DE19621897C1 - Einrichtung zum Ausbalancieren von Druckextremen in hydraulischen Systemen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ausbalancieren von Druckextremen in hydraulischen Systemen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-AS 11 77 413 ist eine Einrichtung gattungsgemäßer Art zum Dämpfen der Schwingungen in den Saugleitungen von Brennstoffpumpen von Dieselmotoren bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung wird die Dämpfungskraft durch eine Vielzahl von mittels zugeordneter Stellschrauben einstellbarer Federn erzeugt. Die Einstellbarkeit der Federkräfte dient dabei dazu, die Dämpfungsmöglichkeit so zu erweitern, daß in verschiedenen Frequenzen auftretende Schwingungen gedämpft werden können. Eine Anpassung an unterschiedliche Druckniveaus ist nicht vorgesehen.

Wenn Großdieselmotoren wahlweise mit normalem Dieselöl oder mit emulgiertem Brennstoff betrieben werden, müssen im zweiten Fall wesentlich höhere Drücke der die Einspritzpumpen versorgenden Brennstoffpumpe vorliegen als im ersten Fall. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, müssen bisher im Falle einer Umstellung von einer Brennstoffart auf die andere auch die am Ausgleichskolben angreifende Feder bzw. angreifenden Federn ausgetauscht werden. Dies ist umständlich und zeitaufwendig. Die Folge davon ist, daß die Umstellung von einer Brennstoffart auf die andere bisher eine vergleichsweise lange Vorbereitungsphase erfordert. In der DE-AS 11 77 413 sind auch Windkessel und elastische Körper zur Erzeugung der Dämpfungskräfte erwähnt. Hiervon wird in der DE-AS 11 77 413 abgeraten.

Die GB 468 958 beschreibt ebenfalls eine gattungsgemäße Brennstoffversorgungseinrichtung für Einspritzmotoren mit einem mittels einer einstellbaren Feder beaufschlagbaren Ausgleichskolben. Ebenfalls erwähnt sind Windkessel.

Die DE 40 31 239 A1 zeigt einen Druckstoßdämpfer für Flüssigkeitspumpen, bei denen das Dämpfergehäuse mit einer Membrane versehen ist, die auf der der Dämpfungskammer gegenüberliegenden Seite mit aus einer Gasflasche entnehmbarem Stickstoff beaufschlagbar ist, dessen Druck mittels eines mit der Membrane verbundenen Stößels einstellbar ist.

Die DE-PS 5 61 694 zeigt einen Stoßdämpfer, dessen Kolben einerseits mit dem Förderdruck einer Pumpe und andererseits mit dem Druck beaufschlagbar ist, der im noch nicht gefüllten Bereich des Raums herrscht, der durch die Pumpe beaufschlagt wird. Zusätzlich ist der Kolben durch einstellbare Federn beeinflußbar.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung gattungsgemäßer Art unter Verwendung der geschilderten Nachteile mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, daß eine Anpassung an unterschiedliche Druckniveaus schnell und einfach möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Hierbei ist es möglich, die Höhe der Dämpfungskraft durch Änderung des Drucks des den Ausgleichskolben auf der der Ausgleichskammer gegen­ überliegenden Seite beaufschlagenden Druckmittels an die Verhältnisse des Einzelfalls anzupassen. Die erfindungsgemäße Gestaltung des Ausgleichskolbens ergibt dabei in vorteilhafter Weise günstige Flächenverhältnisse zwischen den wirksamen Flächen auf beiden Seiten des Ausgleichskolbens. Außerdem ergibt sich in vorteilhafter Weise radial außerhalb des Rohrstutzens ein hinter dem Ausgleichskolben liegender Ringraum, in den eine Feder eingelegt sein kann, sofern eine Kombination von Feder und Druckmittel zur Erzeugung der Dämpfungskraft gewünscht wird. Die Anpassung der Dämpfungskraft an unterschiedliche Druckniveaus kann in einem derartigen Fall einfach durch Zu- bzw. Abschaltung des Druckmittels erfolgen. Diese Zu- und Abschaltung bzw. die Druckerhöhung mittels des Druckmittels kann auf einfache Weise durch Betätigung des Ventils bewerkstelligt werden. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergeben daher eine hohe Bedienungsfreundlichkeit. Gleichzeitig eröffnen die erfindungsgemäßen Maßnahmen auch die Möglichkeit zur Automatisierung der Anpassung der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung an unterschiedliche Druckniveaus.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der überge­ ordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Vorteilhaft kann bei einem Großdieselmotor, der zum Anlassen mit Preßluft beaufschlagbar ist, aus derselben Preßluftquelle stammende Preßluft zur Beaufschlagung des Ausgleichskolbens Verwendung finden. Hierbei steht in vorteilhafter Weise ein Druckmittel mit hohem Druckniveau praktisch kostenlos zur Verfügung.

