Brennstoffpumpe. 1)ie vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpe, die für das Einspritzen von Brenn stoff in Brennkraftmaschinen anwendbar ist, beispielsweise eine solehe Pumpe, die einen in einem drehbaren Zylinder hin- und her gehenden Kolben aufweist und bei welcher die Drehbewegung des Zylinders sowie die Hin- und Herbewegung des Kolbens derart durch Antriebsmittel bewirkt wird, dass der Kolben während einer Umdrehung des Zylinders meh rere Druckhübe ausführt,
wobei ein Zylinder- auslass nacheinander einer Mehrzahl von Brennstoffauslasskanälen gegenübersteht, deren Anzahl derjenigen der durch die Pumpe zu speisenden Brennkammern entspricht.
Gemäss der vorliegenden Erfindung ist die Brennstoffpumpe mit drehbarem Zylinder zum Einspritzen von Brennstoff in Brenn- kraftmaschinen derart ausgebildet, dass der innerste Teil der Zylinderaxialbohrung den Pumpenarbeitsraum bildet, und es ist eine der Zahl der von der Pumpe zu speisenden Brennkammern entsprechende Anzahl um fangslängs auseinanderliegender Rückström- kanäle sowie ein Ausgang vorgesehen, der in bezug auf die Rückströmkanäle, welche sämt lich mit dem Pumpenraum verbunden sind,
in Axialrichtung des Zylinders versetzt. Ferner weist sie einen Kolben auf, der auf seinem Rückhub die Brennstoffzufuhr zum Pumpen raum freigibt und auf seinem Ladehub die Rückströmkanäle, zwecks Verhinderns von Brennstoffentweichung aus dem Pumpenraum, ausgenommen die Entweichung durch den Ausgang im ersten Teil des Ladehubes, schliesst.
Ausserdem ist im Kolben eine Rück strömleitung vorgesehen, die mit dem Pum penraum verbunden ist und eine Steuerkante hat, die dazu bestimmt ist, jeweils mit einem der Rüekströmkanäle, zwecks Herstellens einer Verbindung zwischen demselben und dem Pumpenraum, zusammenzuwirken, nachdem der Kolben eine vorbestimmte Stelle seines Hubes erreicht hat, so dass die Brennstoff- förderung durch den Ausgang abgestellt wird, wobei die Rüekströmungsleitung im Kolben, bei aufeinanderfolgenden Ladehüben des Kol bens, aufeinanderfolgend mit den einzelnen Rückströmkanälen zusammenwirkt.
Ein zur genannten Rückströmleitung ge höriger Rückströmungskanal im Kolben ist zweckmässig mit einer Vertiefung im Kolben umfang bei derjenigen Randpartie dieser Ver tiefung verbunden, welche die erwähnte Steuerkante bildet.
Um die Förderung der Pumpe regulieren zu können, wird der Kolben zweckmässig um seine Achse dreheinstellbar angeordnet, und die Vertiefung im Kolbenumfang kann so an geordnet und ausgebildet sein, da.ss ihr Rand eine schräg zur Kolbenaehse verlaufende Steuerkante bildet. Dabei können die Rück strönikanäle von dem Pumpenraum weg einen radialen Verlauf durch die Zylinderwand nehmen, wobei sie zweckmässig mit dem einen Ende des Pumpenraumes verbunden sind, wo gegen der Ausgang mit dein andern Ende dieses Raumes verbunden ist.
Ferner kann der Zylinder in einer Boh rung eines Gehäuses drehbar angeordnet sein, welches Brennstoffverteilungskanäle aufweist, mit denen der Ausgang des Zylinders aufein- anderfolgend zusammenwirken kann, und das ausserdem eine Brennstoffeinlasskammer in exzentrischer Lage zum Zylinder aufweisen kann, mit der die Rückströmkanäle verbunden sind.
Bei dieser Anordnung können im Ge häuse auch mit einem Teil des Zylinder umfanges zusammenwirkende, kreisbogenför mige Abschliessmittel vorgesehen sein, um, die Rückströmkanäle aufeinanderfolgend an einer vorbestimmten Stelle abzuschliessen. Dadurch wird bezweckt, dass während der Dauer eines jeden Druckhubes des Kolbens das Zusam- menwirken der Rückströmleitung im Kolben auf einen einzigen Rückströmkanal beschränkt wird.
Die Dreheinstellung des Kolbens erfolgt zweckmässig durch ein zum Kolben koaxial ge lagertes Rad, das mittels einer Zahnstange be- tätigbar ist, wobei der Kolben in bezug auf das Rad axial verschiebbar sein kann. Zu seiner Einstellung kann der Kolben mit einem in einem Schlitz geführten Betätigungsarm versehen sein.
Die Antriebsmittel des Kolbens und des Zylinders können einen Nocken aufweisen, der. auf einer Antriebswelle sitzt und auf den Kol ben durch ein auf dem Nocken laufendes Glied einwirken kann. Ferner kann eine zum Kol ben parallele Welle vorgesehen sein, die einer seits mit -der Antriebswelle durch ein die Drehbewegung rechtwinklig umlenkendes Ge triebe und anderseits mit dem Zylinder über ein Getriebe gekuppelt ist, wobei das Profil des Nockens und das Übersetzungsverhältnis so gewählt sein können, dass bei jeder Dre hung des Zylinders der Kolben mehrere Druckhübe ausführt, deren Anzahl derjenigen der durch die Pumpe zu speisenden Brenn kammern entspricht.
