CH639175A5 - Brennstoffeinspritzpumpe. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzpumpe zurZufuhrvon Brennstoff zu einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem mit einer Bohrung versehenen Pumpenzylinder, einem innerhalb dieser Bohrung verschiebbaren Pumpenstempel, den Pumpenstempel nach aussen drückenden federnden Mitteln, einem mit dem äusseren Ende des Pumpenstempels in Eingriff stehenden Stösselelement, welches bei Betrieb der Pumpe in Eingriff mit einem Nocken steht, welcher dem Pumpenstempel eine nach innen gerichtete Bewegung erteilt, einem mit dem dem Stösselelement abgewandten Ende des Pumpenzylinders dichtend in Eingriff stehenden Gehäuseteil, einem in lezterem vorgesehenen Hochdruck-Brennstoffauslass zur Verbindung mit einer Einspritzdüse der Verbrennungskraftmaschine , einem zwischen dem Hochdruck-Brennstoffauslass und der Bohrung angeordnetem, mit der letzteren über einen ersten Strömungskanal verbundenen Rückschlagzufuhrventil, einem im Gehäuseteil vorgesehenen Brennstroffeinlass zur Verbindung mit einer Niederdruck-Brennstoffzufuhrquelle, und mit einem zwischen dem Brennstoffeinlass und der Bohrung angeordnetem Rückschlageinlassventil.

Bei bekannten Einspritzpumpen wird ein Überströmen oder Rückfördern von Brennstoff durch Freigeben einer in der Wandung der Stempelbohrung vorgesehenen Rückführauslassöff-nung und einer im Pumpenstempel vorgesehenen, mit dem vom Stösselelement abgewandten Ende der Bohrung in Verbindung stehenden Nute od. dgl. erreicht. Die Nute weist dabei eine schräge Steuerkante auf, wodurch die zu überströmende Brennstoffmenge mittels Verstellung der relativen Winkellage des Stempels zum Zylinder verändert werden kann .Die Konstruktion wird bei Brennstoffeinspritzpumpen sehr viel verwendet, aber sie weist eine Anzahl von Nachteilen auf, welche sich

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insbesondere bei Hochdruckpumpen als sehr schwer überwindbar erweist.

Um die immer schärferen Vorschriften bezüglich Brennstoffverbrauch und Reduktion an giftigen Gasbestandteilen im Auspuffgas des Motors, um nur zwei Punkte zu erwähnen, zu erfüllen, ist es notwendig, die Einspritzdauer, d. h. die Zeitdauer während welcher Brennstoff dem Motor zugeführt wird, zu verkürzen.

Jedoch sind die Austrittsöffnungen der Einspritzdüsen, durch welche der Brennstoff in den Verbrennungsraum gelangt, sehr genau bemessen und angeordnet, um allen Betriebszuständen des Motors zu genügen, und der einzige praktikable Weg zur Verkürzung der Einspritzdauer ist, den Druck, mit dem der Brennstoff den Einspritzdüsen zugeführt wird, zu erhöhen.

Der Brennstoffdruck auf der Zuströmseite der Austrittsöffnungen der Einspritzdüsen von in Betracht gezogenen, existierenden Motoren liegt im Bereich von 700 bis 1100 Atmosphären. Um jedoch die scharfen Vorschriften erfüllen zu können, wird angenommen, dass der Brennstoffdruck im Bereich von 1200 bis 2000 Atmosphären liegen muss.

Wenn der Druck in der Pumpenkammer 800 Atmosphären übersteigt, treten bei konventionellen Einspritzpumpen verschiedene Probleme auf; zum Beispiel: asymmetrische Verformung des Pumpenzylinders, durch die Vorsehung von Öffnungen, Gewinden und schraubenlinienförmig verlaufenden Nuten verursachte Spannungskonzentrationen, abnehmende Länge des Leckageweges bei Bewegung des Pumpenstempels, und infolge Verformung der Laufbüchse. Die Verformung selber kann zum Anfressen von aufeinanderlaufenden Teilen führen. Eine seitliche Belastung des Pumpenstempels kann auftreten, aber dies kann durch das Vorsehen eines Schraubenlinienpaares verringert werden. Dies wiederum bewirkt jedoch eine Zunahme der Leckagemenge. Ferner besteht auch das Problem der Bildung einer Verstelleinrichtung zur Drehung der Pumpenstempel um die durch die Pumpe beförderte Brennstoffmenge verändern zu können, und wo eine Mehrzahl von in zugeordneten Zylindern angeordnete Stempel vorgesehen sind, besteht das Problem der Sicherstellung, dass die Abgabe von Brennstoff aus den Pumpenkammern zur korrekten Zeit erfolgt, und das Problem der Sicherstellung, dass durch jede Stempel/Zylinder-Kombination identische Brennstoffmengen abgegeben werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Brennstoffeinspritzpumpe, welche den Brennstoff mit höherem Druck als bisher fördern kann, ohne die obgenannten Nachteile der bisher bekannten Pumpen aufzuweisen.