Eine weitere zweckmäßige Maßnahme kann darin bestehen, daß bei einer Brennstoffeinspritzeinrichtung, deren Einspritzpumpen jeweils einen mit ihrem Pumpenraum verbindbaren Vorratsraum aufweisen, der durch eine Versorgungspumpe mit unter Druck stehendem Brennstoff beaufschlagbar ist, der Druck des den Ausgleichskolben beaufschlagenden Druckmittels etwas das 1,5-2,5-fache, vorzugsweise Doppelte des Drucks der Versorgungspumpe beträgt. Erfahrungsgemäß läßt sich hiermit ein besonders günstiger Abbau der auftretenden Druckspitzen erreichen.

Eine weitere, besonders zu bevorzugende Ausgestaltung der übergeordne­ ten Maßnahmen kann darin bestehen, daß der topfartige Ausgleichskolben von einem zweiten, büchsenförmigen, gegenüber dem Dämpfergehäuse ab­ gedichteten Ausgleichskolben umfaßt und gegenüber diesem abgedichtet ist, der zwischen zwei gehäusefesten Anschlagstellungen bewegbar ist und der den vorderen, der Ausgleichskammer nahen, dem topfförmigen Ausgleichskolben zugeordneten Anschlag enthält. Hierbei kann sich in vor­ teilhafter Weise ein Gleichgewichtszustand einstellen, bei dem der innere Ausgleichskolben an seinem vorderen Anschlag anliegt, der auf dem äußeren Ausgleichskolben vorgesehen ist, der seinerseits am hinteren, gehäuseseitigen Anschlag anliegen oder zwischen seinen Anschlägen sich befinden kann. Der innere Ausgleichskolben hat dabei die Möglichkeit, sich im Falle einer Druckerhöhung zurück und im Falle eines Druckabfalls zusammen mit dem äußeren Ausgleichskolben nach vorne zu bewegen. Hierdurch lassen sich nicht nur positive Druckspitzen, sondern auch negative Druckspitzen zuverlässig ausbalancieren, womit einer Kavitation zuverlässig vorgebeugt ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen ange­ geben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung entnehmbar.

In der nachtstehend beschriebenen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Schema einer Brennstoffversorgungseinrichtung eines Großdieselmotors,

Fig. 2 eine Brennstoffeinspritzpumpe der Anordnung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung und

Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung.

Der der Fig. 1 zugrunde liegende Großdieselmotor, der beispielsweise als Schiffsantrieb Verwendung finden kann, ist lediglich durch einen Zylinder 1 angedeutet. In der Praxis sind selbstverständlich mehrere derartige Zylinder vorgesehen. Der Zylinder 1 ist mit zwei Einspritzdüsen 2 versehen, die über Hochdruckleitungen 3 mit einer Einspritzpumpe 4 verbunden sind. Der von der Einspritzpumpe 4 angesaugte Brennstoff wird durch eine Bereit­ stellungseinrichtung bereit gestellt. Diese umfaßt eine von einem Tank 5 abgehende, mit einer Brennstoffpumpe 6 und einem Druckregulierventil 7 versehene Versorgungsschleife 8, die mit vor- und rücklaufseitigen Anschlüssen für den Einspritzpumpen 4 zugeordnete, jeweils einen Vor- und Rücklaufast enthaltende Kaskaden 9 versehen ist. Von den Einspritzdüsen 2 wird überschüssiger Brennstoff durch eine Rücklaufleitung 10 abgeführt. Diese mündet in den Rücklaufast der zugeordneten Kaskade 9.

