DE3630799A1

DE3630799A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3630799A1
Application number: DE19863630799
Authority: DE
Inventors: Walter Haefele; Manfred Dipl Ing Kraemer; Johann Warga
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1986-03-22
Filing date: 1986-09-10
Publication date: 1987-09-24
Also published as: US4842497A; WO1987005664A1; JPS63502915A; DE3762984D1; EP0261154B1; EP0261154A1; KR880701327A; BR8706767A

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritz pumpe für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei derartigen schiebergesteuerten Einspritzpumpen ist für die Einspritzqualität und damit die Verbrennungsqualität im Motor die exakte und auch synchrone Führung der Steuerschieber von Bedeutung. Höhere Belastungen an der Verdrehwelle, wie sie bei spielsweise beim ruckartigen Verdrehen auftreten, können zu einem leichten Ausbiegen der Verdrehwelle führen, wodurch nicht nur die Synchronisation der einzelnen Steuerschieber zueinander verfälscht wird, sondern auch an den Lagerstellen der Verdrehwelle er hebliche zusätzliche Reibungen auftreten können. Da die Verdrehung der Welle über einen Regler erfolgt, dessen Verstellkräfte sensibel und drehzahlabhängig sind, wirken sich vor allem veränderliche Reibkräfte nachteilig auf die Regelungsqualität aus.

Wie bei fast allen Einspritzpumpen dieser Art, ist auch bei einer bekannten Einspritzpumpe (US-PS 36 67 437) die Lagerung der Verdrehwelle auf der Antriebsseite als einfaches Gleitlager ausgebildet, das gleichzeitig eine Art Oelsprerre zum Regler hin bildet. Außer diesen Dicht- und Reibungsproblemen bestehen auch bei der Fertigung derartiger Lagerungen Probleme, da die Ge häusebohrungen zur Aufnahme der Lagerbuchsen absolut koaxial mit der Verdrehwelle verlaufen müssen, um beim Verdrehen Lagerspannungen zu vermeiden, die entweder zu unvertretbaren zusätzlichen Reibkräften führen oder zum Ausschlagen und axialen Undichtwerden des Lagers.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat dem gegenüber den Vorteil, daß aufgrund der kardanischen Drehschlüssigkeit zwischen den beiden Wellenteilen keine Biegespannungen auf die Lager übertragen werden. Besonders das Lager des zweiten Wellenteils auf der Antriebsseite der Verdrehwelle kann spannungsfrei und dadurch nahezu reibungsfrei arbeiten. Aufgrund dieser Querkraftentlastung kann das Lager zwischen zweitem Wellenteil und Pumpengehäuse in sehr feiner Passung, wie sie beispielsweise zwischen Einspritzpumpenkolben und Zylinder üblich ist, ausgebildet werden, so daß eine weitgehende Dichtheit gegen Ausströmen von Kraft stoff aus der Einspritzpumpe in den Regler gegeben ist.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist als axiale Führung der eine Wellenteil auf der Kopplungsseite einen in Wellenachse verlaufenden Stirn zapfen auf, der in einer entsprechenden Sackbohrung auf der Stirnseite des anderen Wellenteils angeordnet ist, wobei dieser Stirnzapfen leicht ballig ausgebildet sein kann. Durch diese Art der Führung des freien Endes des ersten Wellenteils wird eine verspannungs freie Lagerung des ersten Wellenteils erreicht, ohne daß sich leichte Fluchtungsfehler der beiden Wellen achsen in Form von Verspannungen nachteilig auswirken.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Wellenteile an den einander zugewandten Stirnseiten je einen erweiterten Abschnitt auf, beispielsweise einen Bund, an dem Mitnahmeklauen oder -ausnehmungen für den Drehschluß vorhanden sind. Durch diesen er weiterten Abschnitt z. B. einen großen Bund, an dem eine Axialnase angebracht ist, die in eine entspre chende Ausnehmung des gegenüberliegenden Bundes greift, entsteht ein günstiger Hebelarm für die Mitnahme ohne nachteilige Querkräfte.

Nach einer wichtigen Ausgestaltung der Erfindung ist der zweite Wellenteil in einer zentralen Bohrung einer Lagerbuchse gelagert, die in einer Pumpenge häusebohrung durch Dichtringe radial dichtend ange ordnet ist und wobei in der zentralen Bohrung eine Oelringnut mit einer nach außen führenden Leckbohrung vorhanden ist, wobei vorteilhafterweise der zweite Wellenteil in dieser zentralen Bohrung in Art einer Einspritzpumpenelementdichtung geführt ist. Da ja kaum axiale Bewegungen des zweiten Wellenteils vor handen sind, wird bei einer guten Passung auch wenig Kraftstoff zwischen Welle und Bohrung durchlecken. Diese geringen Mengen werden dann aber durch die Oel ringnut aufgefangen und abgeleitet, so daß kein Diesel kraftstoff aus der Einspritzpumpe in den Regler ge langt, in dem er das dort vorhandene Schmieröl unzu lässig verdünnen könnte (Leckölrückführung).