Die erfindungsgemässe Brennstoffeinspritzpumpe der eingangs genannten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Einlassventil und der Bohrung ein Steuerventil angeordnet ist, welches in geschlossenem Zustand und während der nach innen gerichteten Bewegung des Pumpenstempels das Einlassventil vom in der Bohrung herrschenden Hochdruck schützt, wobei ein im Gehäuse angeordneter Rückflussbrennstoff-Auslass vorhanden ist, durch welchen über einen im Gehäuseteil vorgesehenen, mit dem Steuerventil verbundenen zweiten Strömungskanal Brennstoff aus dieser Bohrung entweichen kann, wenn das Steuerventil während der nach innen gerichteten Bewegung des Pumpenstempels geöffnet ist, wobei das Steuerventil in geöffnetem Zustand und während der nach aussen gerichteten Bewegung des Pumpenstempels ein Überströmen von Brennstoff vom Brennstoffeinlass über das Rückschlageinlassventil in diese Bohrung zulässt.

Vorteilhafte Weiterausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 10.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 im Aufriss eine beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen Pumpe:

Fig. 2 einen Grundriss der in Fig. 1 dargestellten Pumpe;

Fig. 3 und 4 Schnitte längs der Linie Y-Y resp. X-X in Fig. 1 ;

Fig. 5 einen Teilschnitt längs der Linie V-V in Fig. 4;

Fig. 6 einen Teilschnitt längs der Linie T-T in Fig. 4;

Fig. 7 in vergrössertem Massstab einen Schnitt durch einen Teil 5 der in Fig. 1 dargestellten Pumpe;

Fig. 8 einen Aufriss analog Fig. 1 durch eine zweite beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen Pumpe, und

Fig. 9 einen Grundriss der in Fig. 8 dargestellten Pumpe.

Wie aus Fig. 1 der Zeichnung ersichtlich, weist die Pumpe ein io mehrteiliges Gehäuse, bestehend aus einem Unterteil 10, den Ventilaufnahmeteilen 11 und 12 und einem Deckelteil 13 auf. Der Deckelteil 13 ist mit einem oberen Verschlussteil 14 versehen, welcher mittels mehreren Schrauben 15 mit diesem fest verbunden ist. -

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DieTeile 13,11,12 und lOsind, wie aus Fig. 2 ersichtlich, mittels sechs mit Muttern versehenen Gewindebolzen 16 fest miteinander verbunden.

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Zwischen den Gehäuseteilen 10 und 12 ist ein abgestuft ausgebildeter Pumpenzylinder 17 angeordnet, welcher mit einem einen geringeren Durchmesser versehenen, in den Unterteil 10 sich erstreckenden Teil versehen ist. Der Pumpenzylinder 17 weist einen zwischen den Gehäuseteilen 10 und 12 angeordneten Flansch auf, und die an diesem Flansch anliegende Stirnfläche 25 des Gehäuseteiles 12 ist derart hinterdreht, um eine genügende, auch hohem Druck widerstehende Dichtungskraft zu bewirken. Die auf den Pumpenzlinder 17 ausgeübte Kraft ist derart, dass sie eine nach innen gerichtete Verformung der im Pumpenzylinder 17 vorhandenen Zylinderbohrung 19 bewirkt, und der obere Endteil der Bohrung ist mit einer Aussparung oder Hinterdrehung versehen, um jedwelche Verformung aufzunehmen. Ferner sind Führungsstifte 18 vorgesehen, um den Pumpenzylinder 17 und den Gehäuseteil 12 relativ zueinander zu positionieren. _

Innerhalb dem Pumpenzylinder 17 ist eine zylindrische Boh-35 rung 19 vorgesehen und innerhalb derselben ist ein Pumpenstempel 20 angeordnet. Im Gegensatz zu üblichen Brennstoffein-spritzpumpen weist der Pumpenstempel 20 keine Kanäle oder Nuten in seinem Innern oder auf seiner Aussenseite auf, ist aber an seinem inneren Ende mit einem Vorsprung 21 und im Bereich 40 seines äusseren Endes mit einer Umfangsnut 22 versehen. Der Vorsprung 21 dient zur Verringerung des toten Volumens in der Pumpenkammer.

Der Pumpenstempel 20 erstreckt sich aus dem Pumpenzylinder 17 heraus und ist mit einem Kopf 23 versehen, welcher mit 45 einem Federwiderlager 24 in Eingriff steht. An diesem Federwiderlager 24 liegt das eine Ende einer Schraubendruckfeder 25 an, während das andere Ende an ein weiteres Federwiderlager 26 drückt, welches an einem im Unterteil 10 vorgesehenen Ansatz anliegt. Ferner ist verschiebbar innerhalb dem Unterteil 10 ein so einen Teil der Druckfeder 25 umgebendes Stösselelement 27 vorgesehen, welches mittels eines Federringes 28 am Herausfallen aus dem Unterteil 10 verhindert wird. Bei Einsatz der Pumpe steht das Stösselelement 27 in Eingriff mit einem Betätigungsnocken, welcher eine Einwärtsbewegung des Pumpenstempels 55 20 entgegen der Federwirkung der Druckfeder 25 bewirkt. Die Auswärtsbewegung des Stösselelements 27 sowie des Pumpenstempels 20 wird bei einer entsprechenden Drehung des Nockens durch die Druckfeder 25 bewirkt.

