DE3813320A1 - Pumpenduese fuer dieselmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpedüse für Dieselmotoren, bei welcher ein einen über ein Druckstück angetriebenen Pumpenkolben, eine Elementbüchse und eine diese umgebende Pumpenfeder aufweisendes Einspritzpumpenelement mit einer Einspritzdüse zu einer jeweils einem Motorzylinder zuzuordnenden Einheit vereinigt ist, wobei eine Mengen­ verstelleinrichtung vorgesehen ist. Der Antrieb des Pumpen­ kolbens erfolgt über das Druckstück üblicherweise von einem, beispielsweise auf der Nockenwelle des Motors angeordneten Nocken aus. Bei Anordnung eines von diesem Nocken ange­ triebenen Kipphebels ist das Druckstück von einer schwenk­ baren Stelze oder einem Gleitschuh gebildet, auf welche bzw. welchen der andere Arm des Kipphebels wirkt und welche bzw. welcher gegen eine auf dem Pumpenkolben und die Pumpenfeder wirkende Führungshülse abgestützt ist. Bei direktem Antrieb von diesem Nocken aus ist das Druckstück von einem Rollen­ stößel oder Tellerstößel gebildet, auf welchen der Nocken wirkt und welcher seinerseits den Pumpenkolben betätigt.

Bei einer aus der DE-OS 31 43 073 bekannt gewordenen Einspritzpumpe ist die Pumpenfeder im oberen Bereich der Höhe des Pumpenkolbens angeordnet. Die Mengenverstelleinrichtung ist unterhalb der Pumpenfeder und seitlich des Pumpenkolbens angeordnet. Dies bedingt nicht nur eine verhältnismäßig große Bauhöhe der Pumpe, sondern es wird auch die Baubreite ver­ größert. Die Elementbüchse ist zweiteilig ausgebildet und im Bereich des Hochdruckraumes der Pumpe unterteilt. Eine solche Unterteilung erfordert verhältnismäßig große und hoch­ belastete Dichtflächen, wodurch auch die Baubreite vergrößert wird und auch die seitliche Anordnung der Mengenverstell­ einrichtung vergrößert die Baubreite.

Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, eine Pumpedüse mit geringen Baumaßen, u.zw. insbesondere mit geringer Bauhöhe, zu schaffen und die Erfindung besteht im wesent­ lichen darin, daß die Pumpenfeder die Elementbüchse nach unten bis ungefähr zur Höhe des Hochdruckraumes umgibt, daß die Elementbüchse einteilig mit einer Sackbohrung für die Aufnahme des Pumpenkolbens ausgebildet ist und daß die Mengenverstelleinrichtung im Bereich des Druckstückes angeordnet ist. Dadurch, daß die Pumpenfeder die Element­ büchse nach unten bis ungefähr zur Höhe des Hochdruckraumes umgibt, wird zumindest ein Teil der Bauhöhe der Elementbüchse für die Bauhöhe der Pumpenfeder ausgenützt. Dadurch wieder, daß die Elementbüchse einteilig ausgebildet ist und daher keine großflächigen Dichtungen im Bereich des Hochdruckraumes erforderlich sind, wird die Baubreite der Elementbüchse verringert, so daß die Pumpenfeder bis zum Hochdruckraum reichen kann, ohne daß dadurch die Bäubreite der Pumpedüse vergroßert wird. Dadurch, daß die Mengenverstelleinrichtung im Bereich des Druckstückes angeordnet ist, wird die für das Druckstück erforderliche Bauhöhe für die Unterbringung der Mengenverstelleinrichtung ausgenützt. In der Gesamtheit wird somit durch die Kombination dieser Merkmale die Bauhöhe der Pumpedüse verringert.

