DE3740956C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Diesel-Brennkraftmaschine mit einer in einem Pumpenge­ häuse angeordneten Pumpenzylinderbüchse, die einen verdrehba­ ren, zwei in axialem Abstand voneinander angeordnete Steuerkan­ ten aufweisenden Pumpenkolben aufnimmt und wenigstens eine von diesem über die Steuerkanten gesteuerte und an einen vom Pum­ penkolben begrenzten Pumpenarbeitsraum angeschlossene Durch­ strömbohrung aufweist, wobei der Pumpenkolben bei seinem Förderhub von einem im Pum­ pengehäuse axial verschiebbar gelagerten Stößel entsprechend der Hubbahn eines auf einer Nockenwelle angeordneten Nockens gegen die Kraft einer Rückstellfeder angetrieben wird und die Verbindung des Pumpenkolbens mit dem Stößel über einen gegenüber einem Anschlußschaft scheibenartig verbreiterten Kopf am Ende des Pumpenkolbens erfolgt, der radial in eine zu einer Seite des Stößels hin offene schlitzartige Ausnehmung ein­ schiebbar ist, die pumpenkolbenseitig in einen ebenfalls zu dieser Seite hin offenen Einschubschlitz für den Anschlußschaft übergeht, sowie mit einem Hilfskolben, der, einen über ein Rückschlagven­ til ständig an eine mit drehzahlabhängigem Öldruck beaufschlag­ te Druckleitung angeschlossen Druckraum begrenzend, in Zuström­ richtung des Drucköls zu letzterem hin gegen die Kraft einer Stellfeder axial bewegbar ist und zur Verstellung des Förderbe­ ginns derart in den Antriebskraftfluß zwischen Hocken und Pum­ penkolben zwischengeschaltet ist, daß die Ausgangsstellung für den Förderhub des Pumpenkolbens in Abhängigkeit vom Öldruck im Druckraum des Hilfskolbens zwischen zwei Anschlägen verstellbar ist.

Als Stand der Technik ist bereits eine Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Diesel-Brennkraftmaschine mit den vorgenannten Merk­ malen bekannt (US-PS 38 59 973). Bei dieser Konstruktion wird ein auf den Stößel gegen die Kraft der Stellfeder einwirkender Druckkörper von der Nockenwelle her über einen Kipphebel be­ wegt, in dessen pumpenseitiges Hebelende eine Zylinderbüchse eingesetzt ist. Diese Zylinderbüchse nimmt den innerhalb der­ selben einen Druckraum begrenzenden Hilfskolben auf, dessen Hub durch einen Querstift begrenzt ist, welcher den Hilfskolben in einer Bohrung mit verhältnismäßig großem Radialspiel durch­ setzt. Der Hilfskolben wirkt unmittelbar auf den Druckkörper. Im Kipphebel verläuft eine Druckleitung in Form von Bohrungen für das zugeführte Drucköl, welche über ein ein Rückschlagven­ til bildendes Plattenventil in den Druckraum münden.

Die Rückstellfeder für den Pumpenkolben besitzt ein Widerlager, das am Stößel nicht unmittelbar vorgesehen, sondern mit diesem über eine in Reihe geschaltete schwächere Feder verbunden ist, welche zugleich als Stell- und Rückstellfeder für den Hilfs­ kolben dient. Zwischen der freien Stellungsfläche des Stößels und dem Hilfskolben ist der Druckkörper angeordnet, so daß der Hilfskolben über den Druckkörper die jeweilige Förderbeginn­ hublage des Pumpenkolbens bzw. des Stößels bestimmt.

Die Kupplung zwischen dem Pumpenkolben und dem Stößel ist in Achsrichtung praktisch spielfrei gestaltet; die den Druckraum für den Hilfskolben aufnehmende Zylinderbüchse weist keine gesteuerte Ölaustrittsöffnung auf. Der durch den Druckkörper in den Stößel führende Ölkanal ist ein reiner Schmierölkanal, um die Gleitflächen von Stößel und Pumpengehäuse mit Schmieröl zu versorgen.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Konstruktion die Anordnung der den Druckraum für den Hilfskolben aufnehmenden Zylinder­ büchse mit dem Rückschlagventil im Kipphebelende, da dies zu einem erhöhten technischen Aufwand führt und besondere Kipp­ hebelabmessungen voraussetzt, welche zu baulichen Unterbrin­ gungsschwierigkeiten führen können.

