DE2903482A1

DE2903482A1 - Vorrichtung zum pumpen von fluessigem kraftstoff zu dessen zufuehrung zu einem dieselmotor

Info

Publication number: DE2903482A1
Application number: DE19792903482
Authority: DE
Inventors: Peter Griggs Warwicker
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1978-01-31
Filing date: 1979-01-30
Publication date: 1979-08-02
Also published as: US4276000A; ES476808A1; JPS54111013A; SU955871A3; JPS6352228B2; CA1125572A; FR2416354A1; FR2416354B1; IT7919258A0; CH639175A5; IT1111952B

Description

B e s c h r e i by ng s e in 1 e i t u η g

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffpumpe zur Kraftstoff-Förderung bei einem Dieselmotor. In einem Pumpenzylinder ist eine Zylinderbohrung definiert, in der ein Pumpenkolben verstellbar ist. Auf den Pumpenkolben wirkt am einen Ende eine Feder, um den Kolben in seine äußere Endstellung zu verstellen und am anderen Ende eine Nockensteuerung, um den Pumpenkolben in seine innere Endstellung zu verstellen. Der Zylinderbohrung ist ein Auslaß zugeordnet, um zur Kraftstoffeinspritzung die Zylinderbohrung mit der Einspritzdüse der zugehörigen Brennkraftmaschine verbinden zu können. Schließlich ist ein Kraftstoffüberlauf vorgesehen, um beim Bewegen des Kolbens gegen seine innere Endstellung die durch den Auslaß geförderte Kraftstoffmenge bestimmen zu können.

Bei bekannten Kraftstoffpumpen dieser Art wird der Überlauf von Kraftstoff durch die Freigabe einer Überlauföffnung in der Wand der Zylinderbohrung erreicht, wobei die freigegebene Überlauföffnung mit einer Ringnut oder dergleichen des Pumpenkolbens in Verbindung steht, die ihrerseits mit dem der Nockensteuerung abgekehrten Ende der Zylinderbohrung verbunden ist. Die Ringnut hat eine schräge Steuerkante, wobei durch Verstellen des Kolbens gegenüber der Zylinderbohrung um die Längs-

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achse die überlaufmenge des Kraftstoffes verändert werden kann. Diese Bauweise von Kraftstoffpumpen ist allgemein verbreitet, sie bringt jedoch eine Reihe von Problemen mit sich, denen nur schwer begegnet werden kann, insbesondere, wenn die Pumpe einen hohen Förderdruck ergeben soll.

Um den heutigen Forderungen bezüglich Kraftstoffverbrauch und schädlichen Bestanteilen in den Abgasen von Brennkraftmaschinen entsprechen zu können, muß die Sinspritzdauer verkürzt werden, d.h. die Zeitdauer der Einbringung von Kraftstoff in die Brennkraftmaschine. Die Auslaßöffnungen der Einspritzdüsen, durch die der Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine gelangt, sind sehr sorgfältig bemessen und angeordnet, um eine KraftstoffVersorgung unter allen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine sicherzustellen, und der einzige praktische Weg zur Verkürzung der Einspritzdauer ist deshalb die Erhöhung des Druckes, mit¹ dem der Kraftstoff den Einspritzdüsen zugeführt wird.

Der Druck stromaufwärts der Auslaßöffnungen der Einspritzdüsen derzeitiger Brennkraftmaschinen bewegt sich zwischen 700 und 1100 at. Um jedoch die vorliegenden Bedürfnisse befriedigen zu können, wird ein Druck von 1200 - 2000 at angestrebt.

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Bei konventionellen Einspritzpumpen ergeben sich jedoch zahlreiche Probleme, wenn der Druck in der Pumpenkammer 800 at erreicht, oder gar überschreitet. Es kann beispielsweise eine unsymmetrische Torsionsbeanspruchung des Pumpengehäuses eintreten, es können unzulässige Zugbeanspruchungen auftreten, und es können schließlich unvertretbare Leckverluste auftreten. Die Torsionsbeanspruchung wiederum kann zum Fressen des Pumpenkolbens führen. Es können auch Seitenkräfte auf den Kolben einwirken, obwohl diese durch die paarweise Anwendung von Schrauben in Grenzen gehalten werden können. Dies wiederum kann aber zu einer Erhöhung der Leckverluste führen. Es liegt auch das Problem vor. Gelenkhebel vorzusehen, um den Pumpenkolben zur Veränderung der Fördermenge um seine Längsachse verstellen zu können, und bei Anwendung mehrerer Kolben in einer entsprechenden Anzahl von Zylinderbohrungen ist es ein Problem, die Arbeitstakte der einzelnen Kolben aufeinander abzustimmen und dafür zu sorgen, daß von jedem Kolben die gleiche Kraftstoffmenge gefördert wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Ausgestaltung einer gattungsgemäßen Kraftstoffpumpe so, daß einfacher und mit weniger Problemen als bisher Kraftstoff mit hohem Druck gefördert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Kraftstoffpumpe mit den Merkmalen der Patentansprüche vorgeschlagen.