Der Ünterteil 10 ist mit einem eine Mehrzahl von Bohrungen 60 30 aufweisenden Flansch 29 versehen, so dass mittels durch diese Bohrungen 30 sich erstreckende Schraubenbolzen die Pumpe an einem Teil des Motors befestigt werden kann.

Der Unterteil 10 ist ausserdem mit einem für Schmieröl bestimmten Einlass 31 versehen, der mit einer im Pumpenzylin-65 der 17 verlaufenden Bohrung 32 in Verbindung steht, die periodisch mit der Umfangsnut 22 in Verbindung gebracht wird. Ausserdem ist die Bohrung 19 mit einer ziemlich vom inneren Ende der Bohrung 19 entfernt angeordneten Umfangsnut 33

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versehen, welche wie aus Fig. 3 ersichtlich, mit einem Auslass 34 in Verbindung steht.

Beim Betrieb der Pumpe ist der Auslass 34 mit einer Abflussleitung verbunden und dient zur Abführung von Brennstoff, welcher im zwischen dem Pumpenstempel 20 und der Bohrung 19 vorhandenen Spiel durchleckt. Schlussendlich ist der Unterteil 10 noch mit einer Positionierungsschraube 35a versehen, welche in eine im Pumpenzylinder 17 vorhandene Ausnehmung eingreift, um den Pumpenzylinder 17 innerhalb dem Unterteil 10 zu positionieren und zu halten.

Innerhalb dem Ventilaufnahmeteil 12 ist eine auf die Bohrung 19 ausgerichtete Ausnehmung 35 vorgesehen, welche als Ab-schluss der Bohrung 19 dient. Die Ausnehmung 35 nimmt bei einer Bewegung des Pumpenstempels 20 nach innen den am Ende des letzteren angeformten Vorsprung 21 auf und steht mit einer ersten Bohrung 36 in Verbindung, durch welche bei einer Verschiebung des Pumpenstempels 20 nach innen Brennstoff aus der Bohrung 19 befördert wird. Die Bohrung 36 steht an ihrem anderen Ende mit einer um den einen geringeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt einer Bohrung 38 verlaufenden Umfangsnut 37 in Verbindung. Der Absatz zwischen dem dünneren und dem weiteren Abschnitt der Bohrung 38 bildet einen Sitz für den Kopfteil eines Auslassventilelementes 39. Das Ventilelement 39 ist mittels einer Schraubendruckfeder 40 derart angeordnet, dass der Kopfteil in Kontakt mit dem Sitz gedrückt wird. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist das Auslassventilelement 39 konventionell ausgebildet, indem es einen neben dem Kopfteil angeordneten Entlastungsbund aufweist und der übrige Teil des Ventilelementes ausgekehlt ist. Beim Betrieb der Pumpe wirkt unter Druck stehender, durch die Bohrung 36 strömender Brennstoff auf das Ventilelement, um dieses entgegen der Wirkung der Feder 40 zu verschieben, wodurch zuerst Brennstoff aus dem weiteren Abschnitt der Bohrung 38 verschoben und nach dem Verschieben des Entlastungsbundes über das Ende des dünneren Abschnittes der Bohrung hinaus Brennstoff durch den weiteren Abschnitt der Bohrung 38 strömen kann. Der weitere, d. h. der einen grösseren Durchmessr aufweisende Abschnitt der Bohrung 38 steht in Verbindung mit einem im Ventilgehäuseteil 11 sich befindenden Kanal 41. Der Kanal 41 weist zur Aufnahme eines Auslassanschlussstückes 42 eine mit einem Schraubengewinde versehene Erweiterung auf. Das Anschlussstück 42 erstreckt sich mit Spiel durch eine mit Spiel versehene, im Deckelteil 13 vorgesehene Öffnung. Ein Anschlagteil 43 ist vorgesehen, um den Bewegungsweg des Auslassventilelementes 39 zu begrenzen.

Zwischen den Ventilaufnahmeteilen 11 und 12 angeordnete Zentrierstiften 46 (Fig. 1 und 4) werden während der Montage der kompletten Pumpe eingeführt, um diese beiden Teile während dem Anziehen der Schraubenbolzen in ihrer korrekten Lage zueinander zu bilden.

Innerhalb dem Ventilaufnahmeteil 12 und von der am Ventilaufnahmeteil 11 anliegenden Stirnfläche aus erstreckt sich eine Blindbohrung 47, welche an ihrem dem Ventilaufnahmeteil 11 benachbarten Ende eine Erweiterung aufweist. Ausserdem erstreckt sich innerhalb dem Ventilaufnahmeteil 11 eine zylindrische Bohrung 48 und die Längsachse der beiden Bohrungen 47 und 48 verlaufen zueinander koinzident und ihre Durchmesser sind gleich gross. Die Bohrung 48 weist zwischen ihren Enden eine Erweiterung auf und ist an seinem dem Ventilaufnahmeteil 12 benachbarten Ende zur Bildung eines Sitzes 49 bearbeitet.

