DE3630562C2

DE3630562C2 - Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3630562C2
Application number: DE3630562A
Authority: DE
Inventors: Walter Haefele
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1986-03-22
Filing date: 1986-09-09
Publication date: 1995-02-09
Anticipated expiration: 2006-09-10
Also published as: DE3609761A1; DE3630562A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art (DE 34 28 174 A1) ist die Ausnehmung als eine die Pumpenzylinderbüchse radial durchdringende Öffnung ausgebildet, so daß nur noch zwei seitliche Verbindungsstützen vorhanden sind und Axial- oder Radialkräfte nur über diese verhältnismäßig schwachen Stützen übertragen werden. Pumpenzylinderbüchsen dieser Art sind also durch die vorgesehene, den Steuerschieber aufnehmende Ausnehmung erheblich geschwächt. Diese Schwächung kann sich vor allem dann nachteilig auswirken, wenn die Pumpenzylinderbüchse nach dem Justieren über an einem Flansch der Pumpenzylinderbüchse angreifende Schrauben festgespannt wird und sich in ihrem unteren Abschnitt an einer Stufe des Pumpengehäuses axial bzw. auch an der Wand der Pumpenzylinderbüchse aufnehmenden Gehäusebohrung radial abstützt. Wenn der Zylinder nicht stabil genug ist, können beim Festspannen schon bei geringen axialen oder radialen Toleranzfehlern Verformungen der Zylinderbüchse auftreten, so daß der oberhalb sowie unterhalb der Ausnehmung dichtend geführte Pumpenkolben in der nunmehr nicht exakt fluchtenden Zylinderbohrung zusätzlichen Reibkräften ausgesetzt ist, die zu vorzeitiger Abnutzung und Undichtheiten führen können.

Bei einer anderen bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe der gattungsgemäßen Art (EP-A-0181402, Fig. 4) ist die Pumpenzylinderbüchse zweiteilig ausgebildet, wobei die Ausnehmung durch axiales Bohren (bei stehender Pumpe von oben) gewonnen wird. In diese Bohrung wird dann der obere, den Flansch aufweisende Teil der Zylinderbüchse eingesetzt, und es wird durch eine Ausfräsung ein radialer Zugang zur Bohrung erreicht. Die beiden Teile werden entweder durch ein Schrumpfverfahren oder durch Hartlöten miteinander verbunden. Die so gebildete Ausnehmung ist durch die Ausfräsung auf der Seite offen, die der Verstellvorrichtung für den Steuerschieber zugewandt ist, damit einerseits der Steuerschieber einsetzbar und andererseits eine Eingriffsmöglichkeit zu seiner Verstellung vorhanden ist. Zwar wird durch diese nischenartige Gestaltung der Ausnehmung eine verhältnismäßig hohe Stabilität gegen Fluchtung- und Verspannungsfehler erzielt: die Herstellung ist aber aufwendig und damit teuer, da bereits beim Verbinden der beiden Teile der Pumpenzylinderbüchse diese Teile exakt fluchten müßten. Es sind somit extra Arbeitsgänge mit teuren Werkzeugen erforderlich, wobei Fluchtungsfehler trotzdem nicht ausgeschlossen werden können.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, eine verformungsarme und dennoch fertigungsfreundliche Bauweise eines derartigen Pumpenzylinders aufzuzeigen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß trotz einfacher Herstellung Fluchtungsfehler weitgehend unterbunden werden, was sich vor allem in einer langen Lebensdauer der Pumpe auswirkt. In der Fachwelt bestand eine Voreingenommenheit bezüglich dieser Gestaltung der Pumpenzylinderbüchse, da davon ausgegangen wurde, daß bei der Wärmebehandlung von nicht achssymmetrischen Teilen Fluchtungsfehler durch einseitige Massenansammlung auftreten müssen. Aus diesem Grunde ist auch die Zylinderbüchse der bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe zweiteilig ausgebildet. Durch die parallelen Seitenwände wird vor allem erreicht, daß die verbleibende Seitenwanddicke - ähnlich wie bei den nur zwei Stützen aufweisenden bekannten Zylinderbüchsen - so dicht wie möglich, also nahezu bis an den Steuerschieber heran, ausgebildet ist. Dadurch wird auch eine größere Steifigkeit und ein entsprechend erhöhtes Trägheitsmoment gegen Verformungen durch asymmetrische Antriebskräfte erzielt.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Ausnehmung durch spanabhebende Bearbeitung hergestellt. Eine derartige mechanische Bearbeitung ist mit niedrigem Aufwand möglich, und zwar ohne Gefahr von Verspannungen oder Lageänderungen, die zu Fluchtungsfehlern führen könnten.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, ist - vom Zugang aus gesehen - die Rückwand der Ausnehmung in Annäherung an die äußere Zylinderform und zur Erhaltung einer maximalen Wandstärke der Zylinderbüchse stufenförmig ausgebildet. Auf diese Weise kann die Ausnehmung unter Verwendung eines Fingerfräsers weitgehend so groß gestaltet werden, wie es der Steuerschieber durch seine radialen Maße zuläßt, so daß die verbleibende Wand ein Optimum an Kräften aufnehmen kann.