Zur Erklärung der Erfindung wird auf die nachfolgende Beschreibung unter Bezug nahme auf die beiliegende Zeichnung hinge wiesen.
Es zeigt: Fig. 1 einen Aufriss mit Schnitt durch die Mitte eines Ausführungsbeispiels der Brenn- Stoffpumpe gemäss der vorliegenden Erfin dung, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1, . Fig. 3 einen Grundriss der Pumpe, Fig. 4 einen Schnitt nach der senkrechten Ebene, die in den Fig. 3 und 5 mit 4-4 be zeichnet ist, Fig. 5 einen Schnitt nach Linie 5-5 in Fig. 4 und Fig. 6 einen Schnitt nach Linie 6-6 in Fig. 4.
Die dargestellte Pumpe gemäss der vor liegenden Erfindung ist vom Einkolbentypus und befähigt, Brennstoff an die Brennkam mern einer Vierzylinderbrennkraftmaschine abzugeben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ersicht lich, dass das Gehäuse 11 der Pumpe einen Unterteil 12 besitzt, an welchem ein Oberteil bzw. ein Kopfstück 13 durch vier auf den Umfang des Gehäuses verteilte Kopfschrau ben 14 befestigt ist, wie dies im Grundriss nach Fig. 3 ersichtlich ist. Das Kopfstück 13 des Gehäuses hat eine zylindrische Bohrung 15, welche als eine Lager- und zugleich eine Abdichtungsfläche für einen drehbaren Zy linder 16 dient. Der Zylinder 16 weist eine Bohrung 17 auf, in welcher ein um seine Achse dreheinstellbarer Pumpenkolben 18, der gegen Drehen gesichert ist, während der Dre hung des Zylinders hin- und herbewegt wird.
Während der Hin- und Herbewegung des Kol bens wird Brennstoff abwechselnd in den Pumpenarbeitsraum 19, der vom innersten Teil der Zylinderaxialbohrung 17 gebildet wird, durch Einlass- und Rückströmkanäle 21 angesaugt und dann aus dem Raum 19 durch einen Ausgang 22 ausgetrieben. Wie der Raum 19 abwechselnd mit Brennstoff geladen und vom Brennstoff entladen wird, steht weiter hinten beschrieben.
Die Hin- und Herbewe- gung des Kolbens 18 wird üblicherweise durch eine Schraubenfeder 23, einen Nocken 24 an einer Pumpenantriebswelle 25 und eine Zwi- schenvorrichtung bewerkstelligt, die insgesamt mit 26 bezeichnet ist und eine Rolle 27 ent hält, die auf dem Umfang des sich ununter- brochen drehenden Nockens 24 läuft. Dieser Nocken trägt vier im gleichen Abstand von einander stehende Vorsprünge 28, deren Pro fil in Fig. 2 dargestellt ist.
Antriebsenergie für die Pumpenwelle 25 wird einem geflanschten Kupplungsglied 29 entnommen (Fig. 1), welches bei 31 auf diese Welle aufgekeilt ist. Zufolge der Anordnung von vier Vorsprüngen am Nocken 24 werden das auf dem Nocken laufende Glied 26 und der Kolben 18 gezwungen, während jeder Um drehung der Antriebswelle vier vollständige Hin- und Herbewegungen auszuführen. Druck schwankungen innerhalb der Gehäusekammer 32, die während abwechselnden Hüben des Kolbens auftreten, werden durch die Bewe gung der Luft in Lüftungskanälen 33, die von einer seitlich des Gehäuses angeordneten, durch Verbindungsmittel an diesem befestig ten Deckplatte 34 gebildet werden, ausge glichen.
Ein Antriebsgetriebe zur Drehung des Zy linders 16 besitzt ein Schraubenrad 36, das mit der Welle 25 aus einem Stück besteht, ein mit 36 kämmendes Schraubenrad 37, das auf eine lotrechte, zum Kolben parallele Welle 38 aufgekeilt ist (Fig. 2), ein mit dem obern Ende der Welle 38 aus einem Stück bestehen des Rad 39 und ein Rad 41 (Fig. 1, 2 und 4), das vom Rad 39 angetrieben wird und mit. dem untern Ende des Zylinders 16 aus einem Stück besteht. Dieses Getriebe treibt den Zy linder 16 mit der gleichen Geschwindigkeit an, wie sie die Antriebswelle 25 hat. Dem zufolge entstehen vier vollständige Hin- und Herbewegungen des Kolbens 18, während der Zylinder 16 eine Umdrehung ausführt.
Bei der Drehung des Zylinders 16 wird dessen Ausgang 22 aufeinanderfolgend von axial über dem Einlass 45 angeordnetexi Auslasskanälen 42 bestrichen, deren vier vor handen sind, welche mit der Gehäusebohrung 15 an in Umfangsrichtung dieser Bohrung gleich weit voneinander entfernt liegenden Stellen verbunden sind. Das obere Ende der nach oben ragenden Teile der Kanäle 42 ist erweitert und zur Aufnahme von Rohrver bindungsstücken 43 mit Gewinde versehen. Die gegenseitige Anordnung dieser Rohrver bindungsstücke und Kopfschrauben 14 ist in Fig. 3 dargestellt.
Nicht dargestellte Lei tungsröhren verbinden die Rohrverbindungs stücke 43 mit den entsprechenden Brenn- kammern der Maschine. Abschlussventile, die insgesamt mit 44 bezeichnet sind, sind mit diesen Rohrverbindungsstücken 43 zusammen gebaut, um den Abfluss von Brennstoff durch die Kanäle 42 zu ermöglichen, aber auch um Brennstoffübergang in diese Kanäle in der entgegengesetzten Richtung aus den vorge nannten Brennkammer-Leitungsröhren zu ver hindern.