Die Einspritzpumpen 4 besitzen, wie aus Fig. 2 entnehmbar ist, einen in einem zylindrischen Pumpengehäuse 11 angeordneten, mit seitlichen Steuerkanten 12 versehenen Arbeitskolben 13, der einen Pumpenraum 14 begrenzt von dem die jeweils zugeordneten Hochdruckleitungen 3 in hier nicht näher dargestellter Weise abgehen. Das Pumpengehäuse 11 ist von einem Mantelgehäuse 15 umfaßt, das einen ringförmigen Vorratsraum 16 begrenzt, über den die Kaskade 9 führt, wie durch die Pfeile 9a, b angedeutet ist. Im Vorratsraum 16 steht daher der Brennstoff mit dem von der Brennstoffpumpe 6 erzeugten Druck an. Der Vorratsraum 16 ist über eine Einlaßöffnung 17 und eine Auslaßöffnung 18 mit dem Pumpenraum 14 verbindbar. Der Einlaßöffnung 17 ist eine Ventil zugeordnet. Die Auslaß­ öffnung 18 wird durch die Steuerkanten 12 des Arbeitskolbens 13 gesteuert.

Wenn beim Saughub des Arbeitskolbens 13 das der Einlaßöffnung 17 zugeordnete Ventil öffnet, kann der Druck im Vorratsraum 16 schlagartig absinken. Andererseits kann es zu einer schlagartigen Druckerhöhung kommen, wenn eine Steuerkante 12 die zugeordnete Auslaßöffnung 18 überfährt, wodurch der Pumpenraum 14 schlagartig entlastet wird. Um die genannten Druckausschläge auszubalancieren, insbesondere um die in Folge der schlagartigen Entlastung des Pumpenraums 14 sich ergebenden Druckspitzen im Vorratsraum 16 und dementsprechend in der gesamten Brennstoffversorgungseinrichtung abzubauen, ist jeder Einspritzpumpe 4 eine Dämpfungseinrichtung 19 zugeordnet. Diese besitzt ein an das Mantelgehäuse 15 angeflanschtes Dämpfergehäuse 20, das eine mit dem Vorratsraum 16 strömungsmäßig verbundene Ausgleichskammer 21 enthält. Die Ausgleichskammer 21 ist auf der vom Vorratsraum 16 abgewandten Seite durch eine im Zusammenhang mit den Fig. 3 bis 5 noch zu beschreibende Ausgleichskolbenanordnung begrenzt, die zwischen zwei Anschlägen bewegbar ist und die auf der von der Ausgleichskammer 21 abgewandten Seite durch ein Druckmittel, vorzugsweise Preßluft, beaufschlagbar ist, wie durch eine im Bereich der Rückseite des Dämpfergehäuses 20 an dieses angeschlossene Druckmittelzuleitung 22 angedeutet ist. Im Falle der Verwendung von Preßluft kann die Druckmittelzuleitung 22 von derselben Preßluftquelle gespeist werden, die sonst zum Anlassen des Dieselmotors Verwendung findet. Der Druck wird dabei dem Druck der Brennstoffpumpe 6 angepaßt. Zweckmäßig wird der Druck dabei so gedrosselt, daß er das 1,2-5-fache, vorzugsweise das Doppelte des Drucks der Brennstoffpumpe 6 beträgt.

Bei dem der Fig. 3 zugrundeliegenden Beispiel der Dämpfungseinrichtung 19 enthält die genannte Ausgleichskolbenanordnung einen topfartig ausge­ bildeten Ausgleichskolben 23, der mit seinem Außenumfang an einem zylindrischen Bereich des Dämpfergehäuses 20 anliegt und mit seinem Innenumfang auf einem von hinten in das Dämpfergehäuse 20 hineinragenden Rohrstutzen 24 aufgenommen ist, der mit einem an das vom Ausgleichsraum 21 entfernte, rückwärtige Ende des Dämpfergehäuse 20 angesetzten Flansch 25 versehen ist. Hierbei ergibt sich ein vom Dämpfer­ gehäuse 20 außen, vom Rohrstutzen 24 innen, von der rückwärtigen Stirnseite des Ausgleichskolbens 23 vorne und vom Flansch 24 hinten be­ grenzter Ringraum 26. Dieser ist mittels einer den Flansch 25 durchgreifenden Ventilationsöffnung be- und entlüftbar.

