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Mit einer hin- und hergehenden Bewegung arbeitende Pumpe zur Brennstoffeinspritzung in einen Motor
Die Erfindung betrifft eine mit einer hin-und'hergehenden Bewegung arbeitende Pumpe zur Brenn- stoffeinspritzung in einen Motor, bei der die Förderleistung je Förderhub ihres Kolbens in Abhängigkeit von der Antriebsgeschwindigkeit der Pumpe mittels eines Regelgliedes veränderbar ist, das eine an den
Pumpenzylinder angeschlossene Auslassleitung steuert und seinerseits hydraulisch durch eine Hilfspumpe i betätigt wird, deren synchron mit dem Hauptkolben hin-und hergehender Kolben Flüssigkeit zur Über- führung des Regelgliedes in jene Stellung fördert, in der es die Auslassleitung öffnet.
Bei bekannten Pumpen dieser Art wird durch das Regelglied die an den Pumpenzylinder angeschlos- sene Auslassleitung während des Förderhubes der Pumpe umso früher geöffnet, je mehr die Pumpenge- schwindigkeit zunimmt.
Damit dieser Regler richtig arbeitet, müssen offenbar die Bedingungen der Speisung des Zylinders der Hilfspumpe stets die gleichen sein. Wenn diese Bedingungen nicht erfüllt ist, können die Speisebedin- gungen des Zylinders in gewissem Masse das Arbeiten des Regelgliedes beeinträchtigen.
Dies ist insbesondere der Fall, wenn der Kolben der Hilfspumpe durch seine Axialbewegung während des ersten Teils seines Förderhubes die Einlassöffnung oder die Einlassöffnungen schliesst, die in der Wand seines Zylinders vorgesehen sind, da dann vom Kolben eine mehr oder weniger grosse, schwer kontrol- lierbare Flüssigkeitsmenge in die Speiseleitung unmittelbar vor der Schliessung derselben gefördert wer- den kann.
Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu vermeiden und bei beliebigen Betriebszuständen der
Pumpe unveränderliche Speisebedingungen für den Zylinder der Hilfspumpe zu schaffen.
Dieses Ziel wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass bei einer Pumpe der einleitend beschrie- benen Art der Kolben der Hilfspumpe um seine Achse drehbar ist und in ihm mindestens ein Kanal, z. B. in Form einer in der Kolbenseitenwand ausgebildeten axialen Nut, eingearbeitet ist, der die in der Seiten- wand des Zylinders der Hilfspumpe mündende Einlassleitung mit dem Arbeitsraum der Hilfspumpe verbindet, wenn sich der Kanal vor der Mündung der Einlassleitung befindet, wobei die Drehbewegung des
Hilfskolbens mit Bezug auf seine Axialbewegung und die Lage des Kanals im Hilfskolben derart bestimmt ist, dass die Verbindung zwischen dem Kanal und der Einlassleitung in einem Augenblick unterbrochen wird, der vor dem Beginn des Förderhubes des Hilfskolbens liegt, und diese Unterbrechung während der
Dauer des Förderhubes aufrecht erhalten bleibt.
Die erfindungsgemässe Ausbildung der Pumpe kann mit besonderem Vorteil angewendet werden, wenn bei der Pumpe, wie bei Brennstoffpumpen bereits bekannt, die Leitung, die den Zylinder der Hilfs- pumpe mit dem Zylinder verbindet, in dem das Regelglied arbeitet, ein Rückschlagventil enthält, das einen Flüssigkeitsdurchtritt nur in der Richtung vom Hilfszylinder zum Zylinder des Regelgliedes gestat- tet, und die Leitung, über die das Regelglied Flüssigkeit bei seinem unter der Einwirkung einer Feder ausgeführten Rückgang fördert, eine Drosselstelle zur Bremsung dieses Rückgangs enthält. Die zwischen dem Regelglied und der Drosselstelle im Augenblick des Beginns des nächsten Hingangs des Regelgliedes noch verbleibende Flüssigkeit bildet dann einen"Flüssigkeitsanschlag", der das Arbeiten des Regelglie- des bestimmt.
