DE3439496A1

DE3439496A1 - Fuel injection pump for internal combustion engines

Info

Publication number: DE3439496A1
Application number: DE19843439496
Authority: DE
Inventors: Anton 7250 Leonberg Karle; Helmut 7016 Gerlingen Laufer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-10-27
Filing date: 1984-10-27
Publication date: 1986-05-07
Also published as: JPS61104160A; FR2572465A1

Abstract

A fuel injection pump for internal combustion engines is described, in which a pump piston (17) is driven by a cam drive (12, 13) in the pumping direction and by at least one return spring (30, 30', 30'') in the suction direction. In order to prevent a harmonic natural oscillation being superimposed on the travel oscillation of the return spring designed as a helical compression spring, thereby greatly increasing the shear stress in the spring, a helical compression spring is arranged in which the spacing between at least some adjacent coils is dimensioned so that these coils bear on one another when the pump piston (17) is at the top dead centre. In one embodiment of the helical compression spring (30'') the spacing (a) between the coils is constant but so small that in the compressed state of the spring the coils form a block even in the event of slight overshoots. In another embodiment the spacing (A1, A2, A3) of the helical compression spring (30') is symmetrically progressive starting from the ends of the spring. <IMAGE>

Description

17.10.198U Gl/Pi «17.10.198 U Gl / Pi «

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Kraft stoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen Stand der Technik Fuel injection pump for internal combustion engines state of the art

Bei einer durch die DE-OS 29 23 1+23 bekannt gewordenen Einspritzpumpe dieser Art besteht eine Federeinheit aus zwei hintereinander geschalteten Schraubenfedern und einem zwischen diesen angeordneten Reibglied. Das Reibglied soll die der Hubschwingung sich überlagernden Resonanzschwingungen unterdrücken oder in einen unkritischen Bereich verschieben, um Bruch der Federn durch überhöhte dynamische Spannungen zu unterbinden. Derartige Reibglieder unterliegen einer Abnutzung, so daß ihre Wirksamkeit laufend abnimmt und ihre Wirkdauer, verglichen mit der Lebensdauer der Einspritzpumpe stark vermindert ist. In üblichen gewundenen Schraubendruckfedern erzeugen die Resonanzschwingungen insbesondere in Verbindung mit neuerdings favorisierten hochdrehenden Dieselmotoren mit Direkteinspritzung eine starke dynamische Überhöhung der Schubspannung, so daß wegen laufender Überbeanspruchung die Dauerhaltbarkeit der Federn stark beeinträchtigt wird.In one made known by DE-OS 29 23 1 + 23 Injection pump of this type consists of a spring unit two helical springs connected in series and one between these arranged friction member. The friction element is intended to accommodate the resonance vibrations superimposed on the stroke vibration suppress it or move it to a non-critical area to avoid breakage of the springs due to excessive pressure to prevent dynamic tension. Such friction members are subject to wear, so that their effectiveness continuously decreases and its duration of action, compared to the life of the injection pump, is greatly reduced. In normal coiled helical compression springs generate the resonance vibrations especially in connection with the recently favored high-revving diesel engines with direct injection a strong dynamic increase in the shear stress, so that due to ongoing overstressing the durability of the springs is severely impaired.

