Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht von einer handbetätigbaren Förderpumpe von Kraft
stoffeinspritzpumpen für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des
Patentanspruchs 1 aus. Derartige manuell betätigbare Pumpen dienen
zum Füllen der Anlage bei Inbetriebnahme oder zum Wiederauffüllen
und Entlüften nach einem Eingriff, wie beispielsweise beim Wechsel
eines Filtereinsatzes.The invention relates to a hand-operated power feed pump
fuel injection pumps for internal combustion engines of the genus
Claim 1 from. Such manually operated pumps are used
for filling the system at start-up or for refilling
and venting after an operation, such as when changing
a filter insert.
Bei einer solchen aus der DE-OS 3 53 44 857 bekannten handbetätigbaren
Pumpe wird durch ein handbetätigbares Element, gegen die Kraft von
Rückstellfedern ein Einwärtshub eines Kolbens mit Ventilstößel
bewirkt, der dabei ein Kugelventil zu einem mit der Pumpe ver
bundenen System einer Kraftstofförderpumpe aufstößt, wobei ein
Medium aus einem Arbeitsraum der Pumpe in das verbundene System
gedrückt wird. Beim anschließenden selbsttätigen Rückhub des Kolbens
wird das Medium aus einem Saugsystem der Kraftstofförderpumpe in den
Arbeitsraum der Pumpe angesaugt, wobei das Kugelventil am Ende des
Rückhubes selbsttätig schließt. Für das hier als Kugelventil aus
geführte Druckventil, dessen sicheres Schließen über die gesamte
Lebensdauer der Einspritzanlage eine wichtige Voraussetzung für
deren einwandfreie Funktion ist, sind verschiedene Ausführungs
varianten bekannt. So können die Ventilschließglieder sowohl, wie in
der bekannten Pumpe gezeigt, kugelförmig, als auch kegelförmig aus
gebildet sein. Dabei kommt der Ausgestaltung der Druckventilfeder
eine hohe Bedeutung zu, da diese zum einen das sichere Schließen des
Ventils maßgeblich beeinflußt und zudem so gestaltet sein soll, daß
eine problemlose und einfache maschinelle Montage des gesamten
Druckventils möglich ist. Die in der bekannten Pumpe verwendete
Ventilfeder mit einem konisch verjüngten Ende zur Aufnahme der im
Durchmesser kleiner als der Federinnendurchmesser ausgeführten
Kugel, hat dabei den Nachteil, daß sie nicht beliebig, das heißt
beidseitig montiert werden kann, was wiederum einen erhöhten Aufwand
bei der automatischen Montage zur Folge hat. Bei einer anderen Aus
führungsvariante der Feder, bei der diese eine sogenannte Diabolo
form mit durch aneinander liegenden Federdrahtlagen trichterförmig
ausgebildeten Federenden aufweist besteht wiederum die Gefahr eines
allmählichen Hineinrutschens der Kugel über eine lange Laufzeit der
Pumpe, was ebenfalls Schließungenauigkeiten und den Ausfall des
Ventils zur Folge hätte.In such a hand-operated known from DE-OS 3 53 44 857
Pump is operated by a hand-operated element, against the force of
Return springs an inward stroke of a piston with valve lifter
causes a ball valve to one with the pump
bound system of a fuel delivery pump, where a
Medium from a working area of the pump into the connected system
is pressed. During the subsequent automatic return stroke of the piston
is the medium from a suction system of the fuel pump in the
Working area of the pump sucked in, the ball valve at the end of the
Return stroke closes automatically. For this as a ball valve
guided pressure valve, its safe closing over the entire
Injection system life is an important prerequisite for
their proper function is different execution
variants known. So the valve closing elements can both, as in
the known pump shown, spherical, as well as conical
be educated. Here comes the design of the pressure valve spring
are of great importance, since on the one hand this ensures that the
Valve significantly influenced and should also be designed so that
a problem-free and simple mechanical assembly of the whole
Pressure valve is possible. The one used in the known pump
Valve spring with a tapered end for receiving the im
Diameter smaller than the spring inner diameter