Nachteilig ist weiterhin, daß nach einer Druckölbeaufschlagung des Hilfskolbens im Sinne einer Vorverlegung des Förderbeginns der Hilfskolben nur langsam in seine Ausgangsstellung zurück­ kehren kann, da für das Drucköl keine gesteuerte Austrittsöff­ nung vorgesehen ist, das Drucköl vielmehr nur als Lecköl zwi­ schen Zylinderbüchse und Hilfskolben langsam entweichen kann. Die Verstellgeschwindigkeit zur Verstellung des Förderbeginns ist also bei dieser bekannten Konstruktion vergleichsweise gering.

Um höhere Verstellgeschwindigkeiten zu erreichen, müßte ein vestärktes Lecken in Kauf genommen werden, was jedoch wiederum zu einer merkbaren Entleerung des Druckraumes für den Hilfs­ kolben innerhalb der Zylinderbüchse während des Förderhubes führen wurde, so daß keine exakte Einstellung für den Förderbe­ ginn möglich wäre, zumal Leckagestellen in Abhängigkeit von der Drehzahl unterschiedliche Leckmengen durchtreten lassen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzpumpe der eingangs genannten Art zu schaf­ fen, welche bei Verringerung des erforderlichen technischen Aufwandes und möglichst großer Einstellgenauigkeit eine hohe Verstellgeschwindigkeit für die unterschiedlichen Förderbeginn­ einstellungen des Pumpenkolbens gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der innerhalb einer antriebsseitig den Druckraum aufnehmenden Sack­ bohrung im Stößel geführte Hilfskolben ein die schlitzartige Ausnehmung für den verbreiterten Kopf am Ende des Pumpenkolbens aufnehmendes und zugleich die Sackbohrung an ihrem Ende ver­ schließendes Kupplungsteil soweit durchsetzt, daß er unmittel­ bar am Kopf des Pumpenkolbens angreift, wobei sich die Stellfeder für den Hilfskolben zwischen diesem und dem Kupp­ lungsteil abstützt,
daß ferner die beiden Anschläge für den Verstellbereich des Förderbeginns von den mit entsprechendem axialen Bewegungsab­ stand für den verbreiterten Kopf am Ende des Pumpenkolbens einander gegenüberliegenden Seitenflächen der schlitzartigen Ausnehmung im Kupplungsteil gebildet werden und
daß schließlich vom Druckraum eine die Wand des Stößels durch­ setzende Bohrung abgeht, die frühestens nach dem Ende des För­ derhubes des Pumpenkolbens mit einer Entlastungsbohrung in der Führungswand für den Stößel im Pumpengehäuse in Verbindung tritt.

Es wird also vorteilhafterweise für den Druckraum des Hilfs­ kolbens keine eigene Zylinderbüchse in einem Kipphebel benö­ tigt, sondern der Druckraum mit dem Hilfskolben und dem Rück­ schlagventil in dem bereits vorhandenen Stößel untergebracht, wodurch sich der technische Aufwand verringert, eine kompakte Konstruktion erzielt und vor allem auch die Unabhängigkeit von einem Kipphebel in der Antriebsvorrichtung von der Nockenwelle her erreicht wird.

Da vom Druckraum für den Hilfskolben eine Bohrung abgeht, wel­ che am Ende des Förderhubes des Pumpenkolbens mit einer Entla­ stungsbohrung im Pumpengehäuse in Verbindung tritt, kann nach erfolgter Druckölbeaufschlagung des Hilfskolbens zur Förderbe­ ginnverstellung im Sinne eines früheren Förderbeginns das Drucköl am Ende des Förderhubes sofort aus dem Druckraum ent­ weichen und der Hilfskolben in seine Ausgangsstellung zurück­ kehren, so daß die gewünschte hohe Verstellgeschwindigkeit gewährleistet ist.