Nach einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist - vom Zugang aus gesehen - die Rückwand die Ausnehmung mittels Bearbeitung durch einen Kugelfräser zylindrisch ausgebildet. Auch hierdurch kann eine weitere Annäherung zwischen der Innenwand der Ausnehmung und Außenfläche des Steuerschiebers und dadurch eine verbesserte Stabilität erreicht werden.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in der Rückwand der Ausnehmung ein in Achsrichtung der Pumpe verlaufender, schlitzartiger Durchbruch mit parallelen Wänden zur Verdrehführung des Steuerschiebers vorhanden, so daß bei der Grundjustierung die Drehlage des Steuerschiebers gegenüber dem Pumpkolben festlegbar ist und der Durchbruch in gleicher Aufspannung und zusammen mit der Ausnehmung mittels eines Fingerfräsers herstellbar ist.

Nach einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann die Ausnehmung durch Gießen des Pumpenzylinders gewonnen werden, wobei dann nachträglich die den Kolben aufnehmende Bohrung und die Außenzylinderwand bearbeitet werden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen die erfindungsgemäße Pumpenzylinderbüchse enthaltenden Teil einer Kraftstoffeinspritzpumpe des ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 einen Querschnitt nur durch den Pumpenzylinder nach Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Teilansicht nur des Pumpenzylinders nach Pfeil III in Fig. 1,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Pumpenzylinderbüchse des zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 5 einen Querschnitt nach Linie V-V in Fig. 4 und

Fig. 6 eine Teilansicht nach Pfeil VI in Fig. 4.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Bei dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 in einem nur teilweise gezeigten Pumpengehäuse 1 einer Kraftstoffeinspritzpumpe eine Zylinderbüchse 2 gezeigt. In solchen im Pumpengehäuse 1 in Reihe eingelassenen Zylinderbüchsen 2 arbeiten Pumpenkolben 3, die durch eine nicht dargestellte Nockenwelle für ihre axiale Bewegung angetrieben werden. In der Zylinderbüchse 2 ist eine in Art eines Sacklochs gebildete Ausnehmung 4 vorhanden, die einen auf dem Pumpenkolben axial verschiebbaren Steuerschieber 5 aufnimmt.

Der Steuerschieber 5 kann durch einen Exzenterhebel 6 axial verschoben werden, wofür dieser Hebel mit einem Kopf 7 in eine Quernut 8 des Steuerschiebers 5 greift.