Sphere has the disadvantage that it is not arbitrary, that is
can be mounted on both sides, which in turn increases the effort
during automatic assembly. With another out
guiding variant of the spring, in which this is a so-called diabolo
shape with funnel-shaped through layers of spring wire
trained spring ends again there is a risk of
gradual sliding of the ball over a long period of time
Pump, which also causes closure inaccuracies and the failure of the
Valve would result.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße handbetätigbare Pumpe für Förderpumpen von
Kraftstoffeinspritzpumpen für Brennkraftmaschinen mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den
Vorteil, daß durch die Ausbildung der Druckventilfeder mit beid
seitigem nach innen gezogenen Endwindungen, ein Hineindrücken der
den Ventilschließkörper bildenden Kugel bei deren sicherer Führung
auch über lange Laufzeiten vermieden werden kann und somit die
Gefahr, daß die Ventilkugel im Betrieb in die Feder hineinwandert
(Trichtereffekt) ausgeschlossen ist. Die symmetrische Ausgestaltung
der Federenden ermöglicht zudem eine einfache
maschinelle Montage des gesamten Druckventils, da die Feder nicht
lageorientiert eingebaut werden muß und somit auf ein Vorsortieren,
bzw. auf eine Vorpositionierung der genauen Federlage verzichtet
werden kann. Der Drahtdurchmesser der erfindungsgemäßen Druckventil
feder kann zudem durch den größeren Außendurchmesser und formbedingt
langen federnden Teil bei gleichbleibender Federsteifigkeit größer
sein als bei der bekannten Ausführung, was die Handhabung mit dieser
stabileren Feder erleichtert. Zudem ist gemäß Anspruch 3 durch das
Verschieben der letzten Endwindung parallel zur Federstirnfläche in
der dem Ventilschließglied zugewandten Richtung der Einbau mit einer
bestimmten Vorspannkraft der Ventilfeder möglich, wobei die das
Ventilschließglied aufnehmende Windung dann ebenfalls in der Ebene
der Endwindung liegt. Auch die Ausgestaltung des Ventilschließ
gliedes gemäß Anspruch 4 in Form einer Kugel bringt Vorteile bei der
maschinellen Montage des Druckventils, da auch hier keine Einbau
lagen berücksichtigt werden müssen.The hand-operated pump according to the invention for feed pumps from
Fuel injection pumps for internal combustion engines with the
characteristic features of claim 1, in contrast, the
Advantage that with the formation of the pressure valve spring with both
end turns drawn inwards, a pushing in of the
the ball forming the valve closing body when safely guided
can also be avoided over long terms and thus the
Danger of the valve ball moving into the spring during operation
(Funnel effect) is excluded. The symmetrical design
the spring ends also allows easy
mechanical assembly of the entire pressure valve since the spring is not
must be installed in a location-oriented manner and thus on pre-sorting,
or do not preposition the exact spring position
can be. The wire diameter of the pressure valve according to the invention
spring can also due to the larger outer diameter and shape
long resilient part larger with constant spring stiffness
be than in the known version, what handling with this
more stable spring relieved. In addition, according to claim 3 by
Shift the last end turn parallel to the spring face in
the direction facing the valve closing member for installation with a
certain biasing force of the valve spring possible, which the
Valve closing member receiving turn then also in the plane
the final turn. The design of the valve closing
member according to claim 4 in the form of a ball brings advantages in
mechanical assembly of the pressure valve, since no installation here either
locations must be taken into account.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes
der Erfindung sind der Zeichnung, der Beschreibung und den
Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous configurations of the object
the invention are the drawing, the description and the
Removable claims.