Hiebei wird der Rückgang des Regelgliedes in der Weise gebremst, dass es von einer ge- wissen Antriebsgeschwindigkeit der Pumpe an während seines Rückgangs nicht mehr seine Ruhestellung
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erreicht, von der es normalerweise ausgeht, so dass seine Hübe eine Verkürzung erfahren, die umso grö- sser ist, je mehr die Antriebsgeschwindigkeit der Pumpe eine bestimmte Geschwindigkeit übersteigt.
Der Kolben der Hilfspumpe ist zweckmässig drehfest mit dem Hauptkolben der Pumpe verbunden und vorzugsweise durch eine verbreiterte Stufe desselben gebildet. In diesem Falle kann der Hauptkolben durch seine Drehbewegung die Aufgabe eines Verteilers erfüllen, der den von ihm während einer gewissen Zahl von aufeinanderfolgenden Förderhüben geförderten Brennstoff verschiedenen Einspritzdüsen zu- führt.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf eine in der Zeichnung schematisch im Axialschnitt dargestellter Pumpe näher erläutert.
Die in der Zeichnung dargestellte Einspritzpumpe weist einen Hauptzylinder 1 auf, in dem ein Kolben 2 arbeitet, dem eine axiale hin-und hergehende Bewegung durch einen Nocken 3 erteilt wird, dessen Welle von der Welle des Motors aus in Umdrehung versetzt wird, an dem die Einspritzpumpe angebracht ist. Dieser Kolben schliesst zu Beginn seines Hingangs (Aufwärtshub oder Förderhub) eine Öff-
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nicht dargestellte. gewöhnlich"Überführungspumpe"genannte Pumpe gespeist.
Von dem Zylinder 1 gehen eine oder mehrere Förderleitungen 5 aus, die je ein Rückschlagventil 5a enthalten und zu einer Einspritzdüse oder mehreren Einspritzdüsen führen, die nicht dargestellt sind.
In den Zylinder 1 mündet ausserdem eine Auslassleitung 6, die bei ihrer Öffnung die Pumpe verhin- dert, Brennstoff durch die Leitung 5 zu der Einspritzdüse oder den Einspritzdüsen zu fördern.
Das Öffnen und Schliessen dieser Leitung 6 wird durch ein"Pendelkörper"genanntes Regelglied gesteuert, das die Form eines Hilfskolbens 7 hat, der sich in einem Zylinder 8 bewegt und eine Nut 9 auf- weist. Wenn sich der Pendelkörper in einer solchen Stellung befindet, dass diese Nut die Verbindung zwischen den beiden, in verschiedener Höhe in den Zylinder 8 mündenden Abschnitten der Auslassleitung 6 herstellt, wird hiedurch die Auslassleitung geöffnet, so dass der danach von dem Kolben 2 noch geförderte Brennstoff nicht in die Förderleitung 5 gelangt, sondern in die Leitung 6, um z. B. in den Vorratsbehälter zurückzufliessen.
Der Pendelkörper wird hydraulisch in dem Sinn seines eigenen Hingangs (in der Zeichnung ebenfalls nach oben gerichteter Hub) während des Förderhubes des Kolbens 2 durch eine Flüssigkeit angetrieben, die durch den Brennstoff selbst oder durch eine andersartige'Flüssigkeit gebildet werden kann und von einem Hilfskolben 10 gefördert wird, der im Synchronismus mit dem Hauptkolben 2 arbeitet und vorzugsweise durch eine verbreiterte Stufe dieses Kolbens gebildet wird. Der Hilfskolben 10 arbeitet in einem Hilfszylinder 11.
