DE19713868A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen nach Gattung des Patentanspruchs 1.

Stand der Technik

Durch die DE-C-24 49 332 ist eine Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art bekannt, die einen Pumpenkolben aufweist, der in einer Gehäusebohrung hin- und hergehend und zugleich auch rotierend angetrieben wird. Die Austrittsöffnung am Pumpen­ kolben dient dabei als Verteileröffnung, über die nacheinan­ der verschiedene Druckleitungen mit Hochdruckkraftstoff ver­ sorgt werden. Bei dieser bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe ist etwa der Verteileröffnung gegenüberliegend eine Längsnut in der Mantelfläche des Pumpenkolbens angeordnet, die in ständiger Verbindung mit dem unter Hochdruck der Verteiler­ öffnung zugeführten Kraftstoff steht. Mit einer solchen Aus­ gestaltung wird etwa diametral der Verteileröffnung gegen­ überliegend eine Druckbeaufschlagung zwischen Pumpenkolben und Gehäusebohrung erzielt derart, daß der Pumpenkolben gleichmäßig durch Druckkräfte belastet ist und die Neigung zum Fressen des Kolbens innerhalb der Gehäusebohrung vermin­ dert wird. Die zusätzliche Nut kommt regelmäßig mit nicht an der Einspritzung teilnehmenden Druckleitungen bzw. Ein­ spritzleitungen in Verbindung und führt mit einer zugleich durch die Verteileröffnung geöffneten Einspritzleitung einen Druckausgleich zwischen diesen Leitungen in einer Saugphase des Pumpenkolbens durch.

Diese Ausgestaltung hat den Nachteil, daß trotz eines Kräf­ teausgleichs, der am Pumpenkolben erzielt wird, durch die großflächigen Nuten in der Mantelfläche des bewegten Teils eine Unterbrechung eines Schmierölfilmes stattfindet, wel­ cher Schmierölfilm den bewegten Teil, der Pumpenkolben und Verteiler zugleich ist, bei seiner Drehung in der Gehäuse­ bohrung tragen soll.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den Merk­ malen des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 hat dem gegen­ über den Vorteil, daß durch die erfindungsgemäße Druckaus­ gleichsfläche ein von der Drehstellung des bewegten Teils unabhängige Ausgleichskraft erzeugt wird, da die Druckaus­ gleichsfläche ständig in sich geschlossen bleibt. Dabei kann der Druck, der sich im Bereich der Druckausgleichsfläche einstellt und der von dem Ausgangsdruck der Hochdruckquelle an der benachbarten Austrittsöffnung abgeleitet wird, durch die Bemessung der ersten und der zweiten Leckstrecke in ge­ wünschter Weise eingestellt werden. Dabei hat diese Ausge­ staltung ferner den Vorteil, daß bei im Bereich der Aus­ trittsöffnung auftretenden hohem Druck in der Folge der in­ termittierend erfolgenden Kraftstoffhochdruckeinspritzung auf Grund der Verformung des bewegten Teils einerseits und der Gehäusebohrung andererseits die Größe der Leckstrecken, insbesondere deren wirksamen Durchflußquerschnitts so beein­ flußt wird, daß ein Abflußquerschnitt über die zweite Leck­ strecke vermindert und ein Zulaufquerschnitt über die erste Leckstrecke vergrößert wird. Damit steigt im Bereich der Druckausgleichsfläche der Druck mit zunehmenden Hochdruck überproportional an. Dieser tendenziell schneller ansteigen­ de Druck erzeugt eine entsprechend höhere Kompensationskraft gegen die im Bereich der Austrittsöffnung beim Hoch­ druckanstieg dort entstehende Kraft. Die aus der Summe der Kräfte resultierende Querkraft nimmt deshalb nur langsam mit höher werdendem Druckniveau der Hochdruckquelle zu. Durch die Kompensationskraft wird andererseits die Verformung an dem bewegten Teil und der dies das aufnehmenden Gehäuseboh­ rung geringer. Diese Verformungen sind beim bewegten Teil Abplattungen des kreisförmigen Querschnitts in Richtung ei­ nes ellipsenförmigen Querschnitts und bei der Gehäusebohrung Bohrungsaufweitungen ebenfalls mit ellipsenförmigen Quer­ schnitt, wobei die Hauptachsen der jeweiligen Querschnitte senkrecht zueinander liegen. Bei einer Verringerung dieser Verformung ergeben sich auch geringere Querkontraktionen bzw. Quererweiterungen quer zur auslösenden Verformung, so daß ein kleineres Spiel zwischen dem bewegten Teil und der Gehäusebohrung in der Grundbemessung dieser Teile zueinander verwirklichbar ist. Mit Verringerung dieses Spiels verbes­ sert sich die Mengenbilanz der Hochdruckeinspritzung, in dem die Leckverluste, die über dieses Spiel entstehen, verrin­ gert werden. Dies erfolgt bei weiterhin sicherer Betriebs­ weise ohne die Gefahr, daß durch ein wiederum zu enges Spiel eine zu große Flächenpressung zwischen den einander zugeord­ neten Teilen auftritt, mit der Folge eines Fressens des be­ wegten Teils in der Gehäusebohrung.