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung läuft das freie Ende des ersten Wellenteils in einer Sack bohrung eines in einer Bohrung des Pumpengehäuses ein gesetzten Lagerdeckels, wobei auch hier der Lagerab schnitt des ersten Wellenteils ballig ausgebildet ist. Besonders durch die ballige Ausführung ist ein spannungsfreies Verdrehen der Verstellwelle ermöglicht.

In ergänzender Ausgestaltung der Erfindung ist in dem in die Sackbohrung tauchenden Abschnitt eine Ringnut vorhanden, in die ein im Lagerdeckel oder Gehäuse an geordneter Sicherungsstift gegen axiales Verschieben des ersten Wellenteils greift.

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

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine er findungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe nach Linie I-I in Fig. 2;

Fig. 2 einen Querschnitt durch diese Pumpe nach Linie II-II in Fig. 1, wobei nur ein Pumpen kolben und Steuerschieber im Querschnitt dargestellt ist und

Fig. 3 und 4 Lagerschilde der Verstellwelle nach Schnitt III-III in Fig. 2 und nach Ansicht IV in Fig. 2.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Bei der dargestellten Kraftstoffeinspritzpumpe sind in einem Gehäuse 1 sechs Zylinderbüchsen 2 in Reihe eingelassen, in denen jeweils ein Pumpenkolben 3 unter Zwischenschaltung eines Rollenstößels 4 mit Rolle 5 durch eine Nockenwelle 6 entgegen der Kraft einer Feder 7 für seine den Arbeitshub bildende axiale Bewegung angetrieben wird. Durch Aussparungen in den Zylinderbüchsen 2 werden Teilsaugräume 8 gebildet, die jeweils einem aus Zylinderbüchse 2 und Pumpenkolben 3 gebildeten Pumpenelement zugeordnet sind. In diesen Teilsaugräumen 8 ist auf den Pumpenkolben 3 axial verschiebbar je ein Steuerschieber 9 angeordnet.

Die einzelnen Teilsaugräume 8 münden abflußseitig in einen sich über die Länge des Gehäuses 1 erstreckenden Hauptsaugraum 10, der an seinen Längsenden durch Lagerschilde 11 verschlossen ist. In diesem Haupt saugraum 10 ist eine Verdrehwelle 12 angeordnet, die in den Lagerschilden 11 verdrehbar gelagert ist und durch die die Steuerschieber 9 verschiebbar sind. In Querbohrungen der Verdrehwelle 12 sind radial herausragende und in je eine Nut 13 der Steuerschieber 9 greifende Mitnahmezapfen 14 a vorhanden und zwar als Endabschnitte je eines Exzenterbolzens 14 gebildet, der mittels einer Spannmutter 15 in seiner Lage an der Verdrehwelle 12 fixierbar ist. Im Gehäuse 1 ist je weils gegenüber diesen Spannmuttern 15 ein Verschluß stopfen 16, von denen nur zwei in Fig. 2 dargestellt sind, vorgesehen, nach dessen Entfernen eine Justie rung der einzelnen Mitnahmezapfen 14 a nach Lockern und Wiederfestspannen der Spannmutter 15 möglich wird, um so die einzelnen Steuerschieber 9 zueinander zu justieren.

Der Pumpenkolben 3, die Zylinderbüchse 2 und ein Druckventil 17 begrenzen einen Pumpenarbeitsraum 18, von dem ein Druckkanal 19 zu einer vereinfacht dar gestellten Druckleitung 20 führt, die an einer Ein spritzdüse 21 der Brennkraftmaschine endet. Im Pumpenkolben 3 ist eine in den Pumpenarbeitsraum 18 mündende Sackbohrung 22 vorhanden sowie eine Quer bohrung 23, die in Schrägnuten 24 mündet, die auf einander abgewandten Seiten in die Mantelfläche des Pumpenkolbens 3 eingearbeitet sind. Diese Schrägnuten 24 wirken mit Radialbohrungen 25 des Steuerschiebers 9 zusammen, indem sie nach Zurück legung eines bestimmten Hubes des Pumpenkolbens 3 durch diese Radialbohrungen 25 aufgesteuert werden.