Gemäß der Erfindung umgibt zweckmäßig die Mengenverstell­ einrichtung das Druckstück, so daß der gesamte Raum um das Druckstück herum für die Unterbringung der Mengenverstell­ einrichtung ausgenützt werden kann. Bei einer Ausführungs­ form, bei welcher die Mengenverstellung durch Relativ­ verdrehung des Pumpenkolbens gegenüber einer diesen um­ gebenden Steuerhülse erfolgt, weist gemäß der Erfindung zweckmäßig die Mengenverstelleinrichtung einen um eine ungefähr konzentrisch zum Druckstück angeordnete Achse verdrehbaren Teil auf, der mit dem relativ zu verdrehenden Teil, nämlich mit dem Kolben oder gegebenenfalls mit der Steuerhülse gekuppelt ist. Hiebei ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dieser ungefähr konzentrisch zum Druckstück gelagerte Teil vom Rotor eines elektrischen Stellmotors gebildet. Auf diese Weise wird der Raum um das Druckstück herum vollständig für die Mengenverstell­ einrichtung ausgenützt.

Gemäß der Erfindung kann auch im Gehäuse der Pumpedüse, an einer näher zur Einspritzdüse als die Mengenverstell­ einrichtung gelegenen Stelle eine Förderbeginnverstell­ einrichtung angeordnet sein. Dadurch, daß die Förderbeginn­ verstelleinrichtung unterhalb der Mengenverstelleinrichtung angeordnet ist, entfällt eine zusätzliche Bauhöhe für die Unterbringung der Förderbeginnverstelleinrichtung. Gemäß der Erfindung kann die Förderbeginnverstelleinrichtung zumindest teilweise innerhalb der Pumpenfeder angeordnet sein. In diesem Falle ergibt sich eine weitere Einsparung an Bauhöhe. Es kann aber gemäß der Erfindung auch die Förderbeginn­ verstelleinrichtung zumindest teilweise seitlich der Pumpen­ feder im oberen Bereich derselben und unterhalb der Mengen­ verstelleinrichtung angeordnet sein. In diesem Falle ist auch keine zusätzliche Bauhöhe für die Förderbeginnverstell­ einrichtung erforderlich und da die Förderbeginnverstell­ einrichtung im oberen Bereich der Pumpenfeder angeordnet ist, nämlich in einem Bereich der Pumpedüse, in welchem diese nicht in den Motorzylinderkopf eingesetzt wird, wirkt sich eine Verbreiterung der Baumaße der Pumpedüse nicht nachteilig aus.

Üblicherweise ist das obere Ende der Pumpenfeder mittels einer Führungshülse im Gehäuse der Pumpedüse geführt. Hiebei weist zweckmäßig gemäß der Erfindung diese Führungshülse Durchbrechungen für den Durchtritt von Verbindungsgliedern der Mengen- und/oder Förderbeginnverstelleinrichtung auf.

Gemäß der Erfindung kann die Elementbüchse eine mit der Sackbohrung für die Aufnahme des Pumpenkolbens gleichachsige Bohrung für die Aufnahme eines Ausweichkolbens aufweisen. Damit ist auch der Zylinder des Ausweichkolbens in die einteilige Elementbüchse einbezogen und es ist lediglich erforderlich, den Arbeitsraum des Ausweichkolbens durch eine Bohrung mit kleinem Durchmesser mit dem Hochdruckraum zu verbinden. Hiedurch wird wieder die Baubreite gegenüber solchen Ausführungen, bei welchen ein Zylinder für den Ausweichkolben seitlich an die Pumpenkolbenbüchse angesetzt ist, verringert.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausfüh­ rungsbeispielen dargestellt.

Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform einer Pumpe­ düse, wobei Fig. 1 einen Axialschnitt nach Linie I-I der Fig. 2 und Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1 darstellt.