Dieser gesteuerte Druckölaustritt aus dem Druckraum ist nur möglich, weil der Druckraum innerhalb des Stößels angeordnet ist und dieser eine Relativbewegung und damit eine Steuerbe­ wegung gegenüber der im Pumpengehäuse ausgebildeten Führungs­ wand für den Stößel ausführt. Wird das Drucköl in den Druckraum für den Hilfskolben über ein Druckregelventil zugeführt, so kann auch eine kontinuierliche Änderung des Förderbeginns der Einspritzpumpe erfolgen.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion besteht schließlich noch in der Ausbildung der Anschläge im Kupplungs­ teil durch die entsprechende Breite der schlitzartigen Ausneh­ mung. Hierdurch bleibt unabhängig von der Anordnungstiefe des Kupplungsteils stets der Abstand der Anschläge konstant.

Aus der DE-OS 35 10 223 ist zwar eine Einspritzpumpe bekannt mit einem bereits in einem Stößel angeordneten, gegen eine Stellfeder vom variablen Öldruck verstellbaren Hilfskolben, der hier jedoch fest mit dem Pumpenkolben verbunden ist. Außerdem wird der Hilfskolben selbst vom Öldruck zwischen zwei Anschlä­ gen verstellt. Ferner ist hier ebenfalls ein Rückschlagventil im Verlauf einer Öldruckleitung innerhalb des Stößels angeord­ net, um einen Ölrückfluß aus dem Druckraum des Hilfskolbens beim Förderhub des Pumpenkolbens zu vermeiden. Es fehlt jedoch eine Entlastungsmöglichkeit für den Druckraum nach dem Förder­ hub des Pumpenkolbens für eine möglichst schnelle variable Einflußnahme auf den Förderbeginn.

Weiterhin ist eine mit einer Förderbeginnverstellung versehene Kraftstoffeinspritzpumpe mit Überstromsteuerung für Brennkraft­ maschinen bekannt (DE-OS 11 07 025), bei welcher gleichfalls im Stößel ein Hilfskolben angeordnet ist, der wiederum fest mit dem Pumpenkolben verbunden ist. Die Entlastung des Druckraumes erfolgt hier aber erst am Ende des Saughubes, was die Zeit für die Entlastung mit nachfolgender Neueinstellung des Förderbe­ ginns entsprechend dem Öldruck nachteilig verkürzt.

Schließlich ist aus der DE-PS 33 42 942 noch eine mit einer Einspritzdüse baueinheitlich verbundene Einspritzpumpe mit variabler Förderbeginneinstellung bekannt, bei der allerdings der Hilfskoben fliegend zwischen einem zusätzlichen Antriebs­ kolben und dem eigentlichen Pumpenkolben zwischengeschaltet ist. Ein Raum zwischen dem zusätzlichen Antriebskolben und dem Hilfskolben wird hier nicht mit einer Flüssigkeit variablen Drucks, sondern einer entsprechend der Förderbeginneinstellung variablen Flüssigkeitsmenge beaufschlagt. Es erfolgt jedoch auch hier die Entlastung des diese Flüssigkeitsmenge aufnehmen­ den Raumes bereits am Ende des Förderhubs des zusätzlichen Antriebskolbens sowie des Pumpenkolbens, und zwar durch den Hilfskoben gesteuert, allerdings bei einer gänzlich anders ar­ beitenden und ausgebildeten Einspritzvorrichtung.

Die vorgenannten bekannten Einspritzpumpenkonstruktionen weisen daher insgesamt nicht die Merkmale auf, wie sie zur Lösung der vorgenannten Aufgabe eingesetzt sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das von einem zy­ lindrischen Fortsatz des Hilfskolbens durchsetzte Kupplungsteil mit Hilfe eines Feingewindes axial verstellbar im Stößel befe­ stigt.

Dadurch wird eine einfach zusammenbaubare Ausführung erreicht, welche den Vorteil hat, daß die Vorhübe mehrerer Pumpenkolben gegeneinander abgestimmt werden können, ohne die Verstellwege der einzelnen Pumpenkolben zwischen ihren beiden Anschlägen im Kupplungsteil zu verändern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine mit einer Einspritzdüse zu einer Pumpendüse baulich vereinigte Kraftstoff-Einspritzpumpe mit ihrem Antrieb im axialen Teilschnitt und

Fig. 2 die erfindungswesentlichen Teile der Kraftstoff-Ein­ spritzpumpe in größerer Darstellung, ebenfalls im Axi­ alschnitt.

