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Kraftstoffeinspritzpumpe
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe
für Brennkraftmaschinen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
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Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art (DE-OS 32
43 384) sind die Andruckglieder als Schraubendruckfedern ausgebildet, von denen
jeweils eine im hohlen Innenraum einer Stößeltasse angeordnet ist und sich zwischen
dem Tassenboden und einer Wandung des Pumpengehäuses abstützt. Pro Stößeltasse,
also pro Pumpenkolben in der Kraftstoffeir.spritzpumpe,ist somit eine Schraubendruckfeder
erforderlich.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe
mit den kennzeichnenden Merkinalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil,
daß die einzelnen Schraubencruckfedern entfallen und durch eine zentrale hydraulische
Anpreß- oder Rückstellkraft ersetzt werden. Dies bedeutet eine wesentliche konstruktive
Vereiaachung, die insbesondere der Verringerung des Montageaufwandes für die Kraftstoffeinspritzpumpe
dient. An allen Stößeltassen herrscht die gleiche Rückstellkraft. Aufgrund der Federtoleranzen
in den Schraubendruckfedern bedingte Kraftunterschiede werden vermieden.
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Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich
dabei aus Anspruch 2. Durch diese Maßnahme wird die unter Druck stehende Flüssigkeit
nahezu verlustlos zwischen dem Hydraulikspeicher und dem Innenraum der Stößeltassen
hin- und hergeschoben. Eine Nachfüllung des Hydraulikspeichers ist nur zum Ausgleich
von Leckverlusten erforderlich. Die einzige, am Speicherkolben des Hydraulikspeichers
angreifende Rückstellfeder kann bei Beaarf größer dimensioniert werden, ohne daß
dies zu einer direkten Beeinflussung des Bewegungsverhaltens der Stößeltassen an
der Nockenbahn führt.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus
Anspruch 3, insbesondere in Verbindung mit Anspruch 4. Bei dieser Ausführungsform
ist der
Hydraulikspeicher in Kompaktbauweise in das Pumpengehäuse
einbezogen. Die als Bohrungen ausgebildeten Zuleitungen von dem Hydraulikspeicher
zu den einzelnen Stößeltassen sind kurz und verlustfrei und können identisch und
nahezu toleranzfrei ausgebildet werden.
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Eine vorteilhafte usführ-ingsform der Erfindung ergibt sich auch aus
Anspruch 5. Durch diese Maßnahme kann der Kraftstoff selbst als Hydraulikmittel
verwendet werden. Die Kraftstofförderpumpe braucht nach einmaliger Auffüllung des
Hydraulikspeichers nur soviel Kraftstoff nachzuliefern, um eventuelle Leckverluste
auszugleichen. Eine Beeinträchtigung der Leistung der Kraftstofförderpumpe ist daher
nicht zu befürchten. Durch die im Druckregelventil erfolgte Druckreduzierung von
z.B. 10 bar am Ausgang der Kraftstofförderpumpe auf z.B. 4 bar im Hydraulikspeicher
wird die mit wesentlich höherem Druck, von z.B. 10 bar, erfolgende Kraftstoffzumessung
in den Pumpenarbeitsräumen nicht behindert.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus
Anspruch i. Durch diese Maßnahmen können nach längerem Stillstand des Motors und
dabei durch Undichtigkeit bedingte teilweise Entleerung des Hydraulikspeichers dieser
und die Innenräume der Stößeltassen beim Anlassen und während der ers-ten Umdrehungen
der Kraftstoffeinspritzpumpe direkt aus dem Kraftstof-fvorratsbehälter versorgt
werden.
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Zeichnung Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Be-
schreibung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt einer Kraftstoffeinspritzpumpe für eine mehrzylindrige
Brennkraftmaschine, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung
mit darin ein gebundener Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß Fig. 1.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels Die in Fig. 1 im Längsschnitt
zu sehende Kraftstoffeinspritzpumpe zur Versorgung einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine
weist ein Pumpengehäuse 10 auf, in dem ein Verteiler 11 in einer Bohrung 12 verschiebbar
und drehbar gelagert ist. Der Verteiler 11 ist drehfest mit einer nicht dargestellten
Antriebswelle vebuden und kann durch eine von einer Magnetwicklung 13 erzeugte Stellkraft
in Längsrichtung in der Bohrung 12 verschoben und in jeder Verschiebeposition gehalten
werden. Der Verteiler 11 weist eine Ringnut 14 auf, in deren Bereich von der Bohrung
12 im Pumpengehäuse 10 Radialbohrungen 15 abgehen, in denen Pumpenkolben 16 axial
ver schieblich und dichtend gelagert-sind. Die Ringnut 14 bleibt unabhängig von
der Verschiebelage des Verteilers 11 in ständiger, ungedrosselter Verbindung mit
den Radialbohrungen 15 und bildet mit dem von den Pumpenkolben 14 zum Verteiler
hin eingeschlossenen Räumen jeweils einen Pumpenarbeitsraum 17, der über einen hier
nicht gezeigten Kanal mit einer Verteileröffnung 34 am Verteiler 11 verbunden ist.