Ein Brennstoffeinlass im Innern des Ge häuses ist mit einer kreisförmigen Vertie fung 45 (Fig. 1. und 6) versehen, die zur Bohrung 15 für den Zylinder 16 exzentrisch angeordnet ist. Brennstoff wird dieser Ver tiefung 45 durch einander diametral gegen überliegende Kanäle 46 unter dem von einer primären, nicht dargestellten Pumpe erzeug ten Druck zugeführt. Mit Gewinde 47 ver sehene Teile an den äussern Enden der Ka näle 46 dienen dazu, den Anschluss der von der primären Pumpe abgehenden Röhren zu erleichtern.
Wenn der Kolben 18 sich dem untern Ende seines Hubes nähert, welche Stellung des Kolbens in der Zeichnung dar gestellt ist, tritt der unter Druck stehende Brennstoff vehement in den Raum<B>19</B> (Fig.1), welcher den Brennstoff aufnimmt, ein, und zwar durch die Brennstoffkanäle 21, um die sen Raum 19 mit einer Brennstoffladung zu füllen. Während des darauffolgenden Aus wärts- bzw. Vorwärtshubes des Kolbens wird Brennstoff durch die Kanäle 21 ausgetrieben, bis der Kolben weit genug vorgerückt ist, um diese Kanäle zu bedecken. Danach wird durch das Vorrücken des Kolbens nach oben der Brennstoff in dem Raum 19 komprimiert und durch den Ausgang 22 ausgetrieben, sobald. dieser mit einem der Brennstoffauslasskanäle 42 übereinstimmt.
Infolgedessen fliesst der durch den Ausgang 22 ausgetriebene Brenn stoff aus der Pumpe durch einen der Kanäle 42 und dessen Abschlussventil 44 nach aussen, so dass Brennstoffabgabe an die zugeord- nete Brennkammer erfolgt. In den Fig. 1, 4 und 6 ist am Umfang des Kolbens eine Ver tiefung 48 dargestellt, die aufeinanderfolgend mit den vier Einlass- und Rückströmkanälen 21 zum Unterbrechen des Brennstoffaustrittes aus dem Brenustoffpumpenraum 19 durch den Ausgang 22.
Diese seitliche Vertiefung 48 ist mit dem Raum 19 durch einen u-förmigen Kanal 49 verbunden, der im obern Ende des Kolbens ausmündet und vom obern Rand der Vertiefung ausgeht. Nachdem der Kolben 18 eine vorbestimmte Strecke in seinem Vor wärtshub zurückgelegt hat, gelangt die vom obern Rand der Vertiefung 48 gebildete Steuerkante 51 der Vertiefung 48 mit einem der Kanäle 21 in Übereinstimmung und be ginnt, die Rückströmverbindung mit einem der Kanäle 21 herzustellen, so dass danach der Brennstoff aus dem Raum 19 durch diesen Kanal 21 ausgetrieben wird, anstatt durch den Ausgang 22, der mit der Brennkammer verbunden ist.
Die in den Fig. 1, 4 und 6 dargestellte Vertiefung 48 ist auf dem Kolben durch Herstellung einer Fräsnut in der Weise ge bildet, dass die Steuerkante 51 in der Dia- gonalrichtung der Kolbenachse verläuft.
Dem zufolge kann durch Dreheinstellung des Kol bens der Zeitpunkt, in welchem die Steuer kante 51 mit einem der Kanäle 21. zur Be endigung der Brennstoffeinspritzung überein stimmt, verändert werden. Dreheinstellung des Kolbens wird üblicherweise dadurch er reicht, dass ein Rad 52 vorgesehen wird, das im Gehäuse drehbar und koaxial zum Kolben angeordnet ist.
Der Kolben ist in bezug auf das Rad 52 in seiner Längsrichtung frei beweglich, und das letztere hat einen nach unten vorspringenden hülsenförmigen Teil 53, der einen axial gerichteten Schlitz 54 auf weist, längs welchem ein Vorsprung 55 des Kolbens gleiten kann. Eine Zahnstange R (Fug. 3), deren Verzahnung mit dem Zahnrad 52 kämmt, ist zum Steuern der Drehlage die ses Rades vorgesehen, und zugleich ist auch, mittels des Schlitzes 54, der Kolbenvorsprung 55 befähigt, die Drehlage des Kolbens und der Steuerkante 51 der Seitenwandvertiefung 48 zu steuern.
Der Kolben 18 ist in Fig. 6 in der Mittel stellung seiner Brennstoffsteuerungsdrehlage dargestellt. In dieser Stellung steht das Ende 56 (Fug. 6) der Steuerkante 51 in der radia len Übereinstimmungslage mit der radialen Linie m, die einer mittleren Brennstofförde rung entspricht.
Wenn sich der Kolben im Gegenuhrzeigersinn um eine Strecke in Fig. 6 gedreht hat, wird (wie dies durch den Pfeil Z in dieser Figur, der in Richtung Brenn stoff-Zunahme verläuft, zur Anzeige kommt) das Ende 56 dieser Steuerkante in Ü berein- stimmang mit der radialen Linie cg gebracht, welche dem Brennstoff-Maximum entspricht, wodurch die Vorrichtung zur Abgabe der maximalen Brennstoffmenge eingestellt ist.
