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Brennstoffeinspritzpumpe für Dieselrammen Die Erfindung betrifft
eine Brennstoffeinspritzpumpe für Dieselrammen, mit einem in den Weg des Rammenkolbens
ragenden und durch letzteren zwischen einer Ausgangs- und einer Endstellung verschwenkbaren
Hebel zur Betätigung eines den Brennstoff zu einer Einspritzdüse fördernden Pumpenkolbens.
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Insbesondere bei Dieslrammen mit sog. Schlagzerstäubung des Brennstoffs,
d.h. bei Rammen, in die der Brennstoff als Flüssigkeitsstrahl eingespritzt und während
des Einspritzvorgangs nicht zerstäubt wird, ist es von Wichtigkeit, daß die Brennstoff-Einspritzung
nur in einem genau vorgegebenen Zeitintervall erfolgt,d.h. ein Nachspritzen oder
Nachtropfen von Brennstoff vermieden wird. Bei Dieselrammen mit einer Brennstoffeinspritzpumpe
der
vorgenannten Art, bei denen die Einspritzdüse üblicherweise direkt an der inspritzpumpe
sitzt, ist ein Nachspritzen besonders nachteilig: Ist nämlich die untere Kante des
Rammenkolbens, die sog. Steuerkante, an dem verschwenkbaren Hebei vorbeigelaufen,
so wird durch die Einspritzdüse nachgespritzter Brennstoff statt auf das tieferliegende
Schlagstück der Ramme auf den Mantel des Rammenkolbens gespritzt, so daß dieser
zu spät eingespritzte Brennstoff nicht zerstäubt werden kann, infolgedessen langsam
verbrennt und zur Qualmbildung sowie zur Schmierölverdünnung führt. Ein verspätetes
Einspritzen kann nun verschiedene Ursachen haben: Zum einen wirken die Kolbenringe
des Rammenkolbens wie weitere Steuerkanten, so daß der den Pumpenkolben betätigende
schwenkbare Hebel beim Vorbeilaufen eines jeden Kolbenrings eine kleine Hubbewegung
durchführt. Da sich ferner ein gewisses Spiel des Rammenkolbens im Rammenzylinder
nicht vermeiden läßt, treten beim Auftreffen des Rammenkolbens auf das Schlagstück
der Ramme Querschwingungen des Rammenkolbens im Rammenzylinder auf, die der gegen
den Mantel des Rammenkolbens anliegende schwenkbare Hebel ebenfalls mitmacht.
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Dasselbe gilt auch für Dieselrammen mit Hochdruckeinspritzung des
Brennstoffs. Bei einem Nachspritzen von Brennstoff würde sich auch dieser zerstäubte
Brennstoff größtenteils auf dem Mantel des Rammenkolbens in flüssiger Form niederschlagen,
wenn der Rammenkolben während eines Einspritzvorgangs an der Einspritzdüse vorbeiläuft.
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Der Erfindung lag daher die hinsichtlich der Bemühungen zur Schaffung
umweltfreundlicher Arbeitsmaschinen besonders wichtige Aufgabe zugrunde, die Qualmbildung
bei Dieselrammen
-der eingangs erwähnten Art zu vermindern und möglichst
ganz zu beseitigen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird an Brennstoffeinspritzpumpen
der erwähnten Gattung erfindungsgemäß eine an einer vorgegebenen Stelle des IIebelwegs
kurz vor der Endstellung dieses Hebels wirksam werdende Vorrichtung zur Unterbrechung
der Brennstofförderung zur Einspritzdüse vorgesehen. Eine solche Vorrichtung verhindert
es, daß die von Kolbenringen und dem seitlichen Spiel des Rammenkolbens hervorgerufenen
Hebelbewegungen die Einspritzung weiteren Brennstoffs bewirken, da ja der den Pumpenkolben
betätigende Hebel, nachdem die Steuerkante des Rammenkolbens an ihm vorbeigelaufen
ist, stets mindestens kurz vor seiner Endstellung steht, so daß die ganzen unerwünschten
Hebelbewegungen im Endbereich des Hebelwegs stattfinden.
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Die Vorrichtung zur Unterbrechung der Brennstofförderung kann nun
in unterschiedlichster Weise verwirklicht werden: So ist es z.B. denkbar, die Wirkverbindung
zwischen dem schwenkbaren hebel und dem Pumpenkolben so zu gestalten, daß eine Hebelbewegung
im Endbereich des Hebelwegs keine weitere Verschiebung des Pumpenkolbens mehr zur
Folge hat.