Innerhalb der Bohrungen 47 und 48 ist ein mit einer zwischen seinen Enden verlaufenden Bohrung 51 versehener zylindrischer Ventilteil 50 vorgesehen. Der Ventilteil 50 weist zur Bildung eines Ventilkopfes 52 zwischen seinen Enden einen mit einem geringfügig grösseren Durchmesser versehenen Zwischenteil auf. Auf den einander gegenüberliegenden Seiten des Ventilkopfes 52 weist der Ventilteil 50 einen geringeren Durchmesser auf, um mit der vorerwähnten, innerhalb der der Bohrungen 47 und 48 vorgesehenen Erweiterung zwei voneinander distanzierte

Kammern 53,54zu bilden. Der Ventilkopf 52 ist derart bearbeitet, dass er in geschlossenem Zustand des Ventilteils zusammen mit dem Sitz 49 einen flüssigkeitsdichten Verschluss bildet, wobei der wirksame Durchmesser des Sitzes 49 gleich den Durchmessern der Bohrung 47,48 ist. Ferner erstrecken sich von der Kammer 35 aus Kanäle 55, welche über die zusammenwirkenden Kanäle 56 mit der vorerwähnten Kammer 53 in Verbindung stehen. Ausserdem stehen mit der vorerwähnten Kammer 54 zwei Kanäle 57,58 in Verbindung. Der Kanal 58 steht mit einem im Ventilaufnahmeteil 12 des Gehäuses vorgesehenen Brennstoffeinlass 59 in Verbindung. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, steht der Kanal 58 nicht direkt mit dem Brennstoffeinlass 59 in Verbindung, sondern über ein Rückschlagventil 60. Dieses Ventil wird durch das Ventil 50 vom innerhalb der Pumpenkammer herrschenden Druck geschützt. Die Konstruktion des Ventils 60 ist bezüglich Rückschlagventilen herkömmlich ausgebildet, d. h. der das Ventil bildende Ventilteil ist mit einem mit dem Sitz zusammenwirkenden Ventilkopf versehen. Zusätzlich, obwohl in Fig. 5 nicht dargestellt, ist eine Schraubendruckfeder vorgesehen, um den Ventilkopf in Eingriff mit dem Ventilsitz zu drücken. Der Zweck dieses Ventils ist, zu verhindern, dass aus der Bohrung strömender Brennstoff zum Einlass 59 gelangt. Der Kanal 57 steht, wie deutlich aus Fig. 6 ersichtlich, mit einem im Ventilaufnahmeteil 12 vorgesehenen Auslass 61 in Verbindung. Aus Fig. 6 ist ferner ersichtlich, dass der Kanal 57 über eine Kammer 62 mit dem Entlastungsauslass 61 verbunden ist. Diese Kammer 62 kann ein weiteres Ventil enthalten, um ein Ausströmen (spillage) von Brennstoff durch den Auslass 61 zuzulassen, aber ein Strömen des Brennstoffes in entgegengesetzter Richtung zu verhindern, oder sie kann eine kalibrierte Bohrung enthalten, um die durchfliessende Menge an Brennstoff zu kontrollieren.

Wie ferner aus Fig. 1 ersichtlich, erstreckt sich der Ventilteil 50 in eine im Deckelteil 13 gebildete Kammer 64. Die Wandung der Kammer 64 weist eine zylindrische Form auf und dient als Abstützfläche für einen ringförmigen Magnetanker von becherförmiger Form. Die kreisringförmige Wandung des Magnetankers ist in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 65 und die Bodenwandung mit dem Bezugszeichen 66 versehen. Die Bodenwandung 66 ist mit einer zentrischen Öffnung versehen, durch welche sich ein dünnerer Teil des Ventilteiles 50 erstreckt, wobei der letztere eine Auflage bildet und die Bodenwandung 66 des Magnetankers mittels federnder Mittel in der Form von zwei Tellerfedern 67 gegen diese Auflage gedrückt wird. Die Tellerfedern werden mittels eines Seegerringes 68 auf dem Ventilteil 50 gehalten. Ein • Schnitt in grösserem Massstab durch diese Konstruktion ist bei der in Fig. 8 dargestellten modifizierten Ausführungsform einer Pumpe dargestellt. Der Magnetanker wird mittels einem Führungsbolzen 69, welcher sich durch eine Öffnung in der Bodenwandung 66 erstreckt und im Ventilaufnahmeteil 11 des Gehäuses befestigt ist, an einer Drehung um seine Längsachse gehindert.

Das Ende des Ventilteiles 50 ist mit einem Teil 70 versehen, welcher eine Fläche bildet, die einer komplementären Fläche am Ende eines hutförmigen Teiles 71 gegenüberliegt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Flächen eben, aber können, wenn erwünscht, gekrümmt und ausgebildet sein. Der Teil 71 nimmt eine Schraubendruckfeder 72 auf, welche in einer solchen Richtung auf den Teil 70 drückt, dass der Kopfteil des Ventilteils vom Ventilsitz 49 weg gedrückt wird.

Der Teil 71 wird mittels einem am oberen Verschlussteil 14 befestigten, mit einem Kopfstück 74 versehenen Zapfen 73 in seiner Lage gehalten. Zwischen dem Kopfstück 74 und dem Verschlussteil 14 ist eine Distanzscheibe 75 angeordnet, mittels welcher bei geschlossenem Ventil das Spiel zwischen den vorerwähnten Flächen der Teile 70 und 71 eingestellt werden kann. Ferner ist der Teil 71 mittels einer kugelig ausgebildeten Auflageanordnung 63 abgestützt, welche eine selbsttätige Ausrichtung

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der Flächen der Teile 70 und 71 aufeinander ermöglicht.