Durch Drehung des Kolbens im Gegenuhr zeigersinn gelangt ein Teil der Steuerkante, der weiter vom obern Ende des Kolbens ent fernt ist, zuerst in Übereinstimmung mit einem der Kanäle 21, um Rückströmung wäh rend des Brennstoffzufuhrhubes des Kolbens herzustellen, wodurch das Zeitintervall für die Einspritzung und dementsprechend auch die Menge des eingespritzten Brennstoffes vergrössert wird. Durch Drehen des Kolbens im Uhrzeigersinn (Fug.
6) wird die entgegen gesetzte Wirkung erzielt, nämlich, dass ein Teil der Steuerkante 51, der weniger weit vom obern Ende des Kolbens entfernt ist, zuerst in Übereinstimmung mit einem der Kanäle 21, während des Einspritzhubes des Kolbens, gelangt. Die kleinste Brennstoff einstellung innerhalb des Arbeitsspiels der Maschine wird dann erreicht., wenn der Kol ben drehbeweglich so eingestellt wird, dass das Ende 56 seiner Steuerkante in radiale Über- einstimmung mit der radialen Linie o gelangt, die der Lage ohne Brennstoff entspricht.
Zur weiteren Erklärung der Arbeitsweise der Pumpe wird nun das Wirken während einer Viertelsumdrehung der Antriebswelle 25 bei demjenigen Arbeitsspiel erörtert, welches gerade im Begriff ist, einzutreten, wenn die Teile in der Lage stehen, wie sie die Zeich- nung zeigt. Dieses Arbeitsspiel ereignet sich, wenn der rechts von der nockengesteuerten Rolle 27 stehende Nockenvorsprung 28 (Fig. 2) unter dieser Rolle durchgeht, um dann in die Stellung zu gelangen, welche der links von der Rolle stehende Vorsprung 28 einnimmt.
Bei der in der Zeichnung gezeigten Lage der Teile befindet sich der Kolben 18 an der untern Grenze der Rückwärtsbewe gung, wobei die Kanäle 2l. offen sind und Brennstoff durch diese Kanäle in den Raum 19 hineingetrieben wird. Bei der Drehung der Pumpenantriebswelle 25 zusammen mit dem Nocken 24 im Gegenuhrzeigersinn nach Fig. 2 beginnt der Nockenvorsprung rechts von der Rolle 27 zunächst damit, diese Rolle anzu heben und den Kolben nach oben zu bewegen.
Wenn der Kolben 27 um eine kleine Strecke am vorangehenden Teil des Profils dieses Nockenvorsprunges aufgelaufen ist, hat der Vorwärtshub des Kolbens 18 bereits ein Mass erreicht, dass der Kolben die Kanäle 21 über deckt und die Brennstoffladung im Innern des Raumes 19 eingeschlossen hat.
In der Zwischenzeit wurde durch das Antriebs getriebe mit den Zahnrädern 36, 37 und 39, 41 der Zylinder 16 im Uhrzeigersinn aus seiner Lage in den Fig. 5 und 6 heraus gedreht, um das äussere erweiterte Ende des Ausganges 22 (Fig. 5) in Übereinstimmung mit dem Auslasskanal 42, dem er sich ent sprechend dieser Figur nähert, zu bringen, und den Kanal 21, der in Fig. 6 als in Lage n befindlich dargestellt ist, in die Lage c zu ver bringen.
Bei sich weiter nach oben bewegen dem Kolben und der Lage c zustrebendem, eben erwähntem Kanal 21 und nach der be reits hergestellten Verbindung zwischen dem in Fig. 5 ersichtlichen Ausgang 22 (Fig. 5) und dem nachfolgenden, benachbarten Aus lasskanal 42 wird der Brennstoff durch den genannten Ausgang 22 in diesen Kanal 42 ausgetrieben.
Dieses Austreiben durch den Ausgang 22 und den Kanal 42 findet so lange statt, bis der Kolben genügend hochgehoben worden ist, um seine Steuerkante 51 an einer Stelle in Übereinstimmung mit dem Kanal 21 zu bringen, der sich alsdann zwischen den Stellungen b und c befindet, wonach das Aus- treiben des $rennstoffes durch den Ausgang 22 aufhört und Rückströmung nach unten, durch den u-förmigen Kolbenkanal 49, die Kolbenrückströmvertiefung 48 und den ge nannten Kanal 21, in die Brennstoffeinlass- vertiefung 45 eintritt.
Wenn sich der in Frage kommende Nockenvorsprung um einen Betrag, der einem 'Winkel von 45 Drehver stellung der Antriebswelle 25 entspricht, zwecks Einstellens des Vorsprunges vertikal unterhalb der nockengesteuerten Rolle 27, be wegt hat, so dass der Auswärtshub des Kol bens beendigt ist, erreicht der in Frage kom mende Kanal 21 seine Übereinstimmungslage mit der Linie c in Fig. 6, wogegen der Aus gang 22 (Fig. 5) soeben am betreffenden, ihm benachbarten Auslasskanal 42 vorüberge gangen ist (Fig.5)
. Während der darauf folgenden Antriebswellendrehung von 45 be wirkt die Feder 23, unter Aufrechterhalten des Berührungseingriffes zwischen der Rolle 27 und dem absteigenden Teil des Profils des entsprechenden Nockenvorsprunges, den Rück hub des Kolbens zur Rückkehr in seine in der Zeichnung ersichtliche Lage.