Der Rohrstutzen 24 ist an die Druckmittelzuleitung 22 angeschlossen, die hier mittels eines Kompressors 28 dem ein Luftfilter 29 vorgeordnet und ein Druckregulierventil 30 nachgeordnet sind, mit Preßluft beaufschlagbar, die über den Rohrstutzen 24 dem eine der Ausgleichskammer 21 gegenüber­ liegende Gegendruckkammer 31 bildenden Innenraum des Ausgleichs­ kolbens 23 zugeführt wird. Der Ausgleichskolben 23 wird somit einerseits durch den Druck in der Ausgleichskammer 21, also den von der Brennstoffpumpe 6 erzeugten Brennstoffdruck, und andererseits durch den vom Kompressor 28 erzeugten Luftdruck beaufschlagt. Die dabei wirksamen, einander entgegengerichteten Kräfte K₁ bzw. K₂ ergeben sich dabei aus dem jeweils anstehenden Druck und der jeweils wirksamen Fläche A₁ bzw. A₂ der äußeren, die Ausgleichskammer 21 begrenzenden Stirnseite bzw. der inneren, die Gegendruckkammer 31 begrenzenden Stirnseite des Ausgleichskolbens 23.

Der Ausgleichskolben 23 ist zwischen einer hinteren und der in Fig. 3 gezeichneten, vorderen Anschlagstellung bewegbar. Der rückwärtige Anschlag 32 wird durch einen in das Dämpfergehäuse 20 eingreifenden Zentrierbund des Flansches 25 gebildet. Zur Bildung des vorderen Anschlags 33 ist das Dämpfergehäuse 20 mit einer Stufe versehen, in die ein umlaufender Bund des Ausgleichskolbens 23 eingreift.

Die vorliegende Dämpfungseinrichtung wird normalerweise als Einwegdämpfungseinrichtung betrieben, die entweder Druckspitzen oder Drucktäler ausgleicht. Dementsprechend kann die Druckbeaufschlagung der Gegendruckkammer 31 mit höherem oder niedrigerem Druck erfolgen, so daß sich der Kolben 23 bei normalem Brennstoffdruck entweder in der vorderen oder hinteren Anschlagstellung befindet. Bei Anwendung des höheren Drucks in der Ausgleichskammer 31 befindet sich der Kolben 23 in der vor deren Anschlagstellung und umgekehrt. In jedem Fall wird der Druck des die Ausgleichskammer 31 beaufschlagenden Kompressors 28 mittels des Regulierventils 30 so eingestellt, daß bei einer Druckänderung auf der Brennstoffseite, d. h. in der Ausgleichskammer 21 ab etwa 0,5 bar, vorzugsweise ab 2-3 bar, eine Bewegung des Ausgleichskolbens 23 stattfindet.

Große Dieselmotoren werden, wie schon erwähnt, wahlweise mit unterschiedlichen Brennstoffen betrieben, beispielsweise normalem Dieselöl und emulgiertem Brennstoff, wobei im Bereich der Brennstoffbereitstellung unterschiedliche, mittels des Regulierventils 7 einstellbare Drücke benötigt werden. Bei der Verarbeitung von emulgiertem Brennstoff wird ein wesentlich höherer Druck benötigt, als bei der Verarbeitung von normalem Dieselöl. Je nach Brennstoffart steht also in der Ausgleichskammer 21 ein unterschiedlicher Brennstoffdruck an. Um in jedem Falle die oben geschilderte Ausgleichsfunktion des Ausgleichskolbens 23 zu gewährleisten wird der Druck in der Gegendruckkammer 31 durch entsprechende Einstel­ lung des Regulierventils 30 entsprechend angepaßt. Dem emulgierten Brennstoff ist dabei ein höheres Druckniveau und dem normalen Dieselöl ein niedrigeres Druckniveau zugeordnet. Dieses Druckniveau kann so bestimmt werden, daß es etwa das 1,5-2,5-fache, vorzugsweise das Doppelte des mittels des Regulierventils eingestellten brennstoffseitigen Drucks beträgt. Ausgehend von dem so ermittelten Druckniveau wird der tatsächliche Druck in der Gegendruckkammer 31 noch so variiert, d. h. erhöht oder erniedrigt daß der Kolben 23 in die gewünschte vordere, hintere oder mittlere Position gelangt je nachdem ob Druckspitzen und/oder Drucktäler ausgeglichen werden sollen.