Vorteilhafte Ausgestaltung ist gemäß Patentanspruch 2 die zweite Leckstrecke im wesentlichen doppelt so lang wie die erste Leckstrecke, was eine günstige Mengenbilanz von der Druckausgleichsfläche zufließendem Hochdruckkraftstoff und von dieser Druckausgleichsfläche wieder abfließenden Kraft­ stoff zu einem Entlastungsraum ergibt. Mit der Länge der Leckstrecken und der sich einstellenden Querschnitte läßt sich der im Bereich der Druckausgleichsfläche entstehende Druck einstellen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird die erfindungs­ gemäße Lösung bei einer Verteilereinspritzpumpe gemäß Pa­ tentanspruch 3 verwirklicht.

Zur gezielteren Positionierung der Druckausgleichsfläche oder der Unterbringung mehrerer Druckausgleichsflächen in gewünschten Umfangsbereichen des bewegten Teiles werden die Druckausgleichsflächen vorteilhaft gemäß Patentanspruch 4 als eine Längsnut oder sich in eine Längsrichtung zur Achse des rotierend bewegten Teils sich erstreckende Abplattung oder Anschliff-Fläche ausgeführt. Durch die Länge dieser Längsnut kann vorteilhaft das Druckfeld im Bereich der Druckausgleichsfläche bestimmt werden und es ist eine solche Druckausgleichsfläche in einer die Herstellung und Verwirk­ lichung erleichternden Weise zwischen sonst vorhandenen hochdruckführenden Nuten oder Druckentlastungsnuten im Be­ reich der Mantelfläche des bewegten Teiles unterzubringen.

Vorteilhafter Weise wird gemäß Patentanspruch 5 eine weiter­ führende Nut vorgesehen, die hauptsächlich der Einstellung der gewünschten Spaltlänge in für diese Einstellung günsti­ gen Bereichen der Mantelfläche dient. Dabei kann die Druck­ ausgleichsfläche verhältnismäßig isoliert weit von der hoch­ druckführenden Austrittsöffnung entfernt sein und über die weiterführende Nut oder nutartige Abflachung dennoch bis in eine gewünschte Nähe zu dieser Austrittsöffnung reichen, um dort die erste Leckstrecke zu definieren. Auch kann über diese weitergeführte Nut entsprechend auch eine Leck­ streckenlänge zu einer Entlastungsseite eingestellt werden.

Gemäß Patentanspruch 6 wird die Teilerstreckung der Druck­ ausgleichsfläche gemäß Patentanspruch 5 im wesentlichen par­ allel zu einer Radialebene zur Achse des bewegten Teiles vorgenommen, was es ermöglicht, die Druckausgleichsfläche möglichst in dem Umfangsbereich der Mantelfläche unterzu­ bringen, in dem auch die Austrittsöffnung vorgesehen ist un­ ter Berücksichtigung, daß während der hin- und hergehenden Bewegung des Pumpenkolbens die Druckausgleichsnuten nicht im Bereich von Entlastungsöffnungen, die von der Gehäusebohrung abgehen gelangen.

In bekannter Weise wird die Verteileröffnung gemäß Patentan­ spruch 7 als Längsnut ausgeführt, wobei gemäß Patentanspruch 8 die weiterführende Nut, die von der Druckausgleichsfläche abführt, als Teilringnut ausgebildet ist, die in Achsrich­ tung unter- bzw. oberhalb der Verteilerlängsnut endet und dort die erste Leckstrecke definiert. Dabei wird die zweite Leckstrecke durch die Druckausgleichsfläche und einem sich ebenfalls in Umfangsrichtung erstreckenden Kanal gebildet, der mit einem Entlastungsraum der Kraftstoffeinspritzpumpe verbunden ist. Vorteilhaft sind gemäß den Patentansprüchen 11 und 12 mehrere Druckausgleichsflächen vorgesehen, wobei gemäß Patentanspruch 13 vorteilhaft die Fläche der Druckaus­ gleichsfläche größer ist als die Fläche der Austrittsöff­ nung, die vom Hochdruck der Kraftstoffhochdruckquelle unmit­ telbar beaufschlagt wird, ist.

Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­ nung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschrei­ bung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Kraftstoffein­ spritzpumpe im Schnitt und vereinfacht dargestellt, Fig. 2 einen Verteilerkolben, in der Ansicht, wie er bei der Pumpe gemäß Fig. 1 verwendet wird, Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III durch den Verteilerkolben gemäß Fig. 2, Fig. 4 eine Abwicklung des Verteilerkolbens nach Fig. 2 zusammen mit der zugeordneten Innenwand der Gehäusebohrung mit Darstellung der von dieser abführenden Druckleitungen in einer ersten Ausgestaltung, Fig. 5 einen Schnitt durch den Pumpenkolben entlang der Linie V-V von Fig. 2 und dem diesen aufnehmenden Gehäuseteil mit Gehäusebohrung, Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Abwicklung des Pumpenkolbens, Fig. 7 ein drittes Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung, gezeigt an einer Abwicklung des Pumpenkolbens und Fig. 8 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer zusätzlichen Ringnut.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Anhand einer Kraftstoffverteilereinspritzpumpe der Hubkol­ benbauart wird in der Folge die Erfindung erläutert. In ei­ nem Gehäuse 1 einer solchen Verteilereinspritzpumpe ist eine in einem Pumpenkopf 3 eingepreßte Zylinderhülse 4 vor­ gesehen, in deren Axialbohrung 5 ein Verteilerpumpenkolben 6 geführt ist, der durch einen nicht weiter gezeigten Nocken­ antrieb sowohl in eine hin- und hergehende als auch eine ro­ tierende Bewegung versetzt wird. Im Laufe seiner Hin- und Herbewegung verändert der Verteilerpumpenkolben einen stirn­ seitig von ihm in der Zylinderhülse 4 eingeschlossenen Pum­ penarbeitsraum 8 derart, daß dieser Raum beim Abwärtshub des Pumpenkolbens, der zugleich ein Saughub ist, vergrößert wird und beim Aufwärtshub des Pumpenkolbens entsprechend einem Förderhub verkleinert wird unter Förderung von aus diesem Pumpenarbeitsraum 8 auf Hochdruck gebrachtem Kraftstoff. Hierzu weist der Verteilerpumpenkolben einen von seiner Stirnseite 9 ausgehenden Förderkanal 10 auf, der in der Man­ telfläche 11 des Verteilerpumpenkolbens in eine Verteiler­ öffnung 12 als Austrittsöffnung des Pumpenarbeitsraumes 8 mündet. Diese Verteileröffnung ist vorzugsweise als Längsnut ausgeführt. Während seiner Drehbewegung kommt die Verteiler­ öffnung jeweils beim Förderhub des Pumpenkolbens mit einer von mehreren Druckleitungen 14 in Verbindung, die jeweils als Einspritzleitung zu einem Kraftstoffeinspritzventil 15 führen und die entsprechend der zu versorgenden Kraftstoffe­ inspritzventile verteilt am Umfang der inneren Mantelfläche der Axialbohrung 5 angeordnet sind. In jeder Druckleitung ist vorzugsweise ein Förderventil 17 vorgesehen, z. B. als Gleichdruckventil oder als Ventil mit einem Ventilglied das eine ständig offene Drosselverbindung zwischen Kraftstoffe­ inspritzventil und Kraftstoffeinspritzpumpe hat. Zur Ein­ stellung eines gleichmäßigen Ausgangsdruckes in den Druck­ leitungen nach erfolgter Druckbelastung bzw. nach erfolgter Einspritzung ist eine Füllnut 18 in der Mantelfläche 11 des Pumpenkolbens 6 vorgesehen, die über einen Längskanal 19 im Verteilerpumpenkolben 6 mit einer Ringnut 20 in der Mantel­ fläche des Verteilerpumpenkolbens in Verbindung steht. Diese Ringnut ist mit einer Entlastungsbohrung 22 in der Zylinder­ hülse in Verbindung, die in einem Pumpensaugraum 24 der Kraftstoffeinspritzpumpe mündet, der durch eine aus einem Kraftstofftank 27 ansaugenden Förderpumpe 25 versorgt wird ggf. unter Zwischenschaltung einer weiteren Vorförderpumpe. Mit Hilfe eines Drucksteuerventils 26, das parallel zur För­ derpumpe 25 angeordnet ist, wird der Druck im Pumpensaugraum eingestellt. Dieser dient dabei als Niederdruckquelle (24) für Kraftstoff zur Füllung des Pumpenarbeitsraumes 8 während des Saughubes des Pumpenkolbens zur Bereitstellung eines Druckausgleiches, z. B. über die Füllnut 18 und auch zur Ent­ lastung und Aufnahme eines nicht zur Kraftstoffeinspritzung führenden Teils des aus dem Pumpenarbeitsraum verdrängten Kraftstoffes. Es ist auch möglich, mit diesem drehzahlabhän­ gigen Druck eine Spritzbeginnverstellung zu steuern.