T 19696 T 19696

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß sich durch Anlage wenigstens eines Teils der Windungen der Schraubendruckfeder aneinander eine Dämpfung durch die sich veränderte Eigenfrequenz der Feder einstellt, da sich keine konstante Eigenschwingung in der Feder aufbauen kann. Ferner berühren sich gegenüberliegende Bereiche benachbarter Windungen der Feder beim dynamischen Überschwingen an anderer Stelle des Federdrahtes als beim dynamischen Unterschwingen, d.h. die Maxima und Minima der Schubspannungen treten an verschiedenen Stellen des Federdrahtes auf, so daß die Gesamtspannung gering ist. Weiterhin wird das dynamische Überschwingen durch geringen Windungsabstand im oberen Totpunkt begrenzt.The fuel injection pump according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that at least a part of the system the turns of the helical compression spring to each other a damping by the changed natural frequency of the Spring adjusts because no constant natural oscillation can build up in the spring. Furthermore, opposite touch Areas of adjacent turns of the spring during dynamic overshoot elsewhere in the Spring wire than with dynamic undershoot, i.e. the maxima and minima of the shear stresses occur at different levels Set up the spring wire so that the total tension is low. Furthermore, the dynamic Overshoot is limited by the small distance between the windings in the top dead center.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraft stoffeinspritzpumpe möglich. Besonders vorteilhaft ist eine Schraubendruckfeder, bei der die Steigung der Windungen von beiden Enden der Feder ausgehend zur Mitte hin progressiv ist. Bei dieser Ausgestaltung legen sich benachbarte Windungen beim Zusammendrücken der Feder fortlaufend von den Federenden ausgehend aneinander an, so daß sich wegen fortwährender Änderung der Eigenfrequenz der Schraubendruckfeder keine harmonische Schwingung mit Spannungsbäuchen aufbauen kann.By the measures listed in the subclaims Advantageous developments of the fuel injection pump specified in the main claim are possible. Particularly A helical compression spring is advantageous in which the pitch of the turns starts from both ends of the spring is progressive towards the middle. In this configuration, adjacent turns lay when they are pressed together the spring continuously starting from the spring ends to each other, so that because of continuous change the natural frequency of the helical compression spring is none can build up harmonic oscillation with tension bulges.

Zeichnungdrawing

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden BeschreibungTwo embodiments of the invention are shown in the drawing and in the following description

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näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine vereinfachte Seitenansicht einer Kraft stoffeinspritzpumpe teilweise geschnitten, Figur 2 eine vergrößerte Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Rückholfeder der Kraftstoffeinsprit zpumpe nach Figur 1 in Seitenansicht und Figur eine vergrößerte Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Rückholfeder . explained in more detail. FIG. 1 shows a simplified side view a fuel injection pump partially cut, FIG. 2 shows an enlarged illustration of a first embodiment of a return spring for the fuel injector z pump according to Figure 1 in side view and Figure an enlarged view of a second embodiment of a return spring.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

In einem Gehäuse 10 der Kraft stoffeinspritzpumpe ist eine Antriebswelle 11 gelagert. Diese ist mit einer quer zur Achse angeordneten Hubscheibe J2 gekuppelt, die so viele Stirnnocken 13 trägt, wie die Brennkraftmaschine Zylinder hat, der die Kraft stoffeinspritzpumpe zugeordnet ist. Die Lauffläche der Hubscheibe 12 liegt auf Rollen 1U auf, die in einem feststehenden Rollenring 15 gehalten sind. Ein in einer Zylinderbüche 16 gleitender Pumpenkolben 17 hat an seinem antriebsseitigen Ende ei-' nen Bund 18, der mit der Hubscheibe 12 drehfest verbunden ist. Zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge gleitet ein den Pumpenkolben 17 umgreifender Steuerschieber 20 auf einem antriebsseitigen Abschnitt 19 des Pumpenkolbens 17, in dem zum Absteuern der Einspritzmenge eine Querbohrung 21 angeordnet ist, die mit einer zur Stirnseite des Pumpenkolbens 17 führenden Längsbohrung 22 verbunden ist. An dem Steuerschieber 20 greifen Verstellmittel 25 an, deren Stellung in bekannter'Weise von einem Drehzahlregler gesteuert wird.In a housing 10 of the fuel injection pump is a Drive shaft 11 supported. This is coupled to a lifting disc J2 arranged transversely to the axis many end cams 13 carries, like the internal combustion engine Has cylinder assigned to the fuel injection pump is. The running surface of the lifting disk 12 rests on rollers 1U which are held in a stationary roller ring 15. One that slides in a cylinder sleeve 16 Pump piston 17 has at its drive-side end a ' NEN collar 18, which is rotatably connected to the lifting disc 12. To control the amount of fuel injected slides a control slide encompassing the pump piston 17 20 on a drive-side section 19 of the pump piston 17, in which a transverse bore 21 is arranged in order to control the injection quantity, with one facing the end face of the pump piston 17 leading longitudinal bore 22 is connected. Adjusting means 25 act on the control slide 20, their position in a known manner from a speed controller is controlled.