Die Ausführung gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der oben beschriebenen Ausführung gemäß Fig. 3 dadurch, daß in den Ringraum 26 eine Druckfeder 34 eingelegt ist. Diese übt eine dem Brennstoffdruck entgegenwirkende Kraft auf den Ausgleichskolben 23 aus. Die Druckfeder 34 ist so dimensioniert, daß sie bei Betrieb mit normalem Dieselöl die erforderliche, den Kolben 23 beaufschlagende Gegenkraft allein, d. h. ohne Druckbeaufschlagung der Gegendruckkammer 31 aufbringt. Die Dimensionierung der Druckfeder 34 kann dabei so sein, daß sich der Kolben 23 in seiner vorderen oder hinteren Anschlagstellung befindet. Die Federkonstante der Druckfeder 34 kann so gewählt sein, daß bei einer brennstoffseitigen Druckänderung ab 0,5 bar, vorzugsweise ab 2 bis 3 bar der Ausgleichskolben 23 verschoben wird. Die Druckfeder 34 kann aber auch so dimensioniert sein, daß der Kolben 23 eine Mittelstellung zwischen den Anschlagstellungen einnimmt, so daß Druckspitzen und -täler absorbiert werden können.

Sofern auf emulgierten Brennstoff übergegangen und damit der Druck im Brennstoffbereitstellungssystem erhöht wird, wird dem durch eine entsprechende Druckbeaufschlagung des Gegendruckraums 31 Rechnung getragen, was durch eine entsprechende Betätigung des Regulierventils 30 bewerkstelligt werden kann. Dies kann schnell und einfach manuell oder motorisch erfolgen. Dabei gilt, wie im Zusammenhang mit Fig. 3 schon ausgeführt wurde, daß bezogen auf das dem emulgierten Brennstoff zugeordnete Druckniveau ein höherer oder niedrigerer Wert eingestellt werden kann, je nachdem, ob Druckspitzen oder -täler ausgeglichen werden sollen.

Es ist auch denkbar, daß bei den Ausführungen gemäß Fig. 3 und 4 die Druckbeaufschlagung der Gegendruckkammer 31 so erfolgt, daß der Kolben 23 eine Mittelstellung einnimmt und im Takt der sehr rasch aufeinander folgenden Lastwechsel um diese Mittelstellung hin- und herschwankt, womit Druckspitzen und -täler ausgeglichen werden können.

Bei den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungen gemäß Fig. 3 und 4 ist der Ausgleichskolben 23 gegenüber dem Rohrstutzen 24 luftdicht abgedichtet. Hierzu ist im Bereich des vorderen Endes des Rohrstutzens 24 eine zweckmäßig durch einen O-Ring gebildete Dichtung 35 vorgesehen. Gegenüber dem zylindrischen Bereich des Dämpfergehäuses 20 ist der Ausgleichskolben 23 flüssigkeitsdicht abgedichtet. Hierzu ist eine im Bereich des vorderen Endes des Ausgleichskolbens 23 angeordnete, hier ebenfalls durch einen O-Ring gebildete Dichtung 36 vorgesehen, der eine in den Umfang des Ausgleichskolbens 23 eingearbeitete Ringnut 37 nachgeordnet ist, die so ausgebildet und angeordnet ist, daß sie bei jeder Stellung des Ausgleichskolbens 23 in Deckung mit einer gehäuseseitigen Drainige­ öffnung 38 ist. An diese kann eine Absaugleitung angeschlossen sein. Diese Maßnahmen stellen sicher, daß an der Dichtung 36 vorbeikriechender Brennstoff in der Ringnut 37 entspannt und über die Drainageöffnung 38 abgeführt wird. Es ist daher sichergestellt, daß kein Brennstoff in den Ring­ raum 26 und über diesen nach außen oder in die Gegendruckkammer 31 gelangen kann.