Gleichzeitig mit dieser Drehung der Antriebswelle um 45 , der zufolge der entsprechende Nockenvorsprung nach vorn in die Lage des Nockenvorsprun- ges 28, der in der Zeichnung unmittelbar links von der Rolle in Fig. 2 steht, bewegt wird, erteilt das Antriebsgetriebe des dreh baren Zylinders 18 dem letzteren eine wei tere Drehbewegung um 45 , so dass der Aus gang 22 (Fig. 5) in die gleiche Lage zum Auslasskanal 42 kommt, welcher zweitnächst vor diesem Ausgang liegt,
wie diese Lage von diesem Ausgang in bezug auf den ihm in Fig. 5 benachbarten Durchgang eingenommen wird. Diese Drehung des Zylinders um 45 bringt den in Frage kommenden Kanal 21 in die Lage, welche in Fig. 6 der der Stellung c im Uhrzeigersinn nächstbenachbarte Kanal einnimmt. Eine frische Ladung hat sich nun in dem Pumpenraum 19 durch die Kanäle 21. angesammelt, und ein neues Arbeitsspiel ist im Begriff zu beginnen.
Der einzige Unter schied in der Wirkungsweise der Vorrichtung besteht in diesem nachfolgenden Arbeitsspiel darin, dass der Ausgang 22 - im Uhrzeiger sinn betrachtet - mit dem Auslasskanal 42 in der zweitnächsten diesbezüglichen Lage dazu in Gegenüberstellung kommt, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, und zwar während des Einspritzhubes, anstatt mit dem Auslass- kanal 42 in derjenigen Lage, die im Uhrzeiger sinn diesem Ausgang am nächsten liegt.
Na türlich wird der nächste Nockenvorsprung mit der Rolle 27 zusammenwirken, uni die Bewe gung des Kolbens in diesem nachfolgenden Ar beitsspiel zu steuern. Da der Kolben vier vollständige Hin- und Herbewegungen je Um drehung des Zylinders 16 machen muss, ge langt der Ausgang 22 der Zylinder aufein anderfolgend in Gegenüberstellung zu den Auslasskanälen 42 (Fug. 5), während den auf einanderfolgenden Einspritzhüben des Kol bens, um richtig aufeinanderfolgend Brenn stoff den Brennkammern der Maschine, mit der die Pumpe zusammenwirkt, zuzuführen.
Ein kreisbogenförmiges Abdichtungsmittel in Form einer Zylinderfläche 57 (Fug. 6), die an einer Seitenwand der Gehäusevertiefung 45 gebildet ist, verdient Beachtung. Diese Fläche ist befähigt, mit dem Aussenumfang des Zylinders 16 zum Abdichten der äussern Enden der Kanäle 21 zusammenzuwirken, wenn die äussern Enden der Kanäle 21 ab gedichtet werden müssen, während sie sich einer Lage zum Zusammenwirken mit der Vertie fung 48 des Kolbens nähern.
Der Zweck die ser Dichtungsfläche 57 besteht im Verhindern eines verfrühten Zusammenwirkens der Xa- näle 21 mit der genannten Kolbenvertiefung. Wenn beispielsweise die Drehbewegung des Kolbens die Stellung für Brennstoff-Maxi- mum erfordern würde, in welcher das Ende 56 der Steuerkante 51 auf der Linie g in Fig:
6 liegt, befände sich die Steuerkante 51 in einer Lage zum Übereinstimmen mit dem sich der Stellung a nähernden Kanal 21. so wie auch mit dem Kanal 21, der sich der Stel lung c nähert. Da nun die Neigung der ge nannten Diagonalkante derart ist, dass ihr Ende 56 dem obern Ende des Kolbens näher liegt als ihr entgegengesetztes Ende, würde der Kanal 21, der sich der Stellung a nähert, vorher abgedeckt werden als der sich der Stel lung c nähernde Kanal 21.
Die Vorrichtung ist nun aber so ausgebildet, dass nur die Über einstimmung der Steuerkante 51 mit dem Kanal 21, der sich der Stellung c nähert, wirk sam wird, um den Beginn der Rückströmung und die Rückströmmenge festzulegen. Un richtiger Betrieb der Vorrichtung ist zufolge des Vorsehens der Dichtungsfläche 57 ver- unmöglicht, welche das äussere Ende des Ka nals 21, der sich der Stellung a nähert, ab dichtet, so dass die Übereinstimmung zwischen der Kolbenvertiefung und diesem Kanal wir kungslos bleibt.
Während des Einspritzhubes bleiben die Kanäle 21, mit Ausnahme derjeni gen, welche sich den Stellungen a und c nähern, an ihren innern Enden durch den zylindrischen Umfang des Kolbens bedeckt, während der sich der Stellung a nähernde Kanal 21.
aussen durch dieses zusätzliche Dich- tiwgsmittel 57 geschlossen wird, indem dieses dem äussern Umfang des Zylinders 16 dicht entlanggleitet. Die Abdichtungsfläche 57 bil det ein Mittel, das erlaubt, die Zahl der Ka näle 21, die im Abstand voneinander um den Umfang des Zylinders angeordnet sind, zu vergrössern und demgemäss auch die Zahl der Brennkammern entsprechend der Leistungs fähigkeit der Pumpe, dieselben mit Brenn stoff zu speisen, zu vermehren.
