Kolbenpumpe, insbesondere zur Kraftstoffeinspritzung bei Brennkraftmaschinen. Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeits pumpe und ermöglicht, eine insbesondere für die Kraftstoffeinspritzung bei Brennkraft maschinen geeignete Pumpe zu schaffen, die nicht nur für hohe Drehzahlen geeignet ist, sondern auch bei niedriger Drehzahl und bei Teillast. die pro Hub benötigten geringen För dermengen mit grosser Genauigkeit und mit der erforderlichen Regelmässigkeit unter ho hem Druck zu liefern vermag und dabei zur Veränderung der pro Hub geförderten Kraft stoffmenge nur geringe Verstellkräfte benö tigt. -Mit den bisher üblichen Pumpen lassen sieh diese Forderungen nicht in allen Fällen befriedigend erfüllen.
Bei den durch Kolben schieber mit Schrägkanten gesteuerten Ein spritzpumpen, die sich zwar durch leichte Re gelbarkeit vorteilhaft auszeichnen, ergeben sieh schon bei der Förderung kleiner Teil mengen und erst recht. bei den oft sehr gerin gen Leerlauffördermengen so geringe Über deckungen an den Steuerkanten für den För- derbeginn und das Förderende, dass, besonders bei der Förderung leichtflüssiger Kraftstoffe, wie Benzin, wohl im Neuzustand der Pumpe ein einwandfreier Betrieb gewährleistet ist.
Bereits nach verhältnismässig kurzer Lauf dauer nehmen jedoch die Leckverluste bei niedrigen Drehzahlen infolge der Abnutzung so stark zu, dass die Förderung unregelmässig und unzureichend wird. Anderseits erschwert der Fördermengenanstieg, der infolge der Er höhung der Drosselwirkung mit zunelunen- der Drehzahl bei dieser bekannten Pumpen bauart zw angläufig auftritt, die Verwendung derartiger Pumpen zur Kraftstoffeinspritzung für solche Brennkraftmaschinen, die, wie dies insbesondere bei kleineren Kraftfahrzeug motoren der Fall ist, mit stark und rasch wechselnden Drehzahlunterschieden bei wirt schaftlichem Kraftstoffverbrauch arbeiten sollen,
zumal bei ihnen infolge der bei den hohen Drehzahlen abnehmenden Luftfüllung eine entsprechend abfallende Vollastkraft- stoffmenge erwünscht ist.
Nun sind verschiedene Pumpenbauarten bekannt, die keine schiebergesteuerten Kanäle haben, bei denen vielmehr zur Fördermengen verstellung der Hub des Arbeitskolbens oder der Zeitpunkt verändert wird, zu dem zwecks Beendigung des Fördervorgangs das Saug ventil oder ein besonderes Rückströmventil aufgesteuert wird. Diese Pumpen besitzen zwar nicht die vorstehend aufgezählten Nach teile, sie erfordern jedoch mnständliehe und sehr kräftige Regelglieder und grosse Verstell kräfte, weil hierbei auf die zu verstellenden Antriebsmittel der Förderdruck einwirkt.
Diese Schwierigkeiten ergeben sich auch bei solchen Hubregelpumpen, bei denen der un ter der Einwirkung einer Rückführfeder sei nen Saughub ausführende Kolben bei Teillast einstellung durch einen verstellbaren An schlag auf seinem Wege abgefangen wird. Dieser Anschlag muss die volle Kraft der stark vorgespannten Rückführfeder aufnehmen kön- neu. Zu seiner Verstellung sind daher eben falls, insbesondere bei mehrzylindrigen Pum pen, starke Reglerkräfte erforderlich, sofern nicht besondere, die Anlage verteuernde Mit tel vorgesehen sind.
Die vorstehend aufgezählten Nachteile las sen sich nun bei der vorliegenden, vorzugs weise ventilgesteuerten Pumpe mit regelbarer Fördermengeneinstellung durch Kolbenhub veränderung und mit Antrieb des Kolbens über einen immer mit gleichem Hub hin und her bewegten Antriebsglied bei entsprechen der Ausbildung vermeiden.
Diese Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebs glied beim Druckhub mit einer Druckliub- schulter auf den Kolbenfuss Lind beim Saug hub mit einer Saughubschulter auf eine Ge genschulter am Kolbenfuss einzuwirken ver mag und die beiden letztgenannten Schultern vom Fördermengenregelglied aüs derart rela tiv zueinander verstellbar angeordnet sind, dass sie nach einem längeren oder kürzeren Teilhub des Antriebsgliedes in der Saughub richtung gegeneinander anschlagen und da durch den Saughub des Kolbens einleiten.
Eine besonders zweckmässige Anordnung die ser Art besteht darin, dass die die beiden zu letztgenannten Schultern bildenden Schulter teile vierdrehbar zueinander angeordnet sind und wenigstens einer davon eine schrauben förmig gewundene Stirnfläche als Schulter aufweist. Der drehbare Schulterteil kann zweckmässigerweise an dem in diesem Fall zwecks Regelung der Fördermengen um seine Achse drehbaren Pumpenkolben angebracht sein.
