DE3104358C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspritzpumpe gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere eine Einkolben-Verteilerpum­ pe zur Kraftstoffeinspritzung in Verbrennungskraftmaschi­ nen, die einen sowohl hin- und herbeweglichen als auch drehbaren Kolben besitzt, der gleichzeitig Pumpenelement und Förderverteiler ist.

Bei bekannten derartigen Pumpen wird die Hin- und Herbewegung mittels einer sich drehenden, gegen das Pum­ penelement anliegenden Kurvenscheibe erreicht, die gegen eine Reihe von mit ihr durch Federn in Beruhigung gehal­ tene Rollen arbeitet.

Es besteht derzeit die Notwendigkeit, die Drehzahl von Verbrennungskraftmaschinen zu erhöhen, um das Ver­ hältnis Gewicht zu Leistung zu erhöhen. Eine Erhöhung der Rückzugkraft der Federn und eine Verringerung der hin- und herbewegten Massen würden es bekanntlich der Pumpe gestatten, höhere Drehzahlen zu erreichen.

Zu diesem Zweck sind Lösungen bekannt, die zwei Rückzugsfedern mit zur Achse des Pumpenelements pa­ rallelen Achsen verwenden, wobei die Federn sich mit ei­ nem Ende gegen ein ortsfestes Element und mit dem anderen Ende gegen einen Teller abstützen, der am rotierenden Pumpenelement streift und ihm die Federkraft überträgt. Diese Lösungen verursachen nicht nur unausgewuchtete Kräfte, sondern auch Reibung und Abnutzung in der Be­ rührungszone. Da die rotierenden Kurvenscheibe die Form eines Zylinders mit einer gewissen Stärke besitzt, ist ihre Masse erheblich groß, wodurch die seitens der Pum­ pe erreichbare maximale Drehzahl beeinträchtigt wird. Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Mitnahme­ welle, nachdem sie nur an einem Ende gelagert ist, lan­ ge Lager benötigt, um die auf ihr freies Ende einwir­ kenden Kräfte aufzunehmen, so daß der Platzbedarf nicht gering sein kann.

Aus der AT-PS 1 84 403 ist eine gattungsgemäße Einspritzpumpe bekannt, bei der die Rollen/Kurvenscheiben-Anordnung aus gehäusefest montierten Rollen und drehfest mit dem Pumpenele­ mentschaft verbundenen Nocken besteht, wobei die Nocken an den freien Enden von zwei Tragarmen befestigt sind. Bei dieser bekannten Einspritzpumpe ist zwar die rotierende Masse im Vergleich zu vollständig ausgebildeten drehbaren Kurvenschei­ ben geringer, doch führt die Verwendung einzelner Tragarme zwingend dazu, daß die gehäusefesten Rollen nur auf kurzen Umfangsabschnitten während der Drehbewegung der Arme wirksam werden können. Die einzelnen Nocken stellen nämlich insofern lediglich kürzere Segmente einer Kurvenscheibe dar, während die Kurvenscheibe zwischen den benachbarten Armen unterbrochen ist. Dies führt dazu, daß die Nocken auf den Umfangsabschnitten zwischen den gehäusefesten Rollen über eine gehäusefeste Gleitbahn gleiten müssen. Die reibungsgünstige Abrollbewegung findet also lediglich in den Berührungsphasen zwischen den Nocken und den Rollen statt. Selbst wenn die Nocken zwischen benachbarten Rollen berührungslos bezüglich des Gehäuses gehalten sind, so müßte dennoch eine weitere Lagerungsmöglich­ keit zur axialen Abstützung der Tragarme am Gehäuse vorgesehen sein, da die Tragarme durch eine Feder mit Axialdruck beauf­ schlagt sind.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, die möglichst reibungsarm und geeignet für relativ hohe Dreh­ zahlen ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe von einer Einspritz­ pumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine erfindungsgemäße Einspritzpumpe weist u. a. eine einfache und zweckmäßige Gestalt auf, benötigt vergleichsweise wenig Platz, ist äußerst reibungsarm, weist nur eine relativ geringe Masse der hin- und herbewegten Teile auf und ist von Hause aus arm an Unwuchten; darüber hinaus gestattet sie eine präzise Vorgabe des axialen Bewegungsablaufes. Ein besonderer Vorteil ist darin zu sehen, daß zwischen den Trag­ armen und dem Gehäuse ausschließlich eine Rollreibung statt­ findet, d. h., daß die Reibungswiderstände besonders gering sind und daß die Federcharakteristik der auf die Tragarme axial wirkenden Feder in einfacher Weise optimiert und ins­ besondere relativ groß gewählt werden kann, ohne daß dadurch neue Nachteile in Kauf zu nehmen sind; z. B. braucht die Feder nicht mehr gleitend am Gehäuse abgestützt zu werden, wie dies bei der aus der (nicht gattungsgemäßen) AT-PS 2 57 278 bekannt ist. Die erfindungsgemäße Rollen/Kurvenscheibenbahn- Anordnung gestattet also die Herstellung einer im Vergleich zu bekannten Einspritzpumpen besonders reibungsarmen Einspritz­ pumpe mit besonders einfachen Mitteln.