Der Teil des nicht an der Kraftstoffeinspritzung teilnehmen­ den Kraftstoffs wird mit Hilfe eines Magnetventils 29 ge­ steuert, dessen Ventilglied 30 eine Verbindungsbohrung 31 zwischen Pumpenarbeitsraum 8 und einem zum Pumpensaugraum 24 führenden Saugkanal 32 bei Abheben von dem Ventilsitz des Magnetventils herstellt. Diese Verbindung dient einerseits zum Füllen des Pumpenarbeitsraumes beim Saughub des Pumpen­ kolbens und andererseits, wie bereits erwähnt, zur Entla­ stung des Pumpenarbeitsraumes über einen bestimmten, defi­ nierten Hub des Pumpenkolbens. Dieser kann vor dem eigentli­ chen förderwirksamen Pumpenkolbenhub liegen zur Festlegung des Kraftstoffeinspritzbeginns und auch nach Einspritzung einer gewünschten Kraftstoffeinspritzmenge zur Festlegung des Hochdruckeinspritzendes. Das Magnetventil wird dabei durch ein Steuerungseinrichtung 34 elektrisch gesteuert.

Fig. 1 zeigt die an sich bekannte Ausgestaltung der Vertei­ lereinspritzpumpe mit einem Magnetventil zur Einspritzmen­ gensteuerung. Eine erfindungsgemäße Ausgestaltung ist jedoch erst in Fig. 2 ersichtlich. Bei den dort dargestellten Pum­ penkolben sind die Verteilernut 12, die Füllnut 18 und eine Druckausgleichsfläche 36 zu erkennen. Die Verteileröffnung 12 und die Füllnut sind dabei als Längsnuten ausgebildet. Die Druckausgleichsfläche 36 ist ebenso längsnutartig, z. B. in Form eines Anschliffes ausgeführt. Diese Druckausgleichs­ fläche, die etwa diametral der Verteilernut 12 gegenüber liegt, steht mit einer Teilringnut 37 in Verbindung, die sich bis unterhalb der Verteilernut 12 erstreckt. Im Schnitt in Fig. 3 sind die Zuordnungen von Druckausgleichsfläche 36, Verteilernut 12 und Füllnut 18 deutlicher dargestellt und es ist auch gestrichelt die Teilringnut 37 erkennbar. Statt in Form eines Anschliffes kann die Druckausgleichsflä­ che 36 dabei ebensogut auch als anderweitig erzeugte Abplat­ tung ausgeführt sein. Ebenso kann die Teilringnut als Ein­ schliff ausgeführt werden. Sie begrenzt bei ihrer Annäherung an die Verteileröffnung 12 im senkrechten Abstand zu dieser eine erste Leckstrecke 39. Ebenfalls ist auf der Mantelflä­ che 11 es Verteilerpumpenkolbens 6 die Ringnut 20 erkennbar, die schon in Fig. 1 gezeigt wurde und die die unten liegen­ de Begrenzung der dichtenden Mantelfläche des Pumpenkolbens bildet, die andererseits von der Teilringnut 37 begrenzt ist.