Der Erfindungsgegenstand kann in Form einer ventilgesteuerten Pumpe so ausgebildet sein, dass sowohl beim Druckhub als auch beim Saughub keine Kraftkomponente entsteht, die der Richtung der Reglerverstellkräfte uner wünscht entgegenwirkt, so, dass diese Pumpe neben ihren hydraulischen Vorteilen, die durch den Fortfall der Schiebersteuerung be dingt sind, auch noch den bei Pumpen mit Schiebersteuerung erzielbaren Vorteil der rückdruekfreien Regelfähigkeit besitzt und eine genaue Förderung sehr kleiner Teil- und Leerlaufmengen auch bei kleiner Drehzahl er möglicht.
Ausserdem lässt sich mit dieser Pumpe ohne Verwendung zusätzlicher Hilfs mittel über den gesamten Drehzahlbereich zum Beispiel eine Fördercharakteristik errei chen, die dein Kraftstoffbedarf der mit einer solchen Pumpe zu betreibenden Brennkraft- inaschinen entspricht.
Die Erfindung wird erläutert in der nach folgenden Besehreibung, die sich auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungs- beispiele bezieht.
Fig.l zeigt eine erste Ausführungsform; der obere Pumpenteil ist dabei nach der Linie I'-I und der untere nach der Linie I-1 in Fig.3 geschnitten.
Fig. 2 stellt dieselbe Aitsführtuigsform dar, wobei der obere Teil nach Linie II-I von Fig. 3 geschnitten ist. In Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie III-III in Fig. 1 und in Fig. 4 eine Einzelheit dargestellt.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt. durch eine mehrzylindrige Pumpe und Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel in teiliveiseni Längsschnitt.
In einem mit. einem Einlassstutzen 13 und einem Auslassstutzen 12 versehenen Gehäuse 11 befindet. sich ein in diesem lösbar befestig ter, zylindrischer Einsatzkörper 10, in dem ein Kolben 20, ein Saugventil mit dem Teller 40 und ein Entlastungsventil mit dem Teller 50 (Fig.2) aehsparallel zueinander angeordnet sind. Der ans dem Einsatzkörper 10@ heraus ragende Schaftteil des Kolbens 20 ist von einer Buchse 16 umgeben, die mit. einem Zahn kranz 18 und mit zwei Längsschlitzen 19 ver sehen ist.
Der geschlitzte Teil dieser Hülse, die mit ihrer einen Ringstirnflä.che am Ein satzkörper 10 anliegt, ragt durch eine Öff nung einer Scheibe 37 hindurch und ist am Rande dieser Öffnung durch einen Ringbund 17 abgestützt.
Der an einer Ringschulter am Gehäuse 11 anliegende Rand der Scheibe 37 bildet das eine Widerlager einer Schraubenfeder 32, die sieh anderseits an einer Ringschulter einer Hülse 26 stützt. Die untere Stirnfläche der teilweise in den Hohlaum eines zylindrischen Stössels 30 hineinragenden Hülse 26 presst den Rand eines scheibenförmigen Widerlagers 28 fest gegen eine im Stösselhohlraum ange brachte Sehulterfläche. Durch eine Öffnung im Boden 27 der Hülse ragt das geschlitzte Ende der Buchse 16 sowie der Kolbenschaft hindurch.
Der Kolbenschaft trägt ausser zwei in die Längsschlitze 19 hineinragenden An sätzen 21 auch einen Ringbund 24, der eine schraubenförmig gewundene Schulter 23 hat. An der Innenseite des Hülsenbodens 27 liegt ein Ring 25 an, der aus stossdämpfendem Stoff bestehen kann und der ebenfalls eine schraubenförmige Schulter 25' von der glei chen Steigung besitzt wie die ihr zugekehrte Schulter 23 des am Fuss des Kolbens 20 ange ordneten Ringbundes 24.
Der Stössel 30, der gegen Verdrehen ge sichert ist durch einen im Pumpengehäuse 11 befestigten Stift 33, welcher in einen Längs schlitz 34 im Stösselmantel hineinragt, trägt die drehbare Stösselrolle 31. Diese Rolle wird durch die Vorspannung der Kolbenrückführ- feder 32 gegen die Mantelfläche eines mit der Antriebswelle 36 umlaufenden Nockens 35 ge presst. Im Verlauf des vom Nocken erzeugten Hubes stösst die Scheibe 28 gegen das Stirn ende 29 des Kolbens.
Der nunmehr seinen Förderhub beginnende Kolben 20 fördert eine seinem Hubvolumen entsprechende Flüssig keitsmenge über das Druekventil 60 in den Auslassstutzen 12. Sobald im Verlaufe des durch die Feder 32 bewirkten Rückhubes die Schulter 25' des Rings 25 gegen die Schulter 23 des Ringbundes 24 stösst., beginnt der Saughub, dessen Länge wegen der schrauben förmigen Gestaltung der beiden Schultern 23 und 25' abhängig ist von der jeweiligen Win- kelverdrehumg des Kolbens 20.
Bei der in Fing. 1 gezeichneten Einstellung befindet sieh der Kolben -und damit. sein Ringbund 24 in einer solchen Lage, dass schon nach einem kurzen Leerhub des Stössels 30 der Kolben 20 vom Widerlager 28 angehoben wird und seinen Förderhub ausführt. In die ser Stellung ergibt sich etwa die grösste För dermenge. Wie aus Fig.2 hervorgeht, kann jedoch der Kolben mit seinem Bund 24 auch so gedreht werden, dass sich ein grosser Leer hub und nur eine geringe Fördermenge er gibt. Fig.4 zeigt den in Förderhubrichtung bewegten Stössel 30 in seiner obern Totpunkt stellung; der Mitnehmerbund 24 ist in die Leerlaufstellung gedreht.