Vorzugsweise erhält das Pumpenelement die Drehbewe­ gung von einem zylindrischen Mitnahmekörper, der mittels entsprechender Durchbrüche den Rollentragarm zur Drehung veranlaßt.

Der Mitnahmekörper ist vorzugsweise an seinen bei­ den Enden durch Lager gelagert und geführt, von denen eines zylindrisch und das andere auf der Zone des Pumpen­ elementes eben ist, wodurch eine Verringerung des Platz­ bedarfes ermöglich ist, da er an seinen beiden Enden aufliegt.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß die Federn - mehr als eine, falls erforderlich - konzentrisch zum Pumpenelement angeordnet sind und sich mit einem En­ de am Rollentragarm und mit dem anderen Ende an einem Teller abstützen, der ein Teil des Mitnahmekörpers ist, wodurch die unausgewuchteten Kräfte und die Gleitreibung beseitigt werden, da die Federn konzentrisch zum Pumpen­ element liegen und sich mit ihm drehen.

Zur Speisung von Maschinen mit einer ungeraden An­ zahl von Zylindern besteht der Rollentragarm aus mehre­ ren Halbarmen, von denen mindestes zwei aufeinanderfol­ gende einen Winkel von 360°/z zwischen sich einschließen, wobei z die Anzahl der Zylinder der Maschine ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, daß zur Verringerung der Berührungskraft der Rollen gegen die Kurvenscheibe der Arm aus vier kreuzförmig angeordneten Halbarmen bestehen kann, die an ihren Enden die Rollen tragen, wodurch die Berührungskräfte halbiert sind.

Die baulichen und wirkungsmäßigen Merkmale der Er­ findung und deren Vorteile dem Stand der Technik gegen­ über ergeben sich klarer aus der folgenden Beispielsbe­ schreibung unter Bezugnahme auf die schematische Zeich­ nung, in der

Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Pumpe ist,

Fig. 2 ein Schnitt nach der Linie II-II Fig. 1 ist und

Fig. 3 und 4 schematisch Varianten von Teilen der in Fig. 1 und 2 gezeigten Pumpe veranschaulichen.

In Fig. 1 ist der Pumpenkörper mit 10 bezeichnet, im Inneren welchen ein becherförmiges Element 12 auf La­ gern 11 gelagert und durch eine an ihm befestigte Welle 13 in Umdrehung versetzbar ist. Im Mantel des Becherele­ mentes 12 sind zwei Schlitze 14 diametral einander gegen­ überliegend vorhanden, zwischen denen ein Arm 15 ange­ ordnet ist, dessen freie Enden sich durch die Schlitze 14 hindurch und über sie hinaus erstrecken. Auf den En­ den des Armes 15 sind Rollen 16 frei drehbar montiert, mittels welcher die Armenden auf einer Stirnkurvenschei­ be 17, die auf der Basis des Pumpenkörpers befestigt ist, aufliegen.

Am Arm 15 ist ferner mittels eines Stiftes 24 der Schaft 18 eines Pumpenelementes befestigt, der sich vom Körper 10 in entgegengesetzter Richtung zur Antriebswel­ le 13 erstreckt. Ein Paar Federn 19, 20 wirkt zwischen der Basis des Pumpenelementschaftes 18 und oberen Vor­ sprüngen des Becherelementes 12 und hält die Rollen 16 in Wirkberührung mit der Kurvenscheibe 17 sowie das Becherelement 12 am oberen Lager 11 in Anlage. Ein zylindrischer Ringvorsprung 23 des Armes 15 dient zur Führung desselben im Becherelement 12 bei der Verschiebung längs der Pum­ penelementachse.