Diese Zusammenhänge sind deutlicher noch in der Fig. 4 in der Abwicklung der Pumpenkolbenmantelfläche dargestellt mit der Zuordnung der Einmündungen 14 der Druckleitungen in die Axialbohrung 5. Als obere Begrenzung ist die sich aus der Stirnseite 9 ergebende Linie dargestellt und als untere Be­ grenzung die Ringnut 20. Dazwischen liegen in einer gemein­ samen Radialebene die Mündungen der Druckleitungen 14 im gleichen Winkelabstand zueinander. Weiterhin ist die Vertei­ leröffnung 12 dargestellt mit ihrer entsprechenden Lage 12' nach einer vollständigen Umdrehung in gestrichelter Weise. Etwa in der Mitte zwischen diesen beiden Positionen liegt die Druckausgleichsfläche 36, die mit sicherem Abstand, der größer als die Länge der Leckstrecke ist, unterhalb der durch die unterste, pumpenarbeitsraumabgewandten Begrenzung der Druckleitung 14 bestimmten Radialebene liegt. Von dieser als Anschliff oder Abplattung ausgeführten Druckausgleichs­ fläche 36 führt von ihrer obersten pumpenarbeitsraumseitigen Begrenzung aus die Teilringnut 37 ab parallel zu einer Ra­ dialebene des Verteilerkolbens 6. Wie man hier deutlich sieht endet die Teilringnut so, daß in Achsrichtung gesehen sich Teilringnut und Verteileröffnung 12 überdecken, wobei zwischen Teilringnut 37 und untersten Begrenzungskante 40 der Verteileröffnung über den zwischen Mantelfläche des Ver­ teilerpumpenkolbens und Mantelfläche der Axialbohrung 5 vor­ handenen Spalt die erste Leckstrecke 39 gebildet wird. Die zweite Leckstrecke 42 wird durch den senkrechten Abstand zwischen der unteren, dem Pumpenarbeitsraum 8 abgewandten Begrenzungskante 43 und der Ringnut 20 gebildet. In der Ab­ wicklung ist ferner noch die Füllnut 18 eingetragen, die im Zwischenbereich zwischen der Verteileröffnung 12 und der Druckausgleichsfläche 36 liegt. Diese überlappt in Umfangs­ richtung gesehen zu einem großen Teil die Verteileröffnung 12 derart, daß sie bei der Drehung des Verteilerpumpenkol­ bens 6 auch in Verbindung mit den einzelnen Mündungen der Druckleitungen 14 gelangen kann. Mit der die Druckaus­ gleichsfläche 36 umschließenden Linie 44 ist eine Linie ei­ nes momentan gleichen hohen Drucks angegeben, der im Bereich zwischen der Mantelfläche des Verteilerpumpenkolbens 6 und der Gehäusebohrung beim Förderhub des Pumpenkolbens herrscht. Man sieht, daß im Falle der Hochdruckförderung die Umgebung der Verteilernut noch bis in den Spalt zwischen der Mantelfläche 11 und der Gehäusebohrung hinein vom hohen Druck beaufschlagt wird. Dieser hohe Druck wird andererseits im Bereich der mit dem Saugraum 24 verbundenen Füllnut 18 abgebaut und auch im Bereich der nicht an der Hochdruck­ einspritzung beteiligten Mündungen der Druckleitungen 14. Neben der oben beschrieben Leckstrecke 42 kann auch über den Abstand zwischen der nächstliegenden Begrenzungskante der Druckausgleichsfläche 36 zur Füllnut 18 oder zu einer der zwischenzeitlich druckentlasteten Druckleitungen 14 eine Leckstrecke als zweite Leckstrecke 42a bzw. 42b ersatzwei­ se oder zusätzlich gebildet werden.

