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Einspritzpumpe für Einspritzbrennkraftmaschinen
Bei Einspritzpumpen für Einspritzbrennkraftmaschinen ist die Nockenwelle üblicherweise an ihren Enden axial unverschiebbar im Einspritzpumpcngehäuse gelagert.
Die Lager sind beispielsweise als Kegelrollenlager oder gegebenenfalls als Schulterkugellager ausgebildet. Insbesondere bei Einspritzpumpen mL : mehreren nebeneinanderliegenden Pumpenkolben, bei denen die Nockenwelle eine grössere Länge aufweist, ergibt sich hiebei der Übelstand, dass bei verschiedener Wärmedehnung der Nockenwelle und des Gehäuses die Lagerung beeinträchtigt wird. Wenn sich die Nockenwelle mehr ausdehnt als das Gehäuse, so klemmt die Lagerung und wenn das Gehäuse sich mehr ausdehnt als die Nockenwelle, so entsteht ein Spiel in der Lagerung. Es kann eine verschiedene Wärmedehnung auch dann auftreten, wenn Nockenwelle und Gehäuse aus Materialien mit gleichem Wärmedehnungskoeffizienten bestehen, da das aussenliegende Gehäuse besser gekühlt ist als die Nockenwelle, die daher wärmer wird.
Üblicherweise besteht die Nockenwelle aus Stahl und das Gehäuse aus Aluminium, so dass der Regelfall derjenige ist, dass der Werkstoff des Gehäuses einen wesentlich grösseren Wärmekoeffizienten aufweist als der Werkstoff der Nockenwelle, so dass bei Erwärmung ein Spiel in den Lagern auftritt, da ja an den beiden Enden der Nockenwelle diese durch die Lager gegen aussen zu abgestützt ist.
Bei längeren Einspritzpumpenwellen wird häufig ein Mittellager verwendet und dieses Mittellager wird nun überbeansprucht, wenn die Lagerungen an den Enden der Nockenwelle als Kegelrollenlager ausgebildet sind und Spiel erhalten, weil die Nockenwelle dabei absinkt. Man hat versucht, diesem Übelstand dadurch entgegen zu wirken, dass die Lager gegen eine Federung abgestützt werden. Hiedurch kann zwar das Axialspiel der Lagerung, beispielsweise der Kegelrollenlagerung, bei den verschiedenen Temperaturen behoben werden, jedoch erhält nun das Lager eine zusätzliche Belastung in axialer Richtung, die einen Teil der durch die präzise Lagerung gewonnenen Tragfähigkeit wieder wegnimmt.
Die Erfindung bezieht sich nun auf eine solche Einspritzpumpe, deren Nockenwelle an den Enden in Lagern relativ zu diesen axial unverschiebbar gelagert ist, u. zw. insbesondere auf eine Einspritzpumpe mit mehreren nebeneinanderliegenden Pumpenkolben, bei der vorzugsweise die Nockenwelle und das Einspritzpumpengehäuse aus Werkstoffen mit verschiedenen Wärmedehnungskoeffizienten bestehen.
Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, dass wenigstens ein Lager im Pumpengehäuse axial verschiebbar gelagert ist und beide Lager durch im gleichen Raum wie die Nockenwelle angeordnete Verbindungsglieder aus einem Werkstoff mit gleichem oder nahezu gleichem Wärmedehnungskoeffizienten wie der des Werkstoffes der Nockenwelle verbunden sind. Da diese Verbindungsglieder im gleichen Raum wie die Nockenwelle angeordnet sind, werden sie bei einer Erwärmung der Einspritzpumpe im gleichen Ausmass wie die Nockenwelle erwärmt und dehnen sich bei Ausbildung aus einem Werkstoff mit gleichem Wärmedehnungskoeffizienten im gleichen Ausmass aus wie die Nockenwelle, so dass bei allen auftretenden Temperaturen das axiale Lagerspiel stets unverändert gleich bleibt.
Wenn der Werkstoff der Verbindungsglieder nur einen nahezu gleichen Dehnungskoeffizienten wie der des Werkstoffes der Nockenwelle aufweist, so soll gemäss der Erfindung der Wärmedehnungskoeffizient des Werkstoffes der Verbindungsglieder grösser sein als der Wärmedehnungskoeffizient des Werkstoffes der Nockenwelle, damit eine Klemmung unter keinen Umständen auftritt. Dies gilt für solche Konstruktionen,
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bei welchen in üblicher Weise die äusseren Schrägrollenlager oder Schulterkugellager so angeordnet sind, dass der innere Laufring gegen eine Verschiebung nach den Enden der Nockenwelle zu durch den äusseren Laufring gesichert ist.