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Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß

ausgestaltete Vorrichtung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung, Fig. 3 und 4 Schnitte nach den Linien Y-Y und X-X der Fig. 1,

Fig. 5 einen Teilschnitt nach der Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 einen Teilschnitt nach der Linie T-T in Fig. 4, Fig. 7 in größerer Darstellung eine Ansicht eines Teiles

der Vorrichtung gemäß Fig. 1, Fig. 8 in einer Fig. 1 entsprechenden Darstellung eine andere Lösung gemäß der Erfindung und

Fig. 9 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel der Fig. 8.

Gemäß Fig. 1 der Zeichnung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein mehrteiliges Gehäuse auf. Die einzelnen Teile des Gehäuses sind das Grundgehäuse 10, die Ventilaufnahmeteile 11 und 12 und der Gehäusedeckel 13, der seinerseits wieder einen oberen Verschluß 14 aufweist, der mit mehreren Bolzen 15 am Gehäusedeckel 13 befestigt ist.

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Die Gehäuseteile 13,11,12 und 10 sind untereinander durch Schraubenbolzen und Muttern 16 miteinander verbunden, wovon gemäß Fig. 2 sechs Stück vorgesehen sind.

Zwischen den Gehäuseteilen 10 und 12 ist ein gestufter Pumpenzylinder 17 angeordnet, der mit seinem im Querschnitt kleineren Teil in das Grundgehäuse 10 hineinragt. Der Pumpenzylinder 17 bildet einen Flansch, der zwischen den Gehäuseteilen 10 und 12 liegt, wobai die dem Flansch zugekehrte Seite des Gehäuseteiles 12 so hinterstochen ist, daß eine auch hohen Drücken wirkungsvoll standhaltende Dichtung gegeben ist. Der auf den Pumpenzylinder ausgeübte Druck ist so groß, daß er die im Pumpenzylinder angeordnete Zylinderbohrung 19 außer im oberen Bereich nach innen verformt? im oberen Bereich ist die Zylinderbohrung zur Aufnahme der Verformung mit einer Aussparung versehen. Um das Pumpengehäuse und den Gehäuseteil 12 gegeneinander zu fixieren, sind Paßstifte 18 vorgesehen.

Die Zylinderbohrung 19 im Pumpenzylinder 17 nimmt den Pumpenkolben 20 auf. Im Gagensatz zu bisher üblichen Ausführungen von Kraftstoffpumpvorrichtungen weist der Pumpenkolben keinerlei Kraftstoff-Führungskanäle und -Führungsnuten, sei es im Pumpenkolben oder an seinem Umfang auf. Er ist lediglich mit einem Ansatz 21 an seinem inneren Ende und mit einer Umfangsnut 22 nahe seinem äußeren Ende versehen. Mit dem

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Ansatz 21 soll der Totraum der Pumpenkammer verkleinert werden.

Mit seinem äußeren Ende ragt der Pumpenkolben 20 aus dem Pumpenzylinder 17 heraus, und sein äußerstes Ende ist als Kopf 23 ausgebildet, dem ein Federwiderlager 24 zugeordnet ist. An diesem Widerlager 24 stützt sich eine gewickelte Druckfeder 25 mit ihrem einen Ende ab, die sich mit ihrem anderen Ende an einem weiteren Federlager 26 abstützt, das seinerseits an einer Stufe des Grundgehäuses 10 anliegt. Darüber hinaus ist in dem Grundgehäuse gleitend eine Hülse 27 gelagert, die die Druckfeder 25 auf einem Teil ihrer Länge umgibt und die am Herausfallen aus dem Grundgehäuse durch einen Sprengring 28 gehindert ist. Im Betrieb der Vorrichtung wirkt auf den Boden der Hülse 27 ein Nocken, der den Kolben 20 entgegen der Wirkung der Druckfeder 25 nach innen zu bewegen vermag. Die nach außen gerichtete Bewegung der Hülse 27 und des Kolbens 20 wird beim Drehen des Nockens bei einer entsprechenden Nockenstellung durch die sich entspannende Druckfeder 25 bewirkt.

Das Grundgehäuse 10 ist mit einem Flansch 29 versehen (Fig. 3), in dem eine Reihe von Löchern 30 vorgesehen sind, durch die zum Betrieb der Vorrichtung Sicherungsbolzen gesteckt sind, um die Vorrichtung an der zugehörigen Brennkraftmaschine zu befestigen.