Die Einstellbewe gungen werden in an sich bekannter Weise herbeigeführt durch eine längsverschiebbar im Gehäuse 11 geführte Regelstange 15, die eine mit dem Zahnkranz 18 in Eingriff ste hende Zahnung aufweist. Für die Verstellung von Null- auf Vollastförderung steht ein un gewöhnlich grosser Drehwinkel von über 300 zur Verfügung.
Die zum Verschieben der Re gelstange 15 aufzuwendende Kraft ist in bei den Verstellrichtungen sehr niedrig, und zwar unabhängig davon, ob die Verstellung wäh rend des Förderhubes oder -während des Rückhubes des Kolbens erfolgt, denn beim Förderhub -wird die auf den Kolben wirkende Kraft über einen nur kleinen Stirnflächenteil des Kolbenendes 29 auf den Stössel 30 in dessen Achse übertragen, und die einander zugekehrten Schultern der Teil 24, 25 sind dabei voneinander abgehoben (Fig.4). Benn. Sanghub kommen zwar, sofern nicht,
wie in Fig. 4 gezeigt, auf Leerhub eingestellt ist, die beiden Schultern miteinander in Berührung, jedoch wirkt kein Flüssigkeitsdruck auf den Kolben 20, und daher werden die Verstell be-vegungen nicht behindert durch Drücke, welche die beiden als Schraubenflächen ausge bildeten Schultern gegeneinanderpressen, zu mal diese Flächen eine nur so geringe Stei gung besitzen, dass keine genügend grosse Kraftkomponente entsteht, die eine Verdre hung der Regelteile herbeiführen könnte.
Selbstverständlich braucht nur einer der bei den Teile 24 und 25 mit einer sehraubenför- migen Stirnfläche versehen zu werden, wobei der andere Teil von einer an der Stirnwand 27 oder am Kolbenschaft 20 in der Bewe gungsbahn dieser Stirnfläche angebrachten Ansatz oder Zapfen gebildet werden kann.
Lm mit Sicherheit zu gewährleisten, dass das Stirnende 29 des Kolbens nach jedem Saughub bis zum nächsten Förderhub in der durch die Winkelverdrehung des Bundes 24 bedingten Endstellung innerhalb des Stössels 30 verbleibt, ist ein aus einer Sehraubenfeder 22 bestehender Puffer angeordnet, der die trotz des Reibungs- und Ansaugwiderstandes bei Beendigung des Saughubes gegebenenfalls noch vorhandene Bewegungsenergie des Kol bens 20 abzufangen vermag.
Beim Zusammenbau der Pumpe muss selbstverständlich dafür gesorgt werden, dass die Hülse 26 nicht gegen die durch den Ring 25 bestimmte Lage verdreht in den Pumpen stössel 30 eingesetzt werden kann. Diesem Zweck dient ein in einen Schlitz 38 des Man tels der Hülse 26 hineinragender Ansatz in Gestalt eines in den Stössel eingesetzten Stiftes 39 (Fig.2).
Das Saugventil der Pumpe besitzt einen Ventilteller 40, der die Mündung eines par allel zum Kolben 20 im Einsatzkörper 10 an geordneten Sackloches 41 beherrscht.. An die sem Ventilteller befindet sich ein Führungs glied 44, dessen Durchmesser der lichten Weite des Mündungsteils dieses Sackloches entspricht. Ein in das Loch 41 hineinragen der Ventilschaft 43 trägt ein Widerlager 45 für das eine Ende einer Ventilschliessfeder 42, deren anderes Ende an einer Scheibe 47 ab gestützt ist.
Der Durchmesser dieser Scheibe ist etwas kleiner als der Durchmesser des Mündungsabschnittes des Sackloches 41; er ist jedoch grösser als der daran anschliessende und von einer Ringschulter 49 ausgehende Saekloehabsclinitt, in dem das Widerlager 45 und die Feder 42 sich befinden. Die in dieser Scheibe für den mit etwas Spiel erfolgenden Durchtritt. des Ventilschaftes 23 vorgesehene Öffnung ist aussermittig in dieser Scheibe 47 angeordnet, so dass ein sichelförmiger Rand teil der Scheibe in eine Ringnut 46 hinein ragen muss und durch den Schaft 43 in dieser Lage gesichert wird, solange sich das Füh rungsglied 44 innerhalb des Mündungsendes des Loches 41 befindet.
In die in der Scheibe 47 für den Ventilschaft 43 vorgesehene ex zentrische Öffnung, deren Exzentrizität an nähernd gleich der grössten Tiefe des Ein dringens des genannten Randteils in die Nut 46 ist, mündet ein nach dein Rande hin offener Schlitz 48 ein, dessen Breite geringer ist. als die lichte Weite der Öffnung und gerade so gross, dass die Scheibe von der Seite her auf einen verjüngten Teil des Schafts 43 gescho ben werden kann.
Die aus verhältnismässig dünnem Draht. bestehende Schraubenfeder 42 kann vor dem Einbau über das Widerlager 4:5 herübergeschraubtwerden und bildet mit die sem Widerlager, dem Ventilschaft 43, dem Führungsglied 44, dem Ventilteller 40 sowie der Widerlagerscheibe 47 eine zusammenhän- gende Einbaueinheit. Das Einsetzen dieser Einbaueinheit. wird erleichtert durch die Ringschulter 49, auf die zunächst die Scheibe 47 niedergedrückt werden kann, nachdem der Schaft 43 mit. dem Widerlager 45 und der Fe der 42 etwas schräg in das Loch 41. eingeführt ist.