Gemäss der Erfindung können als Verbindungsglieder wenigstens zwei, vorzugsweise vier Bolzen vorgesehen sein, die im Bereich der Nockenwelle angeordnet sind und daher die gleiche Temperatur wie diese im Betrieb erreichen. Es kann aber auch als Verbindungsglied ein die Nockenwellekonzentrisch umgebendes, mit Ausnehmungen versehenes Rohr vorgesehen sein, in dem die Lager in bezug auf das Rohr axial festgelegt angeordnet sind und das seinerseits im Pumpengehäuse gelagert ist. Die Ausnehmungen sind hiebei erforderlich, um den Angriff der Stössel an der Nockenwelle zu ermöglichen. Auch hier liegt dieses Verbindungsglied im gleichen Raum wie die Nockenwelle.
Es können beide Lager der Nockenwelle im Pumpengehäuse axial verschiebbar gelagert sein, jedoch ist es zweckmässig, ein Lager festzulegen, wodurch der gleiche Effekt erreicht wird und überdies ein axiales Spiel der Nockenwelle verhindert wird. Bei einer Ausbildung der Einspritzpumpe mit angebautem Regler ist es zweckmässig, das reglerseitige Lager gegenüber dem Pumpengehäuse axial unverschiebbar anzuordnen, um die nötige Genauigkeit an der Reglermuffe zu erreichen. Bei einer Einspritzpumpe ohne angebautem Regler ist es hingegen zweckmässig, das antriebsseitige Lager gegenüber dem Pumpengehäuse axial unverschiebbar anzuordnen, um die grössere Genauigkeit des Eingriffes in die Kupplung zu gewährleisten.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch erläutert.
Fig. 1 und 2 zeigen eine Einspritzpumpe, wobei Fig. l einen Querschnitt durch die Pumpe und Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 11- 11 durch den untercn Teil der Pumpe darstellt. Fig. 3 zeigt eine Variante im Längsschnitt durch die Achse der Nockenwelle bei entfernten Stösseln, Fig. 4 zeigt ein Detail im Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 3.
Bei der Ausführungsform nach Fig. l und 2 ist die Nockenwelle 1 im Pumpengehäuse 2 in zwei Schrägrollenlagern ; 3 und 4 gelagert. Wenn die äusseren Lagerringe 3'bzw. 4'voneinander entfernt werden, entsteht Luft in der Lagerung und wenn sie einander genähert werden, klemmen die Lager. Wenn die äusseren Lagerringe 3'bzw. 4' fest und axial unverschiebbar im Pumpengehäuse 2 gelagertsind und das Pumpengehäuse 2 sich bei der Erwärmung mehr ausdehnt als die Nockenwelle 1, erhaltensomit die Lager 3 und 4 Luft, wodurch die Lagerung unpräzise wird und bei Anordnung eines Mittellagers 5, welches bei längeren Nockenwellen verwendet wird, wird dieses Mittellager überbeansprucht, da sich die Nockenwelle 1 in den Lagern 3 und 4 senken kann.
Bei der Ausbildung nach Fig. 1 und 2 ist der äussere Lagerring 3'des Lagers 3 in dem mit dem Pumpengehäuse 2 fest verbundenen Reglergehäuse 6 axial unverschiebbar gelagert und der äussere Lagerring 4'des Lagers 4 in einer Büchse 7 axial unverschiebbar gelagert, welche aber ihrerseits im Pumpengehäuse axial verschiebbar ist. Durch einen Dichtring 8 ist diese Büchse 7 gegenüber dem Pumpengehäuse 2 abgedichtet. Diese Büchse 7 ist durch vier Bolzen 9 mit dem Sitz 10 des äusseren Lagerringes 3'des Lagers 3 verbunden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind diese Bolzen 9 in das Reglergehäuse eingeschraubt.
Sie können aber auch in das Einspritzpumpengehäuse an einer dem Lagersitz 10 benachbarten Stelle eingeschraubt sein. Diese Bolzen 9 bestehen aus einem Material mit dem gleichen Wärmedehnungskoeffizienten wie die Nockenwelle 1 und liegen im gleichen Raum wie die Nockenwelle 1, so dass sie der gleichen Temperaturdehnung unterworfen sind. Bei einer Verlängerung der Nockenwelle unter Einwirkung der Betriebstemperatur wird daher die Entfernung der äusseren Lagerringe 3'und 4'von- einander im Masse der Verlängerung der Nockenwelle grösser, so dass eine Vergrösserung des Spieles in den Lagern 3 und 4 oder ein Klemmen derselben nicht auftreten kann und unter allen Betriebstemperaturen eine einwandfreie Lagerung gewährleistet ist.