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Im Grundgehäuse 10 ist außerdem ein Einlaß 31 vorgesehen, um der Vorrichtung Schmieröl zuzuführen. Der Einlaß 31 steht mit einem Kanal 32 im Pumpenzylinder 17 in Verbindung, der seinerseits periodisch mit einer Umfangsnut 22 zur Deckung zu bringen ist. Auch die Bohrung 19 ist mit einer Umfangsnut 33 versehen, die in einem bestimmten Abstand vom inneren Bohrungsende angeordnet ist und gemäß Fig. mit einem Auslaß 34 in Verbindung steht. Beim Betrieb der Vorrichtung steht der Auslaß 34 mit einer Drainage in Verbindung, um Leckraftstoff abzuführen, der sich infolge des Arbeitsspieles zwischen dem Kolbsn 20 und der Bohrung 19 bildet. Schließlich nimmt das Grundgehäuse 10 einen Zapfen 35a auf, der in eine Aussparung des Pumpenzylinders 17 hineinragt, um Pumpenzylinder 17 und Grundgehäuse 10 in ihrer vorgesehenen Stellung zueinander zu halten.

In dem Ventilaufnahmeteil 12 ist eine Tasche 35 gebildet, die achsgleich zur Zylinderbohrung 19 angeordnet ist und das Ende der Zylinderbohrung schließt. Wir'd der Pumpenkolben 20 nach innen bewegt, so nimmt die Tasche 35 den Ansatz 21 des Kolbenendes auf. Mit dieser Tasche 35 ist ein erster Kanal 36 verbunden, durch den beim Bewegen des Kolbens 20 nach innen Kraftstoff aus der Zylinderbohrung 19 verdrängt wird. Das der Tasche 35 abgekehrte Ende des Kanales 36 steht mit einer Umfangsnut 37 in Verbindung, die um den engeren Teil einer gestuften Bohrung 38 herum-

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geführt ist. Dia Stufe zwischen den angeren und dsm weiteren Abschnitt der Bohrung 38 bildet einen Sitz für den Kopf des Ventilgliedes 39 des Zumeßventiles. Das Ventilglied 39 wird mit seinem Kopf in der Anlage an diesem Ventilsitz von einer gewickelten Druckfeder gehalten. Gemäß Fig. 1 ist das Zumeßventil von üblicher Bauweise mit einem nahe dem Kopf angeordneten Entlastungskragen und einem gerippten Rest. Im Betrieb strömt Kraftstoff unter Druck durch den Kanal 36 und wirkt auf das Ventilglied, um dieses entgegen der Wirkung der Feder 40 zu bewegen und dadurch Kraftstoff aus der Bohrung 38 zu verdrängen. Der weitere Teil der Bohrung 38 steht mit einem Kanal 41 im Ventilaufnahmeteil 11 des Gehäuses in Verbindung. Der Kanal 41 ist am äußeren Ende erweitert und mit einem Gewinde versehen, um eine Auslaßeinheit 42 aufzunehmen. Diese Auslaßeinheit ragt durch eine Aussparung im Gehäusedeckel 13. Die Bewegung des Ventilgliedes des Zumeßventiles wird durch einen Anschlag 43 begrenzt.

Der Gehäusedeckel 13 und das Ventilaufnahmeteil 11 werden durch Paßstifte 46 (Fig. 4) gegeneinander fixiert, die beim Zusammenbau der Vorrichtung eingesetzt werden.

In dem Ventilaufnahmeteil 12 erstreckt sich ein von der dem Ventilaufnahmeteil 11 zugekehrten Stirnseite ausgehendes Sackloch 47, das im Bereich der erwähnten Stirnseite weiter als im übrigen Teil ist. Im Ventilaufnahmeteil 11 befindet

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sich eine Bohrung 48, deren Längsachse gleichachsig zur Längsachse des Sackloches 47 ist. Die Bohrung 48 und das Sackloch 47 haben gleiche Querschnitte, bezogen auf den Teil des Sackloches außerhalb der Erweiterung. Zwischen ihren Enden weist die Bohrung 48 eine Erweiterung auf, und an dem dem Teil 12 zugekehrten Teil ist die Bohrung 48 zu einem Sitz 49 bearbeitet. In der Bohrung 48 und dem Sackloch 47 ist ein zylindrisches Ventilglied 50 verstellbar, das mit einer vom einen zum anderen Ende reichenden Längsbohrung 51 versehen ist. Das Ventilglied 50 ist zwischen seinen Enden mit einem etwas erweiteren Bund versehen, der als mit dem vorerwähnten Sitz zusammenwirkender Kopf 52 des Ventilgliedes angesehen werden kann. Zu beiden Seiten des Kopfes 52 des Ventilgliedes ist dessen Querschnitt reduziert, so daß in der Bohrung 48 und dem Sackloch zwischen den Bohrungswänden und dem Ventilglied zwei Kammern 53,54 bestehen. Der Kopf 52 ist so bearbeitet, daß er in der Schließstellung des Ventilgliedes mit dem Sitz 49 eine flüssigkeitsdichte Dichtung bildet. Der wirksame Durchmesser des Sitzes ist den Durchmessern der Bohrungen 47,48 gleich. Darüber hinaus steht mit dsr vorerwähnten Kammer 54 ein Paar von Kanälen 57,58 in Verbindung. Der Kanal 58 steht mit einem Kraftstoffeinlaß 59 im Ventilaufnahmeteil 12 des Gehäuses in Verbindung. Gemäß Fig. 5 steht der Kanal 58 nicht direkt mit dem Einlaß 59 in Verbindung, sondern über ein Rückschlagventil 60. Dieses Ventil ist von dem Ventil 50 gegen den