Beim normalen Betrieb dreht sich die Welle 13 synchron mit der Verbrennungskraftmaschine durch nicht dargestellte Antriebsmittel und das auf diese Weise angetriebene Be­ cherelement 12 nimmt den Arm 15 in der Drehung mit, der seinerseits das Pumpenelement in Drehung versetzt, das durch die Federn 19, 20 die Rollen 16 des Armes gegen die ortsfeste Kurvenscheibe 17 drückt und das durch dieselbe eine axiale Hin- und Herbewegung erhält.

Die rotierende und alternierende Verbundbewegung des Pumpenelementes dient über an sich bekannte Mittel zur Kraftstoffverteilung auf die Zylinder der Maschine mit geeignetem Druck.

Um Maschinen mit einer ungeraden Anzahl von Zylindern mit Kraftstoff zu versorgen, kann anstelle des Armes 15 ein Armkreuz 21 verwendet werden, wobei mindestens zwei aufeinanderfolgende Arme desselben untereinander einen Winkel α = 360°/z einschließen (z ist die Anzahl der Zylinder der Maschine), wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.

Zur Vergrößerung der Berührungsfläche zwischen Kurvenscheibe und Pumpenelement und folglicher Herabset­ zung der auftretenden Drücke ist ferner die Verwendung eines Armkreuzes mit vier Armen 22 vorgesehen (Fig. 4).

In der Praxis wird die Anordnung und die Anzahl der Arme 15 derart gewählt, daß nicht weniger als zwei Rollen 16 gleichzeitig auf die höchste Stelle der Höcker der Kurvenscheibe 17, das heißt in die Lage des größ­ ten Hubes nach außen des Pumpenelementschaftes 18 ge­ langen. Eine Vergrößerung der Anzahl der Rollen, stets in gleichförmiger Umfangsverteilung gestattet es, eine ausgeglichene Wirkung auf das Pumpenelement und einen ge­ ringeren Berührungsdruck zwischen den Rollen und der be­ treffenden Gleitbahn der Kurvenscheibe zu erzielen. Wenn eine gerade Anzahl von Höckern der Kurvenscheibe vor­ handen ist, dann kann die Anzahl der Rollen ein Teiler der ersten sein.

Claims (6)

1. Einspritzpumpe, bei der mindestens ein Pumpenele­ ment mittels einer mehrere Tragarme aufweisenden Rollen/Kur­ venscheiben-Anordnung eine axiale Pumpbewegung und eine rotie­ rende Bewegung zur Verteilung des gepumpten Kraftstoffes ausführt, wobei die Tragarme gemeinsam mit einem mit den Tragarmen drehfest verbundenen Pumpenelementschaft gegen eine Federkraft axial beweglich und an oder in einem Mitnahme­ organ für die Drehbewegung geführt sind, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rollen/Kurvenscheiben-Anordnung (16, 17) derart susgebildet ist, daß die Rollen (16) mittels der Tragarme (15; 21; 22) drehfest mit dem Pumpenelementenschaft (18) derart verbunden sind, daß sie dessen Rotation um seine Achse mitmachen und daß ferner die Kurvenscheibe gehäusefest angeordnet und als umlaufend geschlossene Kurvenscheibenbahn (17) ausge­ führt ist, wobei mindestens eine zwischen dem Mitnahmeorgan (12) und den Tragarmen (15; 21; 22) wirkende Feder (19, 20) die Rollen (16) in ständiger Anlage an der Kurvenscheibenbahn (17) hält.

2. Einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß mindestens eine Feder (19, 20) konzentrisch um den Pumpenelementenschaft (20) angeordnet ist und zwischen einem nach außen vorstehenden Flansch am Ende des Schaftes (18) und einem nach innen vorstehenden Flansch des Mitnahmeorgans (12) wirkt.

3. Einspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Tragarme (15; 21; 22) ein Führungselement wie einen Ringvorsprung (23) besitzen, durch den sie in einer entsprechenden Führung des Mitnahmeorgans (12) bei ihrer Verschiebung längs der Achse des Mitnahmeorgans geführt sind.

4. Einspritzpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibenbahn (17) eine Mehrzahl über den Umfang gleichförmig verteilter Höcker aufweist und die Tragarme (15; 21; 22) eine der Anzahl von Höckern gleiche Anzahl von Rollen (18) aufweisen, die ebenfalls gleichförmig in Umfangsrichtung verteilt sind.

5. Einspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vom Bodenteil des Mitnahmeorganes (12) eine Welle (13) zum Drehantrieb des Elementes vorsteht.

6. Einspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnahmeorgan (12) als Becher­ element ausgebildet ist.