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Einspritzpumpe
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzpumpe für Einspritzbrennkraftmaschinen, bei welcher Pumpenkolben und Stössel im Bereich feststehender Nocken rotieren. Insbesondere bezieht sich die Er- findung auf eine solche Einspritzpumpe, bei welcher der von einem Pumpenkolben geförderte Brennstoff über einen Verteiler mehreren Einspritzdüsen bzw. Motorzylindem zugeführt wird. Solche sogenannte Einstempelpumpen mit Verteiler sind an sich bekannt und bieten konstruktive Vorteile, da mit einem Pumpenkolben das Auslangen gefunden werden kann, wobei überdies auch die gleichmässige Verteilung des Brennstoffes zu den verschiedenen Motorzylinder von vornherein dadurch gewährleistet ist, dass die Förderung durch den gleichen Kolben erfolgt. Die Regelung solcher Einstempelpumpen und die Verteilung bieten jedoch Schwierigkeiten.
Die Erfindung besteht nun bei einer Einspritzpumpe dieser Bauart im wesentlichen in der Kombination der folgenden Merkmale : a) Pumpenkolben und Pumpenkolbenbüchse sind um eine senkrecht zur Kolbenachse liegende Achse rotierend angeordnet, b) die Betätigung des Kolbens erfolgt durch feststehende Nocken c) die Pumpe weist eine Überströmregelung durch Schrägschlitze und relativ zur Pumpenkolbenbüchse verdrehbaren Pumpenkolben auf.
Diese Merkmale sind einzeln für sich an sich bekannt, ergeben jedoch in ihrer neuartigen Kombination einen besonderen Effekt. Dadurch, dass bei einem Mehrzylindermotor sämtliche Zylinder von einem einzigen Kolben versorgt werden, besteht die Möglichkeit, Förderungsgenauigkeiten, welche bei Mehrkolbenpumpen dadurch auftreten können, dass die einzelnen Pumpenelemente ungleich sind, auszuschal-. ten. Dies kann aber nur dann in vollständiger Weise erreicht werden, wenn auch die Regeleinstellung vereinheitlicht ist, d. ho also, wenn das Merkmal c) erfüllt ist, dass die Pumpe eine Überströmregelung mit Schrägschlitz und unverdrehbare Pumpenkolben aufweist. Eine solche Überströmregelung ist einerseits besonders präzis und anderseits gilt die gleiche Einstellung für alle Förderhübe, da die Regelung am Pumpenkolben selbst vorgesehen ist.
Nur durch die Kombination der Merkmale a), b) und c) wird somit die Gewähr geboten, dass zu allen Zylindern tatsächlich völlig präzise die gleichen Brennstoffmengen geför- dert werden und es ist durch das Prinzip dieser Kombination bereits die Versorgung der verschiedenen Motorzylinder mit ungleichen Einspritzmengen völlig ausgeschlossen. Die Kombination der Merkmale b) und e) ermöglicht hiebei eine besonders einfache Konstruktion und eine einfache Art der Einwirkung der Regelorgane auf den verdrehbaren Pumpenkolben.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, dass der Regler an dem den Pumpenkolben umfassenden Rotor gelagert ist und eines seiner über die Reglermuffe auf die Reglerfeder einwirkenden Verstellglieder entwec er unmittelbar oder unter Vermittlung eines Kugelzapfens mit dem die Relativverdrehung von Pumpenkolben und Pumpenkolbenbüchse bewirkenden Regulierglied, beispielsweise mit der an sich bekannten, um die Pumpenkolbenachse verdrehbaren Regulierhülse gekuppelt ist. Gemäss der Erfindung kann das mit derRegulierhülsedirektgekuppelte Verstellglied ein mit dem Fliehgewicht einstückig ausgebildeter Winkelhebel sein.
Gemäss der Erfindung weist der konzentrisch mi-der Achse des den Pumpenkolben aufweisenden Rotorachse, beispielsweise einer Lagerung derselben, gebildete Verteilerschieber an seinem Umfang eine Steueröffnung auf, welche so zur Pumpe orientiert angeordnet ist, dass sie insbesondere während der Zeit ihrer Deckung mic den im feststehenden Schieberspiegel befindlichen Steueröffnungen durch einen Reak-
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tionskraft aus der Pumpe (Anlauf auf den Nocken) gegen den Schieberspiegel gedrückt wird.
Dadurch wird einerseits der Antrieb des Verteilerschiebers vereinfacht und anderseits die Dichtung zwischen Schieber und Schieberspiegel verbessert und unabhängig vom Abnutzungsgrad dieser Teile gemacht, wodurch wie- der die Präzision der Einspritzung bzw. der Brennstoffzumessung zum Zylinder weiter verbessert wird, da Leckverluste im Steuerschieber ausgeschaltet werden. Die den rotierenden Schieberteil an den Schieberspiegel anpressende Reaktionskraft kann am einfachsten dadurch erzeugt werden, dass die Steueröffnung des rotierenden Schieberteiles diametral gegenüber der Lauffläche des Stössels angeordnet wird. Der auf den im Rotor gelagerten Stössel von den feststehenden Nocken ausgeübte Druck presst den rotierenden Schieberteil im Rahmen des Lagerspiegels an die Dichtfläche des Schieberspiegels.