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Druck in der Pumpenkammer abgeschirmt. Das Rückschlagventil 60 ist in üblicher Bauweise ausgebildet, wobei in der bei Rückschlagventilen üblichen Weise ein Kopf des Ventilgliedes mit einem Sitz zusammenwirkt. Eine übliche, aber in der Zeichnung nicht dargestellte gewickelte Druckfeder hält das Ventilglisd mit seinem Kopf in der Anlage am Ventilsitz. Das Ventil verhindert, daß aus der Bohrung überlaufender Kraftstoff in den Einlaß 59 gelangt. Der Kanal 57 steht mit einem Auslaß 61 im Ventilaufnahmeteil 12 in Verbindung (Fig. 6). Gemäß Fig. 6 steht der Kanal über eine Kammer 62 mit dem überlaufauslaß 61 in Verbindung. In dieser Kammer kann ein weiteres Ventil vorgesehen sein, das den Überlauf von Kraftstoff durch den Auslaß 61 zuläßt, den Kraftstoff-Fluß in entgegengesetzter Richtung dagegen unterbindet, oder es kann eine Öffnung vorgesehen sein, um die überlaufmenge an Kraftstoff zu steuern.

Gemäß Fig. 1 erstreckt sich das Ventilglied 50 in einer Kammer 64 des Gehäusedeckels 13. Die Wand der Kammer 64 ist zylindrisch und dient als Tragfläche für eine kreisring- bzw. tassenförmige Armatur. Die Wand der Armatur ist in Fig. 1 mit 65 bezeichnet, während der Boden mit 66 bezeichnet ist. Im Boden ist eine mittlere Öffnung vorgesehen, durch den das Ventilglied 50 mit einem im Durchmesser reduzierten Abschnitt hindurchragt. Am Übergang zwischen den Abschnitten des Ventilgliedes mit verschiedenen Durchmessern besteht

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eine Stufe, an der der Boden 66 der Armatur mit Federmitteln in Anlage gehalten wird, wobei als Federmittel ein Paar konischer Scheibenfedern 67 dienen. Sie sind auf dem Ventilglied 50 mit einem Sprengring 68 gehalten. Dieser Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Ausführungsform der Fig. 8 in größerer Darstellung gezeigt. An einer Drehbewegung ist die Armatur durch einen Stift 69 gehindert, der sich durch ein Loch im Boden 66 der Armatur erstreckt und im Gehäuseteil 11 gehalten ist.

Das Ende des Ventilgliedes ist mit einem Bauteil 70 versehen, dessen eine Fläche einer entsprechenden Fläche eines Hutelementes 71 gegenüberliegt. Bei dem Ausführungsbeispiel sind die beiden einander entsprechenden Flächen eben, sie können jedoch gegebenenfalls auch kurvenförmig ausgebildet sein. Das Hutelement 71 dient als Widerlager für eine gewickelte Druckfeder 72, die auf das Teil 70 einwirkt, um den Kopf 52 des Ventilgliedes von dem Sitz 49 weg zu bewegen.

Das Hutelement 71 wird mit einem Stift 73 in seiner Lage gehalten, der mit einem Kopf 74 im Verschluß 14 gehalten ist. Dabei ist zwischen dem Kopf 74 und dem Verschluß 14 ein Distanzstück 75 eingesetzt, durch dessen gewählte. Dicke der Abstand zwischen den vorerwähnten, einander zugeordneten Flächen der Bauteile 70,71 bei geschlossenem Ventil eingestellt werden kann. Das Hutelement 71 wird mit einem ring-

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förmigen Sitz 63 mit einer sphärischen Flachs so ausgerichtet, daß die einander zugeordneten Flächen der Bauteile 70,71 zwangsläufig achsgleich liegen.

Innerhalb der Armatur 65 ist eine zylindrische Hülse 76 als Teil eines Wicklungskörpers angeordnet, die mit einem nach außen gerichteten Radialflansch 77 an ihrem oberen Ende zwischen dem oberen Verschluß 14 und dem Gehäusedeckel 13 eingespannt ist.

