DE3141654C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzpumpe, insbesondere für eine Dieselbrennkraftmaschine mit einem in einem Pumpengehäuse angeordneten, in einer Führungsbohrung einen Pumpenkolben aufnehmenden Kolbenführungskörper und mit einem ein Druckventil aufweisenden Ventilgehäuse, das unmittelbar auf die plane Stirnfläche des Kolbenführungskörpers aufgesetzt und gegen diese verspannt ist, wobei der Schließkörper des Druckventils im Ventilgehäuse geführt ist und pumpenkolbenseitig eine plane Dichtfläche aufweist, die im Ruhezustand unmittelbar auf der Stirnfläche des Kolbenführungskörpers dichtend aufsitzt.

In jüngster Zeit werden erhebliche Anstrengungen unternommen, um den Verbrauch des immer teurer werdenden Kraftstoffes bei Dieselmotoren, insbesondere bei Dieselmotoren für hohe Leistungen zu reduzieren. Eine Möglichkeit zur Erreichung dieses Ziels besteht darin, die innere Gemischbildung durch verbesserte Zerstäubung des Kraftstoffes zu intensivieren. Dazu müssen die Drücke im Einspritzsystem erheblich gesteigert werden. Daraus ergibt sich die Forderung, die durch den hohen Druck beaufschlagten und beanspruchten Teile so auszuführen, daß sie den dauernd pulsierenden Drücken und Verformungen standhalten und nicht die geringsten Undichtheiten zulassen. Man ist deshalb bestrebt, die Anzahl der kritischen Hochdruck-Dichtflächen in einem Einspritzsystem auf ein Minimum zu reduzieren. Dabei sind die Verhältnisse an der Einspritzpumpe besonders problematisch, da zwischen Pumpenraum und der Einspritzleitung ein oder zwei Druckventile benötigt werden, um einen exakten Einspritzverlauf zu erreichen.

Eine Kraftstoffeinspritzpumpe der eingangs bezeichneten Bauart ist aus der DE-PS 9 71 796 bekannt. Bei der dort offenbarten Konstruktion ist der Kolbenführungskörper als oben offener Zylinder mit dem Innendurchmesser des Pumpenkolbens ausgeführt, wobei die Dichtfläche des Druckventils demenstrechend größer sein muß als der Durchmesser des Pumpenkolbens. Das Ventilgehäuse des Druckventils ist mittels einer koaxial zum Pumpenkolben angeordneten Verschraubung im Pumpengehäuse gegen die Stirnfläche des Kolbenführungskörpers gespannt. Diese Konstruktion birgt die Gefahr, daß bei sehr hohen Betriebsdrücken im oberen Bereich des Kolbenführungskörpers Verformungen auftreten und aufgrund der realtiv großen Dichtflächen sich Undichtheiten ergeben.

Aus dem DE-GM 18 92 860 (Fig. 1) ist eine Kraftstoffeinspritzpumpe bekannt, bei der der Kolbenführungskörper eine den Pumpenraum in Förderrichtung abgrenzende Wand aufweist. Die Stirnseite dieser Wand ist Dichtfläche zwischen dem Kolbenführungskörper und einem aufgeschraubten, eine Druckfeder für einen Schließkörper aufnehmenden Druckstutzen. Zwar wird bei dieser Konstruktion erreicht, daß nur eine Hochdruckdichtfläche, nämlich die Stirnfläche des Kolbenführungskörpers vorgesehen ist, so daß diese Konstruktion insoweit für hohe Betriebsdrücke besser geeignet ist als die nach der vorgenannten Druckschrift. Das Druckventil ist aber in der den Kolbenführungskörper abgrenzenden Wand angeordnet, so daß diese Wand mit einer relativ großen, im Durchmesser dem Kolbendurchmesser der Pumpe ähnlichen Bohrung versehen sein muß. Dadurch ist die Stabilität der Abschlußwand des Kolbenführungskörpers begrenzt. Ein weiterer Nachteil der Konstruktion nach dem genannten DE-GM besteht darin, daß eine Nacharbeit des Ventilsitzes des Druckventils aufwendig ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzpumpe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der Betriebsdrücke über 2000 bar im Dauerbetrieb gefahren werden können und die dennoch mit geringerem baulichen Aufwand auskommt.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kolbenführungskörper an seinem einspritzseitigen Ende mit einer die Kolbenführungsbohrung und damit den Pumpenraum in Förderrichtung sacklochartig begrenzenden stabilen Wand abschließt, die von einer nur der Kraftstoffdurchleitung zum Druckventil dienenden Durchgangsbohrung durchsetzt ist, deren Durchmesser wesentlich kleiner ist als der Durchmesser der Kolbenführungsbohrung.