Die Ausführung gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von den oben beschriebenen Ausführungen gemäß Fig. 3 und 4 im wesentlichen durch die Ausgestaltung der Ausgleichskolbenanordnung. Ansonsten liegt Über­ einstimmung vor. Für gleichbleibende Teile finden daher gleiche Bezugszeichen Verwendung.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 5 besteht die Ausgleichskolbenanordnung aus zwei Ausgleichskolben 23 und 39. Der innere, wie bei der Ausführung gemäß Fig. 3 und 4 topfförmig ausgebildete Ausgleichskolben 23 ist von einem büchsenförmigen, äußeren Ausgleichskolben 39 umfaßt. Dieser ist mit einem rückwärtigen Bund 40 versehen, dem ein vorderer und hinterer gehäuseseitiger Anschlag 41 bzw. 42 zugeordnet sind, durch welche die Be­ wegbarkeit des äußeren Ausgleichskolbens 39 begrenzt wird. Der rück­ wärtige, praktisch durch den Flansch 25 gebildete Anschlag gilt auch für den inneren Ausgleichskolben 23. Der vordere, dem inneren Ausgleichskolben 23 zugeordnete Anschlag wird durch eine innere Stufe 43 des äußeren Ausgleichskolbens 29 gebildet, in die der topfförmige Ausgleichskolben 23 mit einem Außenbund eingreift. Der topfförmige Ausgleichskolben 23 ist, wie oben, auf einem in das Dämpfergehäuse 20 hineinragenden, vom Flansch 25 abstehenden Rohrstutzen 24 aufgenommen, der mittels des Kompressors 28 mit Preßluft beaufschlagbar ist. Das Druckniveau der Preßluft wird mittels des Regulierventils 30 auf einen hohen bzw. niederen Wert eingestellt, je nachdem ob emulgierter oder normaler Brennstoff verwendet wird. Sofern wie oben eine Feder 34 vorgesehen ist, erfolgt nur eine Zu- oder Abschaltung der Preßluft. Insoweit liegt Übereinstimmung mit den obigen Beispielen vor.

Bei der vorliegenden Anordnung ist der Ringraum 26 vorne durch die rückwärtigen Stirnseiten der beiden Ausgleichskolben 23 und 39 begrenzt. Der Ringraum ist hier ebenfalls mittels einer Ventilationsöffnung 27 be- und entlüftbar. Eine Feder ist nicht vorgesehen. Auf die rückwärtige Stirnseite des äußeren Ausgleichskolbens 39 wirkt hier keine Kraft. Auf die vordere, ringförmige Stirnseite des äußeren Ausgleichskolbens 39 wirkt die aus der ringförmigen Stirnfläche und dem Brennstoffdruck in der Ausgleichskammer 21 resultierende Kraft K₃ die den äußeren Ausgleichskolben 39 in Richtung Vergrößerung der Ausgleichskammer 21, im dargestellten Beispiel nach links, zu verschieben versucht. Die am inneren Ausgleichskolben 23 außen und innen angreifenden Kräfte K₁ und K₂, die aus dem Brennstoffdruck in der Ausgleichskammer 21 und der äußeren Stirnfläche A₁ bzw. aus dem Druck in der Gegendruckkammer 31 und der inneren Stirnfläche A₂ resultieren, sind so eingestellt, daß die Differenzkraft bei normalem Brennstoffdruck, das heißt bei dem von der Brennstoffpumpe 6 gelieferten Druck, den inneren Ausgleichskolben 23 in Richtung Verkleinerung der Ausgleichskammer 21, im dargestellten Beispiel also nach rechts, zu verschieben versucht. Die beiden Ausgleichskolben 23 und 39 werden dementsprechend in gegenseitiger Anlage gehalten. Sofern die Kraft K₂ die Summe der Kräfte K₁ und K₃ überwiegt, wird der äußere Ausgleichskolben 39 vom inneren Ausgleichskolben 23 mitgenommen und an seinem vorderen Anschlag 41 zur Anlage gebracht. Diese Stellung liegt der Fig. 5 zugrunde.

