<Desc/Clms Page number 1>
Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen
EMI1.1
Betriebsgrössen, z. B.tes, nur ein geringes Arbeitsvermögen, so dass die Verstellung des Einspritzzeitpunktes nur schrittweise und in jenen Winkelbereichen erfolgt, in denen die auf die Nockenwelle wirkenden Kräfte vom Spritz- versteller überwunden werden können. Die gleichen Schwierigkeiten treten bei den weiterhin bekannten
Ausführungen auf, bei denen die Verstellung des Einspritzzeitpunktes durch seitliche Verschiebung der
Stösselbahnen erfolgt, da auch hiebei die gleichen Kräfte einer Verstellung entgegenwirken.
Bei beiden bekannten Ausführungen ist daher die Regelung des Einspritzzeitpunktes, insbesondere wenn mehrere Pumpenkolben durch dieselbe Nockenwelle betätigt werden, mit ausreichender Genauigkeit nur schwer möglich. Eine Abhilfe durch Verwendung von Spritzverstellern mit grösserem Arbeitsvermögen ist infolge der erheblichen Grösse der der Verstellung entgegenwirkenden Kräfte schwierig und jedenfalls mit grossem Aufwand verbunden.
Die Erfindung bezweckt nun die Beseitigung dieser Schwierigkeiten und zielt darauf ab, einerasche und genaue Verstellung des Einspritzzeitpunktes auch mittels Spritzverstellern mit geringem Arbeitsvermögen zu ermöglichen.
Die Erfindung besteht darin, dass jedem Pumpenkolbenein fester Anschlag zugeordnet ist, der den durch die zugehörige Nocke bestimmten Hub der Rückstellfeder in Richtung gegen die Nockenwelle begrenzt, so dass die Nockenwelle über einen Teil ihrer Umdrehung der Einwirkung der Rückstellfeder entzogen ist. Durch diese einfache Massnahme werden somit bewusst Perioden geschaffen, in denen die die Nockenwelle belastenden, einer Verstellung des Einspritzzeitpunktes entgegenwirkenden Kräfte völlig verschwinden oder wenigstens so klein sind, dass sie leicht überwunden werden können. Durch die Erfindung wird somit eine rasche und genaue Verstellung des Einspritzzeitpunktes sichergestellt und in vorteilhafter Weise die Verwendung von Spritzverstellern mit nur geringem Arbeitsvermögen ermöglicht.
Die Verwendung von Anschlägen, durch die der Hub der den Antrieb der Pumpenkolben bewirkenden Rückstellfedern in Richtung gegen die Nockenwelle begrenzt wird, ist bereits im Zusammenhang mit der
<Desc/Clms Page number 2>
Steuerung der Grösse der Einspritzmenge oder des Einspritzbeginnes vorgeschlagen worden. Da bei diesen bekannten Vorschlägen die Anschläge eine Steuerfunktion zu erfüllen haben, müssen sie verstellbar sein, wozu sich dort die Stössel nahe ihrem nockenseitigen Ende im unteren Totpunkt an Schwenkhebeln abstützen, deren eines Ende durch Exzenterscheiben oder Nocken gegenüber der Nockenwelle beweglich ist.
Zur Einstellung der Schwenkhebel sind aufwendige Einrichtungen erforderlich.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der feste Anschlag von einem die Nokkenwelle umschliessenden Rohr gebildet sein, das im Pumpengehäuse drehfest angeordnet ist und im Bereich der Nocken Durchtrittsöffnungen aufweist, wobei die Stössel am Rand der Durchtrittsöffnungen anschlagen. Mittels dieses Rohres werden erhebliche bauliche Vorteile erzielt. Ausser der einfachen Herstellbarkeit der Anschläge ohne Änderungen am Pumpengehäuse selbst ergibt sich dadurch noch die Möglichkeit, die Anschläge durch Ändern der Form des Rohres im Bereich der Durchtrittsöffnungen zu verstellen bzw. ihre genaue Lage einzustellen.
Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist, dass vor der Montage auf einfache Weise eine Justierung der Stössel oder eine entsprechende Auswahl vorgenommen werden kann, so dass sich nach der Montage das erforderliche Spiel zwischen Stössel und Nocke ohne weitere Schwierigkeiten ergibt. Zu diesem Zweck kann eine im wesentlichen einem Pumpengehäuse entsprechende Hilfsvorrichtung dienen, in die das Rohr eingesetzt und die Stössel von oben eingeführt werden können.
Bei einer Ausführung der Einspritzpumpe mit durch seitliche Verschiebung der Stösselbahnen erfol- gender Verstellung des Einspritzzeitpunktes kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der feste
Anschlag für die Rückstellfeder zwischen dem Pumpenkolben und dem davon getrennten Stössel vorgese- hen sein. Hiedurch wird zwar der Stössel nicht von der Nocke abgehoben, jedoch der Einwirkung der Rück- stellfeder entzogen, so dass eine seitliche Verschiebung der Stössel und eine damit verbundene Änderung des Einspritzzeitpunktes mit geringem Kraftaufwand möglich ist.
Eine Hubbegrenzungsvorrichtung zwischen dem Stössel und dem Pumpenkolben war bereits bei dem einen der beiden eingangs erwähnten bekannten
Vorschlägen vorgesehen, doch hatte sie dort die Aufgabe zu erfüllen, die Verstellung des Einspritzzeitpunktes der Pumpe von Hand aus zu ermöglichen. Im Gegensatz hiezu ist bei der Erfindung die selbsttätige Verstellung des Einspritzzeitpunktes Voraussetzung und es ist die Hubbegrenzungsvorrichtung als fester Anschlag ausgebildet.
Bei Einspritzpumpen mit einer geringen Anzahl von Pumpenkolben, bei denen die Nockenwelle z. B. lediglich einen Nocken oder zwei um 900 versetzte Nocken aufweist, treten ohne weitere Vorkehrungen bei jeder Umdrehung der Nockenwelle Perioden auf, in denen sämtliche Stössel auf den zylindrischen Bahnen zwischen den Erhebungen der Nocken laufen, so dass die Nockenwelle entlastet ist. Bei Ausführungen mit mehreren durch dieselbe Nockenwelle betätigten Pumpenkolben kann jedoch zur Erzielung einer vollständigen Entlastung eine spezielle Formgebung und Anordnung der Nocken erforderlich sein.
Zu diesem Zweck ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, die Nockenwelle mit derart geformten und in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordneten Nocken auszubilden, dass zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Einspritzungen die Laufbahnen sämtlicher Nocken über einen Teil der Umdrehung der Nockenwelle ausserhalb des durch die Anschläge begrenzten Hubbereiches der federbelasteten Stössel liegen, wodurch die Nockenwelle über diesen Teil ihrer Umdrehung der Einwirkung sämtlicher Rückstellfedern entzogen ist. Dies ist insbesondere bei Einspritzpumpen mit vier Pumpenkolben ohne weiteres durchführbar. Bei Einspritzpumpen mit sechs Pumpenkolben ist dagegen eine völlige Entlastung der Nockenwelle nur schwer zu erzielen.
Um eine Verstellung des Einspritzzeitpunktes auch ohne völlige Entlastung der Nockenwelle mit geringem Kraftaufwand zu ermöglichen, können erfindungsgemäss die Laufbahnen der Nocken zylindrisch verlaufende Kuppen aufweisen und die Nocken derart geformt und in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sein, dass jeweils bei Aufliegen eines Stössels auf der Kuppe einer Nocke die Laufbahnen derübrigen Nocken ausserhalb des durch die Anschläge begrenzten Hubbereiches derübrigen federbelasteten Stössel liegen und somit der Einwirkung der zugehörigen Rückstellfedern entzogen sind.