Zeichnungdrawing
Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es
zeigen die Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße
handbetriebene Pumpe, die Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der
Ventilfeder mit zwei in einen kleineren Kreisdurchmesser über
gehenden Endwindungen, die in einer gemeinsamen Ebene liegen im
Längsschnitt, wobei sich in der Darstellung auf den erfindungs
wesentlichen Teil beschränkt wurde, die Fig. 3 die Ventilfeder des
gleichen Ausführungsbeispiels in einer Ansicht von
oben (ohne die darin liegende Kugel) und die Fig. 4 ein zweites
Ausführungsbeispiel der Ventilfeder, bei der die in einen kleineren
Kreisdurchmesser übergehenden Endwindungen aus der Ebene der Feder
stirnfläche parallel zu dieser verschoben sind.Two embodiments of the object of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail below. Fig. 1 shows a longitudinal section through the hand-operated pump according to the invention, Fig. 2 shows a first embodiment of the valve spring with two in a smaller circular diameter over going end windings, which are in a common plane in longitudinal section, with the representation on the Invention essential part was limited, Fig. 3 shows the valve spring of the same embodiment in a view from above (without the ball therein) and Fig. 4 shows a second embodiment of the valve spring, in which the end turns into a smaller circular diameter from the plane of Spring face are shifted parallel to this.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Bei der in der Fig. 1 gezeigten handbetätigbaren Pumpe für Förder
pumpen von Kraftstoffeinspritzpumpen für Brennkraftmaschinen ist ein
Zylinder 1 über einen Anschraubstutzen 3 in ein Gehäuse einer nicht
dargestellten Kraftstofförderpumpe eingeschraubt. Der Zylinder 1, in
dessen Inneren ein Kolben 5 längsverschiebbar angeordnet ist, der
einen Pumpenarbeitsraum 7 im Zylinder 1 begrenzt, ist auf den
Anschraubstutzen 3 aufgeschoben und an durch eine Ringnut
entstandenen Stemmstellen 9 fest mit diesem verbunden. Der
Anschraubstutzen seinerseits ist über ein an seinem Umfang
befindlichen Außengewinde 11 in das nicht dargestellte Gehäuse der
Kraftstofförderpumpe eingeschraubt. Er weist eine zentrische
Bohrung 13 auf, in die eine Stützhülse 17 eingepreßt ist und die
sich über eine Durchmesserverringerung zu einem Ventilsitz 15
verengt, der in eine weitere Durchmesserverringerung übergeht. In
der Bohrung 13 ist ein Druckventil 19 angeordnet, dessen als
Schließglied wirkende Ventilkugel 21 von einer als Schraubendruck
feder ausgebildeten Ventilfeder 23, die an der Stützhülse 17
anliegt, auf den Ventilsitz 15 gedrückt wird. Die Abdichtung, des
mit seiner dem Kolben 5 zugewandten Stirnfläche 24 die zweite axiale
Begrenzung des Pumpenarbeitsraumes 7 bildenden Anschraubstutzens 3,
gegen den Zylinder 1 erfolgt durch einen O-Ring 25, der in einer
Ringnut am in den Zylinder 1 eingetauchten Umfang des Anschraub
stutzens 3 geführt ist. Der Kolben 5 weist auf seiner dem Pumpen
arbeitsraum 7 zugewandten Seite einen Stirnzapfen 27 auf, auf dem
eine mit dem Zylinder 1 zusammenwirkende
Doppellippendichtung 29 angeordnet ist. Der Kolben 5 hat eine Axial
bohrung 31 und weist auf der dem Pumpenarbeitsraum 7 abgewandten
Stirnseite eine hohlzylindrige Kolbenstange 33 auf, deren Hohlraum
35 mit der Axialbohrung 31 eine ringförmige Innenschulter 37 bildet.