Sobald nun in die Ausgleichskammer 21 eine Druckwelle hineinschlägt, werden die beiden Ausgleichskolben zurück, im dargestellten Beispiel nach links, bewegt. Da am rückwärtigen Ende des äußeren Ausgleichskolbens 39 keine Kraft angreift, bleiben die beiden Ausgleichskolben 23 und 39 dabei in gegenseitiger Anlage, bis der äußere Ausgleichskolben 40 auf seinen rückwärtigen Anschlag 42 aufläuft. Anschließend kann sich der innere Ausgleichskolben 23 allein noch weiter nach rückwärts bewegen. Hierdurch ergibt sich zunächst eine schnelle und dann eine verlangsamte, 2-stufige Vergrößerung der Ausgleichskammer 21, wodurch auch eine sehr starke Druckwelle sicher abgefangen und ausbalanciert wird. Beim anschließenden Saughub der zugeordneten Einspritzpumpe kann der obige Vorgang in umgekehrter Richtung ablaufen, wodurch auch negative Druckspitzen zuverlässig abgebaut werden.

In der Regel werden der äußere Ausgleichskolben 39 in seiner rückwärtigen Anschlagstellung stehenbleiben und sich nur der innere Anschlagkolben 23 zwischen seinem hinteren, gehäuseseitigen Anschlag und seinem vorderen, auf dem äußeren Ausgleichskolben 39 sich befindenden Anschlag bewegen. Im Falle einer stärkeren, vielfach beim Saughub der Einspritzpumpe zu erwartenden Druckabsenkung in der Ausgleichskammer 21 kann der innere Ausgleichskolben 23 den äußeren Ausgleichskolben 39 mitnehmen, also seinen vorderen Anschlag in Richtung Vergrößerung der Distanz zum hinteren Anschlag verschieben. Hierdurch kann somit auch beim Saughub der Druckabfall in der Ausgleichskammer 21 begrenzt und damit eine Kavitationsgefahr verhindert werden kann.

Im dargestellten Beispiel ist der äußere Ausgleichskolben 39 mit einer um­ laufenden, in jeder Kolbenstellung mit einer gehäuseseitigen Drainageöff­ nung 38 sich deckenden Ringnut 37 versehen. Diese ist einer durch einen O-Ring gebildeten, an der Innenwand des Dämpfergehäuses 20 an­ liegenden Dichtung 44 nachgeordnet. Gleichzeitig ist der äußere Aus­ gleichskolben 39 mit von seiner Ringnut 37 abgehenden Radialbohrungen 45 versehen, die eine der ebenfalls durch einen O-Ring gebildeten, auf dem inneren Ausgleichskolben 23 aufgenommenen Dichtung 36 nachgeordnete Drainagemöglichkeit bilden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So wäre es beispielsweise ohne weiteres möglich, anstelle von Preßluft ein anderes Druckmittel, beispielsweise Hydrauliköl zur Beaufschlagung des Ausgleichskolbens heranzuziehen. Ebenso wäre es denkbar, bei der Anordnung gemäß Fig. 5 den inneren und/oder den äußeren Ausgleichskolben 23, 39 mit einer Feder zusammen­ wirken zu lassen.