Damit der Steuerschieber 9 bei seiner axialen Verschie bung auf dem Pumpenkolben 3 gegen Verdrehen gesichert ist und damit eine exakte Zuordnung von Schrägnuten 24 und Radialbohrungen 25 gewährleistet ist, ist in der Zylinderbüchse 2 ein Führungsstift 26 angeordnet, der in eine Längsnut 27 des Steuerschiebers 9 greift. Der Pumpenkolben 3 weist an seinem unteren Abschnitt eine Abflachung 28 auf, an der ein durch eine Regel stange 29 in bekannter Weise verdrehbares Mitnahme glied 31 angreift, so daß ein axiales Verschieben der Regelstange 29, ein Verdrehen des Pumpenkolbens 3 und damit ein Ändern der Zuordnung der Schrägnuten 24 zu den Radialbohrungen 25 bewirkt.

In der Zylinderbüchse 2 ist eine Saugbohrung 32 vor gesehen, die vom Pumpenkolben 3 in dessen unterer Tot punktlage (wie in der Zeichnung dargestellt) freigelegt wird.

Die Kraftstoffversorgung der einzelnen Teilsaugräume 8 erfolgt durch einen Zuströmkanal 33, der in einem im Gehäuse 1 verlegten Rohr 34 verläuft. In diesem Rohr 34 sind radiale Abzweigöffnungen 35 vorhanden, die in mit den Teilsaugräumen 8 verbundenen Öffnungen 36 münden.

Die Verdrehwelle 12 besteht aus zwei über eine Klauen kupplung 37 drehschlüssig miteinander verbundenen Wellenteilen nämlich einem ersten die Mitnahmezapfen 14 tragenden Wellenteil 38 und einem zweiten von außerhalb der Pumpe nämlich dem Regler her angreifen den zweiten Wellenteil 39. Die beiden Wellenteile 38 und 39 sind axial ineinandergesteckt, wofür eine Sackbohrung 40 in der entsprechenden Stirnseite des ersten Wellenteils 38 vorgesehen ist und ein in diese Sackbohrung 40 tauchender leicht gewölbter Zapfen 41 vorhanden ist, der diesem Ende des ersten Wellenteils 38 ein Auflager bietet. Im übrigen sind die beiden einander zugewandten Stirnseiten der Wellenteile flanschartig erweitert, so daß sich zwei Bünde 42 gegenüberliegen. Während sich an dem einen Bund eine Klaue 43 befindet, ist an dem anderen Bund eine entsprechende Ausnehmung 44 vorhanden.

Der zweite Wellenteil 39 selbst ist in einer zentralen Bohrung 45 einer Lagerbuchse 46 gelagert, die in der diesen Lagerschild aufnehmenden Gehäusebohrung einge setzt und durch eine Schraube 47 gehalten wird. Zwischen Gehäuse 1 und dieser Lagerbuchse 46 sind zwei Ringdichtungen 48 vorhanden. In der zentralen Bohrung 45 ist eine Ölringnut 49 angeordnet, von der ein Entlastungskanal 51 abzweigt. Dieser zweite Wellenteil 39 ist in der zentralen Bohrung 45 mit sehr geringem Spiel, wie es beispielsweise bei der Führung vom Pumpenkolben im Zylinder gegeben ist, geführt. Durch die Ölringnut 49 wird der möglicher weise trotzdem vom Hauptsaugraum 10 her durchleckende Kraftstoff gesammelt und mittels des Entlastungskanals 51 abgeführt, um nicht in das schmierölgefüllte Reglergehäuse zu gelangen (Leckölrückführung).

Das andere Ende des ersten Wellenteils 38 ist in einer Sackbohrung 52 des als Lagerdeckel 53 ausgebildeten zweiten Lagerschildes 11 gelagert. Der Wellenteil 38 weist hierfür einen Zapfen 54 auf, der ebenfalls ballig ausgebildet ist um für die Lagerung nur Linienberührung aufzuweisen so daß leichte Ver biegungen des Wellenteils 38 oder eine nicht exakt fluchtende Einbaulage des Lagerdeckels 53 zu keinen zusätzlichen Reibkräften führen.