Um nun die Anordnung in bezug auf die Präzision der Brennstofförderung zu vervollständigen, sind gemäss der Erfindung Pumpenkolben und Pumpenstössel nahe einer der beiden Lagerungen des Rotors angeordnet, so dass auch der Einfluss von Durchbiegen des Rotors, durch welche der Hub des Pumpenkolbens verringert werden könnte, ausgeschaltet wird. Zweckmässig ist hiebei der Pumpenkolben und Stössel an dem dem Verteilerschieber abgewendeten Ende des Rotors angeordnet, so dass der Verteilerschieber, welcher gleichzeitig die eine Seite der Lagerung des Rotors bildet, entlastet wird ; dadurch wird wieder die Abnützung der Schieberflächen verringert, was weiter zur Präzision der Brennstofförderung beiträgt. Hiebei ergibt sich eine günstige Konstruktion wenn die Fliehgewichte zwischen Pumpenkolben und Steuerschieber angeordnet sind.
Durch das Zusammenwirken aller dieser Massnahmen wird eine Einspritzpumpe von praktisch vollkommener Präzision in bezug auf die Förderung geschaffen.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch erläutert : Fig. l
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derselben im Schnitt dargestellt ist und schliesslich Fig. 5 wieder eine andere Ausführungsform der Einspritzpumpe im Axialschnitt.
In einem Gehäuse 1 ist in Lagern 2 und 3 ein Rotor 4 gelagert, mit welchem das Gehäuse 5 der Einspritzpumpe starr verbunden ist. Im Gehäuse 5 isV innerhalb der Pumpenkolbenbüchse 6 ein Kolben 7 der Einspritzpumpe geführt. 8 stellt das Druckventil ; dar und 9 die Regulierhülse, in deren Schlitz 10 das Querhaupt 11 des Kolbens 7 eingreift. Die Regelung erfolgt in an sich bekannter Weise durch Überströmung, unter Vermittlung eines Schrägschlitzes 12 im Pumpenkolben 7, welche über eine Bohrung 13 mit dem Arbeitsraum 14 der Pumpe in Verbindung steht. Die mit dem Schrägschlitz 12 zusammenwirkende Überströmöffnung in der Pumpenkolbenbübhse 6 ist mit 15 bezeichnet. Durch diese Öffnung 15 erfolgt gleichzeitig die Zufuhr des Brennstoffes zum Arbeitsraum 14 des Kolbens 7.
Die Betätigung des Pumpenkolbens erfolgt durch einen im Gehäuse 5 geführten Rollenstössel 16, welcher mit im Gehäuse 1 feststehenden Nocken 17 zusammenwirkt.
Die Regelung erfolgt durch einen Fliehkraftregler, dessen Fliehgewichte mit 18 und 19 bezeichnet sind. Die Fliehgewichte sind um Lagerzapfen 20 schwenkbar am Pumpengehäuse 5 angelenkt und wirken mit Armen 21 auf eine Muffe 22, welche durch die Reglerfeder 23 belastet ist. Die willkürliche Regelung erfolgt durch Veränderung des Druckes der Reglerfeder-23. Zu'diesem Zweck ist das ringförmige Widerlager 24 der Feder 23 gegen einen Hebel 25 abgestützt, welcher mit dem. Drehzahlw hlhebel. 26 verbunden ist, so dass das Widerlager 24 axial verschoben werden kann.
Das Verstellglied des Fliehkraftreglers greift unmittelbar an dem von der Regulierhülse 9 gebildeten Reguliergliedran, welches die Relativverdrehung von Pumpenkolben 7 und Pumpenkolbenbüchse 6 bewirkt. Wie die Zeichnung zeigt, greift ein Teil des Fliehgewichtes 18, nämlich der mit diesem verbundene Winkelhebel 21 unter Vermittlung eines Kugelzapfens 27 unmittelbar in einen Schlitz 28 der Regulierhülse 9 ein, so dass beim Ausschwenken der Fliehgewichte die Regulierhülse 9 und damit der Pumpenkolben 7 mit dem Schrägschlitz 12 verdreht wird. Das zweite Fliehgewicht 19 stellt lediglich das Gegengewicht zum Fliehgewicht 18 dar und ist mit der Regulierhülse 9 nicht verbunden.
Die von dem einzigen Kolben 7 bei jedem Hub geförderten Brennstoffmengen sollen nun zu verschiedenen Einspritzleitungen verteilt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung weist der in das Gehäuse 1 eingesetzte Nockenring 29 drei Nocken 17a, 17b, 17c auf, so dass der Kolben 7 während einer Umdrehung des Rotors 4 drei Hübe ausführt, wobei der Brennstoff auf drei Motorzylinder verteilt wird. Die Lagerung 2 ist nun als Verteilerdrehschieber ausgebildet. Der über das Druckventil 8 geförderte Brennstoff strömt über einen Kanal 30 im Rotor 4 zu einer Steuerbohrung 31 des rotierenden Scheiberteiles 32, welcher gleichzeitig den Lagerzapfen des Rotors darstellt. Das Lager 2 bildet den feststehenden Schieberspiegel und weist eine Anzahl von Steueröffnungen auf, welche der Anzahl der Nocken 17 entspricht.