Da beim Aufliegen des Stössels auf der zylindrisch verlaufenden Kuppe einer Nocke zum Verdrehen der Nockenwelle oder zum seitlichen Verschieben der Stösselbahnen lediglich die von dem hiebei iu Ruhe befindlichen Stössel und seiner Rückstellfeder auf den Nocken übertragene Reibungskraft überwunden werden muss, ist auch bei einer grösseren Anzahl von durch dieselbe Nockenwelle betätigten Pumpenkolben eine einwandfreie Verstellung des Einspritzzeitpunktes mittels eines Spritzverstellers mit nur geringem Arbeitsvermögen mit ausreichender Genauigkeit möglich.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Fig. l zeigt einen Längsschnitt durch eine teilweise dargestellte Einspritzpumpe samt Spritzversteller und Fig. 2 dazu einen Schnitt nach
<Desc/Clms Page number 3>
der Linie II-II in Fig. l. In den Fig. 3 und 4 ist je ein Detail in Ansicht dargestellt. Fig. 5 zeigt ein weiteres Arsführungsbeispiel im Querschnitt und Fig. 6 dazu einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. l und 2 durchsetzt die Antriebswelle 1 das Pumpengehäuse 2 der Einspritzpumpe und ist mittels Wälzlagern 3 und 4 in diesem gelagert. Das Wälzlager 3 wird vom Deckel 5 gehalten, der am Pumpengehäuse 2 mittels Schrauben 6 befestigt ist ; das Wälzlager 4 sitzt im Pumpengehäuse 2 und ist durch eine zugleich den Nockenwellenraum abschliessende Wand 7 eines weiteren Gehäuses in axialer Richtung abgestützt. Die Nockenwelle 8 mit den Nocken 9 ist als Hohlwelle ausgebildet und auf der Antriebswelle 1 zwischen einem Bund 10 und einem Sprengring 11 gleitbar, jedoch axial unverschiebbar gelagert. Der Bund 10 der Antriebswelle 1 ist mit einer Verzahnung 12 versehen, in die eine Verschiebemuffe 13 des ebenfalls im Pumpengehäuse 2 angeordneten Spritzverstellers eingreift.
Die Verschiebemuffe 13 leitet das Drehmoment der Antriebswelle 1 von der Verzahnung 12 des Bundes 10 zu der auf der Nockenwelle 8 vorgesehenen Verzahnung 14 weiter. Die Verzahnungen 12 und 14 sind so ausgebildet, dass eine axiale Verschiebung der Verschiebemuffe 13 eine Relativverdrehung der Nockenwelle 8 zur Antriebswelle 1 bewirkt.
Der Spritzversteller weist einen mit der Antriebswelle 1 umlaufenden Teller 15 auf, der mit Flügeln 16 versehen ist und in den zwischen diesen gebildeten Taschen als Fliehgewichte dienende Kugeln 17 trägt. Die Kugeln 17 stützen sich auf eine kegelförmige Schale 18 ab, die von der Verschiebemuffe 13 getragen wird. Ausserdem ist eine Schraubenfeder 19 vorgesehen, die die Verschiebemuffe 13 belastet und sich an der Nockenwelle 8 abstützt. Beim Umlaufen des Spritzverstellers wird die von den Kugeln 17 erzeugte Fliehkraft von der Kraft der Feder 19 aufgenommen, so dass sich die Verschiebemuffe 13 in eine üieicngewicntsiage einstellt, oei aer aie axiale wirkung aer menrratt aer Kugein i'v glelcn gross ist wie die Belastungskraft der Feder 19.
Bei einer Änderung der Betriebsdrehzahl ändert sich auch die Fliehkraft- wirkung der Kugeln 17, so dass die Verschiebemuffe 13 in eine neue Gleichgewichtslage verschoben wird und hiebei eine Relativverdrehung zwischen der Antriebswelle 1 und der Nockenwelle 8 bewirkt.
Oberhalb der auf der Nockenwelle 8 sitzenden Nocken 9 sind im Pumpengehäuse 2 Stössel 20 vorge- sehen, die mittels Bolzen 21 und Lagerbüchsen 22 je eine Laufrolle 23 tragen und durch eine Rückstell- feder 24 in Richtung gegen die Nockenwelle 8 belastet sind. Mit den Stösseln 20 sind die nur teilweise dargestellten Pumpenkolben 25 antriebsverbunden, die zur Regelung der Fördermenge verdrehbar sind.