In einem Pumpengehäuse 1 ist eine Pumpenzylinderbüchse 2 ein­ gesetzt, die eine radiale Durchströmbohrung 3 für den Kraft­ stoff aufweist. Das Pumpengehäuse 1 ist mit dem Gehäuse 4 der Einspritzdüse zu einer Pumpedüse 5 zusammengebaut, wobei das Gehäuse vier Öffnungen 6 aufweist, die dem Zu- und Abfluß von Kraftstoff dienen und in nicht dargestellter Weise mit entspre­ chenden Bohrungen im Zylinderkopf oder dgl. des Dieselmotors korrespondieren.

In der Pumpenzylinderbüchse 2 ist der Pumpenkolben 7 angeord­ net, der zwei Steuerkanten 8, 8a aufweist, die mit Durchström­ bohrung 3 zusammenarbeiten. Der Pumpenkolben 7 kann mittels eines Zahnrades 9 und einer Zahnstange 10 verdreht verdreht werden, so daß andere Abschnitte der Steuerkanten 8, 8a in den Bereich der Durchströmbohrung 3 gelangen, um die jeweilige Fördermenge des Kraftstoffes verändern zu können.

Der Pumpenkolben 7 weist einen gegenüber einem Anschlußschaft 7a scheibenartig verbreiterten Kopf 11 auf, welcher in einer schlitzartigen Ausnehmung 12 eines Kupplungsteils 13 mit axia­ lem Spiel zwischen zwei Seitenflächen 12a, 12b gehalten ist. Das Kupplungsteil 13 ist seinerseits mit Hilfe eines Feingewin­ des 32 in einem im Pumpengehäuse 1 verschiebbar gelagerten zylindrischen Stößel 14 eingeschraubt, an dem sich eine Rück­ stellfeder 15 abstützt.

Der Antrieb des Pumpenkolbens 7 erfolgt von einer Nockenwelle 16 über einen Kipphebel 17 und einen Druckkörper 18 auf den Stößel 14 gegen die Kraft der Rückstellfeder 15, wobei der Pumpenkolben 7 die Bewegung des Stößels 14 zufolge der Kupp­ lungsverbindung über das Kupplungsteil 13 mitmacht.

Die Achse 19 des Kipphebels 17 weist einen Längskanal 20 für Schmieröl und einen weiteren Kanal 21 für Drucköl auf, das über weitere Ölkanäle 22, 23, 24 bis in den Stößel 14 gelangt, wobei im Druckölkanal 24 ein Rückschlagventil 25 eingebaut ist.

Im Stößel 14 ist eine Sackbohrung 26 für einen Hilfskolben 27 ausgespart, wobei die Sackbohrung 26 durch das Kupplungsteil 13 begrenzt ist, welches einen Fortsatz 28 des Hilfskolbens 27 durchsetzt, der unmittelbar auf den Kopf 11 des Pumpenkolbens 7 einwirkt.

Um den Fortsatz 28 ist eine Stellfeder 29 für den Hilfskolben 27 angeordnet. Von der Sackbohrung 26 geht eine Bohrung 30 ab, die am Ende des Förderhubes des Pumpenkolbens 7 bzw. des Stö­ ßels 14 mit einer Entlastungsbohrung 31 im Gehäuse 1 zur Deckung kommt.

Fig. 2 zeigt die Stellung des Pumpenkolbens 7 für den spätesten Förderbeginn der Einspritzpumpe. Wird über die Kanäle 21, 22, 23, 24 Drucköl in einen Druckraum 26a innerhalb der Sackbohrung 26 gefördert, also der Hilfskolben 27 entsprechend beauf­ schlagt, so verschiebt sich dieser gegen die Kraft der Feder 29. Es wird dabei auch der Pumpenkolben 7 im Maße des gegebenen Axialspiels seines Kopfes 11 in der Ausnehmung 12 im Kupplungs­ teil 13 abwärts verschoben, was einer Vorverlegung des Förder­ beginns gleichkommt. Hierbei bilden die einander gegenüberlie­ genden Seitenflächen 12a, 12b zwei Anschläge für den Verstell­ bereich des Förderbeginns. Am Ende des Förderhubes tritt das Drucköl aus der Sackbohrung 26 und damit aus dem Druckraum 26a über die Bohrung 30 und die Entlastungsbohrung 31 aus, so daß der Hilfskolben 27 durch die Rückstellfeder 29 in seine Aus­ gangslage verschoben wird. Soll die Vorverlegung des Förderbe­ ginns beibehalten werden, so muß selbstverständlich eine neuer­ liche Druckölbeaufschlagung des Hilfskolbens 27 erfolgen.