Innerhalb dem Magnetanker 65 ist eine Wicklung angeordnet, die mit einem zylindrischen Teil 76, der an seinem oberen Ende einen nach aussen gerichteten Flansch 77 aufweist, versehen ist. Der Flansch 77 ist zwischen dem oberen Verschlussteil 14 und dem Deckelteil 13 eingeklemmt.

Auf der nach aussen gerichteten Oberfläche des zylindrischen Teiles 76 ist mindestens ein schraubenförmiges Nutenpaar angeordnet. Die Nuten werden durch schraubenförmig sich erstrek-kende Rippen 78 gebildet. Die durch die Rippen 78 gebildeten Nuten sind mit Wicklungen versehen, wobei die Wicklungsanordnung derart ist, dass im Fall wo nur ein Nutenpaar vorgesehen ist, die Richtung des Stromflusses in den in den Nuten sich befindenden Wicklungen entgegengesetzt zueinander ist. Wenn mehr als ein Nutenpaar vorgesehen ist, ist die Wicklungsanordnung derart, dass die Richtung des Stromflusses in zueinander benachbarten Nuten entgegengesetzt zueinander ist. Auf diese Weise werden die Vorsprünge 78 beim Durchfliessen der Wicklungen mit elektrischem Strom mit zueinander entgegengesetzter Polarität polarisiert.

Auf der nach innen gerichteten Oberfläche des Magnetankers 65 sind im Falle, wo zwei Nuten auf dem Teil 76 vorgesehen sind, zwei schraubenförmig verlaufende Vorsprünge 79 vorgesehen. Im entregten Zustand der Wicklungen sind die Vorsprünge 79 in axialer Richtung von den Vorsprüngen 78 entfernt, aber wenn die Wicklungen erregt sind, werden die Vorsprünge 79 unter der Wirkung des Magnetfeldes gegen die Vorsprünge 78 zu bewegt. Wenn dies passiert, wird der Ventilteil 50 entgegen der Federwirkung der Feder 72 bewegt, so dass der Kopfteil des Ventils 50 in Kontakt mit dem Ventilsitz 49 bewegt wird. Für eine eingehendere Beschreibung der elektromagnetischen Anordnung kann das Britische Patent Nr. 1504873 zu Hilfe genommen werden.

Es ist aus Fig. 1 ersichtlich, dass der obere Verschlussteil 14 mit einem Brennstoffkanal 80 versehen ist, welcher bei Einsatz der Pumpe mit einer Abführleitung verbunden ist. Dieser Kanal 80 ermöglicht, dass jede Brennstoffleckage am Ventilteil 50 vorbei in die Kammer 64 von der Pumpe abgeführt werden kann. Es sei jedoch bemerkt, dass die Kammer 64 aus diesem Grund, der nachstehend noch näher beschrieben wird, normalerweise mit Brennstoff gefüllt ist.

Bei Einsatz der Pumpe, wenn das Ventil 50 wie in Fig. 1 dargestellt, sich in geschlossenem Zustand befindet, bewirkt eine Aufwärtsbewegung des Pumpenstempels eine Beförderung von Brennstoff aus der Bohrung 19 heraus durch den Kanal 36 am Auslassventil 39 vorbei zur zugeordneten Maschine. Wenn während der Aufwärtsbewegung des Pumpenstempels das Ventil 50 in die Öffnungsstellung bewegt wird, schliesst das Auslassventil schnell infolge der durch die Druckfeder 40 ausgeübten hohen Federkraft, und die restliche aus der Bohrung 19 beförderte Benzinmenge strömt über den Kanal 57 und den Auslass 61 zu einer geeigneten Abführleitung. Die Menge an Rückflussbrennstoff kann mittels einer in der Kammer 62 angeordneten kalibrierten Bohrung kontrolliert werden. Es ist ersichtlich, dass die zum Motor beförderte Brennstoffmenge durch Variieren der Distanz der Pumpenstempelbewegung mit dem Ventil in geschlossener Stellung gesteuert werden kann. Ausserdem kann innerhalb der durch den Pumpenstempel beförderten Brennstoffmenge abhängigen Grenzen der Zeitpunkt der Brennstoffförderung gesteuert werden. Wenn zum Beispiel die Einspritzungfrüher erfolgen soll, dann wird das Ventil 50 während der Einwärtsbewegung des Pumpenstempels früher geschlossen, und wenn es erforderlich ist, dass die Einspritzung später erfolgt,

dann wird das Ventil 50 während der Einwärtsbewegung des Pumpenstempels immer eine geringe Brennstoffmenge aus der Bohrung 19 zurückbefördert wird. Es sei femer bemerkt, dass infolge des Ventils 60 der zurückbeförderte Brennstoff nicht zur äusseren, mit dem Einlass 59 verbundenen Brennstoffquelle strömt. Diese äussere Quelle kann mit einer durch den zugeord639 175

neten Motor angetriebenen Pumpe versehen sein, und es kann ihr Austrittsdruck gesteuert sein.