Der Hub der Stössel 20 ist in Richtung gegen die Nockenwelle 8 durch Anschläge begrenzt, die bei diesem Ausführungsbeispiel durch ein in das Pumpengehäuse 2 eingesetztes, die Nockenwelle 8 um- schliessendes Rohr 26 gebildet sind. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist das Rohr 26 durch eine in das Pumpen- gehäuse 2 eingeschraubte Halteschraube 27 gegen Verdrehen und Verschieben gesichert. Das Rohr 26 weist im Bereich der Nocken 9 Durchtrittsöffnungen 28 auf, die so bemessen sind, dass die Laufrollen 23 durch sie hindurchtreten können, die Stössel 20 hingegen an ihrem Rande anschlagen. Im Bereich der Stössel 20 ist das Rohr 26 so weit abgeflacht, dass sich bei innerster Lage der Stössel 20 ein geringes Spiel zwischen dem Grund der Nocken 9 und den Laufrollen 23 ergibt.
Durch die Anschläge ist somit der Hub der durch die Rückstellfedern 24 belasteten Stössel 20 in Richtung gegen die Nockenwelle 8 begrenzt, so dass die
Nockenwelle 8 über einen Teil ihrer Umdrehung der Einwirkung der Rückstellfedern 24 entzogen ist. Während dieser entlasteten Perioden der Nockenwelle 8 ist daher eine Relativverdrehung zwischen der Antriebswelle 1 und der Nockenwelle 8 mit geringem Kraftaufwand möglich, so dass die Kugeln 17 bei einer Drehzahländerung die der jeweiligen Drehzahl entsprechende Stellung auch bei geringem Arbeitsvermögen des Spritzverstellers rasch einnehmen und durch Verschieben der Verschiebemuffe 13 die Verstellung des Einspritzzeitpunktes bewirken können.
Bei Einspritzpumpen mit einem einzigen Pumpenkolben oder mit zwei Pumpenkolben, die von z. B. um 900 auf der Nockenwelle versetzt angeordneten Nocken betätigt werden, ist die Nockenwelle über den grösstenTeil ihrer Umdrehung entlastet. Bei Ausführungen mit mehreren, durch dieselbe Nockenwelle be- tätigten Pumpenkolben, z. B. bei Einspritzpumpen mit vier in Reihe angeordneten Pumpenkolben gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Fig. l, kann aber auch eine bestimmte Formgebung und Anordnung der Nocken auf der Nockenwelle erforderlich sein, um zeitweise eine völlige Entlastung der Nockenwelle zu erzielen. In Fig. 3 ist eine hiezu zweckmässige Ausbildung der Nocken für eine Vierzylinderpumpe sowie die Anordnung derselben auf der Nockenwelle gezeigt.
Wenn sämtliche Nocken die in Fig. 3 verstärkt aus- gezogene Form aufweisen und mit einem Winkelabstand von 900 auf der Nockenwelle angeordnet sind, ergeben sich bei jeder Umdrehung der Nockenwelle vier zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Einspritzungen liegende Bereiche, in welchen die Laufbahnen 29 sämtlicher Nocken 9 ausserhalb des durch das Rohr 26 begrenzten Hubbereiches der Stössel 20 liegen, so dass die Nockenwelle völlig entlastet ist.
Bei einer Einspritzpumpe mit sechs oder mehr Pumpenkolben ist dagegen eine völlige Entlastung der
<Desc/Clms Page number 4>
Nockenwelle nur schwer zu erzielen, da die Nocken in einem Winkelabstand von nur 600 gemäss Fig. 4 aufeinanderfolgen. Die Nocken 9'erhalten dabei die in Fig. 4 stark ausgezogene Form, wobei ihre Laufbahnen 29'zylindrisch verlaufende Kuppen 30 aufweisen. Die Anordnung der Nocken erfolgt dann in der Weise, dass jeweils bei Aufliegen eines Stössels auf der Kuppe 30 einer Nocke die Laufbahnen 29'der übrigen Nocken ausserhalb des durch die Anschläge begrenzten Hubbereiches der zugehörigen Stössel 20 liegen.