Auf der dem Pumpenarbeitsraum 7 zugewandten Seite geht der Kolben 5
in einen hohlzylinderförmigen Ventilstößel 39 mit innerem Hohlraum
49 über, der in der Axialbohrung 31 geführt ist und der an seinem
dem Pumpenarbeitsraum 7 abgewandten Ende einen an der Innenschulter
37 anliegenden Außenbund 41 und am anderen Ende mehrere Radial
schlitze 43 und einen mittigen Zapfen 45 aufweist. Die dem Pumpen
arbeitsraum 7 zugewandte Stirnfläche des Ventilstößels 39 bildet
einen Anschlag 47, der mit der Stirnfläche 24 des Anschraubstutzens
3 zusammenwirkt. Der gesamte Arbeitsraum der Handpumpe setzt sich aus
dem Pumpenarbeitsraum 7 dem Hohlraum 35 der Kolbenstange 33 und dem
Hohlraum 49 des Ventilstößels 39 zusammen. Ein aus Kunststoff
gefertigtes Betätigungselement 51, daß sich an die Kolbenstange 33
anschließt, weist auf seiner dem Pumpenarbeitsraum 7 abgewandten
Seite eine Platte 53 auf, an deren Außenrand sich eine Hülse 55 mit
einer stirnseitigen Innennut 57 fortsetzt, in die ein Wulst 59 eines
Anschlagringes 61 eingreift. Vom Mantel des Zylinders 1 steht ein
Außenring 63 ab, an dessen einer, dem Pumpenarbeitsraum 7
zugewandten unteren Schulter 65 sich der Anschlagring 61 über einen
Gummiring 66 abstützt und an dessen gegenüberliegenden oberen
Schulter 67 sich eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Rückhol
feder 69 für den Kolben 5 abstützt. Auf der gegenüberliegenden Seite
drückt die Rückholfeder 69 an eine Ringschulter 71 des Betätigungs
elementes 51. Die Kolbenstange 33 ist in einer Ringrille 73 des
Betätigungselementes 51 befestigt. Eine vorgespannte Haltefeder 75,
die ebenfalls als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, stützt sich
an einer zweiten Ringschulter 77 des Betätigungselementes 51 ab und
hält den Außenbund 41 des Ventilstößels 39 an die Innenschulter 37
des Kolbens 5 gedrückt.
In the hand-operated pump shown in FIG. 1 for delivery pumps of fuel injection pumps for internal combustion engines, a cylinder 1 is screwed into a housing of a fuel delivery pump (not shown ) via a screw connection 3 . The cylinder 1 , in the interior of which a piston 5 is arranged so as to be longitudinally displaceable and which delimits a pump work chamber 7 in the cylinder 1 , is pushed onto the screw-on connector 3 and is firmly connected to it at caulking points 9 created by an annular groove. The screw connection is in turn screwed into the housing of the fuel delivery pump, not shown, via an external thread 11 on its circumference. It has a central bore 13 into which a support sleeve 17 is pressed and which narrows via a reduction in diameter to a valve seat 15 which merges into a further reduction in diameter. A pressure valve 19 is arranged in the bore 13 , the valve ball 21 acting as a closing member is pressed onto the valve seat 15 by a valve spring 23 which is designed as a helical compression spring and which bears against the support sleeve 17 . The sealing of the facing with its piston 5 end face 24 of the second axial boundary of the pump chamber 7 forming Anschraubstutzens 3, takes place against the cylinder 1 by an O-ring 25 in an annular groove on the immersed into the cylinder 1 the periphery of the Bolt nozzle 3 is led. The piston 5 has on its side facing the pump working space 7 an end pin 27 on which a double lip seal 29 cooperating with the cylinder 1 is arranged. The piston 5 has an axial bore 31 and has on the end facing away from the pump working space 7 a hollow cylindrical piston rod 33 , the cavity 35 of which forms an annular inner shoulder 37 with the axial bore 31 . On the pump working space 7 side facing the piston 5 passes into a hollow cylindrical valve stem 39 with internal cavity 49 through which is guided in the axial bore 31 and facing away from the pump working