Fuel pump. 1) The present invention relates to a pump which can be used for injecting fuel into internal combustion engines, for example a pump of this type which has a piston reciprocating in a rotatable cylinder and in which the rotary movement of the cylinder and the reciprocating and reciprocation of the piston is effected by drive means in such a way that the piston executes several pressure strokes during one revolution of the cylinder,
a cylinder outlet successively facing a plurality of fuel outlet channels, the number of which corresponds to that of the combustion chambers to be fed by the pump.
According to the present invention, the fuel pump with a rotatable cylinder for injecting fuel into internal combustion engines is designed in such a way that the innermost part of the cylinder axial bore forms the pump working space, and there is a number of backflows which are longitudinally spaced from each other corresponding to the number of combustion chambers to be fed by the pump - Channels and an outlet are provided which, with respect to the return flow channels, which are all connected to the pump chamber,
offset in the axial direction of the cylinder. It also has a piston that releases the fuel supply to the pump chamber on its return stroke and closes the return flow channels on its loading stroke to prevent fuel from escaping from the pump chamber, except for the escape through the outlet in the first part of the loading stroke.
In addition, a return line is provided in the piston, which is connected to the Pum penraum and has a control edge which is intended to interact with one of the Rüekströmkanäle, for the purpose of establishing a connection between the same and the pump chamber, after the piston has reached a predetermined point its stroke has reached, so that the fuel supply is switched off through the outlet, wherein the return flow line in the piston, with successive loading strokes of the piston, interacts successively with the individual return flow channels.
A backflow channel in the piston belonging to the said return line is expediently connected to a recess in the piston circumference at that edge portion of this recess which forms the mentioned control edge.
In order to be able to regulate the delivery of the pump, the piston is expediently arranged so that it can rotate about its axis, and the recess in the piston circumference can be arranged and designed so that its edge forms a control edge that runs obliquely to the piston axis. In this case, the back flow channels from the pump chamber can take a radial course through the cylinder wall, where they are conveniently connected to one end of the pump chamber, where the output is connected to your other end of this room.
Furthermore, the cylinder can be rotatably arranged in a borehole of a housing which has fuel distribution channels with which the outlet of the cylinder can interact in succession, and which can also have a fuel inlet chamber in an eccentric position to the cylinder, with which the return flow channels are connected.
In this arrangement, in the Ge housing can also be provided with a part of the cylinder circumference cooperating, circular arc-shaped closing means in order to close the return flow channels successively at a predetermined point. The purpose of this is to limit the interaction of the return flow line in the piston to a single return flow channel for the duration of each pressure stroke of the piston.
The rotation of the piston is expediently set by a wheel which is coaxially mounted to the piston and which can be actuated by means of a toothed rack, the piston being able to be axially displaceable with respect to the wheel. To adjust it, the piston can be provided with an actuating arm guided in a slot.
The drive means of the piston and the cylinder can comprise a cam which. sits on a drive shaft and can act on the Kol ben through a member running on the cam. Furthermore, a shaft parallel to the piston can be provided, which on the one hand is coupled to the drive shaft by a gear deflecting the rotational movement at right angles and on the other hand to the cylinder via a gear, the profile of the cam and the transmission ratio can be selected so that with every rotation of the cylinder, the piston executes several pressure strokes, the number of which corresponds to that of the combustion chambers to be fed by the pump.
To explain the invention, reference is made to the following description with reference to the accompanying drawings.
It shows: FIG. 1 an elevation with a section through the middle of an embodiment of the fuel pump according to the present invention, FIG. 2 a section along line 2-2 of FIG. Fig. 3 is a plan view of the pump, Fig. 4 is a section along the vertical plane, which is characterized in Figs. 3 and 5 with 4-4 be, Fig. 5 is a section along line 5-5 in Fig. 4 and Fig 6 shows a section along line 6-6 in FIG.
The pump shown according to the present invention is of the single piston type and capable of delivering fuel to the combustion chambers of a four-cylinder internal combustion engine.
With reference to Fig. 1 it is ersicht Lich that the housing 11 of the pump has a lower part 12 to which an upper part or a head piece 13 is fastened by four head screws 14 distributed over the circumference of the housing, as shown in the plan according to FIG 3 can be seen. The head piece 13 of the housing has a cylindrical bore 15 which serves as a bearing and at the same time a sealing surface for a rotatable cylinder 16 Zy. The cylinder 16 has a bore 17 in which a pump piston 18 which can be rotated about its axis and which is secured against rotation while the cylinder is being rotated is moved back and forth.
During the reciprocating movement of the piston, fuel is alternately sucked into the pump working chamber 19, which is formed by the innermost part of the cylinder axial bore 17, through inlet and return flow channels 21 and then expelled from the chamber 19 through an outlet 22. How the space 19 is alternately charged with fuel and discharged from the fuel is described further below.
The reciprocating movement of the piston 18 is usually brought about by a helical spring 23, a cam 24 on a pump drive shaft 25 and an intermediate device, which is designated as a whole by 26 and contains a roller 27, which is located on the circumference of the pump drive shaft continuously rotating cam 24 runs. This cam carries four equally spaced projections 28, the Pro fil is shown in FIG.
Drive energy for the pump shaft 25 is taken from a flanged coupling member 29 (Fig. 1), which is keyed at 31 on this shaft. As a result of the arrangement of four projections on the cam 24, the member 26 running on the cam and the piston 18 are forced to carry out four complete reciprocating movements during each rotation of the drive shaft. Pressure fluctuations within the housing chamber 32 that occur during alternating strokes of the piston are compensated for by the movement of the air in ventilation ducts 33, which are formed by a side of the housing and fastened to this cover plate 34 by connecting means.