Während der hauptsächlich durch die Federwirkung der Feder 25 bewirkten Auswärtsbewegung des Pumpenstempels 20 wird das Ventil 50 in der Offenstellung gehalten, und während dieser Zeit strömt der Brennstoff am Ventil 60 vorbei in die Kammer 54 und von dieser durch die Kanäle 56 und 55 zur Bohrung 19. Die Bohrung 19 wird auf diese Weise vollständig mit Brennstoff gefüllt, und der über den Einlass 59 wirkende Brennstoffdruck unterstützt die Abwärtsbewegung des Pumpenstempels 20. Zusätzlich ist der Zufluss über den Einlass immer zu gross, so dass Brennstoff durch den Auslass strömt. Diese Brennstoffströmung bewirkt eine Kühlung und Entlüftung.

Es wurde bereits erwähnt, dass, wenn die Wicklungen erregt werden, der Ventilteil in die Schliessstellung bewegt wird. Der Magnetanker weist eine beträchtliche Masse auf, und da er bei Erregung der Wicklungen sehr rasch bewegt wird, wäre es möglich, dass, wenn er direkt mit dem Ventilteil 50 verbunden wäre, der Ventilteil und/oder der Ventilsitz 49 beschädigt werden könnte. Eine solche Beschädigungsgefahr wird durch das Vorhandensein der Tellerfedern 67 minimalisiert. Die Aufgabe dieser Federn ist, dass, wenn der Ventilteil 50 infolge Kontakt des Ventilkopfes 52 mit dem Ventilsitz 49 zum Stillstand gebracht wird, eine weitere Bewegung des Magnetankers möglich ist, bis die Ansätze 78 und 79 aneinander anliegen. Auf diese Weise wird das Risiko einer Beschädigung des Ventilkopfes und des Ventilsitzes minimalisiert. Ferner wird eine Dämpfung der Bewegung des Ventilteils 50 durch die Tatsache erhalten, dass, wenn der Ventilteil 50 nach oben bewegt wird, eine Brennstoffströmung in den unteren, den Ventilteil aufnehmenden Endteil derBohrung 47 erfolgt. Diese Brennstoffströmung erfolgt durch die durch den Ventilteil 50 sich erstreckende Bohrung 51 in den zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen der Teile 70 und 71 gebildeten ringförmigen Raum. Wenn der Ventilteil nach oben bewegt wird, bewirkt dieser Raum eine Beschränkung des Brennstoffdurchflusses, wobei diese Beschränkung bei Bewegung des Ventilteiles gegen die Schliessstellung zu zunimmt. Auf diese Weise wird eine Dämpfung des Ventilteiles erreicht.

Wenn die Wicklungen entregt werden, wird der Ventilteil 50 unter der Wirkung der Federn 72 in die Öffnungsstellung bewegt. Zusätzlich beschleunigt die in den Tellerfedern 67 gespeicherte Energie den Magnetanker, und diese Energie wird auf den Ventilteil übertragen, wenn die Bodenwandung 66 an der Schwelle des Ventilteiles anliegt.

Wie ersichtlich, ist das Auslassventil 30 schnellwirkend, da kein merklicher Widerstand gegen eine Rückströmung von Brennstoff aus dem engeren Ende der Bohrung 38 durch den Kanal 36 vorhanden ist. Sobald der Druck in der Bohrung 19 durch Rückfluss (spillage) von Brennstoff abgesenkt ist, bewegt sich das Auslassventil in seine Schliessstellung. Es ist sehr gut durchführbar, ein Auslassventil zu verwenden, dessen Ventilteil. und dessen diesen letzteren umgebende Bohrung eine Dämpfungsanordnung bilden, welche die Schliessgeschwindigkeit des Ventils beschränkt und die Erzeugung von Druckwellen in den die Pumpe und die Einspritzdüse verbindenden Leitung minimalisiert.

Eine Kontrolle der Menge an aus der Bohrung 19 zurückbefördertem Brennstoff kann durch Kontrolle der Grösse des Kanals 57 erhalten werden. Selbstverständlich bildet der Kanal 57 selber eine Restriktion gegenüber dem durchströmenden Brennstoff, aber wenn er einen geringen Durchmesser aufweist, kann eine erhöhte Restriktion gegenüber dem durchströmenden Brennstoff erreicht werden, was die Menge an zurückzuführendem Brennstoff vermindert. Wie erläutert, ist es möglich, in der Kammer 62 eine Drossel oder ein Spezialventil anzuordnen. In diesem Fall wäre das Ventil ein Rückschlagventil in strengem Sinne des Begriffes, aber mit einem in Abhängigkeit vom Druckabfall in den durch eine Öffnung fliessenden Rückflussbrennstoff

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bewegbaren Ventilelement, wobei der Ventilteil derart bewegt wird, um den Durchfluss an Brennstoff durch eine weitere Bohrung zu beschränken, wenn die Rückflussmenge einen vorbestimmten Wert übersteigt.

Beim dargestellten Beispiel schützt das Ventil 50 das Einlass- 5 ventil 60 vom während dem Einspritzen erreichten Hochdruck.