Claims (2)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Diesel-Brennkraft­ maschine, mit einer in einem Pumpengehäuse angeordneten Pumpenzylinderbüchse, die einen verdrehbaren, zwei im axia­ len Abstand voneinander angeordnete Steuerkanten aufweisen­ den Pumpenkolben aufnimmt und wenigstens eine von diesem über die Steuerkanten gesteuerte und an einen vom Pumpen­ kolben begrenzten Pumpenarbeitsraum angeschlossene Durch­ strömbohrung aufweist,
wobei der Pumpenkolben bei seinem Förderhub von einem im Pumpengehäuse axial verschiebbar gelagerten Stößel entspre­ chend der Hubbahn eines auf einer Nockenwelle angeordneten Nockens gegen die Kraft einer Rückstellfeder angetrieben wird und die Verbindung des Pumpenkolbens mit dem Stößel über einen gegenüber einem Anschlußschaft scheibenartig verbreiterten Kopf am Ende des Pumpenkolbens erfolgt, der radial in eine zu einer Seite des Stößels hin offene schlitzartige Ausnehmung einschiebbar ist, die pumpenkol­ benseitig in einen ebenfalls zu dieser Seite hin offenen Einschubschlitz für den Anschlußschaft übergeht,
sowie mit einem Hilfskolben, der, einen über ein Rück­ schlagventil ständig an eine mit drehzahlabhängigem Öldruck beaufschlagte Druckleitung angeschlossenen Druckraum be­ grenzend, in Zuströmrichtung des Drucköls zu letzterem hin gegen die Kraft einer Stellfeder axial bewegbar ist und zur Verstellung des Förderbeginns derart in den Antriebskraft­ fluß zwischen Nocken und Pumpenkolben zwischengeschaltet ist, daß die Ausgangsstellung für den Förderhub des Pumpen­ kolbens in Abhängigkeit vom Öldruck im Druckraum des Hilfs­ kolbens zwischen zwei Anschlägen verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der innerhalb einer antriebsseitig den Druckraum (26a) aufnehmenden Sackbohrung (26) im Stößel (14) geführte Hilfskolben (27) ein die schlitzartige Ausnehmung (12) für den verbreiterten Kopf (11) am Ende des Pumpenkolbens (7) aufnehmendes und zugleich die Sackbohrung (26) an ihrem Ende verschließendes Kupplungsteil (13) soweit durchsetzt, daß er unmittelbar am Kopf (11) des Pumpenkolbens (7) an­ greift, wobei sich die Stellfeder (29) für den Hilfskolben (27) zwischen diesem und dem Kupplungsteil (13) abstützt,
daß ferner die beiden Anschläge für den Verstellbereich des Förderbeginns von den mit entsprechendem axialen Bewegungs­ abstand für den verbreiterten Kopf (11) am Ende des Pumpen­ kolbens (7) einander gegenüberliegenden Seitenflächen (12a, 12b) der schlitzartigen Ausnehmung (12) im Kupplungsteil (13) gebildet werden und
daß schließlich vom Druckraum (26a) eine die Wand des Stö­ ßels (14) durchsetzende Bohrung (30) abgeht, die frühestens nach dem Ende des Förderhubs des Pumpenkolbens (7) mit ei­ ner Entlastungsbohrung (31) in der Führungswand für den Stößel (14) im Pumpengehäuse (1) in Verbindung tritt.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von einem zylindrischen Fortsatz (28) des Hilfskol­ bens (27) durchsetzte Kupplungsteil (13) mit Hilfe eines Feingewindes (32) axial verstellbar im Stößel (14) befestigt ist.