Die Förderung dieser Flüssigkeit in den unteren Teil des Zylinders 8 erfolgt über einen Kanal 13, in dem ein. Rückschlagventil 13a eingeschaltet ist, das die Flüssigkeit nur in einer von dem Zylinder 11 zu dem Zylinder 8 gehenden Richtung durchlässt, aber jeden Rückfluss der Flüssigkeit in entgegengesetztem Sinn verhindert.
Der Hingang des Pendelkörpers hört auf, sobald dieser mit seiner Unterseite eine in den Zylinder 8 mündende Auslassleitung 14 freilegt.
Der Rückgang (in der Zeichnung nach unten gerichteter Hub) des Pendelkörpers wird durch eine Rückholfeder 15 erzeugt, die beim Hingang des Pendelkörpers gespannt wurde.
Während dieses Rückgangs muss die von dem Pendelkörper geförderte Flüssigkeit infolge des Vorhandensein des Rückschlagventils 13a in dem Kanal 13 durch einen Kanal 16 fliessen, in dem eine Drosselstelle 17 eingeschaltet ist, deren Querschnitt vorzugsweise regelbar ist, z. B. mittels einer Körnerschraube 18, wobei dieser Kanal entweder ausserhalb der Pumpe oder in den Hilfszylinder 11 mündet.
Hiedurch wird der Rückgang gebremst, da die Flüssigkeit über die Drosselstelle 17 strömen muss.
Solange der Kolben2 und mit ihm der Kolben10 mit einer Geschwindigkeit angetrieben werden, die kleiner als eine bestimmte Geschwindigkeit ist, die ihrerseits von dem Querschnitt der Drosselstelle 17 abhängt, erreicht der Pendelkörper 7 unter der Druckkraft der Feder 15 trotz dieser Bremsung seine Ruhestellung, die durch seine Anlage an einem vorzugsweise einstellbaren'Anschlag 19 bestimmt wird, bevor die Kolben 2 und 10 einen neuen Hingang beginnen.
Infolgedessen ist unterhalb dieser Geschwindigkeit der Hub des Pendelkörpers am grössten und die von dem Kolben 2 während eines jeden Hingangs in die Förderleitung 5 und zu der Einspritzdüse oder den Einspritzdüsen geförderte Brennstoffmenge am grössten. Jenseits dieser bestimmten Geschwindigkeit erreicht jedoch der Pendelkörper nicht mehr seine Ruhestellung, sondern wird mehr oder weniger früh durch den Flüssigkeitsstrahl angehalten, der zu Beginn des nächsten Hingangs von neuem in den Zylinder 8 gefördert wird, wobei diese Flüssigkeit den sogenannten Flüssigkeitsanschlag bildet.
Infolgedessen wird der
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Hub, den der Pendelkörper ausführen muss, bevor er die Leitung 6 von neuem öffnet, umso kürzer, je mehr die Antriebsgeschwindigkeit der Kolben 2 und 10 die vorbestimmte Geschwindigkeit übersteigt, was eine entsprechende Verringerung der von dem Kolben 2 zu der Einspritzdüse oder den Einspritzdüsen des
Motors, an dem die betreffende Einspritzpumpe angebracht ist, geförderten Brennstoffmenge zur Fol- ge hat.
Für das richtige Arbeiten des Pendelkörpers 7 ist es offenbar wesentlich, dass die Speisebedingungen des Zylinders 11 stets die gleichen sind. und dass der Kolben 10vom Beginn seines Hingangs an stets die gleiche Brennstoffmenge in die Leitung 13 fördert.
Damit diese Bedingung genau erfüllt ist, erfolgt die Steuerung der Speiseleitung 12, oder bei Vor- handensein mehrerer derartiger Leitungen der Speiseleitungen 12, des Hilfszylinders 11 durch eine Dreh- bewegung des Kolbens 10 um seine Achse, derart, dass die Speiseleitung oder die Speiseleitungen 12 von dem Kolben 10 geschlossen werden, bevor dieser seinen Hingang beginnt.