Der Pumpenkolben 3 kann durch eine Büchse 9 um einen bestimmten Winkel verdreht werden, indem die Büchse 9 in einer Abflachung 10 des Pumpenkolbens 3 angreift, wobei die Hubbewegung desselben ungehindert ist. Die Büchse 9 weist in ihrem oberen Abschnitt einen Zahnkranz auf, in den eine als Regelstange dienende Zahnstange eingreift. Natürlich kann als Verdrehmittel auch irgendeine andere Vorrichtung dienen. Über eine Feder 12, die sich an einem Federteller 13 abstützt, wird der Pumpenkolben 3 über einem nicht dargestellten Stößel an den Nocken einer Nockenwelle gepreßt.

Auf der Mantelfläche des Pumpenkolbens 3 sind achssymmetrisch Schrägnuten 15 angeordnet, die mit ihrem oberen Ende 16 an Längsnuten 17 münden. Die oberen Enden der Längsnuten 17 sind durch eine radial verlaufende Querbohrung 18 miteinander verbunden, in die eine zentral im Pumpenkolben 3 verlaufende Sackbohrung 19 mündet, die auf der den Pumpenarbeitsraum 20 begrenzenden Stirnseite 21 des Pumpenkolbens 3 endet. Die Querbohrung 18 und die Sackbohrung 19 bilden eine Verbindung zwischen Schrägnut 15 und Pumpenarbeitsraum 20.

Im Steuerschieber 5 sind zwei radiale Absteuerbohrungen 22 vorgesehen, die zur Einspritzmengenbestimmung mit den Schrägnuten 15 und den Längsnuten 17 zusammenwirken. Die Längsnuten 17 haben unten und oben scharfe Steuerkanten 24 und 25, die mit der ebenfalls Steuerkanten bildenden unteren und oberen Stirnseite 26 und 27 des Steuerschiebers 5 zusammenwirken.

Wie besonders Fig. 2 entnehmbar ist, ist der Übergang 30 von den Seitenwänden 23 zur Rückwand 28 der Ausnehmung 4 stufenförmig ausgebildet. Diese Stufen entstehen bei der spanabhebenden Bearbeitung durch sog. Fingerfräser, wobei versucht wird, sich der Außenmantelfläche 29 der Zylinderbüchse 2 nur soweit wie nötig zu nähern, um trotz des notwendigen Abstandes zum Steuerschieber 5 eine ausreichend steife Wandstärke zu erhalten.

In Fig. 3 sind strichpunktiert die Durchmesser 31 von Fräsern angedeutet, mit denen diese Ausnehmung 4 hergestellt worden ist. Die beim Übergang von den Seitenwänden 23 zu den oberen und unteren Begrenzungswänden 33 der Ausnehmung 4 verbleibende Radien 32 stören deshalb nicht, weil auch der Steuerschieber 5 mit entsprechenden Radien oder gebrochenen Kanten versehen wird, oder es wird die Bauhöhe der Ausnehmung 4 entsprechend größer ausgelegt, als dies die Bauhöhe und der Hub des Steuerschiebers 5 erfordern.

Bei dem in den Fig. 4 bis 6 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel, ist die Ausnehmung 104 ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet; es sind auch die Übergänge 130 zwischen den Seitenwänden 123 und der Rückwand 128 abgerundet, also mit Radien ausgebildet, so daß eine bessere Anpassung an die Form des Steuerschiebers erzielbar ist. Die Wandstärke ist zumindest an der Rückwand 128 und den Radien zur Außenmantelfläche 129 hin nahezu gleichmäßig dick. Durch das Wegfallen der Stufen ist eine weitere Annäherung zwischen dem hier nicht dargestellten Steuerschieber und der Innenwand der Ausnehmung 104 möglich, so daß eine weitere Optimierung der Maßproportionen erzielbar ist mit entsprechender Verbesserung der Steifigkeit der Zylinderbüchse 2.

Ein derartiger abgerundeter Übergang wird entweder durch die Bearbeitung mittels eines Kugelfräsers 34 erreicht, wie er in der Fig. 4 und 5 strichpunktiert angedeutet ist, oder er wird durch Gießen der ganzen Zylinderbüchse erreicht.