Beim Aufrichten der schräg eingeführten Teile in die axiale Lage di-Viekt der Schaft 43 einen Randteil der Scheibe 47 in die Ring nut 46, und die nunmehr wirksame Feder 42 zieht das Führungsglied 44 in das Mündungs ende des Loches 41, welches Ende dann durch den Ventilteller 40 dicht verschlossen wird. Die Feder 42 drückt hierbei den erwähnten Randteil der Scheibe 47 gegen die v entilsit.z- seitige Begrenzungsfläche der Nut 46.
Auf ebenso einfache Weise kann die Ein baueinheit im Bedarfsfalle aus dem Kanal 41 entfernt werden. Der Ventilteller wird gegen die Spannung der Feder 42 so weit angehoben, bis das Führungsglied 44 aus dem obern Ende des Loches 41 Heraustritt. Danach wird das bewegliche Ventilglied schräggestellt und gegebenenfalls kreisend bewegt. Hierbei wird der in die Ringnut 46 hineinragende Randteil der Scheibe 47 seitlich aus der Nut heraus geschoben, und die Einbaueinheit kann dann aus dem Saekloch herausgehoben werden.
Da bei dieser Ausgestaltung des flüssig keitsgesteuerten Ventils der durch die bisher übliche Unterbringung der Ventilfeder an der Drucleseite zusätzlich entstehende schädliche Kaum fortfällt, und da ferner die Ventilglie der als eine zusammengesetzte Baueinheit durch die Ventilöffnung eingebaut werden können, ohne dass zusätzliche Einbaaöffnun- gen und Befestigungsmittel erforderlich sind, lässt sich diese beschriebene Ventilbauart mit. Erfol- überall dort. anwenden, wo ein flüssig keitsgesteuertes Ventil mit diesen Eigenschaf ten benötigt wird.
Bei der in Fig. 1 bis .1 dargestellten Ein spritzpumpe ist parallel zu den Achsen des Kolbens 20 und des Saugventils noch ein kleines Entlastungsventil angeordnet, dessen nach unten aus dem Einsatzkörper 10 heraus ragender und unter der Wirkung einer Schraubenfeder 52 stehender Schaft 53 ge rade so lang bemessen ist, dass der Ventilteller 50 kurz vor Beendigung des Förderhubes vom Stössel angehoben wird und einen Nebenkanal 51 aufsteuert. Durch den hierbei entstehenden Druckabfall wird der Einspritzvorgang stets im gleichen Zeitpunkt rasch beendet.
Da zii diesem Zeitpunkt zwischen den zu sammenwirkenden Schultern der Teile 21 und 25 ein von der jeweiligen Winkelverdrehung des Kolbens 20 abhängiges Spiel vorhanden ist, wird bereits während des ersten Teils des Stösselrückliubes das Entlastungsventil 50 ge schlossen, bevor der Kolben seinen Saughub beginnen kann. Somit kann durch den Kanal 51 kein Kraftstoff in den Arbeitsraum 55 zu rückgesaugt werden. Der Pumpe wird also stets nur frischer Kraftstoff über das Saug ventil -10 zugeführt, und damit wird eine gün stige Kühlwirkung erzielt.
Ein weiterer Vorteil dieser Wirkungsweise besteht darin, class die Menge des über das Entlastungsventil 50 aus dem Arbeitsraum 55 entweichenden Kraftstoffes nur von der Dreh zahl und nicht wie bei den bisherigen Pum pen auch noch von der jeweiligen Förder- mengeneinstellung abhängt.
Diese nur dreh zahlabhängigen Kraftstoffteilmengen können in besonders einfacher Weise herangezogen werden zur Betätigung eines hydraulischen Verstellgliedes, zum Beispiel eines Reglerkol- bens 70 (Fig. 5), der der Regelstange 15 dreh zahlabhängige Verstellbewegungen erteilt und wegen der geringen hierzu erforderlichen Ver- stellkräfte nur kleine Abmessungen zu erhal ten braucht.. Gemäss Fig. 5 münden die dem Kanal 51.
in Fig. 3 und 2 entsprechenden Entlastungs kanäle 51 einer mehrzylindrigen Pumpe in einen vom Einlassstutzen 13 und dem Ansaug raum 63 getrennten Gehäusehohlraum 61 ein, der in an sieh bekannter Weise einerseits durch einen Kanal 66 mit dem Arbeitsraum 71 des unter Einwirkung einer Feder 72 ste henden Verstellkolbens 70 und anderseits durch einen Kanal 67, der von einem einstell baren Drosselglied 68 beherrscht wird, mit dem Saugraum 63 in Verbindung steht. Bis her musste für diese hydraulische Regelung entweder eine Hilfspumpe verwendet werden, oder es mussten, wenn hierzu die aus dem Überströmkanal entweichenden Kraftstoff mengen ausgenutzt werden sollten,
besondere ebenfalls mit erheblichem Aufwand verbun dene Vorkehrungen getroffen werden, um die unerwünschte Abhängigkeit von der jeweili gen Fördermengeneinstellung auszuschalten.