Der Stössel, der seine äusserste Lage einnimmt, läuft somit in dem Bereich, in dem die übrigen Stössel sich auf ihren Anschlägen abstützen, über den konzentrischen Bereich der Nockenkuppe 30, so dass die von der Rückstellfeder dieses Stössels herrührende Kraft kein freies, auf die Nockenwelle wirkendes Drehmoment erzeugen kann, sondern lediglich ein kleines, durch die Reibung bedingtes Moment, das jedoch auch von einem Spritzversteller mit verhältnismässig geringem Arbeitsvermögen ohne weiteres überwunden werden kann.
In den Fig. 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, bei dem im Gehäuse 31 der Einspritzpumpe die Nockenwelle 32 mit den Nocken 33 drehbar gelagert ist. Die Stössel sind mit 34 bezeichnet und weisen mittels Bolzen 35 und Lagerbüchsen 36 an ihnen befestigte Laufrollen 37 auf. Von den Stösseln 34 wird die Hubbewegung auf die Pumpenkolben 38 übertragen, die von der Regelstange 39 aus je über ein Regulierstück 40, eine mit diesem verbundene RegulierhU1se 41 und ein auf dem Pumpenkolben 38 sitzendes Querhaupt 42 zur Regelung der Fördermenge verdrehbar sind.
Die Verstellung des Einspritzzeitpunktes erfolgt hier durch eine Querverschiebung der Stössel 34. Zu diesem Zweck sind diese mit einer Führung 43 versehen, die mittels Gewindespindeln 44 und 45 quer zur Nockenwelle 32 verschoben werden kann. Die Spindeln 44 und 45 sind im'Pumpengehäuse 31 drehbar gelagert und weisen Zahnräder 46 und 47 auf, die mit einem Antriebsrad 48 kämmen, dessen Welle 49 mit einem vom Spritzversteller betätigten Hebel 50 antriebsverbunden ist. Zur Verstellung des Einspritzzeit- punktes wird hiebei zweckmässig ein hydraulischer Spritzversteller verwendet, der eine Förderpumpe aufweist, die über die geförderte Flüssigkeit einen in einem Zylinder gleitenden Kolben beaufschlagt, der den Hebel 50 betätigt.
Bei dieser Ausführungsform sind die Stössel 34 von den Pumpenkolben 38 getrennt. Die Rückstellfe- der 51 jedes Pumpenkolbens 38, die sich mit ihrem oberen Ende über einen Federteller 52 am Pumpengehäuse 31 abstützt, ist auch an ihrem unteren Ende mit einem Federteller 53 versehen, der in einem Führungsgehäuse 54 geführt ist, das durch Schrauben 55 am Pumpengehäuse 31 befestigt ist. Ein Bund 56 des Führungsgehäuses 54 bildet dabei einen Anschlag für den Federteller 53, so dass der Hub der Rückstellfeder 51 in Richtung gegen die Nockenwelle 32 begrenzt ist und in der innersten Lage des Pumpenkolbens 38 ein Spiel zwischen dem Stössel 34 und dem Federteller 53 verbleibt. Auf diese Weise ist eine Verschiebung der Führung 43 samt den Stösseln 34 und damit eine Verstellung des Einspritzzeitpunktes mit geringem Kraftaufwand sichergestellt.
Bei Einspritzpumpen mit mehreren durch dieselbe Nockenwelle betätigten Pumpenkolben kann auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Formgebung und Anordnung der einzelnen Nocken auf die im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 beschrie- bene und in den Fig. 3 und 4 veranschaulichte Weise erfolgen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einspritzpumpe für Brennkraftmaschine, bei welcher die Pumpenkolben von den Nocken einer Nockenwelle über Stössel gegen die Kraft von Rückstellfedern mit konstantem Hub betätigt werden und der Einspritzzeitpunkt durch einen Spritzversteller verstellt wird, bei dem die Nockenwelle relativ zum Rollenstössel, oder der Rollenstössel relativ zur Nockenwelle in oder gegen die Drehrichtung bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Pumpenkolben (25) ein fester Anschlag (26) zugeordnet ist, der den durch die zugehörige Nocke bestimmten Hub der Rückstellfeder (24) in Richtung gegen die Nockenwelle (8) begrenzt, so dass die Nockenwelle über einen Teil ihrer Umdrehung der Einwirkung der Rückstellfeder entzogen ist.