して、孔と基本体との交差領域における最大応力を低減することが提案されている。こうした平坦な領域は、後に材料を局所的に機械加工で取り除くことによって製造される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、高内圧をもたらすために外側寸法または壁の強度を、したがって圧力リザーバのスペースおよび材料の要件を増加する必要なしに、できる限り単純な手段により動的荷重で高い内圧が容易に存在する内燃機関のコモン・レール・システム用圧力リザーバを提供することである。この圧力リザーバは、特に大型ディーゼル機関のコモン・レール・システム、とりわけサーボ・オイル・システムに適している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を満足させる圧力リザーバは、独立請求項１の特色によって特徴付けられている。
【０００７】
当該独立請求項は、特に本発明の有利な実施例に関する。
【０００８】
したがって、本発明は、壁を備えた管状の基本体をもつ内燃機関のコモン・レール・システム用圧力リザーバに関する。この壁は蓄積スペースを境界付けており、蓄積スペースは、媒体を蓄積するために基本体の内部に設けられ、少なくとも１つの貫通孔が媒体を導き出すために設けられている。この貫通孔は、壁を介して延び、分岐要素のスルーウェイ内に開いており、壁は、その外面に２つの凹部を有して、分岐要素を受け、分岐要素は、媒体をスルーウェイを介して導き出すことができるように設計され配置されている。
【０００９】
本発明による圧力リザーバは、周知の方法で、壁を備えた管状基本体を有しており、この壁は、蓄積すべき媒体、特に高圧下にあるサーボ・オイルのための蓄積スペースを境界付けている。ここでは、壁は、媒体を導き出すための少なくとも１つの貫通孔を有し、この貫通孔は、好ましくは連結フランジとして設計された分岐要素のスルーウェイと相互作用して、貫通孔および／または分岐要素のスルーウェイが好ましくは中空のシリンダの設計になっており圧力リザーバの長手方向軸に対して半径方向に延びている状態で、媒体を圧力リザーバの蓄積スペースから貫通孔および分岐要素のスルーウェイを介して抜き出すことができるようにしている。当然、貫通孔および／またはスルー・ウェイは、異なる方法で形成することもでき、上記に記載した方法とは別の方法で圧力リザーバの壁に配置することもできる。
【００１０】
本発明は、基本体の壁が、分岐要素を受けるために少なくとも２つの凹部をその外面上に有することが重要である。この点で、好ましい実施例では、凹部は、長手方向の溝として設計され、基本体の実質的な長さにわたって長手方向軸に沿って延びており、このことは、生産技術にとりわけ好都合である。凹部は、当然、分岐要素の領域内にだけ形成することもできる。
【００１１】
実際上重要な一実施例では、分岐要素は、２つの支持レールを有しており、この支持レールは、基本体の壁にある凹部と協働して、作動状態にあるときは、分岐要素が圧力リザーバの管状基本体にプレストレスを生成するように設計され分岐要素に配置されている。こうすると、作動状態で、基本体の内部の蓄積スペースと外部環境との高圧力差によって生じる、基本体内の、すなわち、または基本体の壁内の応力を著しく減少させることができる。すなわち、貫通孔に直接近接する壁内に生じる、貫通孔によってもたらされる応力の増加の結果として起こる、基本体内の、すなわち基本体の壁内の分岐要素によって生じるプレストレスを、作動状態でかなり補償できることが分かっている。基本体を製造した材料の所与の疲労強度のためのこの手段で、許容内圧をかなり増大させ、たとえば壁をより薄く設計することができるため、動的荷重を低減し、かつ／または圧力リザーバの外側寸法、特にその外径を縮小することができる。
【００１２】
取付け手段、特にねじ連結器を、分岐要素を固定するために供給することによって、分岐要素を事前決定可能なプレストレスで基本体の壁内に保持することができる。この構成では、事前決定可能なプレストレスを、凹部内に配置された指示レールを介して、かつ／または基本体の壁のねじ連結器を介して連通させることができる。この構成では、基本体と分岐要素の間に特に間隙を設けて、分岐要素を基本体の壁から間隔を置いて配置することができ、基本体内のプレストレスを均一に調整して、圧力リザーバが、基本体内の蓄積スペース内の動的圧力変化に対して、全体的に柔軟に反応することもできる。
【００１３】
この特別の場合、封止のために、封止要素を分岐要素のスルーウェイと壁の貫通孔との間に配置することができる。封止要素は好ましくは、たとえば中空のレンズ型シールなど、弾性金属封止リングとして設計することができるが、必ずしも必要ではない。この場合、弾性金属封止リングは、再使用可能な封止リングとして有利に設計されたものである。
【００１４】
実際上重要な、本発明による圧力リザーバの特定の実施例では、平らな平坦部が、基本体の壁の外面で少なくとも貫通孔の領域内に設けられている。この場合、この平坦部を、基本体の実質的な長さにわたって形成することもでき、このことは、生産技術上の理由で特に有利である。
【００１５】
さらに、本発明は、いくつかの実施例を参照して上記に説明した圧力リザーバを含む、コモン・レール・システムを備えた大型ディーゼル機関に関する。
【００１６】