Zur Verwirklichung einer derartigen Steuerung der Speiseleitungen 12 sind die Öffnungen, durch die diese in den Zylinder 1 münden, auf einer solchen Höhe angeordnet, dass sie stets unterhalb der Stirn- fläche lOa des Kolbens 10 liegen, selbst wenn sich dieser an seinem unteren Totpunkt befindet, und in der Seitenwand des Kolbens 10 ist wenigstens eine Nut 20 so angeordnet, dass sie während wenigstens eines Teils des Rückgangs des Kolbens die Verbindung der Speiseleitung 12 mit dem Innern des Zylin- ders 11 herstellt, so dass sie die Speisung des Zylinders ermöglicht.
Diese Verbindung kann gegebenen- falls noch während eines Teils der Zeit aufrechterhalten bleiben, während welcher der Kolben 10 an seinem unteren Totpunkt stehen bleibt, sie muss jedoch auf alle Fälle unterbrochen werden, bevor der
Kolben 10 seinen nächsten Hingang (oder Förderhub) beginnt...
Die Einrichtungen zur Erzeugung sowohl der axialen Bewegung als auch der Drehbewegung der Kol- ben 2 und 10 können z. B. in der dargestellten Weise ausgebildet werden. Hiebei erzeugt der Nocken 3 die axiale Bewegung des Kolbens mittels einer Rolle 21, die an einem Druckstück 22 angebracht ist, gegen das eine Verlängerung 23 der Kolben 2 und 10 durch eine Feder 24 gedrückt wird, deren unteres Ende auf eine Schale 25 wirkt, die sich an einem Bund 26 dieser Verlängerung abstützt, wobei eine Plat- te 27 zwischen dem Bund 26 und dem Druckstück 22 angeordnet ist.
Zur Erzeugung der Drehbewegung der Kolben 2,10 ist ihre Verlängerung 23 mit einem Finger 28 versehen, der in eine Längsnut 29 in der Nabe eines glockenförmigen Rades 30 eingreift, dessen freier Rand bei 31 mit Zähnen versehen ist und mit einem Zahnrad 32 in Eingriff steht, das durch ein anderes an der Welle 34 des Nockens 3 befestigtes Zahnrad 33 angetrieben wird.
Das glockenförmige Rad 30 ist in einer Bohrung 35 des Pumpengehäuses gelagert und stützt sich an einem Nadellager 36 ab, wobei es gleichzeitig einen Stützpunkt für das obere Ende der Feder 24 bildet.
Die dargestellte Pumpe speist nacheinander mehrere (z. B. vier) Einspritzdüsen über mehrere (z. B. vier) Förderleitungen 5, wobei der mit dem Kolben 10 durch den obigen Mechanismus in Umdrehung versetzte Kolben 2 die Aufgabe eines Verteilers erfüllt. Hiefür weist der Kolben 2 an seinem oberen Ende eine Längsnut 37 auf, die während jedes Förderhubes die Druckkammer der Pumpe mit einer der Förderleitungen 5 in Verbindung setzt.
Bei dem betrachteten Fall, bei dem vier verschiedene Einspritzdüsen nacheinander aus dem gleichen Zylinder 1 gespeist werden, sind die vier Förderleitungen 5 gleichmässig um die Zylinderachse herum verteilt und um 900 gegeneinander versetzt, wobei die Verdrehung des Kolbens 2 so erfolgt, dass er während eines jeden. aus einem Hingang und einem Rückgang bestehenden Arbeitsspiels um 900 verdreht wird.
In diesem Fall müssen ferner an dem Kolben 10 vier Nuten 20 vorgesehen werden, die, wenn nur eine einzige Speiseleitung 12 vorhanden ist, die Füllung des Zylinders 11 während eines Arbeitsspiels von vier aufeinanderfolgenden Ansaughüben bewirken.
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