Der Umstand, dass für die Steuerung die ses Entlastungsventils kein besonderes An triebsglied benötigt wird, ist ein weiterer Vor teil, der dadurch bedingt ist, dass der An triebsstössel 30 des hubveränderlich angetrie benen Kolbens 20 stets den gleichen Hub zu rücklegt. Darüber hinaus besitzt die darge stellte Pumpe den noch wesentlich grösseren Vorteil, dass die obere Totpunktlage des kol.- bens trotz der Hubregelung bei allen Förder- mengeneinstellungen stets die gleiche bleibt, dass also das Volumen des schädlichen Raumes stets gleich ist und dabei sehr klein gewählt werden kann.
Hierauf ist zum Teil die ausser ordentliche Fördergleichmässigkeit auch im Bereiche ganz niedriger Teilmengen zurück zuführen.
Da, wie gesagt, das Förderhubende des Kolbens stets in der gleichen Höhe liegt, könnte das Entlastungsventil 50 auch in der bei andern Pumpen an sich bekannten Weise vom Kolben selbst gesteuert werden. Es kann aber im Bedarfsfalle auch das Saugventil mit einem nach unten ans dein Einsatzkörper 10 herausragenden Schaft.
von solcher Länge ver sehen werden, dass es kurz vor Förderhubende angehoben wird, um unter Vermeidung des auf der Zeichnung dargestellten zusätzlichen Entlastungsventils mit dem Teller 50 selbst eine schnelle Druckentlastung des Arbeitsrau mes 55 und der anschliessenden, vom Druck ventil 60 beherrschten Förderleitung beiüi Ende des Förderhubes zu ermöglichen.
Die in Fig. 1 bis 4 dargestellte Pumpe eignet. sich besonders zur genauen Dosierung sehr kleiner Fördermengen. Um sie auch für nichtschmierfähige Flüssigkeiten, wie Benzin, verwenden zu können, ist ein Zuführungs kanal 14 zum Anschluss einer Schmiermittel leitung vorgesehen. Mit diesem Kanal stehen in an sich bekannter Weise je eine Ringnut 57 und 56 (Fug. 2) an den Führungsflächen für den Kolben und für den Ventilschaft 53 in offener Verbindung.
Eine zwischen der Ring nut 57 und dem Arbeitsraum 55 angeordnete dritte Ringnut 58 an der Führungsfläche für den Kolben 20 ist durch eine Querbohrung 59 mit dem Sackloch 41 verbunden und verhütet, dass das beim wirksamen Förderhub gege benenfalls längs des Kolbens 20 entweichende Arbeitsmittel in die Schmiernuten 56 und 5 7 eindringen kann.
Beim in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel befindet sich lediglich das unter Einwirkung einer starken Feder 62 stehende Druckventil 60 in einem besonderen Ver- schlussteil 65. Sämtliche übrigen Ventile und der Kolben sind im Einsatzkörper 10 unter gebracht. Die hierbei benötigten Hohlräume dieses Einsatzkörpers sind auf kleinem Raum zusammengedrängt und von der den Arbeits raum 55 begrenzenden Stirnseite her mit der erforderlichen Genauigkeit leicht zu bearbei ten. Besonders wegen der ziun Kolben 20 parallelen Anordnung des Saugventils und des Entlastungsventils ergibt sich eine geringe Bauhöhe.
Selbstverständlich könnten, wenn eine grössere Bauhöhe zugelassen werden kann, auch das Saugventil und ein gegebenenfalls noch erwünschtes Entlastungsventil in beson.. deren Einsätzen oberhalb des Arbeitsraumes 55 angeordnet werden. Eine besonders gute Raumausnützung ist bei dem in Fig.1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel noch da- durch erzielt worden, dass der Kolben ''0 aussermittig zur Achse des zylindrischen, aussermittig zum Stössel angeordneten Ein satzkörpers 10 angeordnet ist und mindestens annähernd gleichachsig zum Stössel liegt.
Durch die Kolbenrückführfeder 32 wird nicht nur die Stösselrolle 31 ständig gegen die Mantelfläche des Nockens 3 5 gepresst, son dern gleichzeitig werden durch sie auch die mit dem Stössel 30 verbundenen Teile, näm lich die Hülse 26 sowie das Kolbenwiderlager 28 im Antriebsstössel 30 festgelegt.
Da der Mantelteil der Hülse 26 an der zylindrischen Innenwand des hohlen Antriebsstössels 30 an liegt, können von der Feder 32 herrührende, quer zur Achse des Kolbens _0 wirkende Sei tenkräfte nicht auf diesen Kolben einwirken und daher dessen leichte Drehbeweglichkeit auch nicht beeinträchtigen.
Das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbei- spiel unterscheidet sich vom eisten nach Fig.1 bis 4 lediglich dadurch, dass der von der Re gelstange 15 mittels der Regelbuchse 16 durch einen Vierkant 19 in der Hubrichtung ver stellbare Schulterteil 25 mittels eines @e@4in- des im Antriebsstössel 30 verstellbar ist, wäh rend der mit dem Kolben 20 verbundene Schulterteil 24 von einem Ringbund gebildet wird. Die Wirkungsweise ist die gleiche wie die des Ausführungsbeispiels nach Fig.1 bis 4.
Piston pump, in particular for fuel injection in internal combustion engines. The invention relates to a liquid pump and makes it possible to create a particularly suitable pump for fuel injection in internal combustion engines, which is not only suitable for high speeds, but also at low speed and at partial load. is able to deliver the small delivery quantities required per stroke with great accuracy and with the necessary regularity under high pressure and only requires small adjustment forces to change the fuel quantity delivered per stroke. -With the pumps customary up to now, these requirements cannot be met satisfactorily in all cases.