Am Außenumfang der Hülse 76 ist zumindest ein Paar von schraubenförmigen Nuten vorgesehen. Die Bildung dieser Nuten erfolgt durch mindestens ein Paar schraubenförmiger Abstandsleisten 78. In die die Leisten 78 bildenden Nuten sind elektrische Wicklungen eingelegt, die so verlaufen, daß bei Vorhandensein nur eines Paares von Rippen bzw. Nuten der Stromfluß in den beiden Wicklungen entgegengesetzt gerichtet ist. Ist mehr als ein Paar von Nuten vorgesehen, dann ist die Wicklungsanordnung so getroffen, daß der Stromfluß in einander benachbarten Wicklungen jeweils einander entgegengesetzt gerichtet ist. Werden dabei die Wicklungen mit Strom beschickt, so werden die Leisten 78 zu entgegengesetzten magnetischen Polaritäten polarisiert.

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Auf der Innenseite der Armatur 65 ist im Falle von zwei Nuten auf der Hülse 76 ein Paar schraubenförmiger Leisten 79 angeordnet. Im Fall entregter elektrischer Wicklungen haben die Leisten 78 und 79 einen axialen Abstand voneinander. Sind jedoch die Wicklungen erregt, so baut sich ein elektrisches Feld auf, so daß dia Leisten 79 auf die Leisten 78 hin bewegt warden. Dabei wird das Ventilglied 50 gegen die Wirkung der Feder 72 bewegt, so daß das Kopfteil des Ventiles 50 zum Aufsitzen auf dem Sitz 49 kommt. Nähere Einzelheiten dieser elektromagnetischen Vorrichtung können der GB-PS 1 504 873 entnommen werden.

Gemäß Fig. 1 ist der obere Verschluß 14 mit einem Kraftstoffkanal 80 versehen, der im Betrieb der Vorrichtung mit einer Drainage verbunden ist. Dieser Kraftstoffkanal läßt Leckkraftstoff hinter dem Ventilglied 50 in die Kammer 64 gelangen, um dann von der Vorrichtung weggeführt zu werden. Es soll jedoch schon hier bemerkt werden, daß die Kammer 64 aus noch zu erläuternden Gründen normalerweise mit Kraftstoff gefüllt ist.

Ist im Betrieb der Vorrichtung das Ventil 50 gemäß Fig. 1 geschlossen, so wird eine nach oben gerichtete Kolbenbewegung Kraftstoff aus der Bohrung 19 durch den Kraftstoffkanal hinter das Zumeßventil 39 und zu der zugehörigen Brennkraftmaschine fördern. Wird während der Aufwärtsbwegung des Kolbens

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das Ventil 50 geöffnet, dann wird das Zumeßventil unter dem Einfluß des hohen Druckes der Feder 40 sehr rasch schließen, und die restliche aus der Bohrung 19 verdrängte Kraftstoffmenge wird über den Kraftstoffkanal 57 und den Auslaß 61 zu einer üblichen Drainage gelangen. Die überlaufmenge wird bei Vorhandensein einer öffnung in der Kammer 62 gesteuert. Die der zugehörigen Brennkraftmaschine zuzuführende Kraftstoffmenge kann dadurch geregelt werden, daß während der nach innen gerichteten Bewegung des Kolbens der Kolbenweg bei geschlossenem Ventil geregelt wird. Darüber hinaus kann innerhalb von Grenzen, die von der vom Kolben geförderten Kraftstoffmsnge abhängen, auch der Zeitpunkt der Kraftstoff-Förderung geregelt werden. Ist es beispielsweise notwendig, den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung vorzuverlegen, so wird das Ventil 50 bei der nach innen gerichteten Bewegung des Kolbens früher geschlossen, und ist es notwendig, den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung später zu legen, so wird das Ventil xvährend der nach innen gerichteten Bewegung des Kolbens später geschlossen. In der Praxis ist vorgesehen, daß immer eine geringe Kraftstoffmenge beim Beginn der Bewegung des Kolbens nach innen aus der Bohrung 19 überläuft. Es ist zu bemerken, daß infolge des Ventiles 60 der überlaufende Kraftstoff nicht in die externe Kraftstoffquelle zurückgelangt, an die der Einlaß 59 angeschlossen ist. Diese externe Kraftstoffquelle kann eine Pumpe aufweisen, die von der zugehörigen Brennkraftmaschine angetrieben wird, und ihr Auslaßdruck kann gesteuert werden.