In der Rückwand 128 der Ausnehmung 104 ist ein schlitzartiger Durchbruch 35 mit parallelen Wänden 36 vorgesehen, in den eine Führungsvorrichtung des Steuerschiebers greifen kann, so daß der Steuerschieber zwar eine axiale Bewegung durchführen kann, gegen Verdrehen aber gesichert ist.

Diese anhand von Fig. 1 erläuterte Kraftstoffeinspritzpumpe arbeitet im übrigen wie folgt: Wenn der Pumpenkolben 3 die in Fig. 1 dargestellte UT-Lage einnimmt, sind die Längsnuten 17 vom Steuerschieber 5 freigelegt, so daß Kraftstoff nahezu ungedrosselt über den von der Querbohrung 18 und Sackbohrung 19 gebildeten Kanal in den Pumpenarbeitsraum 20 strömen kann. Der Förderhub des Pumpenkolbens 3 beginnt, sobald die Längsnut 17 je nach axialer Lage des Steuerschiebers 5 vom Steuerschieber abgedeckt wird. Sobald die untere Steuerkante 24 der Längsnut 17 an der unteren Stirnkante 26 des Steuerschiebers 5 vorüberfährt, kann sich im Pumpenarbeitsraum 20 der für die Einspritzung erforderliche Druck aufbauen und die Kraftstofförderung zum Motor, also die Einspritzung beginnen. Diese Einspritzung findet solange statt, bis durch die Schrägnut 15 die Absteuerbohrung 22 des Steuerschiebers 5 aufgesteuert und die Förderung zum Motor unterbrochen wird. Bei weiteren Hub des Pumpenkolbens 3 strömt der Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 20 zurück zur Saugseite der Pumpe. Ab einer bestimmten axialen Lage des Steuerschiebers 5 taucht dann die Längsnut 17 oben aus dem Steuerschieber 5 aus, wobei die oberste Stirnkante 27 die Längsnut 17 teilweise freiliegt.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit mindestens einem Pumpenelement, dessen als Zylinderbüchse ausgebildeter Pumpenzylinder in einer entsprechenden Bohrung des Pumpengehäuses festlegbar ist, und dessen Pumpenkolben für einen hin- und hergehenden Arbeitshub angetrieben und zur Kraftstoffsteuerung verdrehbar ist, und mit mindestens einem auf dem Pumpenkolben zur Kraftstoffsteuerung axial verschiebbaren Steuerschieber, der innerhalb einer mit zueinander parallel und glattwandigen axial gerichteten Seiten versehenen Ausnehmung des einteiligen Pumpenzylinders angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufnahme des Steuerschiebers (5) in der Pumpenzylinderbüchse (2, 102) vorgesehene Ausnehmung (4, 104) als sacklochförmige Ausnehmung ausgebildet ist, die einen für das Einsetzen des Steuerschiebers in bezug auf die Zylinderachse radialen einseitigen Zugang und eine dem Zugang gegenüberliegende Rückwand (28) aufweist.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (4, 104) durch spanabhebende Bearbeitung des Pumpenzylinders gewonnen wird.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmung mit einem Fingerfräser hergestellt wird,
daß der Übergang (30) von den parallelen Seitenwänden (23) der Ausnehmung (4) zur Rückwand (28) stufenförmig ausgebildet ist, deren Stufenverlauf an die Kontur des Steuerschiebers (5) angepaßt ist.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß - vom Zugang aus gesehen - die Rückwand (128) der Ausnehmung (104) mittels Bearbeitung durch einen Kugelfräser (34) annähernd halbzylindrisch ausgebildet ist (Fig. 4 bis 6).

5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückwand (128) der Ausnehmung (104) ein, in Achsrichtung der Pumpe verlaufender schlitzartiger Durchbruch (35) mit parallelen Wänden (36) zur Verdrehführung des Steuerschiebers vorhanden ist.

6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (104) durch Gießen der Zylinderbüchse (102) hergestellt wird.