Fig. 3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsform, wobei Fig. 3 einen Axialschnitt nach Linie III-III der Fig. 4 und Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie IV-IV der Fig. 3 darstellt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 stellt 1 die Elementbüchse dar, welche eine Sackbohrung 2 aufweist, in welcher der Pumpenkolben 3 geführt ist. Der Pumpenkolben 3 wird entgegen der Kraft der Pumpenfeder 4 von einer nicht dargestellten Nockenwelle aus über einen Kipphebel 5 und eine Stelze 6 gebildetes Druckstück angetrieben. 7 ist der Hoch­ druckraum, welcher den Arbeitsraum des Pumpenkolbens 3 bildet. Wie die Zeichnung zeigt, reicht die Pumpenfeder 4 bis in die Höhe des Hochdruckraumes 7 herunter. Es kann daher die Pumpenfeder 4 verhältnismäßig lang bemessen werden, ohne die Bauhöhe unzulässig zu vergrößern. Der obere Bereich der Pumpenfeder 4 ist mittels einer Führungshülse 8 im Gehäuse 9 der Pumpedüse geführt. Gegen diese Führungshülse 8 ist die vom Kipphebel 5 angetriebene Stelze 6 abgestützt und die Führungshülse 8 betätigt den Pumpenkolben 3.

10 ist die Mengenverstelleinrichtung, welche von einem elektrischen Stellmotor 11 gebildet ist. Der Rotor 12 dieses elektrischen Stellmotors 11 ist um eine Achse 13 verdrehbar, welche konzentrisch zu einer Mittelstellung der Stelze 6 liegt. Der Rotor 12 weist einen Schlitz 14 auf, in welchen ein Kurbelarm 15 eingreift, welcher über ein Verbindungsglied 16 drehsicher mit dem Pumpenkolben 3 verbunden ist. 17 ist eine Steuerhülse, relativ zu welcher der Pumpenkolben 3 über den Kurbelarm 15 zum Zwecke der Mengenverstellung verdreht wird.

Die Förderbeginnverstelleinrichtung 18, welche den Gegenstand einer anderen Patentanmeldung der Anmelderin bildet, weist einen hydraulischen Kolben 19 auf, der in seiner Achsrichtung verschiebbar ist und mit einer Schräg­ fläche auf ein hakenartiges Verbindungsglied 20 wirkt, das mit einer Hülse 21 verbunden ist, wobei die Hülse 21 in Höhenrichtung mit der Steuerhülse 17 gekuppelt ist, die mit ihrer Oberkante den Förderbeginn verstellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist somit die Förderbeginnverstell­ einrichtung 18 teilweise innerhalb der Pumpenfeder 4 (nämlich Steuerhülse 17 und Hülse 21) und teilweise seitlich im oberen Bereich derselben (nämlich hydraulischer Kolben 19) ange­ ordnet.

Die Führungshülse 8 weist Durchbrechungen 22 und 23 für den Durchtritt des Verbindungsgliedes 16 der Mengenverstell­ einrichtung 10 und für den Durchtritt des hakenförmigen Verbindungsgliedes 20 der Förderbeginnverstelleinrichtung 18 auf.

Gleichachsig mit der Sackbohrung 2 für die Führung des Pumpenkolbens 3 ist in der Elementbüchse 1 eine zweite Sackbohrung 24 vorgesehen, welche vom anderen Ende der Elementbüchse 1 ausgeht. In dieser Sackbohrung ist ein Äusweichkolben 25 geführt, welcher über eine Verbindungs­ bohrung 26 vom Druck im Hochdruckraum 7 entgegen dem Druck einer Feder 27 beaufschlagt wird. Auf diese Weise ist auch der Ausweichkolben in die Elementbüchse einbezogen.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 im wesentlichen dadurch, daß die Förderbeginnverstelleinrichtung 28 zur Gänze innerhalb der Pumpenfeder 4 angeordnet ist. Diese Förder­ beginnverstelleinrichtung 28, welche Gegenstand einer anderen Patentanmeldung der Anmelderin bildet, weist einen in einer Ringnut 29 der Elementbüchse 1 dicht geführten Ringsegment­ kolben 30 auf, welcher durch den Druck eines hydraulischen Mediums im Arbeitsraum 31 entgegen der Kraft einer Drehfeder 32 verdreht wird. 33 ist ein mit der Elementbüchse starr verbundener Teil, welcher den Arbeitsraum 31 begrenzt. Mit dem Ringsegmentkolben 30 ist ein hakenförmiges Führungs­ element 34 verbunden, welches in eine Ringnut 35 einer Steuerhülse 36 eingreift. Die Ringnut 35 verläuft schräg zu einer normal zur Achse des Pumpenkolbens 3 stehenden Ebene und es wird durch die Verdrehung des Ringsegmentkolbens 30 die Steuerhülse 36 gehoben oder gesenkt, wobei die Höhenlage der Oberkante dieser Steuerhülse 36 den Förderbeginn be­ stimmt.