Die Radialbohrungen 15 sind über den Umfang des Pumpengehäuses 10 gleichmäßig verteilt
angeordnet.
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Koaxial zu den Radialbohrungen 15 bzw. den rumpenkolben 16 sind in
dem zylindrischen Pumpengehcuse 10 von dessen äußerer Mantel fläche 19 ausgehende
Sackbohrungen 18 vorgesehen, in denen jeweils eine Stößeltasse 20 verschieblich
geführt ist. Der äußere Boden jeder Stößeltasse 20 ist als Lagerstelle für ein Wälz-oder
Rollenelement 21 ausgebildet, im folgenden als Führungsrolle 21 bezeichnet, Die
Führungsrollen 21 wirken mit einer Nockenbahn 22 zusammen, die sich auf einem koaxialen,
das zylindrische Pumpengehäuse 10 umgebenden Nockenring 23 befindet. Der Nockenricg
23 wird synchron mit dem Verteiler 11 angetrieben.
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Die Stößeltassen 20 mit ihren Führungsrollen 21 werden mittels einer
auf den inneren Boden der Stößeltassen 20 wirkenden hydraulischen Andruckkraft in
Eingriff mit der Nockenbahn 22 gehalten, so daß bei der Rotation des Nockenrings
23 die Stößeltassen 20 eine hin- und hergehende Verschiebebewegung in den Sackbohrungen
18 ausführen. Die hydraulische Andruckkraft wird von einem gespannten Hydraulikspeicher
24 geliefert, der über Zuleitungen 25 mit den efrzelnen Stößeltassen-Innenräumen
26 in Verbindung steht Der Hydraulikspeicher 24 weist einen im Pumpengehäuse 10
koaxial zum Verteiler 11 angeordneten Speicherraum 27 auf, der an der von den Stößeltassen
20 abgekehrten Stirnseite von einem Speicherkolben 28 begrenzt ist. Der Speicherkolben
ist im Pumpengehäuse 10 axial verschieblich geführt und stützt sich über eine Rückstellfeder
29 an einem am Pumpengehäuse 10 befestigten Haltering 30 ab. Die Zuleitungen 25
zu den Innenräumen 26 der Stößeltassen 20 sind jeweils als Bohrungen 31 mit großem
Bohrungsquerschnitt ausgebildst. Zur Verhinderung von Verdrehungen der Stößeltassen
20 bei ihrer Hin- und Herbewegung sind im Pumpengehäuse 10 winkelartige Führungsglieder
32 vorgesehen,
die mit eine Schenkelende in Führungsschlitze 33
in den Stößeltassen 20 eingreifen.
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Der Verteiler 11 trägt auf seiner Mantelfläche eine unter einem Winkel
zur Achse des Verteilers 11 schräg verlaufende Verteilernut 34, die mit der Ringnut
14 in ständiger verbindung steht. Die Verteilernut 34 arbeitet mit Mündungen 35
von mehreren, entsprechend der Zahl der zu versorgenden Zylinder der Brennkraftmaschine
vorgesehenen Kraftstoffeinspritzleitungen 36 zusammen, die am Umfang der Bohrung
12 in einer Querschnittebene verteilt angeordnet sind und zu entsprechenden Kraftstoffeinspritzstellen
an der Brennkraftmaschine führen. Eine dieser Kraftstoffeinspritzleitungen 36 ist
in Fig. 1 dargestellt. Die Kraftstoffeinspritzleitungen 36 werden dabei pro Umdrehung
des Verteilers 11 nacheinander während entsprechender Arbeitshübe der Pumpenkolben
16 mit den Pumpenarbeitsräumen 17 verbunden. Die Ringnut 14 steht außerdem mit Füllnuten
37 in ständiger Verbindung, die ebenfalls auf der Mantelfläche des Verteilers 11
angeordnet sind und sich in Axialrichtung erstrecken. Diese Füllnuten. 37 arbeiten
mit einer eine Kraftstoffzulaufleitung 39 begrenzendenöffnung 38 zusammen, über
die der pro Pumpenkolbenhub zu fördernde Kraftstoff beim jeweiligen Saughub der
Pumpenkolben 16 aus eine unter Druck stehenden Kraftstoffvorrat den Pumpenarbeitsräumen
17 zugeführt wird. Die Arbeitsweise der Kraftstoffeinspritzpunpe bei der Kraftstoffeinspritzmengenzumessung
ist in der DE-OS 32 43 348 ausführlich beschrieben, so daß insoweit hierauf verwiesen
wird.
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In Fig. 2 ist schematisch die Eir.bindurg der Kraftstoffeinspritzpumpe
In eine komplette Kraftstoffein-
spritzeinrichtung dargestellt.