Bei einer solchermaßen ausgeführten Kraftstoffeinspritzpumpe wird die Verteileröffnung intermittierend vom hohen Druck aus dem Pumpenarbeitsraum beaufschlagt. Im gezeigten Falle ist die Verteileröffnung mit einer der Mündungen 14 der Druckleitungen verbunden zur Förderung zum Kraftstoffein­ spritzventil 15. Dabei wird der Verteilerpumpenkolben 6 und die Zylinderhülse 4 vom an der Verteilernut 12 anstehenden Hochdruck stark beaufschlagt. Dieser Zustand ist in dem Schnitt gemäß Fig. 5 überhöht dargestellt, wobei zur besse­ ren Darstellung der Schnitt durch die Füllnut 18 vermieden wurde. Man erkennt aus der Fig. 5 die Verteilernut 12 und die Abplattung der Druckausgleichsfläche 36 sowie den ge­ strichelt eingetragenen Verlauf der Teilringnut 37, die in die Druckausgleichsfläche 36 mündet und unterhalb der Ver­ teilernut 12 beginnt, von dieser aber nicht berührt wird. Bei Druckbeaufschlagung ergibt der hohe Druck einerseits ei­ ne Ausweitung der Hülse im Bereich der Verteilernut 12 und zugleich eine Abplattung des Verteilerpumpenkolbens 6 der­ art, daß abweichend von dem normalen Spiel 45 zwischen Ver­ teilerpumpenkolben und Bohrung der Zylinderhülse 4 auf die­ ser Seite nun ein wesentlich größerer Abstand 47 entsteht, der mögliche Leckabströmungen begünstigt. Auf der der Ver­ teilernut 12 diagonal gegenüberliegenden Seite reduziert sich das normale Spiel ganz erheblich. In diesem Bereich wird zugleich auch der Querschnitt einer möglichen Leck­ strecke, hier insbesondere der Querschnitt der zweiten Leck­ strecke 42, erheblich gemindert, was zur Folge hat, daß über die erste Leckstrecke im Bereich des vergrößerten Abstandes 47 relativ viel Kraftstoff unter Hochdruck in die Teilring­ nut 37 abfließen kann und zur Druckausgleichsfläche 36 ge­ langt. Wegen des dort nun fehlenden bzw. reduzierten Abflus­ ses über die zweite Leckstrecke 42 kommt es dort zu einer wesentlichen Drucksteigerung, die höher ist, als sie bei ei­ nem rundum gleichen geometrischen Spiel in der Größe des Normalspiels vorhanden wäre. Diese Druckerhöhung bewirkt ei­ ne hohe Gegenkraft auf den Verteilerpumpenkolben, die der resultierenden Kraft aus der Druckbeaufschlagung im Bereich der Verteileröffnung 12 entgegen wirkt. Auf diese Weise pas­ sen sich die Ausgleichskräfte, die durch die Druckaus­ gleichsfläche erzeugt werden, dynamisch dem jeweiligen Druckniveau an. So kann das normale Spiel zwischen Vertei­ lerpumpenkolben und der sie aufnehmenden Axialbohrung 5 kleiner gehalten werden als ohne den erfindungsgemäßen Kraftausgleich. Das ergibt einen geringeren Leckverlust wäh­ rend des gesamten Betriebs der Verteilereinspritzpumpe und damit einen höheren Wirkungsgrad der Pumpe und die Möglich­ keit auch höhere Einspritzdrücke zu erzeugen. Darüber hinaus ist durch die Kräfteverteilung gewährleistet, daß bei diesem so reduzierbaren Spalt dennoch eine zu intensive Berührung der Oberflächen der zueinander bewegten Teile vermieden wird und die Gefahr des Fressens beherrscht wird. Dabei steht durch die erfindungsgemäße Anordnung der Druckaus­ gleichsfläche mit der ersten Leckstrecke zur Verteilernut 12 und der zweiten Leckstrecke 42 zur Ringnut 20 ein recht ho­ her Oberflächenbereich zur Verfügung, der den Verteiler­ pumpenkolben 6 innerhalb der Axialbohrung 5 trägt und der zusätzlich über diese große Länge zwischen der Stirnseite 9 und der Ringnut 20 die Leckverluste zur Niederdruckseite hin klein hält. Dies und der dynamische Druckausgleich, der sich dem Druckverlauf im Pumpenarbeitsraum anpaßt führen zu einer sicheren Konstruktion bei geringem Leckverlust und hoher Be­ triebssicherheit.

In Fig. 6 ist eine alternative Ausgestaltung zur Fig. 4 des Pumpenkolbens dargestellt, wiederum in Form einer Man­ telflächenabwicklung. Abweichen vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind hier statt einer zwei Druckausgleichsflächen 36a und 36b vorgesehen, die nun symmetrisch zur Füllnut 18 liegen, welche wiederum der Verteilernut 12 diametral gegen­ über liegt. Diese beiden Druckausgleichsflächen 36a und 36b sind wiederum durch eine Teilringnut 37' miteinander verbun­ den und zwar so, daß diese Teilringnut nahezu 360° be­ schreibt unter Ausnehmung des Bereiches, in den die Füllnut 18 in Umfangsrichtung gesehen in Überdeckung mit den Druck­ ausgleichsflächen 36a und 36b gelangt. Die erste Leckstrecke 39 wird wiederum durch den senkrechten Abstand zwischen Teilringnut 37 und der Unterkante 40 der Verteilernut 12 ge­ bildet und die zweite Leckstrecke wiederum zwischen der un­ teren Begrenzungskante 43 der Druckausgleichsfläche 36a bzw. 36b und der Ringnut 20. Die Druckausgleichsflächen sind vor­ zugsweise um je 120° verdreht zur Verteilernut 12 angeord­ net. Neben dieser Lage der zweiten Leckstrecke wäre auch noch eine Leckstreckenbildung zwischen den Druckausgleichs­ flächen 36a bzw. 36b und der Füllnut 18 möglich.