An dem Bund 18 des Pumpenkolbens 17 liegt eine Gleitscheibe 26 an, gegen die ein von wenigstens einer Rückholfeder 30 belastetes Joch 27 drückt. Der Einfachheit halber ist nur eine Rückholfeder 30 dargestellt; vor-A sliding disk 26 rests against the collar 18 of the pump piston 17, against which one of at least one return spring rests 30 loaded yoke 27 presses. For the sake of simplicity, only one return spring 30 is shown; before-

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zugsweise sind jedoch zwei oder mehr Rückholfedern angeordnet. Gleichachsig zur Rückholfeder 30 erstreckt sich ein Führungsstift 31, der einerseits im Gehäuse 10 "befestigt und andererseits durch eine Paßbohrung 28 im Joch 27 hindurchgreift, so daß das Joch 27 gegen Verdrehen gesichert ist. Die Rückholfeder 30 stützt sich mit ihrem einen Ende über einen Federteller 32 am Gehäuse 10 und mit dem anderen Ende am Joch 27 ab, wodurch die Hubscheibe 12 gegen die Rollen 1U gedrückt wird. Beim Drehen der Antriebswelle 11 wird der Pumpenkolben 17 in gleicher Weise mitgedreht und zusätzlich hin- und herbewegt, wobei der Pumphub durch die Stirnnocken 13 der Hubscheibe 12 entgegen der Wirkung der Rückholfeder 30 und der Saughub durch die gespeicherte Kraft der Rückholfeder 30 bewirkt wird.however, two or more return springs are preferably arranged. A guide pin 31 extends coaxially to the return spring 30 and is located on the one hand in the housing 10 "attached and on the other hand through a fitting hole 28 in the yoke 27, so that the yoke 27 against rotation is secured. One end of the return spring 30 is supported on the housing 10 via a spring plate 32 and the other end on the yoke 27, whereby the lifting disc 12 is pressed against the rollers 1U. When turning the drive shaft 11, the pump piston 17 is rotated in the same way and additionally moved back and forth, the pumping stroke by the end cams 13 of the lifting disk 12 counter to the action of the return spring 30 and the suction stroke is effected by the stored force of the return spring 30.

Die Rückholfeder nach Figur 2 ist eine gewundene Schraubendruckfeder 30', deren Windungsabstand sich von den Enden zur Mitte hin von Full ausgehend laufend vergrößert. Beispielsweise beträgt bei einer mit einer bestimmten Vorspannung eingespannten Schraubendruckfeder 30' mit einem mittleren Windungsdurchmesser von 13 mm und einem Drahtdurchmesser von 3,5 mm der Windungsabstand von beiden Enden her zwischen der ersten und der zweiten Windung A1 =0,1+3 mm, zwischen der zweiten und der dritten Windung A2 = 1,08 mm und zwischen der dritten und vierten Windung A3 = 1,U8 mm. In zusammengedrücktem Zustand der Feder 30', das ist, wenn der Pumpenkolben 17 seinen oberen Tot- oder Druckpunkt erreicht, verringern sich die Windungsabstände in Al =0 mm, A2 = 0,65 mm und A3 = 1,03 mm. Dies bedeutet, daß sich beim Zusammendrücken der Feder 30' deren Windungen von den Enden beginnend fortlaufend aneinanderlegen. Dabei ergibt sich zum einen der Vorteil, daß bei in Schwingung versetzter Feder 30' dieThe return spring according to Figure 2 is a coiled helical compression spring 30 ', the winding spacing of which increases continuously from the ends towards the center, starting from Full. For example, in the case of a helical compression spring 30 'clamped with a certain bias mean winding diameter of 13 mm and a wire diameter of 3.5 mm, the winding distance of both Ends between the first and the second turn A1 = 0.1 + 3 mm, between the second and the third Winding A2 = 1.08 mm and between the third and fourth Winding A3 = 1, U8 mm. In the compressed state of the spring 30 ', that is when the pump piston 17 is at its When the top dead center or pressure point is reached, the spacing between the windings is reduced in Al = 0 mm, A2 = 0.65 mm and A3 = 1.03 mm. This means that when the spring 30 'is compressed, its coils begin continuously from the ends lay next to each other. On the one hand, this has the advantage that when the spring 30 'is set in vibration