Diese erfindungsgemäße Ausbildung einer Kraftstoffeinspritzpumpe löst die gestellte Aufgabe in hervorragender Weise, indem der Kopf des Kolbenführungskörpers extrem stabil ausgebildet ist, wobei gleichzeitig nur mehr als eine einzige Hochdruckdichtfläche, nämlich die Spannfläche zwischen Ventilgehäuse und Kolbenführungskörper vorgesehen ist. Die Stabilität des Kolbenführungskopfes ergibt sich insbesondere auch dadurch, daß in der Abschlußwand lediglich eine oder gegebenenfalls noch eine weitere Durchgangsbohrung vom Pumpenraum zum Ventilgehäuse angeordnet sind, die im Durchmesser relativ kleingehalten sein können. Auf diese Weise bietet die erfindungsgemäße Konstruktion nicht nur Dichtheit bei höchsten Betriebsdrücken aufgrund der extrem hohen Stabilität, sondern sie hat darüber hinaus den Vorteil baulicher Einfachheit und Reparaturfreundlichkeit, indem die Ventilsitzfläche des Druckventils in einfacher Weise nacharbeitbar ist.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung lassen sich den Unteransprüchen entnehmen, wobei zu den Ansprüchen 4 und 5 auf die DE-PS 9 71 796 bzw. das DE-GM 76 35 687 hingewiesen wird.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist u. a. dadurch gekennzeichnet, daß auf den Kolbenführungskörper eine Büchse aufgeschrumpft ist, mit solchen Abmessungen, daß die durch hohen Innendruck im Pumpenraum erzeugten Spannungen kompensiert bzw. ausgeglichen werden können, wie dies aus der FR-PS 10 05 103 bekannt ist.

Ferner wird der Dichsitz zwischen der Stirnfläche des Kolbenführungskörpers und dem Ventilgehäuse gegenüber der bekannten Ausführung dadurch verbessert, daß das Ventilgehäuse über mehrere Gewindeschrauben unmittelbar am Kolbenführungskörper festgeschraubt wird. Man erzielt damit eine höhere Flächenpressung als bei der bekannten Ausführung.

Die Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen derselben werden nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Teilschnitt durch eine Einspritzpumpe.

In einem Pumpengehäuse 1 sitzt ein Kolbenführungskörper 2, auf den zur Erhöhung der Stabilität eine Büchse 3 aufgeschrumpft ist. Innerhalb einer Führungsbohrung 2′ im Kolbenführungskörper ist ein Pumpenkolben 4 verschiebbar gelagert. Der Pumpenraum 5 ist in Förderrichtung durch eine Wand 6 abgeschlossen, die in einen Flansch 7 übergeht, auf dem ein Spannring 8 aufliegt.

Über diesen Spannring 8 und Schrauben 9 wird der Kolbenführungskörper 2 mit seiner Büchse 3 am Gehäuse 1 festgespannt.

Die den Pumpenraum in Förderrichtung abschließende Wand 6 wird von zwei als Durchgangsbohrungen ausgebildeten Bohrungen 10 und 11 durchsetzt, die in die freie Stirnfläche 12 münden. Die Bohrung 10 dient zur Weiterleitung des von dem Kolben 4 bei seinem Aufwärtshub geförderten Kraftstoffes, während die Bohrung als Rückströmbohrung dient. Die beiden Bohrungen 10 und 11 sind exzentrisch zur Kolbenführungsachse angeordnet und haben beide einen Durchmesser, der wesentlich kleiner ist als die Führungsbohrung 2′ des Kolbenführungskörpers 2. Damit ist ein stabiler Abschluß des Pumpenraumes 5 auch bei Drücken oberhalb von 2000 bar gewährleistet.