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Dem rauhen Betrieb einer Dieselramme besonders gut gewachsen ist eine
Ausführungsform der Erfindung mit folgenden merkmalen: Bei einer Pumpe, deren Pumpenkolben
in einer Pumpenkammer zwischen einer Ausgangs- und einer Endstellung durch den Hebel
zur Brennstofförderung aus einem vor dem Pumpenkolben liegenden Druckraum verschiebbar
ist, wird die Vorrichtung zur Unterbrechung der Brennstofförderung so ausgebildet,
daß sie durch den Pumpenkolben steuerbar und ab einer fest vorgegebenen Stelle des
Pumpenkolbenwegs
kurz vor der Endstellung des Pumpenkolbens bis
zu dieser Endstellung wirksam ist. Insbesondere ist ein Verbindungskanal zwischen
dem Druckraum und einem mit einem Brennstoffvorrat verbundenen Raum vorgesehen,
welcher Verbindungskanal bei zwischen seiner Ausgangsstellung und der vorgegebenen
Stelle befindlichem Pumpenkolben verschlossen ist.
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Damit bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Drehung
des Pumpenkolbens in der Pumpenkammer keine Änderung des Brennstoff-Einspritzendes
bewirken kann, ist es am Zweckmäßigsten, den Pumpenkolben mit einer Ringnut und
die Wand der Pumpenkammer mit einem Schlitz zu versehen.
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Sobald die vordere Kante der Ringnut den hinteren Schlitzrand überlaufen
hat, kann der Pumpenkolben im Druckraum keinen Druck mehr aufbauen, so daß der Einspritzvorgang
beendet wird.
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In Fällen, in denen der in die Pumpenkammer hineinlaufende Pumpenkolben
immer mehr Brennstoff aus der Pumpenkammer verdrängt, sieht die erfindungsgemäße
Konstruktion in der Wand -vorrat der Pumpenkammer eine mit dem Brennstoff/verbundene
Öffnung vor, die mindestens dann hinter der Stirnfläche des Pumpenkolbens liegt,
wenn dieser seine Ausgangsstellung verlassen hat. In diese öffnung kann dann der
aus der Pumpenkammer verdrängte Brennstoff gefördert werden, wenn ab der vorgegebenen
Stelle des Pumpenkolbenwegs der Druckraum vor dem Pumpenkolben mit dem Raum der
Pumpenkammer hinter dem Pumpenkolben kommuniziert.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung und/oder der beigefügten Zeichnung, deren Erläuterung die Beschreibung
dient.
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Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Dieselramme;
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Teiles dieser Ramme entsprechend dem Pfeil A in
Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2 in größerem Maßstab, und
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3.
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Die Figur 1 zeigt ein Rohrgerüst 10, an dem eine Dieselramme 12 mittels
an ihr befestigter Führungsbacken 14 vertikal verschiebbar geführt ist. Die Ramme
ist bis auf die Konstruktion einer Einspritzpumpe 16 von konventionellem Aufbau,
so daß sich eine nähere Beschreibung erübrigt.
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Die Figur 2 zeigt einen Teil der Zylinderwand 18 der Dieselramme,
und in dieser Zylinderwand befindet sich ein schlitz 20 (siehe auch Figur 3), in
den ein doppelarmiger Betätigungshebel 22 der Einspritzpumpe 16 eingreift. Das Gehäuse
24 der Einspritzpumpe ist mittels nicht gezeigter Spannhülsen und Schraubbolzen
26 zu beiden Seiten des Schlitzes 20 an der Zylinderwand 18 befestigt und hebt so
die an sich durch den Schlitz 20 hervorgerufene Schwächung der Zylinderwand wieder
auf. Die Figur 2 zeigt noch einen Seilzug 28, mit dessen Hilfe die Fördermenge der
Einspritzpumpe verändert
werden kann, wie aus dem Folgenden noch
hervorgehen wird.
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Der Brennstoff wird der Pumpe über eine Brennstoffleitung 30 aus einem
Tank 32 zugeführt. Ei Entlüftungsleitung 31 führt von der Pumpe zurück zum Tank
32; durch diese Entlüftungsleitung kann die Pumpe beispw. nach dem Wiederauffüllen
des leeren Tanks 32 entlüftet werden.
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Die Konstruktion der Einspritzpumpe im einzelnen soll nun anhand der
Figuren 3 und 4 erläutert werden. Der Betätigungshebel 22 ist um einen im Pumpengehäuse
24 angebrachten Bolzen 40 schwenkbar und besitzt einen langen und einen kurzen Hebelarm
42 bzw. 44. Im Bereich des Endes des langen Hebelarms befindet sich in dem mehrteiligen
Pumpengehäuse eine abgestufte Bohrung 46, in der eine Büchse 48 untergebracht ist,
die einen Pumpenkolben 50 aufnimmt. Außerdem ist in der Bohrung 46 ein hohler Stopfen
52 verschiebbar geführt, gegen den eine Kolbenstange 54 des Pumpenkolbens anliegt.