Bei
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dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung sind somit drei Steueröffnungen 33 im Schieberspiegel 2 vorge- sehen, welche zu den Anschlüssen 34 der Einspritzleitungen führen.
Bei jedem Förderhub des Kolbens 7 gelangt die Steuerbohrung 31 des rotierenden Schieberteiles 32 zur Überdeckung mit einer Steueröffnung 33 im feststehenden Schieberspiegel 2. Der Förderhub des Kol- bens erfolgt dann, wenn der Rollenstössel 16 auf einen der Nocken 17a, 17b, 17c aufläuft. Beim Auflaufen auf einen der Nocken 17a, 17b, 17c wird auf den Roor 4 eine Reaktionskraft in Richtung der Pfeile 35a,
35b bzw. 35c ausgeübt, welche den Rotor in die durch die Pfeile angedeutete Richtung drückt (s. Fig. 3).
Die Anordnung ist nun so getroffen, dass beim Auflaufen auf den Nocken 17a die Steuerbohrung 31 zur Überdeckung mit der Steueröffnung 33a, beim Auflaufen auf den Nocken 17b die Steuerbohrung 31 zur Überdeckung mit der Steuer5ffnung : 33b und beim Auflaufen auf den Nocken 17c die Steuerbohrung 31 zur Überdeckung mit der Steueröffnung 33c gelangt. Durch die beim Auflaufen auf die Nocken 17 entstehen- den Reaktionskräfte wird somit der rotierende Schiebeteil 32 immer in die Dichtstellung gedrückt, so dass auch bei einem auftretenden Lagerspiel die Dichtung und damit die Präzision der Förderung gewähr- leistet ist. Zu diesem Zweck kann eine beliebige, in der Pumpe entstehende Reaktionskraft wie beispiels- weisen die Federkraft, die Kolbenkraft oder der Einspritzdruck ausgenützt werden.
Wie die Zeichnung zeigt, ist der Pumpenkolben 7 mit dem Stössel 16 ausserhalb dei Mitte zwischen den beiden Lagerungen 2 und 3, u. zw. nahe der Lagerung 3 angeordnet. Dadurch wird die Lagerung 2, welche gleichzeitig den Verteilerdrehschieber bildet entlastet, es wird die Auswirkung der Durchbiegung des Rotors auf denKolbenhub verringert und es wird zwischen der den Verteilerdrehschieber bildenden Lagerung 2 und dem Kolben 7 ein freier Raum für die Unterbringung der Fliehgewichte 18, 19 und der Reg- lerfeder/23 geschaffen.
DieBrennstoffzufuhr zum Arbeitsraum 14 des Kolbens 7 erfolgt axial über einen Anschluss 36 am Gehäuse l. Hiebei ist der Brennstoff über einen Raum 37 an der Stirnseite 38 des Rotors 4 geführt, von welchem er über Kanäle 39 zur Einlassbohrung 15 gelangt. Dadurch, dass die Stirnseite 38 des Rotors 4 von dem unter Vorpumpendruck zugeführten Brennstoff beaufschlagt ist, wird eine gute Schmierung der Lagerung 2 erreicht.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1-3 lediglich dadurch, dass der Winkelhebel 21 des einen Fliehgewichtes nicht unmittelbar in die verdrehbare Regulierhülse 9 eingreift. Die Fliehgewichte le wirken mit ihren Winkelhebeln 21'auf die Reglermuffe 22' ein, welche nun ihrerseits unter Vermittlung eines Stiftes 40 in den nicht dargestellten Schlitz 28 der Regulierhülse 9 eingreift.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher das Druckventil 8'nicht koaxial mit dem Kolben 7 angeordnet ist, sondern seitlich desselben in einen an den Arbeitsraum 14 der Pumpe angeschlossenen Kanal 14 eingeschaltet ist. Dadurch wird ein besonders kleiner Durchmesser der Pumpe bzw. des Gehäuses 1 ermöglicht. Im übrigen entspricht die Bauart nach Fig. 5 der Bauart nach Fig, 1-3.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einspritzpumpe für Einspritzbrennkraftmaschinen, bei welcher Pumpenkolben und Stössel im Bereich feststehender Nocken rotieren, wobei zweckmässig der von einem Pumpenkolben geförderte Brennstoff über einen Verteiler mehreren Einspritzdüsen bzw. Motorzylindem zugeführt wird, gekennzeichnet durch die Kombination folgender an sich bekannter Merkmales a) Pumpenkolben (7) und Pumpenkolbenbüchse (6) sind um eine senkrecht zur Kolbenachse liegende Achse rotierend angeordnet, b) die Betätigung des Kolbens (7) erfolgt durch feststehende Nocken (17), c) die Pumpe weist eine Überströmregulierung durch Schrägschlitze (12) und relativ zur Pumpenkolbenbüchse (6) verdrehbaren Pumpenkolben (7) auf.