A drive gear for rotating the cylinder 16 has a helical gear 36 which consists of one piece with the shaft 25, a helical gear 37 meshing with 36 which is keyed to a vertical shaft 38 parallel to the piston (FIG. 2), a with the upper end of the shaft 38 consist of one piece of the wheel 39 and a wheel 41 (Fig. 1, 2 and 4), which is driven by the wheel 39 and with. the lower end of the cylinder 16 consists of one piece. This gear drives the cylinder 16 at the same speed as the drive shaft 25 has. Accordingly, there are four complete reciprocating movements of the piston 18 while the cylinder 16 makes one revolution.
When the cylinder 16 rotates, its output 22 is successively swept by outlet channels 42 arranged axially above the inlet 45, four of which are present, which are connected to the housing bore 15 at points equidistant from one another in the circumferential direction of this bore. The upper end of the upwardly extending parts of the channels 42 is expanded and for receiving Rohrver connecting pieces 43 provided with a thread. The mutual arrangement of these Rohrver connection pieces and cap screws 14 is shown in FIG.
Line tubes (not shown) connect the tube connection pieces 43 to the corresponding combustion chambers of the machine. Shutoff valves, denoted as a whole by 44, are built with these pipe connectors 43 together to allow the outflow of fuel through the channels 42, but also to prevent fuel transfer into these channels in the opposite direction from the aforementioned combustion chamber line pipes .
A fuel inlet inside the housing is provided with a circular recess 45 (FIGS. 1 and 6) which is eccentric to the bore 15 for the cylinder 16. Fuel is supplied to this recess 45 through diametrically opposed channels 46 under the pressure generated by a primary pump, not shown. With thread 47 provided parts at the outer ends of the channels 46 are used to facilitate the connection of the outgoing tubes from the primary pump.
When the piston 18 approaches the lower end of its stroke, which position of the piston is shown in the drawing, the fuel under pressure enters the space 19 (FIG. 1), which contains the fuel receives a, through the fuel channels 21 to fill the sen space 19 with a fuel load. During the subsequent offward or forward stroke of the piston, fuel is expelled through the channels 21 until the piston is advanced enough to cover these channels. Thereafter, by advancing the piston upward, the fuel in the space 19 is compressed and expelled through the outlet 22 as soon as. this coincides with one of the fuel outlet channels 42.
As a result, the fuel expelled through the outlet 22 flows out of the pump through one of the channels 42 and its shut-off valve 44, so that fuel is delivered to the assigned combustion chamber. 1, 4 and 6 a recess 48 is shown on the circumference of the piston, which successively with the four inlet and return flow channels 21 to interrupt the fuel outlet from the fuel pump chamber 19 through the outlet 22.
This lateral recess 48 is connected to the space 19 by a U-shaped channel 49 which opens in the upper end of the piston and starts from the upper edge of the recess. After the piston 18 has covered a predetermined distance in its front wärtshub, the control edge 51 of the recess 48 formed by the upper edge of the recess 48 with one of the channels 21 in accordance and begins to establish the return flow connection with one of the channels 21, so that thereafter the fuel is expelled from the space 19 through this channel 21 instead of through the outlet 22 which is connected to the combustion chamber.
The recess 48 shown in FIGS. 1, 4 and 6 is formed on the piston by producing a milled groove in such a way that the control edge 51 runs in the diagonal direction of the piston axis.
Accordingly, the point in time at which the control edge 51 coincides with one of the channels 21 to end the fuel injection can be changed by setting the piston to rotate. Rotary adjustment of the piston is usually achieved in that a wheel 52 is provided which is rotatably arranged in the housing and is arranged coaxially to the piston.
The piston is freely movable with respect to the wheel 52 in its longitudinal direction, and the latter has a downwardly projecting sleeve-shaped part 53 which has an axially directed slot 54 along which a projection 55 of the piston can slide. A rack R (Fig. 3), the toothing of which meshes with the gear 52, is provided for controlling the rotational position of this wheel, and at the same time the piston projection 55 is also enabled by means of the slot 54, the rotational position of the piston and the control edge 51 the sidewall recess 48 to control.
The piston 18 is shown in Fig. 6 in the middle position of its fuel control rotational position. In this position, the end 56 (Fug. 6) of the control edge 51 is in the radia len correspondence position with the radial line m, which corresponds to a mean fuel delivery rate.
When the piston has rotated counterclockwise by a certain distance in FIG. 6, the end 56 of this control edge is shown (as indicated by the arrow Z in this figure, which runs in the direction of fuel increase). brought in accord with the radial line cg, which corresponds to the fuel maximum, whereby the device is set to deliver the maximum amount of fuel.
By rotating the piston counterclockwise, a part of the control edge, which is further removed from the top end of the piston, first comes in line with one of the channels 21 to produce backflow during the fuel supply stroke of the piston, thereby reducing the time interval for the injection and accordingly, the amount of fuel injected is also increased. By turning the piston clockwise (fug.
6) the opposite effect is achieved, namely that a part of the control edge 51, which is less far from the upper end of the piston, first comes into correspondence with one of the channels 21 during the injection stroke of the piston. The smallest fuel setting within the working cycle of the machine is reached when the piston is rotatably adjusted so that the end 56 of its control edge comes into radial correspondence with the radial line o, which corresponds to the position without fuel.
To further explain the operation of the pump, the action during a quarter turn of the drive shaft 25 will now be discussed in the work cycle which is about to occur when the parts are in the position as shown in the drawing. This working cycle occurs when the cam projection 28 (FIG. 2) standing to the right of the cam-controlled roller 27 passes under this roller in order to then reach the position which the projection 28 to the left of the roller assumes.