An ihrem dem Stopfen zugekehrten Ende hat die Kolbenstange einen Kopf 56, gegen
den eine von der Kolbenstange getragene Scheibe 58 unter der Wirkung einer Schraubenfeder
60 anliegt, deren anderes Widerlager von einer gegen die Büchse 48 anliegenden Scheibe
62 gebildet wird. Die Schraubenfeder 60 stellt also den Pumpenkolben 50 und den
Stopfen 52 nach einem Einspritzhub zurück. Die Büchse 48 bildet eine Pumpenkammer
64, mit einem vor dem Pumpenkolben 50 liegenden Druckraum 65, in den eine Brennstoffeinlaßbohrung
66 mündet, in deren Verlauf ein nicht gezeigtes Rückschlagventil liegt und die mit
der Brennstoffleitung 30 verbunden ist. Die Mündung der Einlaßbohrung 66 in den
Druckraum 65 liegt an dem vom Pumpenkolben 50 abgekehrten
Ende der
Pumpenkammer 64. In den Druckraum 65 mündet ferner ein Brennstoffauslan 68, in dessen
Verlauf ein Rückschlagventil 70 liegt und der über eine Bohrung 69 mit einer Einspritzdüse
72 verbunden ist, vor der ein weiteres Rückschlagventil 74 liegt. Letzteres kann
durch den Druck des von der Pumpe 16 geförderten Brennstoffs geöffnet werden, der
auf eine Schulter 74a einwirkt.
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Eine Verstellvorrichtung für den Weg des Betätigungshebels 22 ist
als Ganzes mit 76 bezeichnet. Sie umfaßt eine im Pumpengehäuse 24 drehbar gelagerte
Achse 78, auf der eine Seilscheibe 82 für den Seilzug 28 drehbar gelagert ist. Auf
der Achse 78 sind ferner drehbar eine Kurvenscheibe 80 sowie eine Zahnscheibe 84
eines Klinkengesperres befestigt. Die Klinken dieses Gesperres sind mit 86 bezeichnet
und an der Seilscheibe 82 drehbar gelagert, sie greifen zwischen die Zähne der Zahnscheibe
84 ein. Auf dem Seilzug 28 ist eine Hülse 28a befestigt, der in eine Ausnehmung
der Seilscheibe 82 eingreift, so daß diese vom Seilzug in beiden Richtungen mit
Sicherheit mitgenommen wird. An der Seilscheibe greift ferner eine Wickelfeder 82a
an, die am Pumpengehäuse 24 befestigt ist und dazu dient, die Seilscheibe nach einer
Auslenkung in irgend einer Richtung wieder in ihre in Fig.4 gezeigte Ausgangsstellung
zurückzubringen. Schließlich besitzt die Seilscheibe einen gebogenen Schlitz 82b,
in den ein am Pumpengehäuse befestigter Stift 24a eingreift. Dieser feststehende
Stift begrenzt nicht nur den Drehwinkel der Seilscheibe, sondern er hebt - je nach
Drehrichtung der Seilscheibe - eine der Klinken 86 an, wenn die Seilscheibe durch
den Seilzug 28 gedreht wird, so daß Zahnscheibe 84
und Kurvenscheibe
80 nicht in die Ausgangsstellung zurückgedreht werden, wenn die Wickelfeder 82a
die Seilscheibe 82 zusammen mit den Klinken 86 zurückdreht. Durch das Klinkengesperre
kann also die Kurvenscheibe 80 mit ilfe des Seilzuges 28 nur in Schritten verstellt
werden, deren Größe von den Abständen der Zähne der Zahnscheibe 84 bestimmt wird.
Hervorzuheben ist, daß das Klinkengesperre ein Verdrehen der Kurvenscheibe 80 in
beiden Richtungen zuläßt.
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m Pumpengehäuse 24 ist schließlich in einer weiteren abgestuften Bohrung
88 ein Stössel 90 verschiebbar gelagert, der einen Kopf 92 hat, zwischen dem und
der Stufe der Bohrung 88 eine Schraubenfeder 94 liegt. Infolge der Schraubenfeder
60, die den Betätigungshebel 22 im Uhrzeigersinn zu verschwenken versucht, liegt
der zwischen dem Ende des kurzen Hebelarms 44 und der Kurvenscheibe 80 angeordnete
Stössel 90 stets gegen den Umfang der Kurvenscheibe an.
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Die Fig. 4 läßt die Form der Kurvenscheibe 80 erkennen.