Die axiale Lage des ersten Wellenteils 38 ist durch einen Stift 55 gesichert, der in eine Ringnut 56 des Wellenteils 38 greift und im Lagerdeckel 53 angeordnet ist. Für die Montage vom ersten Wellen teil 38 in die Sackbohrung 52 des Lagerdeckels 53 ist an dem Wellenabschnitt zwischen Ringnut 56 und Zapfen 54 eine Abflachung 57 vorhanden, die etwa die Tiefe der Ringnut 56 erreicht. Hierdurch ist es möglich, an der Stelle der Abflachung 57 dieses freie Ende des ersten Wellenteils 38 in die Sackbohrung 52 zu schieben, um danach bajonettartig das Wellenteil 38 so zu verdrehen, daß der Stift 55 in die Ringnut 56 greift. Der Lagerdeckel 53 ist durch Schrauben 58 am Gehäuse befestigt. Die Montage der Verdrehwelle 12 wird wie folgt vorgenommen: Zuerst wird der erste Teil 38 der Verdrehwelle in das Pumpengehäuse einge schoben, und zwar um 90 Grad gegenüber der Betriebs lage verdreht. Danach wird diese Welle wieder um die 90 Grad in die Arbeislage zurückgedreht und mit den Mitnahmezapfen 14 a in die Nuten 13 der Steuer schieber 9 eingesteckt. Danach werden die beiden Lager schilde montiert, nämlich der Lagerdeckel 53 in der beschriebenen Art durch bajonettartiges Verdrehen, sodann die Lagerbuchse 46 mit bereits eingebauten zweiten Wellenteil 39.

Alle in den vorstehenden Beschreibungen erwähnten sowie auch die nur allein aus der Zeichnung entnehm baren Merkmale sind als weitere Ausgestaltungen Be standteile der Erfindung, auch wenn sie nicht be sonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit mehreren in einem Pumpengehäuse in Reihe ange ordneten und von einer gemeinsamen Nockenwelle angetriebenen je einen Pumpenkolben und einen Pumpen zylinder aufweisenden und einen Pumpenarbeitsraum begrenzenden Pumpenelementen,
mit einem auf jedem Pumpenkolben axial verschiebba ren, mindestens eine mit einer zum Pumpenarbeits raum offenen zentralen Sackbohrung des Pumpenkolbens in Verbindung stehenden, in die Mantelfläche des Pumpenkolbens mündende Steueröffnung steuernden Steuerschieber,
mit einem die einzelnen Steuerschieber umgebenden, von Pumpengehäuse begrenzten, mit Kraftstoff niederen Druck durchströmten Saugraum und
mit einer zur gleichzeitigen Betätigung aller Steuer schieber für den Förderbeginn bzw. das Förderende vor gesehen, im Pumpengehäuse zweifach gelagerten und mit einstellbaren Mitnahmezapfen versehenen Verdrehwelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehwelle (12) zwischen den Lagern (11) geteilt ist, nämlich in einen, die Mitnahmezapfen (14 a) tragenden, mit dem freien Ende im Pumpengehäuse (1) drehbar gelagerten ersten Wellen teil (38) und einen zweiten Wellenteil (39), der dreh schlüssig mit dem ersten Wellenteil (38) gekoppelt so wie im Pumpengehäuse (1) dichtend gelagert ist und eine radiale Führung (40, 41) für das ihm zugewandte Ende des ersten Wellenteils (38) bildet.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß als radiale Führung der eine Wellen teil (39) auf der Kopplungsseite einen in Wellenachse verlaufenden Stirnzapfen (40) aufweist, der in einer entsprechenden Sackbohrung (40) auf der Stirnseite des anderen Wellenteils (38) angeordnet ist.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Stirnzapfen (41) leicht ballig ausgebildet ist.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenteile (38, 39) an den einander zugewandten Stirnseiten je einen radial erweiterten Abschnitt (42) aufweisen, an denen Mitnahmeklauen (43) oder -ausnehmungen (44) für den Drehschluß vorhanden sind.

5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorher gehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wellenteil (39) in einer zentralen Bohrung (45) einer Lagerbuchse (46) gelagert ist, die in einer Pumpengehäusebohrung durch Dichtringe (48) radial dichtend angeordnet ist, und daß in der zentralen Bohrung (45) eine Ölringnut (49 - Leckölsperre) mit einem Entlastungskanal (51) vor handen ist.

6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wellenteil (39) in der zentralen Bohrung (45) in Art einer bei Ein spritzpumpen verwendeten Pumpenelementdichtung ge führt ist.

7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des ersten Wellenteils (38) in einer Sackbohrung (52) eines in einer Bohrung des Pumpen gehäuses (1) eingesetzten Lagerdeckels (53) läuft.

8. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellenende (54) ballig ausgebildet ist.

9. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem in die Sack bohrung (52) tauchenden Abschnitt eine Ringnut (56) vorhanden ist, in die ein im Lagerdeckel (53) an geordneter Sicherungsstift (55) gegen axiales Ver schieben des ersten Wellenteils (38) greift.

10. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt eine Abflachung (57) bis auf ca. Ringnutgrund aufweist, so daß nach Einschieben dieses Abschnittes in die Sack bohrung (52) und Vorbeischieben dieser Abflachung (57) am Stift (55) durch bajonettartiges Relativ verdrehen von erstem Wellenteil (38) zu Lagerdek kel (53) eine axiale Verankerung stattfindet.