In the case of the injection pumps controlled by piston slides with beveled edges, which are characterized by being easy to regulate, you can see even small amounts when pumping, and even more so. With the often very low idle flow rates, there is so little overlap on the control edges for the start and end of delivery that, especially when pumping low-viscosity fuels such as gasoline, perfect operation is guaranteed when the pump is new.
Even after a relatively short running time, however, the leakage losses at low speeds due to wear and tear increase so much that the delivery becomes irregular and inadequate. On the other hand, the flow rate increase, which occurs due to the increase in the throttling effect with increasing speed in this known type of pump zw, the use of such pumps for fuel injection for such internal combustion engines, which, as is particularly the case with smaller motor vehicle engines, with should work rapidly and rapidly changing speed differences with economical fuel consumption,
especially since with them a correspondingly decreasing full-load fuel quantity is desired due to the decreasing air charge at the high speeds.
Now different types of pumps are known that have no slide-controlled channels, in which the stroke of the working piston or the time is changed to adjust the delivery rate, at which the suction valve or a special backflow valve is opened to terminate the delivery process. Although these pumps do not have the disadvantages enumerated above, they require poor and very powerful control elements and large adjustment forces, because the delivery pressure acts on the drive means to be adjusted.
These difficulties also arise with those stroke control pumps in which the un ter the action of a return spring is nen suction stroke executing piston at part load setting is intercepted by an adjustable stop on its way. This stop must be able to absorb the full force of the highly preloaded return spring. To adjust it, therefore, strong control forces are also required, especially in the case of multi-cylinder Pumps, unless special, the system expensive means are provided tel.
The disadvantages listed above can now be avoided in the present, preferably valve-controlled pump with adjustable flow rate setting by changing the piston stroke and driving the piston via a drive member always moving back and forth with the same stroke with corresponding training.
This pump is characterized in that the drive member is able to act with a pressure shoulder on the piston base during the pressure stroke and a suction stroke shoulder on a counter shoulder on the piston base during the suction stroke and the two last-mentioned shoulders are arranged so that they can be adjusted relative to one another by the flow rate control member are that after a longer or shorter partial stroke of the drive member they strike against each other in the suction stroke direction and initiate through the suction stroke of the piston.
A particularly expedient arrangement of this type is that the shoulder parts forming the two last-mentioned shoulders are arranged so that they can rotate relative to one another and at least one of them has a helically wound end face as a shoulder. The rotatable shoulder part can expediently be attached to the pump piston rotatable about its axis in this case for the purpose of regulating the delivery rates.
The subject of the invention can be designed in the form of a valve-controlled pump in such a way that neither the pressure stroke nor the suction stroke creates a force component that undesirably counteracts the direction of the regulator adjustment forces, so that this pump, in addition to its hydraulic advantages, which are due to the omission of the slide control things are, it also has the advantage of back pressure-free controllability that can be achieved with pumps with slide control and it enables precise delivery of very small partial and idle quantities even at low speed.
In addition, with this pump, for example, a delivery characteristic can be achieved over the entire speed range without the use of additional aids, which corresponds to the fuel requirement of the internal combustion engines to be operated with such a pump.
The invention is explained in the following description, which relates to the exemplary embodiments shown in the drawing.
Fig.l shows a first embodiment; the upper part of the pump is cut along the line I'-I and the lower part along the line I-1 in FIG.
FIG. 2 shows the same shape, the upper part being cut along line II-I of FIG. In Fig. 3 is a cross section along the line III-III in Fig. 1 and in Fig. 4 a detail.
Fig. 5 shows a cross section. by a multi-cylinder pump and FIG. 6 shows a further exemplary embodiment in partial longitudinal section.
In one with. an inlet connector 13 and an outlet connector 12 provided housing 11 is located. a detachably ter in this, cylindrical insert body 10, in which a piston 20, a suction valve with the plate 40 and a relief valve with the plate 50 (Figure 2) are arranged axially parallel to one another. The shaft part of the piston 20 protruding from the insert body 10 @ is surrounded by a bushing 16, which is connected with. a ring gear 18 and with two longitudinal slots 19 is seen ver.
The slotted part of this sleeve, which rests with its one ring face on the insert body 10, protrudes through an opening of a disk 37 and is supported on the edge of this opening by an annular collar 17.
The edge of the disk 37 resting against an annular shoulder on the housing 11 forms one abutment of a helical spring 32 which, on the other hand, is supported on an annular shoulder of a sleeve 26. The lower end face of the sleeve 26, which partially protrudes into the cavity of a cylindrical plunger 30, presses the edge of a disk-shaped abutment 28 firmly against a shoulder surface placed in the plunger cavity. The slotted end of the bushing 16 and the piston shaft protrude through an opening in the base 27 of the sleeve.
In addition to two sets 21 protruding into the longitudinal slots 19, the piston shaft also has an annular collar 24 which has a shoulder 23 wound in a helical manner. On the inside of the sleeve bottom 27 is a ring 25, which can be made of shock-absorbing material and which also has a helical shoulder 25 'of the same slope as the shoulder 23 facing it of the collar 24 arranged at the foot of the piston 20.
The plunger 30, which is secured against rotation by a pin 33 fastened in the pump housing 11, which protrudes into a longitudinal slot 34 in the plunger casing, carries the rotatable plunger roller 31. This roller is activated by the bias of the piston return spring 32 against the casing surface of a with the drive shaft 36 rotating cam 35 ge pressed. In the course of the stroke generated by the cam, the disc 28 pushes against the front end 29 of the piston.