In the position of the parts shown in the drawing, the piston 18 is at the lower limit of the Rückwärtsbewe movement, the channels 2l. are open and fuel is driven into space 19 through these channels. When the pump drive shaft 25 rotates together with the cam 24 in the counterclockwise direction according to FIG. 2, the cam projection to the right of the roller 27 initially begins to lift this roller and move the piston upwards.
When the piston 27 has run up a small distance on the preceding part of the profile of this cam projection, the forward stroke of the piston 18 has already reached a level that the piston covers the channels 21 and has enclosed the fuel charge inside the space 19.
In the meantime, the drive gear with the gears 36, 37 and 39, 41 of the cylinder 16 was rotated clockwise from its position in Figs. 5 and 6 out to the outer expanded end of the output 22 (Fig. 5) in Correspondence with the outlet channel 42, which he approaches accordingly in this figure, and to bring the channel 21, which is shown in FIG. 6 as being in position n, in position c.
When moving further up the piston and the position c towards aspiring, just mentioned channel 21 and after the connection already established between the output 22 shown in Fig. 5 (Fig. 5) and the subsequent, adjacent outlet channel 42 is the fuel expelled through said outlet 22 into this channel 42.
This expulsion through the outlet 22 and the channel 42 takes place until the piston has been raised enough to bring its control edge 51 at a point in correspondence with the channel 21, which is then between the positions b and c, after which the expulsion of the fuel through the outlet 22 ceases and the return flow downwards, through the U-shaped piston channel 49, the piston return flow recess 48 and the mentioned channel 21, enters the fuel inlet recess 45.
If the cam projection in question has moved by an amount corresponding to an 'angle of 45 Drehver position of the drive shaft 25, in order to adjust the projection vertically below the cam-controlled roller 27, so that the outward stroke of the piston is ended the channel 21 in question is its position of conformity with the line c in FIG. 6, whereas the exit 22 (FIG. 5) has just passed the relevant outlet channel 42 adjacent to it (FIG. 5)
. During the subsequent drive shaft rotation of 45 be the spring 23 acts, while maintaining the contact engagement between the roller 27 and the descending part of the profile of the corresponding cam projection, the return stroke of the piston to return to its position shown in the drawing.
Simultaneously with this rotation of the drive shaft by 45, as a result of which the corresponding cam projection is moved forward into the position of the cam projection 28, which in the drawing is immediately to the left of the roller in FIG. 2, the drive gear of the rotatable cylinder issues 18 the latter a further turning movement by 45, so that the exit 22 (Fig. 5) comes in the same position as the outlet channel 42, which is the second closest to this exit,
how this position is assumed by this exit in relation to the passage adjacent to it in FIG. This rotation of the cylinder by 45 brings the channel 21 in question into the position, which in FIG. 6 is occupied by the channel next to position c in the clockwise direction. A fresh charge has now accumulated in the pump chamber 19 through the channels 21. and a new work cycle is about to begin.
The only difference in the mode of operation of the device in this subsequent work cycle is that the output 22 - viewed in a clockwise direction - is compared with the outlet channel 42 in the second next relevant position, as shown in FIG. 5, and to be sure, during the injection stroke, instead of with the outlet channel 42, in the position that is closest to this output in the clockwise direction.
Of course, the next cam projection will interact with roller 27 to control the movement of the piston in this subsequent work game. Since the piston has to make four full back and forth movements per rotation of the cylinder 16, the output 22 of the cylinder successively reaches the outlet ports 42 (Fig. 5), during the successive injection strokes of the piston, in order to be correct successively fuel to the combustion chambers of the machine with which the pump interacts to be supplied.
A circular arc-shaped sealing means in the form of a cylindrical surface 57 (joint 6), which is formed on a side wall of the housing recess 45, deserves attention. This surface is able to cooperate with the outer circumference of the cylinder 16 to seal the outer ends of the channels 21 when the outer ends of the channels 21 have to be sealed while they are approaching a position to interact with the recess 48 of the piston.
The purpose of this sealing surface 57 is to prevent premature interaction of the channels 21 with said piston recess. If, for example, the rotary movement of the piston required the position for maximum fuel, in which the end 56 of the control edge 51 on the line g in Fig:
6, the control edge 51 would be in a position to coincide with the channel 21 approaching the position a as well as with the channel 21 approaching the position c. Since the inclination of the mentioned diagonal edge is such that its end 56 is closer to the upper end of the piston than its opposite end, the channel 21 approaching position a would be covered beforehand than that approaching position c Channel 21.
The device is now designed so that only the agreement of the control edge 51 with the channel 21, which is approaching the position c, is effective to determine the beginning of the return flow and the amount of return flow. Incorrect operation of the device is impossible due to the provision of the sealing surface 57, which seals the outer end of the channel 21 approaching the position a, so that the correspondence between the piston recess and this channel remains ineffective.
During the injection stroke, the channels 21, with the exception of those which approach the positions a and c, remain covered at their inner ends by the cylindrical circumference of the piston, while the channel 21 approaching the position a.
is closed externally by this additional sealing means 57 in that it slides tightly along the outer circumference of the cylinder 16. The sealing surface 57 bil det a means that allows the number of channels 21, which are arranged at a distance from each other around the circumference of the cylinder, to increase and accordingly the number of combustion chambers according to the performance of the pump, the same with fuel to feed, to multiply.