In Fig. 7 ist ein drittes Ausführungsbeispiel dargestellt, das sich wiederum an das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 anlehnt. Dort ist jedoch neben einer Druckausgleichsfläche 136a eine Druckfeldbegrenzungsfläche 136b vorgesehen, die nun durch einen Ringkanal 137 durchgehend miteinander ver­ bunden sind. Dabei wird die zweite Leckstrecke 42 wiederum zwischen der unteren Begrenzung 43 der einen Druckaus­ gleichsfläche 136a und der Ringnut 20 gebildet. Der erste Leckstrecke 139 dagegen liegt nun zwischen der oberen Be­ grenzungskante der Druckfeldbegrenzungsfläche 136b und der unteren Begrenzungskante 40 der Verteileröffnung 12. Die Druckfeldbegrenzungsfläche 136b ist dazu fluchtend zur Ver­ teileröffnung 12 angeordnet, d. h. die gemeinsame Mittellinie bildet eine Mantellinie der Mantelfläche 11 des Verteiler­ pumpenkolbens. Bei dieser Ausgestaltung wird durch die Druckausgleichsfläche 136a eine Ausgleichskraft erzeugt, während die Druckfeldbegrenzungsfläche 136b hauptsächlich der Ausgleichsdruckversorgung, aber auch der Begrenzung des Verteilernutdruckfeldes und damit der Querkraft dient.

In Fig. 8 ist ein viertes Ausführungsbeispiel dargestellt, das sich wiederum an das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 anlehnt. Dort sind jedoch anstelle der Füllnut 18 zwei Füll­ bohrungen 118a und 118b vorgesehen, welche die Füllfunktion übernehmen. Die Anordnung der Füllbohrungen 118a und 118b sind so gewählt, daß sie während eines vollen Arbeitstaktes (Saugen/Fördern ) mit jeweils einer der Einspritzleitungen 14 in Überdeckung kommen. Vorzugsweise sind die Füllbohrun­ gen 90° zur Verteilernut anzuordnen. Der zweite Leckspalt 142 wird zwischen den unteren Begrenzungskanten 43 der Druck­ ausgleichsflächen 36a, und 36b und einem an der Mantelfläche des Verteilerpumpenkolbens umlaufenden zusätzliche Ringnut 48 gebildet, der oberhalb der Ringnut 20 liegt. Eine weitere dritte Leckstrecke 49 zwischen dem zusätzlichen Ringnut 48 und der Ringnut 20 gebildet. Das dort von der zusätzlichen Ringnut 48 über dem Umfang zur Ringnut 20 fließende Leckvo­ lumen, kann entsprechend dem Spaltmaßverlauf über den Umfang des Verteilerpumpenkolbens unterschiedlich sein, wodurch sich unterschiedlich Druckverhältnisse ausbilden, die einen Kraftausgleich begünstigen. Die dritte Leckstrecke 49 ist dabei im Verhältnis zur zweiten Leckstrecke im wesentlichen 2,5 mal so groß.

Claims (16)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit ei­ nem einer Gehäusebohrung (5) gelagerten bewegten Teil (6) das an seiner Mantelfläche (11) eine Austrittsöffnung (12) aufweist, die über einen Kanal (10) in dem bewegten Teil (6) von einer Hochdruckquelle (8) her intermittierend mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgt wird und im Laufe der Bewegung des bewegten Teils (6) mit einer von der Gehäusebohrung (5) abführenden Druckleitung (14) zur Weiterleitung des von der Hochdruckquelle zugeführten Kraft­ stoffs in Verbindung kommt und auf der Mantelfläche (11) des Teils (6) wenigstens eine vom Hochdruck beaufschlagte Druck­ ausgleichsfläche (36; 36a, 36b; 136a, 136b) vorgesehen ist, die vorzugsweise auf der Austrittsöffnung (12) abgewandten Seite dieser Mantelfläche (11) angeordnet ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Druckausgleichsfläche (36; 36a, 36b; 136a, 136b) im Laufe der Bewegung des bewegten Teils (6) ständig von der Innenwand der Gehäusebohrung (5) abgedeckt und in sich geschlossen bleibt und über eine erste Leck­ strecke (39) zwischen der Mantelfläche (11) des bewegten Teils (6) und der Innenwand der Gehäusebohrung (5) mit Hoch­ druck führenden Teilen (12) der Kraftstoffeinspritzpumpe und über eine zweite Leckstrecke (42) mit einem mit einer Nie­ derdruckquelle (24) verbundenen Bereich (20) zwischen der Mantelfläche (11) des bewegten Teils (6) und der Gehäuseboh­ rung (5) verbunden ist.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Leckstrecke (42) im wesentlichen doppelt so lang ist wie die erste Leckstrecke (39).