Die dem Pumpenraum gegenüberliegende kopfseitige Stirnfläche 12 der Wand 6 bzw. des Kolbenführungskörpers 2 ist als plane, feinstbearbeitete Dichtfläche ausgebildet. Ein Ventilgehäuse 13 ist unmittelbar auf diese Stirnfläche 12 aufgesetzt und mittels mehrerer Gewindeschrauben 14 mit dem Kolbenführungskörper 2 verspannt. Damit ist eine ausreichende Abdichtung zwischen dem Kolbenführungskörper und dem Ventilgehäuse gewährleistet.

In dem Ventilgehäuse 13 befinden sich zwei Ventile, ein Druckventil 15 und ein Entlastungsventil 16. Der Schließkörper 17 des Ventils 15 ist im wesentlichen als Zylinder mit einer eine Druckfeder 18 aufnehmenden Sacklochbohrung 19 ausgebildet und in einem Abschnitt eines Abflußkanales 20 geführt, der einen vergrößerten Durchmesser aufweist. Die Stirnfläche 21 dieses zylindrischen Schließkörpers 17 ist als plane Dichtfläche ausgebildet, die im Ruhezustand unmittelbar auf der planen Stirnfläche 12 des Kolbenführungskörpers 2, die somit in dem Bereich 12′ als dichtende Flachsitzfläche dient, aufsitzt. Bei einer Bearbeitung dieser Stirnfläche 12 wird also zugleich auch die Flachsitzfläche 12′ bearbeitet.

Die Sacklochbohrung 19 im Schließkörper 17 ist über eine schräge in die Mantelfläche mündende Zulaufbohrung 22 mit einem den Schließkörper 17 umgebenden Ringkanal 23 verbunden, über den bei geöffnetem Ventil der Kraftstoff in den Abflußkanal 20 weiterströmen kann. Der Schließkörper 17 bewegt sich beim Öffnen des Ventils 15 in gleicher Richtung wie der fördernde Kolben 4, wobei der Ventilhub durch Anschlagen des Schließkörpers 17 an einer Kante 24 begrenzt wird. Der geförderte Kraftstoff wird in eine Ventilgehäusebohrung 25 und weiter in eine nicht näher dargestellte Einspritzleitung gedrückt.

Aus der Ventilgehäusebohrung 25 führt ein Zuflußkanal 26 zu dem als Entlastungsventil dienenden Ventil 16. Dieser Zuflußkanal 26 im Ventilgehäuse 13 schließt sich an die Bohrung 11 in der Wand 6 des Kolbenführungskörpers 2 an. Dieses zweite Ventil 16 öffnet entgegen der Förderrichtung des Kraftstoffes und ermöglicht somit ein Rückströmen des Kraftstoffes in den Pumpenraum. Das Ventil 16 hat als Schließkörper eine Kugel 27 oder einen Konus, die mit einer entsprechend ausgestalteten Sitzfläche 28 dichtend zusammenarbeiten. Von der Seite des Kolbenführungskörpers her ist in den Zuführkanal 26 eine mit einer Sacklochbohrung zur Aufnahme einer auf den Schließkörper wirkenden Druckfeder 31 versehene Anschlagbüchse 29 eingesetzt, auf deren durchbohrtem Boden 30 sich die Druckfeder 31 abstützt. Durch diese Druckfeder 31 wird die Anschlagbüchse 29 auf die Stirnfläche 12 des Kolbenführungskörpers 2 gedrückt. Der gegenüberliegende, durch die Sacklochbohrung gebildete freie Rand 32 begrenzt die Hubbewegung des Ventilschließkörpers.

Wie die Zeichnung deutlich zeigt, münden der Zuflußkanal 26 und der Abflußkanal 20 im Abstand A in die Ventilgehäusebohrung 25. Die Dicke A des zwischen den beiden Kanälen 20 bzw. 26 befindlichen Wandabschnittes darf nicht wesentlich unterschritten werden, weil sonst bei den hohen Drücken unzulässige Spannungsspitzen im Material entstehen könnten. Auch diese vorteilhafte Ausgestaltung dient also dem Zweck, eine Kraftstoffeinspritzpumpe zu schaffen, die hohe wechselnde Drücke gefahrlos auch im Dauerbetrieb aushält.