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Während der nach außen gerichteten Bewegung des Kolbens 20 hauptsächlich unter dem Einfluß der Feder 25 - wird das Ventil 50 offen gehalten, und während dieser Zeit wird Kraftstoff hinter das Ventil 60 in die Kammer 54 und durch die Kraftstoffkanäle 56 und 55 in die Bohrung 19 gelangen. Auf diese Weise wird die Bohrung 19 vollständig mit Kraftstoff gefüllt und der Druck des Kraftstoffes, der durch den Einlaß 59 zugeführt wird, unterstützt die Abwärtsbewegung des Kolbens 20. Außerdem fließt Kraftstoff immer im Überschuß durch den Einlaß, so daß immer Kraftstoff durch den Auslaß strömt. Dieser Kraftstoff-Fluß sorgt für Kühlung und Entlüftung.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß beim Erregen der Wicklungen das Ventilglied in seine Schließstellung gebracht wird. Die Armatur hat eine bestimmte Masse, und es wäre denkbar, daß das Ventilglied und/oder der Sitz 49 infolge der raschen Bewegung beim Erregen der Wicklung beschädigt wird bzw. werden, wenn die Armatur unmittelbar mit dem Ventilglied 50 verbunden wäre. Diese Gefahr ist durch die Anwendung der beiden gewölbten Scheibenfedern 67 stark gemindert. Diese Federn ermöglichen es, daß, wenn das Ventilglied 50 durch den Kontakt zwischen dem Kopfstück 52 und dem Sitz einmal zum Stillstand gekommen ist, die Armatur sich noch weiter bewegen kann, bis sich die Leisten 78,79 berühren. Auf diese Weise ist die Gefahr einer Zerstörung für den Ventilkopf

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und den Sitz sehr gering geworden. Darüber hinaus wird eine Dämpfung der Bewegung des Ventilgliedes 50 erhalten, weil bei der Bewegung des Ventilgliedes 50 nach oben Kraftstoff in den unteren Teil der Bohrung 47 gelangt, was die Bewegung des Ventilgliedes beeinflußt. Diese Kraftstoffströmung erfolgt durch die Bohrung 51, die sich durch das Ventilglied erstreckt, und zwischen die einander zugekehrten Flächen der Bauteile 70,71. Wird das Ventilglied nach oben bewegt, so wirkt der Bereich zwischen den einander zugekehrten Flächen der Bauteile 70,71 als ein Drosselspalt für den Kraftstoff-Fluß, wobei sich die Drosselwirkung mit zunehmender Annäherung des Ventilgliedes an die Schließstellung erhöht. Auf diese Weise kommt es zu einer Dämpfung der Bewegung des Ventilgliedes.

Wird die Wicklung entregt, so ist das Ventilglied 50 durch die Wirkung der Federn 72 in seine offene Stellung gebracht. Die in den Federn gespeicherte Energie beschleunigt außerdem die Armatur, und diese Energie wird auf das Ventilglied übertragen, wenn der Boden 66 an der Schulter des Ventilgliedes zur Anlage kommt.

Das Zumeßventil 39 reagiert schnell, weil keine wesentliche Behinderung des RückstrÖmens des Kraftstoffes vom engeren Ende der Bohrung 38 durch die Kraftstoff-Führung 36 erfolgt. Wird durch Abströmen von Kraftstoff der Druck in der Bohrung 19 abgesenkt, so wird deshalb das Zumeßventil ohne wesentliche

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Verzögerung in seine Schließstellung gebracht. Es ist ohne weiteres möglich, ein Zumeßventil zu verwenden, dessen Ventilglied mit der dieses aufnehmenden Bohrung einen hydraulischen Stoßdämpfer bildet, wodurch die Schließrate des Ventiles verringert und die Entstehung von Schockwellen in den Leitungen zwischen der Vorrichtung und der Einspritzdüse nahezu verhindert wird.

Die Steuerung der Abstömrate von Kraftstoff aus der Bohrung 19 kann durch die Steuerung der Größe des Kanales 57 bewirkt werden. Zwar bildet der Kanal selbst in jedem Fall eine Drosselung des Kraftstoff-Flusses, wenn der Kanal aber eng gemacht wird, so wird seine Drosselwirkung für den Kraftstoff-Fluß erhöht, wodurch die Rate des abströmenden Leckkraftstoffes verringert wird. Wie bereits erwähnt, ist es möglich, alternativ eine Drossel in der Kammer 62 zu verwenden, und es kann ein spezielles Ventil in der Kammer 62 angeordnet werden. In diesem Fall ist das Ventil kein Rückschlagventil im eigentlichen Sinn, es sollte aber ein Ventil Anwendung finden, dessen Ventilglied abhängig vom Druckabfall in einer öffnung ist, durch die der Leckkräftstoff strömt, wobei dann das Ventilglied zur Verringerung der Kraftstoffströmung durch eine weitere öffnung verstellt wird, wenn die Leckkraftstoffrate einen vorbestimmten Wert erreicht.

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Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel schützt das Ventil das Einlaßventil 60 gegen den hohen Druck bei der Kraftstoffeinspritzung. Dies muß jedoch nicht notwendigerweise erfolgen. Wird das Einlaßventil 60 entsprechend ausgebildet, so kann es selbst dem bei der Kraftstoffeinspritzung auftretenden hohen Druck standhalten und durch eine Bohrung unmittelbar mit der Tasche 35 verbunden sein.