Bei der beschriebenen Pumpe wird die Notwendigkeit des Vorsehens einer oder mehrerer Öffnungen in der Wandung des Pumpenzylinders und zusammenwirkender Nuten im Pumpenstempel vermieden. Der Pumpenzylinder ist daher einer gleich- io förmigen Beanspruchung ausgesetzt und die auf den Pumpenstempel wirkende Seitenbelastung ist ebenfalls gleichmässig. Ausserdem ist der Leckageweg für den unter Hochdruck stehenden Brennstoff, obwohl seine Länge bei der Förderung und Abgabe von Brennstoff sich verringert, bedeutend länger, als 15 wenn der Pumpenstempel mit Nuten versehen wäre.

Eine modifizierte Ausführungsform einer Pumpe ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt. Wie aus diesen Figuren ersichtlich, ist der Pumpenzylinder 90 von einem Gehäuseteil 91 umgeben. Ein Ventilaufnahmeteil 92 ist so abgesetzt ausgebildet, dass er nur 20 mit dem Ende des Pumpenzylinders in Eingriff steht. Der Ventilaufnahmeteil 92 ist mittels der Schraubenbolzen 93 mit dem Gehäuseteil 91 verbunden, und Zentrierstifte können zur genauen Positionierung der beiden Teile zueinander vorgesehen sein.

Im Gehäuseteil 92 ist ein Abgabeventil 95 vorgesehen, und eine in einer im Gehäuseteil sich befindenden Kammer angeordnete Druckfeder drückt den Ventilkopf des Abgabeventils in Kontakt mit einem Ventilsitz. Eine Austrittsleitung 96 steht mit der vorerwähnten Kammer in Verbindung, wobei in dieser 30 Kammer auch ein Anschlagteil zur Begrenzung des Verschiebeweges des Ventils angeordnet ist. Der Verschiebeweg des Abgabeventils verläuft im rechten Winkel zu der den Pumpenstempel enthaltenden Bohrung des Pumpenzylinders.

Im Ventilaufnahmeteil 92 ist ferner ein Strömungskanal 97

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vorgesehen, welcher von der Pumpenkammer aus verläuft. Die Pumpenkammer wird durch den Pumpenstempel, die Wandung der den Pumpenstempel führenden Bohrung und die Stirnfläche des Ventilaufnahmeteiles begrenzt. Der Strömungskanal 97 verläuft von der Pumpenkammer zur Kammer 98, welche der in Fig. 1 dargestellten Kammer 53 entspricht. Der Ventilteil 50 ist bei diesem Beispiel im rechten Winkel zur Längsachse der Pumpen-zylinderbohrung angeordnet.

Wie ferner aus Fig. 8 ersichtlich, erstreckt sich von einer Kammer 101 aus eine Bohrung 99. Die Kammer 101 entspricht der Kammer 54 in Fig. 1. Die Bohrung 99 endigt in einem Rückströmauslass (spili outlet) 102, welcher eine kalibrierte Öffnung zur Kontrolle der zurückbeförderten Brennstoffmenge bei der Verschiebung des Ventilteiles 50 in seine alternative Position enthält. Ebenfalls mit der Kammer 101 steht eine Bohrung 100 (Fig. 9) in Verbindung, durch welche Brennstoff der Pumpenkammer zugeführt wird. Die Bohrung 100 enthält ein einfaches Rückschlagventil 103. Wie beim vorangegangenen Ausführungsbeispiel ist der Druck im dem bezüglich dem Ventil 103 stromaufwärts angeordneten Einlass 104 zugeführten Brennstoff so gross, dass das Ventil die ganze Zeit, ausser wenn Brennstoff von der Pumpenkammer aus zurückbefördert wird, in der Offenstellung gehalten wird. Dieser Brennstoffdurchfluss dient zur Kühlung der Pumpe.

Ein weiterer zu Kühlungszwecken dienender Brennstoffdurchfluss verläuft längs einer Bohrung 105 zur Kammer 64, in welcher diefürdasV entil 50 bestimmte elektromagnetische B etätigungs-anordnung angeordnet ist. Die Bohrung 105 steht direkt mit dem . Brennstoffeinlass 104 in Verbindung und verlässt die Kammer 64 über einen Auslass 106. Längs dem Pumpenstempel 20 strömender Leckagebrennstoff tritt ebenfalls über den Auslass 106 aus. Dieser Brennstoff wird in einer in der Wandung der Stempelbohrung 19 angeordneten Nut 107 gesammelt und fliesst über zusammenwirkende, nicht dargestellte, im Pumpenzylinder und den beiden Gehäuseteilen vorgesehene Kanäle zur Kammer 64.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Brennstoffeinspritzpumpe zur Zufuhr von Brennstoff zu einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem mit einer Bohrung

   (19) versehenen Pumpenzylinder (17), einem innerhalb dieser Bohrung ( 19 ) verschiebbaren Pumpenstempel (20), den Pumpenstempel (20) nach aussen drückenden federnden Mitteln (25), einem mit dem äusseren Ende (23) des Pumpenstempels