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Die Schwenkbewegung des Betätigungshebels 22 bei einer Betätigung
durch den in Fig.3 gezeigten Kolben 102 der Dieselramme ist dann am größten, wenn
der Bereich kleinsten Radius der Kurvenscheibe 80 unter dem Stössel 90 liegt - dieser
Bereich ist in Fig. 4 mit dem Doppelpfeil R markiert. Diese Stellung wird zum Anlassen
der Dieselramme gewählt. Gemäß Fig. 4 schließt sich an diesen Bereich nach rechts
ein Nocken 100 an, dessen Zweck es ist, manuell zusätzlichen Brennstoff einspritzen
zu können. Gemäß Fig. 4 nach links nimmt der Radius der Kurvenscheibe 80 vom Bereich
geringsten Radius aus stetig bis zum Nocken 100 zu.
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Erfindungsgemäß ist nun der Pumpenkolben 50 hinter seinem vorderen
Kolbenteil 104 mit einer Ringnut 106 verstehen und die Innenwand der die Pumpenkammer
64 bildenden Büchse 48 weist einen Schlitz 108 auf, der den Durchmesser der Pumpenkammer
64 über einen gewissen, nicht dargestellten Winkelbereich erweitert. Die Büchse
48 besitzt ferner eine Bohrung 112, die mit einer Bohrung 114 im Pumpengehäuse 24
in Verbindung steht. Letztere ist mit der Entlüftungsleitung 31 verbunden.
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Da die Figur 3 den Pumpenkolben 50 mit ausgezogenen Linien in einer
Ausgangsstellung zeigt, überläuft der vordere Kolbenteil 104 spätestens zu Beginn
des Kolbenhubs die Bohrung 112 und dichtet dadurch den Druckraum 65 gegenüber der
EntlüftungsTeitung-31 ab.
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überläuft nun die rückwärtige Schulter 104a des Kolbenteils 104 die
Schlitzkante 108a im Zuge der weiteren, gemäß Fig.3 nach rechts verlaufenden Förderbewegung
des Pumpenkolbens 50, kann der letztere keinen Druck irn vorderen Teil des Druckraums
65 mehr aufbauen; dies setzt allerdings voraus, daß die Bohrung 112 mit dem Raum
vor dem Pumpenkolben kommuniziert. Erfindungsgemäß ist also ein hinterer Kolbenteil
120, falls überhaupt vorhanden; in einem solchen Abstand vom vorderen Kolbenteil
104 angeordnet, daß dieser hintere Kolbenteil in der rechten Endstellung des Pumpenkolbens
die Bohrung 112 noch nicht überlaufen hat.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einspritzpumpe ist die folgende:
Beim-Herabfallen des im Zylinder der Dieselramme geführten und mit Kolbenringen
102a versehenen Rammenkolbens 102 läuft dieser mit seiner Kante 102b gegen die linke
Kante des langen Hebelarms 42 des Betätigungshebels 22 an und drückt diesen verhältnismäßig
langsam und gleichmäßig nach rechts; dabei fördert der Pumpenkolben 50 den den Druckraum
65 füllenden Brennstoff über den Brennstoffauslaß 68 zur Einspritzdüse 72. Gibt
der Rammenkolben nach der Explosion den Hebel arm 42 wieder frei, drückt die Schraubenfeder
60 den Pumpenkolben 50 und den Betätigungshebel 22 wieder in seine Ausgangslage
zurück; dabei saugt der Pumpenkolben über die Brennstoffeinlaßbohrung 66 neuen Brennstoff
in den Kompressionsraum 64. Der Weg des Betätigungshebels'22 und damit der Hub des
Pumpenkolbens 50 wird durch den Stössel 90 beschränkt und bestimmt und kann durch
Verdrehen der Kurvenscheibe 80 verändert werden. Es soll nun angenommen werden,
daß die rückwärtige Schulter 104a des Kolbenteils 104 die Schlitzkante 108a überläuft,
ehe die Kolbenringe 102a gegen den-Betätigungshebel 22 anliegen und ehe der Rammenkolben
102 gegen ein nicht dargestelltes Schlagstück schlägt; dann können von den Kolbenringen
102a oder Querschwingungen des Rammenkolbens 102 herrührende Bewegungen des Betätigung
hebels 22 nicht zur Einspritzung von Brennstoff durch die Einspritzdüse 72 führen.
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Erfindungsgemäß liegt die Ebene der Ringnut 106 senkrecht zur Längsachse
des-Pumpenkolbens, so daß eine im rauhen Betrieb einer Ramme auftretende Drehung
des Pumpenkolbens in der Büchse 48, d.h. um seine Längsachse, nicht zu einer Änderung
des Zeitpunkts führen kann, in dem der Einspritzvorgang beendet wird.