Von der Kraftstoffeinspritzeinspritzpumpe ist schematisch der Verteiler 11 und ein
Pumpenarbeitsraum 17 mit Pumpenkolben 16 und der dazugehörigen Stößeltasse 20 und
der Hydraulikspeicher 24 dargestellt. Gleiche Bauteile von Fig. 1 und 2 sind mit
gleichen Bezugszeichen versehen. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtug eist zusätzlich
zu der Kraftstoffeinspritzpumpe einen Kraftstoffvorratsbehälter '.0 und eine Kraftstofförderpumpe
41 auf. Die Kraftstoffförderpumpe 41 ist eingangsseitig mit dem Kraftstoffvorratsbehälter
40 und ausgangsseitig über ein in Abhängigkeit von Betriebsparametern gesteuertes,
die Kraftstoffmenge zumessendes Magnetventil 42 mit dem Verteiler 11, und zwar über
die Kraftstoffzulaufleitung 39 verbunden. An dem Ausgang der Kraftstofförderpumpe
41 ist weiterhin der Hydraulikspeicher 24 angeschlossen, und zwar über ein Drucksteuerventil
43, das den am Ausgang der Kraftstofförderpumpe 41 anstehenden Druck auf 10 bar
begrenzt. Die Verbindung von Drucksteuerventil 43 und Hydraulikspeicher 24 erfolgt
über einen der Innenräume 26 der Stößeltassen 20, der über eine Verbindungsbohrung
44 im Pumpengehäuse 10 (Fig. 1) und eine Anschlußleitung 45 mit dem Ausgang des
Druckregelventils 43 verbunden ist. Die Anschlußleitung 45, und damit der Hydraulikspeicher
24, ist zusätzlich über ein Druckbegrenzungsventil 46 und über ein Sperrventil 47
mit dem Kraftstoffvorratsbehälter 40 verbunden. Durch das Druckbegrenzungsventil
46 wird der Spanndruck des Hydraulikzylinders 24 und damit der Anpreßdruck der Stößeltassen
20 an der Nockenbahn 22 konstant auf 4 bar gehalten, während das Sperrventil 47,
dessen Sperrichtung zum Kraftstoffvorratsbehälter 40 hin wirksam ist, der Füllung
des Kraftstoffspeichers 24 und der Innenräume 26 der Stößeltassen 20 während der
Anlaßphase des
Motors in dem Fall dient, wenn nach längerem Stillstand
des Motors der Hydraulikspeicher infolge LecX-verluste ganz oder teilweise entleert
ist.
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in Fig. 1 ist im oberen Teil eine Stößeltasse 29 in ihrer unteren
Totpunktlage und im unteren Teil eine Stößeltasse 20 in ihrer oberen Totpunktlage
d2raestellt, um die Füll- und Entleerungsfunktion des nydraulikspeichers-24 zu zeigen.
Im tatsächlichen Betrieb werden die Pumpenkolben alle zugleich durch die Nocken
der Nockenbahn aus- bzw. einwärts bewegt. Bei der Bewegung der Stößeltasse 20 aus
ihrer oberen Totpunktlage in die untere Totpunktlage wird der Pumpenkolben 15 von
der Stößeltasse 20 zum Verteiler 11 hin mitgeführt und der im Pumpenarbeitsraum.
17 vorhandene Kraftstoff über die Verteilernut 34 zur Kraftstoffeinspritzstelle
gefördert.
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Da der Druck im Innenraum 26 der Stößeltassen 20 von 4 bar wesentlich
kleiner ist als der im Pumpenarbeitsraum 17 beim Füllen desselben über die Füllnuten
37 herrschende Druck von 10 bar, wird die Bewegung des Pumpenkolbens 16 in keiner
Weise behindert. Bei der Abwärtsbewegung der Stößeltasse 20, d.h. beim Pumpenarbeitshub
von der oberen indie untere Totpunktlage, wird der im Innenraum 26 der Stößeltasse
20 befindliche Kraftstoff in den Hydraulikspeicher 24 gedrückt, wobei der Speicherkolben
28 sich entgegen der Kraft der Rückstellfeder 29 in Fig. 1 nach links bewegt, wodurch
der Speicherraum 27 des Hydraulikspeichers 24 vergrößert wird. Kann sich die Stößeltasse
20 aufgrund der Susbildung der Nockenbahn 22 nach außen bewegen, so schiebt aer
Speicherkolben 28 unter der Wirkung seiner Rückstellfeder 29 den Kraftstoff wieder
in den Innenraum 26 der Stößeltasse 20 zurück, so daß stets auf den inneren Boden
der Stößeltasse 20 ein Druck von 4 bar wirkt, der
die Stößeltasse
20 über das Wälz- oder Rollelement 21 in stetiger fester Anlage an der Nockenbahn
22 hält.
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Bei einmaliger Auffüllung des Hydraulikspeichers 24 und der Innenräume
26 der Stößeltassen 20 muß die Kraftstofförderpumpe 41 über das Druckregelventil
43 nur so viel Kraftstoff in die Anschlußleitung 45 fördern, wie durch Leckverluste,
z.B. zwischen Sackbohrungen 18 und ,Stößeltassen 20, verlorengeht.
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