Wenn die Bolzen 9 aus einem Material von nur nahezu gleichem Wärmeausdehnungskoeffizienten wie das Material der Nockenwelle 1 bestehen, so muss der Wärmeausdehnungskoeffizient des Werkstoffes der Bolzen 9 grösser sein als der Wärmeausdehnungs- koeffizient des Werkstoffes der Nockenwelle l, da eine geringfügige Vergrösserung des Lagerspieles eher in Kauf genommen werden kann als ein Klemmen der Lager.
Die Bolzen 9 sind mit Muttern 11 mit einem Flansch 12 der Büchse 7 fest verschraubt.
Um das Lagerspiel genau einstellen zu können, sind zwischen den Schultern 13 der Bolzen 9 und dem Flansch 12 und auch zwischen den äusseren Lagerringen 4'und einer Schulter der Büchse 7 auswechselbare Distanzscheiben 14 bzw. 15 von verschiedener Stärke vorgesehen. Es genügt naturgemäss auch, lediglich die Distanzscheibe 14 oder die Distanzscheibe 15 vorzusehen.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 unterschiedet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2
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dadurch, dass hier als Verbingungsglied ein Rohr 16 an Stelle der Bolzen 9 vorgesehen ist. An der Stelle der Stössel, deren Führungen mit 17 bezeichnet sind. weist das Rohr 16 eine Ausnehmung 18 auf, um den Durchtritt der Stössel zu ermöglichen. Dieses Rohr ist in Fig. 4 im Querschnitt dargestellt.
Die Lagerung der Nockenwelle 1 erfolgt wieder in zwei Schrägrollenlagern 3 und 4, wobei die Nokkenwelle durch das Mittellager 5 unterstützt ist. Die äusseren Lagerringe 3'und 41 der Lager 3 und 4 sind unter Vermittlung dieses Rohres 16 im Einspritzpumpengehäuse 2 gelagert.
Am reglerseitigen Ende weist dieses Rohr einen nach aussen ragenden Flansch 19 auf, welcher zwischen Pumpengehäuse 2 und Reglergehäuse 6 fest gehalten ist, und am antriebsseitigen Ende weist dieses Rohr 16 einen nach innen ragenden Bord 20 auf, welcher den äusseren Lagerring 41 umgreift. Durch auswechselbare Distanzscheiben 21 ist wieder das Spiel der Lager 3 und 4 präzise einstellbar. Das Ende des Rohres 16 am Antriebsende 22 der Nockenwelle ist in einer Bohrung 23 des Pumpengehäuses 2 axial verschiebbar gelagert.
Auch hier besteht wieder das Rohr 16 aus einem Werkstoff mit gleichem oder nahezu gleichem Wärmedehnungskoeffizienten wie der Werkstoff der Nokkenwelle 1 und ist im gleichen Raum wie die Nockenwelle 1 angeordnet, so dass wieder die äusseren Lagerringe 4'bei einer Erwärmung die gleichen axialen Lageänderungen mitmachen wie die beiden Lagerstellen der Nockenwelle 1.
Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 und 2 und nach Fig. 3 und 4 zeigen eine Einspritzpumpe mit angebautem Regler. Hier ist das reglerseitige Lager unverschiebbar und das andere Lagerverschiebbar gelagert, so dass die Nockenwelle an der Reglerseite fest gehalten wird, so dass die Bewegung der Reglermuffe nicht bei Wärmedehnungen verzerrt wird. Bei Einspritzpumpen ohne angebautem Regler erscheint es wieder zweckmässig, das antriebsseitige Lager, nämlich das dem Antriebsende 22 der Nockenwelle benachbarte Lager 4, axial unverschiebbar im Einspritzpumpengehäuse 2 zu lagern und dafür das andere Lager axial verschiebbar zu lagern, da dann eine grössere Präzision des Kupplungseingriffes der Nockenwelle erreicht wird.
PATENTANSPRÜCHE : -
EMI3.1
wenigstens ein Lager (4) im Pumpengehäuse (2) axial verschiebbar gelagert ist und beide Lager (3, 4) durch im gleichen Raum wie die Nockenwelle (1) angeordnete Verbindungsglieder (9, 16) aus einem Werkstoff mit gleichem oder nahezu gleichem Wärmedehnungskoeffizienten wie der des Werkstoffes der Nockenwelle (1) verbunden sind.