DE3216618C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Nockentrieb für Einspritzpumpen einer umsteuerbaren Brennkraftmaschine mit einer axial verschiebbaren Steuerwelle mit mindestens einem aus einem Vorwärts- und einem Rückwärtssteuernocken sowie einer dazwischen angeordneten Schrägrampe bestehenden Nockenpaar, das über eine Rolle eines Stößels auf den Stempel einer Einspritzpumpe einwirkt.

Nockentriebe mit Vorwärts- und Rückwärtssteuernocken zur Betätigung beliebiger Steuerogane sind bekannt. Beim Einsatz derartiger Nockentriebe zur Steuerung von Einspritzpumpen lassen sich bei dem durch die üblichen Zylinderabstände gegebenen Bauraum und einer maximalen Hertz'schen Pressung von 2000 N/mm² zwischen Nocken und Rolle Einspritzdrücke von etwa 1000 bar erreichen.

Um auch bei sehr schlechten Schwerölen gute Verbrennungsergebnisse zu erhalten, ist es notwendig, die Einspritzdrücke auf größere Werte, beispielsweise auf 1300 bar, zu erhöhen. Für den Fall, daß die bei einem Einspritzdruck von 1300 bar gegebene maximale Nockenbelastung gleich groß sein soll wie bei einem Einspritzdruck von 1000 bar, ist die Breite der Rollen und der Nocken zu vergrößern. Diese Maßnahme führt zwangsweise zu einer Verlängerung des Nockenpaares in Achsrichtung der Steuerwelle und damit zu einer Verlängerung des Umsteuerweges der Steuerwelle, was in dem an der Brennkraftmaschine gegebenen Raum ohne besondere Maßnahmen in der Regel nicht möglich ist. Diesem Problem wurde bislang dadurch begegnet, daß die Vorwärts- und Rückwärtssteuernocken mit ihren Schrägrampen ineinander verschachtelt wurden. Dies erfordert jedoch relativ kompliziert ausgestaltete Vorwärts- und Rückwärtssteuernocken und macht es meist unmöglich, daß diese Steuernocken getrennt voneinander an einer Steuerwelle in bezug auf ihre Lage an letzterer und gegeneinander eingestellt werden können.

Aus der DE-OS 18 12 586 ist auch schon ein Nockentrieb zur Steuerung eines ein Einlaß- und ein Auslaßventil umfassenden Ventilpaares bekannt, bei dem zur Verkürzung der Baulänge ein Rückwärtssteuernocken weggelassen ist. Bei diesem Nockentrieb arbeiten im Vorwärtslauf der Brennkraftmaschine je ein Vorwärtssteuernocken auf das Einlaß- und das Auslaßventil. Im Rückwärtslauf wird dagegen das eine Ventil von einem zusätzlichen Rückwärtsnocken und das andere Ventil von dem einen der beiden Vorwärtssteuernocken betätigt. Für Nockentriebe von Einspritzpumpen ist diese Lösung jedoch nicht brauchbar, da hier kein Ventilpaar, sondern nur ein Stößel für den Stempel der Einspritzpumpe vorhanden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen aus Vorwärts- und Rückwärtssteuernocken bestehenden Nockentrieb für Einspritzpumpen zu schaffen, der bei kurzer Baulänge seiner Nockenpaare und einer vorgegebenen Hertz'schen Pressung einen Einspritzdruck in einer Höhe liefert, die zu einer Überschreitung dieser Hertz'schen Pressung führen würde.

Diese Aufgabe wird durch Anwendung der im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Nachstehend sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung, die in Fig. 1 und 2 jeweils eine schematische Darstellung eines Nockenpaares in einer Seitenansicht wiedergibt, beschrieben.

In der Zeichnung ist mit 1 eine Nockenwelle bezeichnet, die von der Kurbelwelle einer nicht dargestellten, umsteuerbaren, insbesondere schwerölbetriebenen Brennkraftmaschine aus angetrieben und durch eine ebenfalls nicht dargestellte Umsteuervorrichtung in axialer Richtung zwecks Umsteuerung der Maschinendrehrichtung verschiebbar ist.

An dieser Nockenwelle 1 sind paarweise jeweils zwei nebeneinander liegende Steuernocken, nämlich ein Vorwärtssteuernocken 2 und ein Rückwärtssteuernocken 3 angeordnet, die zur Steuerung jeweils einer, einem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordneten, ebenfalls nicht dargestellten Einspritzpumpe dienen. Der Pumpenstempel jeder Einspritzpumpe wird von einem Stößel getragen, der durch eine Druckfeder in Richtung zum Steuernocken belastet ist und über eine an ihm drehbar gelagerte Rolle 4 je nach Maschinendrehrichtung entweder mit dem Steuerprofil 5 am Vorwärtssteuernocken 2 oder dem Steuerprofil 6 am Rückwärtssteuernocken 3 in Druckkontakt steht. Unter Steuerprofil ist dabei die Außenform der Steuernocken 2, 3 zu verstehen, die die Bewegung des Stößels in Hubrichtung des Pumpenstempels bzw. in Gegenrichtung und damit sowohl die Geschwindigkeit des Pumpenstempels als auch seinen maximalen Weg bestimmt, die ihrerseits bei einer gegebenen Einspritzpumpe für die Höhe des Einspritzdrucks maßgeblich sind.