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aneinander sich anlegenden oder anschlagenden Bereiche ■benachbarter Windungen beim Schwingen in der einen Richtung an anderer Stelle liegen als beim Schwingen in der anderen Richtung, so daß die Minima und Maxima der dynamischen Schubspannung an verschiedenen Stellen der Windungen auftreten, wobei die sich aus der statischen Schubspannung und den dynamischen Schubspannungen ergebende Gesamt spannung kleiner als erwartet ist. Zum andern ergibt sich der Vorteil, daß durch die sich laufend an-; dernde freie Länge der Feder sich auch deren Eigenfrequenz ändert, mit dem Erfolg, daß sich eine konstante Eigenschwingung nicht aufbauen kann und damit die dynamischen Schubspannungen klein bleiben.Adjacent or abutting areas of adjacent windings when swinging in one direction lie elsewhere than when swinging in the other direction, so that the minima and maxima of the dynamic Shear stresses occur at different points of the coils, being the result of the static Shear stress and the dynamic shear stress resulting total stress is smaller than expected. To change there is the advantage that through the ongoing; The changing free length of the spring also affects its natural frequency changes, with the result that a constant natural oscillation cannot build up and thus the dynamic ones Shear stresses remain small.

Ähnliche Vorteile ergeben sich mit einer Rückholfeder 30" nach Figur 3. Diese als Schraubendruckfeder ausgebildete Rückholfeder 30" hat eine konstante Steigung der Windungen, wobei der Windungsabstand a sehr klein ist. Dieser Windungsabstand a ist so bemessen, daß die Windungen bei im oberen Totpunkt sich befindendem Pumpenkolben 17 nahezu auf Block gehen, d.h. schon bei geringen dynamischen fjberschwingern aneinander anschlagen. Bei einer Rückholfeder 30", deren mittlerer Windungsdurchmesser 13 mm und deren Drahtdurchmesser 3,5 mm beträgt, ist der Windungsabstand im unteren Totpunkt des Pumpenkolbens 17 0,6 mm und im oberen Totpunkt 0,1 mm. Trotz dieses die Fertigungstoleranzen berücksichtigenden Abstandes im oberen Totpunkt des Pumpenkolbens wird ein Aufschwingen der Feder gedämpft, so daß die maximale Gesamtschubspannung nicht durch große Über schwinger den zulässigen Wert übersteigt.Similar advantages result with a return spring 30 ″ according to FIG. 3. It is designed as a helical compression spring Return spring 30 "has a constant pitch of the windings, where the winding spacing a is very small. This winding distance a is dimensioned so that the turns at im pump piston 17 which is located at the top dead center almost to block, i.e. even with low dynamic fj overshoots hit each other. With a return spring 30 ", whose mean coil diameter is 13 mm and whose Wire diameter is 3.5 mm, the distance between the windings is at the bottom dead center of the pump piston 17 0.6 mm and at the top dead center 0.1 mm. Despite this the manufacturing tolerances taking into account the distance at the top dead center of the pump piston, any swinging of the spring is dampened, so that the maximum total shear stress does not exceed the permissible value due to large overshooters.

Claims

10/17/198 ^ Gl / Pi

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1

Expectations

Fuel injection pump for internal combustion engines with at least one of a cam drive by one at a time specific stroke moving pump piston and with at least one of the pump piston in contact with the cam drive holding and returning as well as being supported on the housing Helical compression spring, characterized in that the distance between at least some adjacent turns of the helical compression spring (30, 30 ', 30 ") so dimensioned is that these turns in the compressed state of the spring with the pump piston moved to dead center (17) butt against each other.

2. fuel injection pump according to claim 1, characterized in that that all turns of the helical compression spring (30 ") in the compressed state of the spring in the pressure dead center of the pump piston (17) are almost in contact with one another.

3. fuel injection pump according to claim 1, characterized in that that in each case a few turns of the helical compression spring (30 *) in the area of its two ends when compressed State of the spring in the pressure dead center of the pump piston (17) are in contact with one another.

H. Fuel injection pump according to Claim 3, characterized in that the pitch of the turns of the helical compression spring (30 ') is symmetrically progressive starting from its ends.