The piston 20, which is now beginning its delivery stroke, conveys a liquid amount corresponding to its stroke volume via the pressure valve 60 into the outlet port 12. As soon as the shoulder 25 'of the ring 25 hits the shoulder 23 of the annular collar 24 during the return stroke caused by the spring 32. the suction stroke begins, the length of which is dependent on the respective angular rotation of the piston 20 because of the helical design of the two shoulders 23 and 25 ′.
At the in Fing. 1 setting shown is the piston - and with it. its annular collar 24 in such a position that after a short idle stroke of the plunger 30, the piston 20 is raised by the abutment 28 and executes its delivery stroke. In this position there is roughly the largest amount of funding. As can be seen from FIG. 2, however, the piston with its collar 24 can also be rotated so that there is a large empty stroke and only a small delivery rate. 4 shows the ram 30 moved in the conveying stroke direction in its top dead center position; the driver collar 24 is rotated into the idle position.
The setting movements are brought about in a manner known per se by a longitudinally displaceable control rod 15 guided in the housing 11, which has a toothing which is in engagement with the ring gear 18. An unusually large angle of rotation of over 300 is available for adjusting from zero to full load delivery.
The force required to move the Re gel rod 15 is very low in the adjustment directions, regardless of whether the adjustment occurs during the delivery stroke or during the return stroke of the piston, because during the delivery stroke, the force acting on the piston is transferred only a small end face part of the piston end 29 is transferred to the plunger 30 in its axis, and the facing shoulders of the parts 24, 25 are lifted from one another (FIG. 4). Benn. Sanghub come, unless
As shown in Fig. 4, is set to idle stroke, the two shoulders are in contact, but there is no fluid pressure on the piston 20, and therefore the adjustment movements are not hindered by pressures which press the two shoulders formed as helical surfaces against each other when these surfaces have only such a slight slope that a sufficiently large force component is not created that could cause the control parts to twist.
Of course, only one of the parts 24 and 25 needs to be provided with a very dome-shaped end face, the other part being formed by a projection or pin attached to the end wall 27 or to the piston skirt 20 in the path of movement of this end face.
To ensure with certainty that the front end 29 of the piston remains in the end position within the plunger 30 caused by the angular rotation of the collar 24 after each suction stroke until the next delivery stroke, a buffer consisting of a very cube spring 22 is arranged which, despite the friction - And suction resistance at the end of the suction stroke possibly still existing kinetic energy of the piston 20 is able to intercept.
When assembling the pump, it must of course be ensured that the sleeve 26 cannot be inserted into the pump plunger 30 in a twisted manner against the position determined by the ring 25. This purpose is used in a slot 38 of the means of the sleeve 26 protruding approach in the form of a pin 39 inserted into the plunger (FIG. 2).
The suction valve of the pump has a valve plate 40, which dominates the mouth of a par allel to the piston 20 in the insert body 10 at subordinate blind hole 41 .. At this valve plate there is a guide member 44 whose diameter corresponds to the inside diameter of the mouth part of this blind hole. A protruding into the hole 41 of the valve stem 43 carries an abutment 45 for one end of a valve closing spring 42, the other end of which is supported on a disc 47 from.
The diameter of this disc is slightly smaller than the diameter of the mouth section of the blind hole 41; However, it is larger than the adjoining Saekloehabsclinitt and starting from an annular shoulder 49, in which the abutment 45 and the spring 42 are located. The ones in this disc for the passage that takes place with a little play. of the valve stem 23 provided opening is arranged eccentrically in this disc 47, so that a sickle-shaped edge part of the disc must protrude into an annular groove 46 and is secured by the shaft 43 in this position, as long as the guide member 44 is within the mouth end of the hole 41 is located.
Into the provided in the disc 47 for the valve stem 43 ex-centric opening, the eccentricity of which is approximately equal to the greatest depth of the penetration of the said edge part in the groove 46, a slot 48 open towards your edge opens, the width of which is smaller . than the clear width of the opening and just large enough that the disc can be pushed from the side onto a tapered part of the shaft 43.
The one made of relatively thin wire. Existing helical spring 42 can be screwed over the abutment 4: 5 prior to installation and forms a coherent installation unit with this abutment, the valve stem 43, the guide member 44, the valve disk 40 and the abutment disk 47. The insertion of this installation unit. is facilitated by the annular shoulder 49, onto which the disc 47 can first be pressed down after the shaft 43 has been connected. the abutment 45 and the Fe of 42 is inserted slightly obliquely into the hole 41st.
When erecting the obliquely inserted parts in the axial position di-Viekt the shaft 43 an edge portion of the disc 47 in the ring groove 46, and the now effective spring 42 pulls the guide member 44 into the mouth end of the hole 41, which end then through the Valve disk 40 is tightly closed. The spring 42 presses the mentioned edge part of the disk 47 against the valve seat side boundary surface of the groove 46.
The unit can be removed from the channel 41 if necessary in an equally simple manner. The valve disk is raised against the tension of the spring 42 until the guide member 44 emerges from the upper end of the hole 41. The movable valve member is then tilted and, if necessary, moved in a circular motion. Here, the edge part of the disk 47 protruding into the annular groove 46 is pushed laterally out of the groove, and the installation unit can then be lifted out of the saek hole.