Die Umsteuerung der Maschinendrehrichtung von vorwärts auf rückwärts erfolgt durch axiale Verschiebung der die Steuernocken 2, 3 tragenden Steuerwelle 1, wobei die Rollen 4 an den die Pumpenstempel tragenden Stößeln auf Schrägrampen 7, 8 jeweils von dem zugehörigen Vorwärtssteuernocken 2 zum benachbarten Rückwärtssteuernocken 3 oder in Gegenrichtung laufen. In der Zeichnung sind mit L _V die tragende axiale Länge des Steuerprofiles 5 eines Vorwärtssteuernockens 2 und mit L _Z die tragende axiale Länge des Steuerprofils 6 eines Rückwärtssteuernockens 3 in dem dem Förderende der Einspritzpumpe zugeordneten Bereich bezeichnet, in dem diese Längen ihren kleinsten Wert haben. Ferner sind mit X der Umsteuerweg der Steuerwelle 1 in axialer Richtung, mit P _V die höchste Druckbelastung eines Vorwärtssteuernockens 2 und mit P _Z die höchste Druckbelastung enes Rückwärtssteuernockens 3 bezeichnet, welche Druckkräfte P _V , P _Z jeweils mit einem Pfeil in ihrer Wirkrichtung drgestellt sind.

Die Rückwärtssteuernocken 3 weisen ein solches Steuerprofil 6 auf, daß die mittlere Geschwindigkeit der Pumpenstempel und damit der Einspritzdruck bei Rückwärtsbetrieb der Maschine niedriger ist als bei deren Vorwärtsbetrieb. Beispielsweise ist das Steuerprofil 6 des Rückwärtssteuernockens 3 so ausgebildet, daß die mittlere Geschwindigkeit des Pumpenstempels beim Rückwärtsbetrieb der Maschine um etwa 50% oder mehr niedriger ist als beim Vorwärtsbetrieb. Bei gleicher maximaler Hertz'scher Pressung kann damit in vorteilhafter Weise die tragende axiale Länge zwischen der Rolle 4 und dem Rückwärtssteuernocken 3 gegenüber der üblchen Auslegung, bei der die Geschwindigkeit der Pumpenstempel in beiden Drehrichtungen gleich ist, um 30 bis 40 Prozent verkleinert werden.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind die Steuerprofile 5, 6 mit unterschiedlicher axialer Länge ausgeführt, während die maximale Höhe über der Steuerwelle 1 gleich ist. Die Pumpenstempel werden daher sowohl im Vorwärts- als auch im Rückwärtsbetrieb um gleiche Wege bewegt. Dagegen ist die Außenform des Steuerprofils 6 so ausgebildet, daß der Pumpenstempel beim Rückwärtsbetrieb mit einer geringeren Geschwindigkeit bewegt wird als über das Steuerprofil 5 des Vorwärtssteuernockens 2 beim Vorwärtsbetrieb.

Hierdurch läßt sich erreichen, daß trotz unterschiedlicher axialer Länge der Steuerprofile 5, 6 im Vorwärts- und im Rückwärtsbetrieb jeweils nur die gleiche maximale Hertz'sche Pressung auftritt.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind die Steuerprofile 5, 6 nicht nur ungleich breit ausgeführt, sondern der Rückwärtssteuernocken 3 ist auch niedriger als der Vorwärtssteuernocken 2 ausgebildet. Der Pumpenstempel legt daher beim Rückwärtsbetrieb nur einen kürzeren Weg zurück. Im Verein mit einer entsprechenden Gestaltung der Außenkontur des mit einer entsprechenden Gestaltung der Außenkontur des Steuerprofils 6, die wiederum zu einer geringeren Geschwindigkeit des Pumpenstempels führt, kann hierdurch erreicht werden, daß am Rückwärtssteuernocken 3 eine kleinere Hertz'sche Pressung als am Vorwärtssteuernocken 2 auftritt. Außerdem ist eine weitere Reduzierung des Umsteuerweges der Steuerwelle 1 möglich, da dann, wenn die Schrägrampe 8 mit gleicher Neigung wie die Schrägrampe 7 ausgeführt wird, sich deren axiale Länge verkürzt.

Die am Förderende der Einspritzpumpe tragende minimale axiale Länge L _V des Steuerprofils 5 eines Vorwärtsnockens 3 verhält sich vorteilhaft zur entsprechenden minimalen tragenden Länge L _Z des Steuerprofils 6 eines Rückwärtsnockens wie in nachstehender Gleichung angegeben:

• L _V /L _Z = P _V /[P _Z (1,05 bis 1,10)].

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist darin begründet, daß die Nocken nicht komplizierter als bisher ausgestaltet sind und in vorteilhafter Weise so ausgebildet sein können, daß jeder Nocke 2, 3 für sich an der Steuerwelle 1 verdrehbar und in optimaler Lage festlegbar ist.

Claims (3)

1. Nockentrieb für Einspritzpumpen einer umsteuerbaren Brennkraftmaschine mit einer axial verschiebbaren Steuerwelle mit mindestens einem aus einem Vorwärts- und einem Rückwärtssteuernocken sowie einer dazwischen angeordneten Schrägrampe bestehenden Nockenpaar, das über eine Rolle eines Stößels auf den Stempel einer Einspritzpumpe einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die tragende axiale Länge des Vorwärtssteuernockens (2) unter Berücksichtigung der maximal zulässigen Hertz'schen Pressung bei einem hohen Einspritzdruck größer als die tragende axiale Länge des Rückwärtssteuernockens (3) unter Berücksichtigung höchstens der gleichen maximal zulässigen Hertz'schen Pressung bei einem niedrigen Einspritzdruck ist.

2. Nockentrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tragende axiale Länge L _V des Vorwärtssteuernockens (2) sich zur tragenden axialen Länge L _Z des Rückwärtssteuernockens (3) wie folgt erhält:

• L _V /L _Z = P _V /[P _Z (1,05 bis 1,10)],

wobei P _V die höchste Druckbelastung eines Vorwärtssteuernockens (2) und P _Z die höchste Druckbelastung eines Rückwärtssteuernockens (3) bedeutet.