Bei der beschriebenen Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es nicht notwendig, in der Zylinderwand öffnungen und im Kolben Kraftstoff-Führungskanäle vorzusehen, die mit diesen öffnungen zusammenwirken. Der Zylinder ist deswegen einem einheitlichen Druck ausgesetzt, wird einheitlich beansprucht und auch die seitliche Belastung des Kolbens ist gleichmäßig. Auch ist der Weg für Leckkraftstoff nicht langer als bei bekannten Lösungen mit Führungskanälen im Kolben, weil sich der Weg des Leckkraftstoffes bei fortschreitender Kraftstoff-Förderung verkürzt.

Eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 8, 9 dargestellt. Der Pumpenzylinder ist mit 90 bezeichnet. Er ist in einem Ihn umgebenden Gehäuseteil 91 angeordnet. Ein Ventilgehäuseteil 92 ist so angeordnet und ausgebildet, daß er nur mit dem Ende des Pumpenzylinders zusammengebaut ist, indem der Venti!gehäuseteil 92 mit Bolzen 93 mit dem Gehäuseteil 91 verbunden ist, wobei Paßstifte die richtige Lage

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- 24 zwischen den Gehäuseteilen 91 ,92 gewährleisten.

Ein Zumeßventil 95 ist im Gehäuseteil 92 angeordnet, und in einer Kammer dieses Gehäuseteiles ist eine Feder angeordnet, die den Kopf des Ventilgliedes des Zumeßventiles zum Aufsitzen auf einem Sitz bringt. Mit der die Feder aufnehmenden Kammer ist ein Auslaß 96 verbunden, und diese Kammer weist ein Anschlagelement zur Begrenzung der Verstellbewegung des Ventiles auf. Die Bewegungsrichtung des Zumeßventiles erstreckt sich rechtwinklig zur Längsachse der Bohrung des Ventilgehäuses, die den Pumpenkolben aufnimmt.

Im Ventilgehäuseteil 92 ist ein Führungskanal 97 vorgesehen, der von der Pumpenkammer zwischen dem Kolben, der Wand der Bohrung des Pumpengehäuseteiles, die den Kolben aufnimmt und der Stirnseite des Ventilgehäuseteiles zu einer Kammer 98 führt, die der Kammer 53 der Ausführungsform der Fig. 1 entspricht. Das Ventilglied 50 ist bei dieser Ausführungsform mit seiner Längsachse unter einem rechten Winkel zur Bohrung des Pumpenzylinders angeordnet.

In einer Kammer 101, die der Kammer 5 4 der Fig. 1 entspricht, nimmt ein Kanal 99 seinen Anfang. Dieser Kanal 99 endet in einem Leckauslaß 102, der eine Öffnung zur Regelung der Strömungsrate des Leckkraftstoffes bei in der Gegenstellung befindlichem Ventilkörper 50 aufweisen kann. Mit der Kammer

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101 ist ferner ein Kanal 100 (Fig. 9) verbunden, durch den Kraftstoff der Pumpenkammer zugeführt wird. Wie bei der vorherigen Lösung ist der Druck des stromaufwärts des Ventiles einem Einlaß 104 zugeführten Kraftstoffes so gewählt, daß das Ventil immer in seiner Öffnungsstellung gehalten ist, ausgenommen, es fließt Leckkraftstoff aus der Pumpenkammer ab. Dieser Leckkraftstoff dient der Kühlung der Vorrichtung.

Ein weiterer Kraftstoff-Fluß zum Kühlen fließt entlang einem Kanal 105 in die Kammer 64 und unterstützt die elektromechanische Betätigungsvorrichtung des Ventiles 50. Der Kanal 105 steht direkt mit dem Kraftstoffeinlaß 104 in Verbindung, und Kraftstoff verläßt die Kammer 64 über einen Auslaß 106. Leckkraftstoff, der hinter den Kolben 20 gelangt, kann über den Auslaß 106 abströmen. Dieser Leckkraftstoff wird in einer Ringnut 107 in der Wand der Kolbenbohrung 19 gesammelt und fließt durch entsprechend zusammenwirkende, nicht gezeichnete Kanäle im Zylindergehäuseteil und den beiden anderen Gehäuseteilen zu der Kammer 64.