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegte Teil ein rotierend angetrie­ benen Verteiler (6) ist, mit einer Verteileröffnung (12) als Austrittsöffnung, die periodisch mit unter Hochdruck stehen­ dem Kraftstoff versorgt wird und im Laufe der Drehung des Verteilers (6) nacheinander mit verschiedenen am Umfang des Verteilers (6) von der Gehäusebohrung (5) abführenden Druck­ leitungen (14) in Verbindung kommt zur Weiterleitung des un­ ter Hochdruck zur Verteileröffnung (12) geförderten Kraft­ stoffs zu jeweils einem Einspritzventil.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigsten eine Druckausgleichsfläche (36; 36a, 36b; 136a, 136b) eine Längsnut oder eine sich in Längsrichtung parallel zur Achse des rotierend bewegten Teils erstreckende Abplattung oder Anschliff-Fläche ist.

5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichsfläche (36; 36a, 36b; 136a, 136b) des bewegten Teils (6) wenigstens ein Teiler­ streckung vorzugsweise in Form einer weiterführenden Nut oder nutartige Abflachung (37, 37', 137) aufweist, die in die Mantelfläche eingearbeitet ist und in einen Bereich der Mantelfläche (11) reicht, in dem zwischen bewegten Teil (6) und Gehäusebohrung (5) als erste Leckstrecke (39) definiert ein kleinster Abstand von den Hochdruck führenden Teilen be­ steht.

6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Teilerstreckung (37, 37', 137) der Druck­ ausgleichsfläche im wesentlichen parallel zu einer Radiale­ bene zur Achse des bewegten Teiles (6) verläuft.

7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruck führenden Teile eine in die Mantelfläche des bewegten Teils eingearbeitete Vertei­ leröffnung, insbesondere eine Verteilerlängsnut (12) ist.

8. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorstehenden An­ sprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut oder die nutartige Abflachung (36; 36a, 36b; 136a, 136b) und/oder die zweite Nut oder nutartige Abflachung in Form einer pa­ rallel zu einer Radialebene der bewegten Teiles liegenden Teilringnut (37, 37') ausgebildet sind, deren Ende in axia­ ler Überdeckung zum Hochdruck führenden Teil (12) liegt.

9. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Leckstrecke (42) zwischen der Druckausgleichsfläche (36; 36a, 36b; 136a) und einem in Umfangsrichtung des bewegten Teils liegenden benachbarten mit der Niederdruckquelle (24) verbundenen Be­ reich (18) gebildet wird.

10. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der mit der Niederdruckquelle verbundene Bereich bis in eine Ringnut (20) in der Mantelfläche (11) des bewegten Teils (6) reicht.

11. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorstehenden An­ sprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Druck­ ausgleichsflächen vorgesehen sind, die miteinander durch ei­ ne sich parallel zu einer Radialebene zur Achse des bewegten Teiles (6) erstreckenden, in die Mantelfläche eingear­ beitete, umlaufende Nut (137) oder nutartige Abflachung ver­ bunden sind.

12. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Mantelfläche (11) des bewegten Teils (6) zwei Druckausgleichsflächen (36a, 36b) symmetrisch zu einer Füllnut (18) und der Verteilernut im wesentlichen gegenüber liegend vorgesehen sind, welche Füllnut (18) im Turnus der Drehung des bewegten Teils (6) die Druckleitungen (14) mit einem Entlastungsraum verbunden werden,.

13. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe Ausgleichs­ fläche (36) der Fläche der Austrittsöffnung (12) entspricht.

14. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Mantelfläche (11) des bewegten Teils (6) zwei Druckausgleichsflächen (36a, 36b) vorgesehen sind, die in im wesentlichen gleichen Winkelabständen zueinander und zur Vereilernut (12) liegen und ferner zwei Füllbohrun­ gen (118a, 118b) vorgesehen sind, die im Turnus der Drehung des bewegten (6) die Druckleitungen (14), die nicht mit Ein­ spritzdruck beaufschlagt sind und diese als der mit der Nie­ derdruckquelle verbundene Bereich mit mit einem Entlastungs­ raum verbinden und deren Winkelabstand voneinander und von der Verteilernut (12) durch die Einmündung der Druckleitun­ gen (14) bestimmt sind und die dabei im wesentlichen den beiden Druckausgleichsflächen gegenüber liegen.

15. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen den Ausgleichsflächen (36a, 36b) und der mit der Niederdruckquelle (24) in Verbindung stehen­ den Ringnut (20) eine zusätzliche Ringnut (48) vorgesehen ist, zwischen der und der Ringnut (20) eine dritte Leck­ strecke (49) gebildet wird.

16. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Länge der dritten Leckstrecke (49) im wesentlichen 2,5 mal der Länge der zweiten Leckstrecke (142) ist.