本発明を概略図面に基づいて、以下にさらに詳細に説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、概略図で、本発明による圧力リザーバの特定の実施例の断面図を示し、以下にわたって参照番号１で示す。この断面図は、図２の切断線Ｉ−Ｉに沿って位置し、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って切り取った長手方向の断面図と同じ実施例を示す。
【００１８】
図１、図１ａ、および図２で示した本発明による圧力リザーバ１の特定の実施例は、壁３を備えた実質的に管状の基本体２を有しており、この壁３は、蓄積すべき媒体、特に、たとえば２０００バールの高圧下、または１０００バール未満、または特定の場合は５００バール未満あるいは２００バール未満の圧力下にある流体用の蓄積スペース４を境界付けている。壁３は、媒体を導き出すための貫通孔５を有し、この貫通孔５は、連結フランジ７として設計された分岐要素７のスルーウェイ６と協働して、媒体を蓄積スペース４から貫通孔５およびスルーウェイ６を介して抜き取ることができるようにする。
【００１９】
弾性封止リング１０は、封止用に貫通孔５とスルーウェイ６の間に配置されている。
【００２０】
貫通孔５およびスルーウェイ６は、好ましくは中空のシリンダとして設計され、中心軸Ｄとともに半径方向に外側に向けられている。すなわち、貫通孔５の中心軸Ｄは、基本体２の長手方向軸Ｌに実質的に垂直に位置し、基本体２の断面に関して長手方向軸Ｌに対して対称的な断面を形成する。当然、貫通孔５および／またはスルーウェイ６は、別の方法で設計し構成することもでき、特に貫通孔５およびスルーウェイ６は、中空のシリンダとして設計しなくてもよい。たとえば、中心軸Ｄを長手方向軸Ｌに対して９０°以外の角度で形成することができ、かつ／または貫通孔５および／またはスルーウェイ６は、壁３に関して、中心軸Ｄおよび長手方向軸Ｌが共通の断面を形成しないように構成することができる。
【００２１】
実質的特徴として、基本体２の壁３は、その外面に２つの凹部８を有し、この凹部８は貫通孔５に対して直径方向に配置され、長手方向の溝８として基本体２の長手方向軸Ｌに沿って延びる。
【００２２】
分岐要素７は、２つの支持レール７１を有し、この支持レール７１は、動力を伝達し、かつ／または形状的に嵌合する方式で、基本体の壁の長手方向の溝８と協働して、プレストレスが圧力リザーバ１の管状の基本体２上に生じることができるようにする。ねじ連結器９の形状の取付け手段９を提供して、分岐要素７を基本体２に固定し、圧縮プレストレスをもたらすこともできる。実際、図１ａに概略的に示したように、数個のねじ連結器９を提供し、好ましくは２つの平行のねじの経路に沿って長手方向軸Ｌの方向に、スルーウェイ６に対して直径方向に配置し、この手段によって貫通孔５の領域内の壁３内のプレストレスを事前決定可能なスキーマによって理想的に設定することができる。
【００２３】
実際上重要な、図１で示した特定の実施例では、平坦部分１２が外面上で分岐要素７と基本体２の間に設けられて、間隙１１が基本体２と分岐要素７の間に形成されるようにし、それを介して基本体２内のプレストレスが事前決定可能なスキーマによって分配されて、圧力リザーバ１も全体的に基本体２の蓄積スペース４内の動的圧力の変化に反応することができるようにする。
【００２４】
図２は、図１の切断線ＩＩ−ＩＩに沿った図１の特定の実施例の長手方向の断面図を示す。この図で示した特定の実施例では、平坦部分１２は、分岐要素７の領域内にだけ設けられている。当然、平坦部分１２は、実質的に基本体２の全長に沿って延びることもできる。
【００２５】
当然、実際上、圧力リザーバ１は、対応する分岐要素７を備えた複数の貫通孔５を有することができ、貫通孔５を、基本体２の周囲上の事前決定可能な位置に配置し分配することができ、圧媒体を大して骨折りせずに蓄積スペース４から様々な方向に導き出すことができる。
【００２６】
コモン・レール・システムの圧力リザーバの基本体内の引張力は、圧力の大差によって、またはシステム内の動的圧力変動を介して生じるが、本発明の手段によって簡単な方法で明らかに低減させることができる。特に高圧下にある媒体を抜き出すことができる貫通孔の領域では、圧力リザーバの壁内で増大する応力が著しく低減される。この手段で、圧力リザーバの基本体を構築した材料の所与の疲労強度に対し、許容内圧を大幅に上げ、動的圧力変動の帯域を大幅に拡大し、かつ／または圧力リザーバの外側寸法、特にその直径を、たとえば基本体の壁をより薄くすることができるために、縮小することができる。したがって、作動状態でスペースを著しく拡大し、重量を数１００キログラムまでかなり節約できるばかりでなく、圧力リザーバをかなり低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図２の切断線Ｉ−Ｉに沿って切り取った、本発明による圧力リザーバの特定の実施例を示す断面図である。
【図１ａ】切断線ＩＩ−ＩＩに垂直の、図１の圧力リザーバを示す図である。
【図２】図１の切断線ＩＩ−ＩＩに沿って切り取った、図１の特定の実施例を示す長手方向の断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  圧力リザーバ
２  基本体
３  壁
４  蓄積スペース
５  貫通孔
６  スルーウェイ
７  分岐要素
８  長手方向の溝
９  ねじ連結器
１０  リング
１１  間隙
１２  平坦部分
７１  支持レール
Ｄ  中心軸Ｄ
Ｌ  長手方向軸Ｌ
【図１】
2004190665.tif 000003
【図１ａ】
2004190665.tif 000004
【図２】
2004190665.tif 000005