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Claims

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Anmelder: LUCAS INDUSTRIES LIMITED, Great King Street,
Birmingham B19 2XF, England

Titel: Vorrichtung zum Pumpen von flüssigem Kraftstoff zu dessen Zuführung zu einem Dieselmotor

Pate η t a η s ρ r Ji _£_hj£

, 1. J Vorrichtung zum Pumpen von flüssigem Kraftstoff zur Zuführung des Kraftstoffes zu einem Dieselmotor mit einem Pumpenzylinder, in dessen Bohrung der Pumpen- - kolben verstellbar ist, wobei eine Feder den Kolben in eine äußere Endstellung bringt und eine auf das äußere Ende des Kolbans einwirkende Nockensteuerung den Kolben in seine innere Endstellung bringt und
wobei ein Kraftstoffauslaß mit der Zylinderbohrung in Verbindung steht und mit der Einspritzdüse der
zugehörigen Brennkraftmaschine, in Verbindung zu bringen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuseteil (12) mit dem Ends des Pumpenzylindars (17) in dichtender Verbindung steht, das der Nockensteuerung abgekehrt ist, wobei ein erster Strömungskanal (36) in dem
Gehäuseteil angeordnet ist und den Auslaß der Zylinderbohrung (19) bildet und wobei ein zweiter Strömungskanal (57) in dem Gehäuseteil angeordnet und ihm dabei ein Ventil (50) zugeordnet ist, das dan Kraftstoff-Fluß aus der Zylinderbohrung durch den zweiten Strömungskanal steuert.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Kraftstoffeinlaß (59) im Gehäuseteil (12) und einen dritten Strömungskanal (58) , durch den Kraftstoff vom Kraftstoffeinlaß zur Zylinderbohrung (19) gelangt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß der dritte Strömungskanal (58) mit dem zweiten Strömungskanal (57) stromaufwärts vom Ventil (50) verbindbar ist, wobei das Ventil den Kraftstoff-Fluß vom Kraftstoffeinlaß (59) zu der Zylinderbohrung (19) steuert und wobei der zweite und der dritte Strömungskanal durch einen gemeinsamen Strömungskanal stromabwärts des Ventiles mit der Zylinderbohrung verbindbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Kammer im Gehäuseteil (12) , die über den gemeinsamen Strömungskanal mit der Zylinderbohrung (19) verbindbar ist und wobei der erste Strömungskanal (36) mit dieser Kammer verbindbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Drossel zum Drosseln der Strömung durch den zweiten Strömungskanal (57).

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6. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Rückschlagventil (60) im dritten Strömungskanal (58) zum Verhindern des Rückströmens von Kraftstoff aus der Zylinderbohrung (19) zum Kraftstoffeinlaß (59).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß das Rückschlagventil (60) zum Strömen von Kraftstoff durch den zweiten und dritten Strömungskanal (56,58) zu öffnen ist, um den Gehäuseteil (12) zu kühlen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein Ventilglied (50) aufweist, das verstellbar in einer Bohrung (47,48) angeordnet ist und daß eine Feder (72) zum öffnen des Ventiles, ein elektromagnetisches Stellglied (78,79) zum Schließen des Ventiles auf das Ventilglied einwirken.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (50) zylindrisch ausgebildet und ein Kopf (52) zwischen den Enden des Ventilgliedes angeordnet ist, wobei in der Bohrung (47,48) ein Ventilsitz (49) ausgebildet ist und daß zu beiden Seiten des Ventilsitzes in der Bohrung je eine Kammer (53,54) ausgebildet ist, von denen die eine Kammer (53) mit der Zylinderbohrung (19) in Verbindung steht, während

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die andere Kammer (54) mit dem zweiten und dritten Strömungskanal (57,58) in Verbindung steht und beide Kammern über das Ventil steuerbar miteinander in Verbindung stehen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den beiden Enden der das Ventilglied (50) aufnehmenden Bohrung (47,48) eine Verbindung (51) befindet, durch die beim Verstellen des Ventilgliedes sowohl durch die Feder (72) als auch durch das elektromagnetische Stellglied (78,79) Kraftstoff strömt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffströmung durch die Verbindung (51)

gedrosselt wird, um die Annäherung des Ventilgliedkopfes (52) an den Sitz (49) zu dämpfen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verbindung (51) zwischen den Enden des Ventilgliedes (50) durch dieses erstreckt, wobei dem einen Ende des Ventilgliedes ein Bauteil (70) mit einer dem offenen Ende eines Hutteiles 71) gegenüberliegenden ebenen oder gewölbten Fläche zugeordnet ist, in dem die als gewickelte Schraubenfeder ausgebildete Feder (72) angeordnet ist und über das die Feder auf das Ventilglied

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einwirkt, wobei weiter die Verbindung sich auch durch dieses Bauteil erstreckt, so daß die einander zugekehrten, einander entsprechenden Flächen dieses Bauteiles und des Hutteiles einen Drosselspalt bilden, dessen Drosselwirkung für den durch die Verbindung strömenden Kraftstoff zunimmt, wenn sich das Ventilglied mit seinem Kopf dem Ventilsitz nähert.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß die Längsachsen der das Ventilglied (50) führenden Bohrung (47,48) und der Zylinderbohrung (19) parallel zueinander verlaufen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der das Ventilglied (50) führenden Bohrung und der Zylinderbohrung senkrecht zueinander verlaufen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kraftstoffkanal mit der einen Kammer verbindbar ist.

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