Die Pumpenfeder 4 reicht auch bei dieser Ausführungsform von oben bis in den Höhenbereich des Hochdruckraumes 7. Die Mengenverstelleinrichtung 37 liegt wieder im Bereich der Stelze 6 und ist in gleicher Weise ausgebildet wie in Fig. 1. Die Verdrehung des Kolbens 3 erfolgt durch die Kurbel 15 über das Verbindungsglied 16, welches mit dem Pumpenkolben 3 drehsicher verbunden ist. Die Führungshülse 8, welche das obere Ende der Pumpenfeder 4 gegenüber dem Gehäuse 9 der Pumpedüse führt, weist wieder eine Durchbrechung 22 für die Durchführung des Verbindungsgliedes 16 auf. Eine Durch­ brechung für die Durchführung eines Verbindungsgliedes der Förderbeginnverstelleinrichtung 28 ist nicht erforderlich, da sich die gesamte Förderbeginnverstelleinrichtung 28 innerhalb der Pumpenfeder 4 befindet.

Claims (9)

1. Pumpedüse für Dieselmotoren, bei welcher ein einen über ein Druckstück angetriebenen Pumpenkolben, eine Element­ büchse und eine diese umgebende Pumpenfeder aufweisendes Einspritzpumpenelement mit einer Einspritzdüse zu einer jeweils einem Motorzylinder zuzuordnenden Einheit vereinigt ist, wobei eine Mengenverstelleinrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenfeder (4) die Element­ büchse (1) nach unten bis ungefähr zur Höhe des Hochdruck­ raumes (7) umgibt, daß die Elementbüchse (1) einteilig mit einer Sackbohrung (2) für die Aufnahme des Pumpenkolbens (3) ausgebildet ist und daß die Mengenverstelleinrichtung (10, 37) im Bereich des Druckstückes (6) angeordnet ist.

2. Pumpedüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mengenverstelleinrichtung (10) das Druckstück (6) umgibt.

3. Pumpedüse nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Mengenverstellung durch Relativverdrehung des Pumpenkolbens gegenüber einer diesen umgebenden Steuerhülse erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Mengenverstelleinrichtung (10) einen um eine ungefähr konzentrisch zum Druckstück (6) angeordnete Achse (13) verdrehbaren Teil (12) aufweist, der mit dem relativ zu verdrehenden Teil (3) gekuppelt ist.

4. Pumpedüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ungefähr konzentrisch zum Druckstück (6) gelagerte Teil (12) vom Rotor eines elektrischen Stellmotors (11) gebildet ist.

5. Pumpedüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elementbüchse (1) eine mit der Sackbohrung (2) für die Aufnahme des Pumpenkolbens (3) gleichachsige Bohrung (24) für die Aufnahme eines Ausweich­ kolbens (25) aufweist.

6. Pumpedüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse der Pumpedüse, an einer näher zur Einspritzdüse als die Mengenverstelleinrichtung (10) gelegenen Stelle eine Förderbeginnverstelleinrichtung (18, 28) angeordnet ist.

7. Pumpedüse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderbeginnverstelleinrichtung (18, 28) zumindest teilweise innerhalb der Pumpenfeder (4) angeordnet ist.

8. Pumpedüse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderbeginnverstelleinrichtung (18) zumindest teilweise seitlich der Pumpenfeder im oberen Bereich derselben und unterhalb der Mengenverstelleinrichtung (10) angeordnet ist.

9. Pumpedüse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende der Pumpenfeder (4) mittels einer Führungshülse (8) geführt ist, welche Durch­ brechungen (22, 23) für den Durchtritt von Verbindungsgliedern (16, 20) der Mengen- und/oder Förderbeginnverstelleinrichtung (10 bzw. 18) aufweist.