Nur der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß der Kolbenführungskörper 2 zwei Steuerbohrungen 40 und 41 aufweist, über die der Kraftstoff in den Pumpenraum 5 fließen kann. Der Druckkolben 4 hat zwei gegenüberliegende Steuerkanten 42 und 43, die mit diesen Steuerbohrungen 40 und 41 zusammenarbeiten.

Claims (6)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe, insbesondere für eine Dieselbrennkraftmaschine, mit einem in einem Pumpengehäuse angeordneten, in einer Führungsbohrung einen Pumpenkolben aufnehmenden Kolbenführungskörper und mit einem ein Druckventil aufweisenden Ventilgehäuse, das unmittelbar auf die plane Stirnfläche des Kolbenführungskörpers aufgesetzt und gegen diese verspannt ist, wobei der Schließkörper des Druckventils im Ventilgehäuse geführt ist und pumpenkolbenseitig eine plane Dichtfläche aufweist, die im Ruhezustand unmittelbar auf der Stirnfläche des Kolbenführungskörpers dichtend aufsitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenführungskörper (2) an seinem einspritzseitigen Ende mit einer die Kolbenführungsbohrung und damit den Pumpenraum in Förderrichtung sacklochartig begrenzenden stabilen Wand (6) abschließt, die von einer nur der Kraftstoffdurchleitung zum Druckventil (15) dienenden Durchgangsbohrung (10) durchsetzt ist, deren Durchmesser wesentlich kleiner ist als der Durchmesser der Kolbenführungsbohrung (2).

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Kolbenführungskörper (2) eine Büchse (3) aufgeschrumpft ist, mit solchen Abmessungen, daß die durch einen hohen Einspritzinnendruck im Pumpenraum (5) erzeugten Spannungen ausgeglichen werden.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (13) mittels mehrerer Gewindeschrauben (14) unmittelbar mit dem Kolbenführungskörper (2) verspannt ist.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen zylindrisch ausgebildete Schließkörper (17) des Druckventils (15) mit einer zum Kolbenführungskörper hin geschlossenen, eine Druckfeder (18) aufnehmenden Sacklochbohrung (19) versehen und in einem mit vergrößertem Durchmesser versehenen Abschnitt eines Abflußkanals (20) geführt ist, und daß die Sacklochbohrung (19) über mindestens eine schräg in der Mantelfläche des Schließkörpers (17) mündende Zulaufbohrung (22) sowie einen den Schließkörper (17) umgebenden Ringkanal (23) beim Abheben des Schließkörpers (17) von seiner Sitzfläche (12′) an der Abschlußwand (6) mit der Durchgangsbohrung (10) in dieser verbindbar ist.

5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußwand (6) des Kolbenführungskörpers (2) von einer zweiten der Kraftstoffdurchleitung dienenden Durchgangsbohrung (11) durchsetzt ist, deren Durchmesser ebenfalls wesentlich kleiner ist als der Durchmesser der Kolbenführungsbohrung (2′) und an die sich ein mit dem Abflußkanal (2) des Druckventils (15) in Verbindung stehender Zuflußkanal (26) im Ventilgehäuse (13) anschließt, in dem ein entgegen der Förderrichtung des Pumpenkolbens (4) öffnendes Entlastungsventil (16) angeordnet ist, und daß in den Zuflußkanal (26) von der Kolbenführungskörperseite her eine Anschlagbüchse (29) eingesetzt ist, deren durch eine eine Druckfeder (31) für den Schließkörper des Entlastungsventils aufnehmende Sacklochbohrung gebildeter freier Rand (32) die Hubbewegung des Schließkörpers (27) begrenzt und deren kolbenführungskörperseitig angeordneter durchbohrter Boden (30) durch die Druckfeder (31) gegen die Stirnfläche (12) des Kolbenführungskörpers (2) gedrückt wird.

6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abflußkanal (20) und der Zuflußkanal (26) in dem Ventilgehäuse (13) in einem engen, von Festigkeitsgründen bestimmten Abstand (A) voneinander in eine mit einer Einspritzleitung in Verbindung stehende Ventilgehäusebohrung (25) münden.