Claims (13)

1. Einrichtung zum Ausbalancieren von Druckextremen in jeweils wenigstens eine Pumpe (4), deren durch einen Arbeitskolben (13) begrenzter Pumpenraum (14) zur Beendigung eines Fördertakts durch Öffnen einer Verbindung (18) zu einer der Pumpe (4) saugseitig vorgeordneten Bereitstellungseinrichtung schlagartig entlastbar ist, enthaltenden, hydraulischen Systemen, insbesondere in Brennstoffversorgungseinrichtungen von Einspritzmotoren, vorzugsweise Großdieselmotoren, mit einem Dämpfergehäuse (20), das wenigstens eine mit der Bereitstellungseinrichtung strömungsmäßig verbundene Ausgleichskammer (21) enthält, die durch wenigstens einen in einem zylindrischen Bereich des Dämpfergehäuses (20) angeordneten, zwischen zwei Anschlagstellungen verschiebbaren Ausgleichskolben (23) begrenzt ist, der auf der der Ausgleichskammer (21) gegenüberliegenden Seite durch eine Dämpfungskraft beaufschlagbar ist, deren Stärke einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichskolben (23) topfartig ausgebildet und an seinem Außenumfang und an seinem Innenumfang abgedichtet ist, wobei der Innenumfang gegenüber einem in das Dämpfergehäuse (20) hineinragenden Rohrstutzen (24) abgedichtet ist, der an eine Druckmittelquelle (28) mit zugeordnetem Druckregulierventil (30) angeschlossen ist, mittels dessen der Druck des Druckmittels einstellbar ist, durch welches der Ausgleichskolben (23) auf der der Ausgleichskammer (21) gegenüberliegenden Seite beaufschlagbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichskolben (23) auf der der Ausgleichskammer (21) gegen­ überliegenden Seite mit Preßluft beaufschlagbar ist.

3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des den Ausgleichskolben (23) auf der der Ausgleichskammer (21) gegenüberliegenden Seite beauf­ schlagenden Druckmittels stufenförmig veränderbar ist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Großdieselmotor, der zum Anlassen mit Preßluft beaufschlagbar ist, aus derselben Preßluftquelle stammende Preßluft zur Beaufschlagung des Ausgleichskolbens (23) Verwendung findet.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Brennstoffeinspritzeinrichtung, deren Brennstoffpumpen (4) jeweils einen mit ihrem Pumpenraum (14) ver­ bindbaren Vorratsraum (16) aufweisen, der durch eine Versorgungs­ pumpe (6) mit unter Druck stehendem Brennstoff beaufschlagbar ist, der Druck des den Ausgleichskolben (23) beaufschlagenden Druckmittels etwa das 1,5-2,5-fache, vorzugsweise das Doppelte des Drucks der Versorgungspumpe (6) beträgt.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (24) mit einem an einer Stirnseite des Dämpfergehäuse (20) festlegbaren Flansch (25) versehen ist.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden, äußeren und inneren Stirnflächen (A1, A2) des Ausgleichskolbens (23) so ausgebildet sind, daß bei einer Druckänderung von mehr als 0,5 bar, vorzugsweise 2 bis 3 bar eine Bewegung des Ausgleichskolbens (23) erfolgt.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der topfartige Ausgleichskolben (23) von einem zweiten, büchsenförmigen, gegenüber dem Dämpfergehäuse (20) abgedichteten Ausgleichskolben (39) umfaßt und gegenüber diesem abgedichtet ist, der zwischen zwei gehäusefesten Anschlägen (41, 42) bewegbar ist und der den vorderen, dem topfförmigen Ausgleichskolben (23) zugeordneten Anschlag (43) enthält.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der hinter dem Ausgleichskolben bzw. den Ausgleichskolben (23, 39) gebildete Ringraum (26) mittels einer Ventilationsöffnung (27) entlüftbar ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Ringraum (26) wenigstens eine einerseits am Flansch (25) und andererseits an wenigstens einem Ausgleichskolben (23 bzw. 39) ab­ gestütze Druckfeder (34) angeordnet ist.

11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der gegenüber dem Dämpfergehäuse (20) abgedichtete Ausgleichskolben (23 bzw. 39) mit einer umlaufenden, gehäuseseitigen Ringnut (37) versehen ist, die in jeder Kolbenstellung in Deckung mit einer gehäuseseitig vorgesehenen Drainageöffnung (38) ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drainageöffnung (38) an eine Absaugeinrichtung anschließbar ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ringnut (37) enthaltende, büchsenförmige Ausgleichs­ kolben (39) mit von der Ringnut (37) abgehenden Radialbohrungen (45) versehen ist.