   (20) in Eingriff stehenden Stösselelement (27), welches bei Betrieb der Pumpe in Eingriff mit einem Nocken steht, welcher dem Pumpenstempel (20) eine nach innen gerichtete Bewegung erteilt, einem mit dem dem Stösselelement (27) abgewandten Ende des Pumpenzylinders (17) dichtend in Eingriff stehenden Gehäuseteil (12,11), einem in letzterem vorgesehenen Hoch-druck-Brennstoffauslass zur Verbindung mit einer Einspritzdüse der Verbrennungskraftmaschine, einem zwischen dem Hoch-druck-Brennstoffauslass und der Bohrung (19) angeordneten, mit der letzteren über einen ersten Strömungskanal (36) verbundenen Rückschlagzufuhrventil, einem im Gehäuseteil (12,11) vorgesehenen Brennstoffeinlass (59) zur Verbindung mit einer Niederdruck-Brennstoffzufuhrquelle, und mit einem zwischen dem Brennstoffeinlass (59) und der Bohrung (19) angeordneten Rückschlageinlassventil (60), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Einlassventil (60) und derBohrung (19) ein Steuerventil (49,50) angeordnet ist, welches in geschlossenem Zustand und während der nach innen gerichteten Bewegung des Pumpenstempels (20) das Einlassventil (60) vom in der Bohrung (19) herrschenden Hochdruck schützt, wobei ein im Gehäuse angeordneter Rückflussbrennstoff-Auslass (61) vorhanden ist, durch welchen über einen im Gehäuseteil (12,11) vorgesehenen, mit dem Steuerventil (49,50) verbundenen zweiten Strömungskanal (57) Brennstoff aus dieser Bohrung (19) entweichen kann, wenn das Steuerventil (49,50) während der nach innen gerichteten Bewegung des Pumpenstempels (20) geöffnet ist, wobei das Steuerventil in geöffnetem Zustand und während nach aussen gerichteter Bewegung des Pumpenstempels (20) ein Überströmen von Brennstoff vom Brennstoffeinlass über das Rückschlageinlassventil in diese Bohrung (19) zulässt.
2. 2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bohrung oder ein Ventil vorgesehen ist, um den Brennstoff-durchfluss durch den Rückflussbrennstoff-Auslass zu begrenzen.
3. 3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil derart angeordnet und mit dem Rückfluss-brennstoff-Auslass (61) verbunden ist, dass es bei Betrieb der Pumpe und geschlossenem Zustand des Steuerventils (49,50) ein Überströmen von Brennstoff vom Brennstoffeinlass (59) zum Rückflussbrennstoff-Auslass (61) ermöglicht.
4. 4. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (49,50) einen innerhalb einerBohrung (47,48) verschiebbaren Ventilteil (50), diesen Ventilteil (50) in eine Offenstellung drückende Federmittel (67) und elektromagnetische Betätigungsmittel (65) zur Verschiebung des Ventilteils (50) in eine Schliessstellung aufweist.
5. 5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteil (50) eine zylindrische Form mit einem zwischen seinen Enden sich befindenden Ventilkopf (52) aufweist, in der Bohrung (47,48) ein Ventilsitz (49) vorgesehen ist und aufeinander gegenüberliegenden Seiten des Ventilsitzes (49), zwischen dem Ventilteil (50) und derBohrung (47,48), zwei Kammern (53,54) gebildet sind, wobei die eine Kammer (53) mit der den Pumpenstempel (20) enthaltenden Bohrung (19) und die andere Kammer (54) mit dem Brennstoffeinlass und dem Rückflussbrennstoff-Auslass verbunden sind, und die Verbindung zwischen diesen beiden Kammern (53,54) durch den Ventilteil (50) gesteuert wird.
6. 6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem zwischen den Enden der den Ventilteil (50) enthaltenden Bohrung (47,48) sich erstreckenden Überströmkanal (51)

   versehen ist, durch welchen während einer Verschiebung des Ventilteiles (50) mittels der federnden Mittel (67) bzw. mittels der elektromagnetischen Betätigungsmittel (65) Brennstoff strömen kann.
7. 7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Durchflussrestriktionsmitteln (70,71) versehen ist, welche den Brennstoffdurchfluss durch den Überströmkanal (51 ) begrenzen, um die Bewegung des Ventilteils (50) in Kontakt mit dem Ventilsitz (49) zu dämpfen.
8. 8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Überströmkanal (51) sich zwischen den Enden des Ventilteiles (50) erstreckt, das eine Ende des Ventilteiles (50) mit einem Abstützteil (70) verbunden ist, dessen Fläche gegen das offene Ende eines becher- oder hutförmigen Teiles (71) gerichtet ist, die federnden Mittel in der Form mindestens einer Schraubdruckfeder (72) innerhalb dem becher- oder hutförmigen Teil (71) angeordnet sind, und über den Abstützteil (70) auf den Ventilteil (50) wirken, der Überströmkanal (51) sich durch den Abstützteil (70) hindurch erstreckt, und die einander gegenüberliegenden Flächen des becher- oder hutförmigen Teiles (71) und des Abstützteiles (70) derart angeordnet und/oder ausgebildet sind, dass sie gegenüber der durch den Überströmkanal (51) strömenden Flüssigkeit einen zunehmenden Strömungswiderstand bewirken , wenn der Ventilkopf (52) in Kontakt mit dem Ventilsitz (49) bewegt wird.
9. 9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse der den Ventilteil (50) führenden Bohrung (47,48) parallel zur Längsachse der den Pumpenstempel (20) führenden Bohrung (19) verläuft.
10. 10. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse der den Ventilteil (50) führenden Bohrung mindestens annähernd senkrecht zur Längsachse der den Pumpenstempel (20) führenden Bohrung verläuft (Fig. 8).