Since with this configuration of the liquid-controlled valve, the additional damaging effect caused by the previously common accommodation of the valve spring on the pressure side is hardly eliminated, and since the valve members can also be installed as a composite unit through the valve opening without additional installation openings and fasteners are required, this type of valve can be described with. Success everywhere there. use where a fluid controlled valve with these properties is required.
In the one shown in Fig. 1 to .1 A injection pump is parallel to the axes of the piston 20 and the suction valve, a small relief valve is arranged, the downward from the insert body 10 out and under the action of a coil spring 52 standing shaft 53 straight is dimensioned so long that the valve disk 50 is lifted by the plunger shortly before the end of the delivery stroke and controls a secondary channel 51. Due to the resulting pressure drop, the injection process is always ended quickly at the same point in time.
Since at this point in time between the shoulders of the parts 21 and 25 working together there is a game dependent on the angular rotation of the piston 20, the relief valve 50 is already closed during the first part of the plunger return before the piston can begin its suction stroke. Thus, no fuel can be sucked back into the working chamber 55 through the channel 51. The pump is always supplied with fresh fuel via the suction valve -10, and thus a favorable cooling effect is achieved.
Another advantage of this mode of operation is that the amount of fuel escaping from the working chamber 55 via the relief valve 50 only depends on the speed and not, as in previous pumps, also on the respective delivery rate setting.
These partial quantities of fuel, which are only dependent on speed, can be used in a particularly simple manner to actuate a hydraulic adjusting member, for example a regulator piston 70 (FIG. 5), which gives the control rod 15 speed-dependent adjustment movements and only small adjustment forces due to the low adjustment forces required for this Dimensions need to be obtained. According to FIG. 5, they open into the channel 51.
3 and 2 corresponding relief channels 51 of a multi-cylinder pump in a housing cavity 61 separated from the inlet port 13 and the suction chamber 63, which is steered in a manner known per se through a channel 66 with the working chamber 71 of the under the action of a spring 72 ste existing adjusting piston 70 and on the other hand through a channel 67, which is dominated by an adjustable ble throttle member 68, with the suction chamber 63 is in communication. Until now, either an auxiliary pump had to be used for this hydraulic control, or it had to be used if the fuel quantities escaping from the transfer channel were to be used for this purpose,
special precautions are also taken with considerable effort to eliminate the unwanted dependence on the respective delivery rate setting.
The fact that no special drive member is required to control this relief valve is a further advantage, which is due to the fact that the drive tappet 30 of the variable displacement piston 20 always travels the same stroke. In addition, the pump shown has the even greater advantage that the top dead center position of the piston remains the same despite the stroke control for all flow rate settings, so that the volume of the harmful space is always the same and very small can be.
This is partly responsible for the extraordinary delivery uniformity, even in the area of very low partial quantities.
Since, as I said, the end of the delivery stroke of the piston is always at the same height, the relief valve 50 could also be controlled by the piston itself in the manner known per se in other pumps. However, if necessary, it can also be the suction valve with a shaft protruding downward onto the insert body 10.
be of such a length that it is raised shortly before the end of the delivery stroke to avoid the additional relief valve shown in the drawing with the plate 50 itself a rapid pressure relief of Arbeitsrau mes 55 and the subsequent, controlled by the pressure valve 60 delivery line at the end of the To enable delivery stroke.
The pump shown in Figs. 1 to 4 is suitable. particularly suitable for the precise metering of very small delivery rates In order to be able to use them for non-lubricating liquids such as gasoline, a feed channel 14 is provided for connecting a lubricant line. In a manner known per se, an annular groove 57 and 56 (joint 2) on the guide surfaces for the piston and for the valve stem 53 are in open connection with this channel.
A third ring groove 58 on the guide surface for the piston 20, arranged between the ring groove 57 and the working chamber 55, is connected to the blind hole 41 by a transverse bore 59 and prevents the working medium escaping along the piston 20 into the lubricating grooves during the effective delivery stroke 56 and 5 7 can penetrate.
In the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 to 4, only the pressure valve 60, which is under the action of a strong spring 62, is located in a special closure part 65. All other valves and the piston are housed in the insert body 10. The cavities of this insert body required for this are compressed into a small space and easy to edit with the required accuracy from the end face delimiting the work space 55. Especially because of the two pistons 20 parallel arrangement of the suction valve and the relief valve, there is a low overall height.
Of course, if a greater overall height can be permitted, the suction valve and a relief valve which may still be desired could also be arranged in special inserts above the working space 55. A particularly good use of space has also been achieved in the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 to 4 in that the piston ″ 0 is arranged eccentrically to the axis of the cylindrical insert body 10 arranged eccentrically to the tappet and is at least approximately coaxial with the tappet .
The piston return spring 32 not only constantly presses the plunger roller 31 against the outer surface of the cam 35, but at the same time also fixes the parts connected to the plunger 30, namely the sleeve 26 and the piston abutment 28 in the drive plunger 30.
Since the shell part of the sleeve 26 rests against the cylindrical inner wall of the hollow drive plunger 30, side forces originating from the spring 32 and acting transversely to the axis of the piston cannot act on this piston and therefore do not impair its easy rotation.
The embodiment shown in FIG. 6 differs from the one according to FIGS - The adjustable in the drive tappet 30, while rend the shoulder part 24 connected to the piston 20 is formed by an annular collar. The mode of operation is the same as that of the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 4.