chamber 7 end abutting against the inner shoulder 37 outer collar 41 and at the other end has a plurality of radial slots 43 and a central pin 45 . The end face of the valve tappet 39 facing the pump working space 7 forms a stop 47 which interacts with the end face 24 of the screw connection piece 3 . The entire working space of the hand pump is composed of the pump working space 7, the cavity 35 of the piston rod 33 and the cavity 49 of the valve lifter 39 . An actuating element 51 made of plastic, which adjoins the piston rod 33 , has on its side facing away from the pump working space 7 a plate 53 , on the outer edge of which a sleeve 55 with an end-side inner groove 57 continues, into which a bead 59 of a stop ring 61 intervenes. From the jacket of the cylinder 1 , an outer ring 63 protrudes, on whose one, the pump working space 7 facing lower shoulder 65 , the stop ring 61 is supported by a rubber ring 66 and on the opposite upper shoulder 67 there is a return spring 69 designed as a helical compression spring for the piston 5 supports. On the opposite side, the return spring 69 presses against an annular shoulder 71 of the actuating element 51 . The piston rod 33 is fastened in an annular groove 73 of the actuating element 51 . A prestressed retaining spring 75 , which is also designed as a helical compression spring, is supported on a second annular shoulder 77 of the actuating element 51 and holds the outer collar 41 of the valve lifter 39 pressed against the inner shoulder 37 of the piston 5 .
Die erfindungsgemäße handbetätigbare Pumpe arbeitet folgendermaßen.
In der dargestellten Ruhelage ist das Druckventil 19 geschlossen und
der Pumpenarbeitsraum 7 sowie die Hohlräume 35 und 49 der Pumpe sind
mit Luft bzw. Kraftstoff oder deren Gemisch gefüllt. Ein Druck gemäß
dem Pfeil in der Fig. 1 auf das Betätigungselement 51 bewirkt
entgegen der Kraft der Rückholfeder 69 einen Einwärtshub des Kolbens
5, wobei der Zapfen 45 die Ventilkugel 21 des Druckventils 19 auf
stößt und dabei der Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 7 durch das
Druckventil 19 in ein System der an den Anschraubstutzen 3
grenzenden Kraftstofförderpumpe gedrückt wird. Der weitergehende
Einwärtshub der Kolbenstange 33 bewirkt durch das Zusammenwirken des
Anschlages 47 mit der Stirnfläche 24 des Anschraubstutzens 3 den
Stillstand des Ventilstößels 39, so daß dann die auf das
Betätigungselement 51 von außen wirkende Druckkraft, zusätzlich zur
Kraft der Rückholfeder 69, auch die Kraft der Haltefeder 75 über
winden muß.The hand-operated pump according to the invention works as follows. In the rest position shown, the pressure valve 19 is closed and the pump work chamber 7 and the cavities 35 and 49 of the pump are filled with air or fuel or a mixture thereof. A pressure according to the arrow in FIG. 1 on the actuating element 51 brings about an inward stroke of the piston 5 against the force of the return spring 69 , the pin 45 pushing the valve ball 21 of the pressure valve 19 open and thereby the fuel from the pump work chamber 7 through the pressure valve 19 in a system of the fuel feed pump adjacent to the screw connection 3 . The further inward stroke of the piston rod 33 causes the valve tappet 39 to come to a standstill by the interaction of the stop 47 with the end face 24 of the screw connection piece 3 , so that the pressure force acting on the actuating element 51 from the outside, in addition to the force of the return spring 69 , then also the force of the Retaining spring 75 must wind over.
Beim gesamten Einwärtshub des Kolbens 5 wird Luft bzw. Kraftstoff
aus dem Pumpenarbeitsraum 7, dem Hohlraum 35 und dem Hohlraum 49
durch das Druckventil 19 zur Kraftstofförderpumpe gedrückt.
Nach dem Einwärtshub und Aufhören der äußeren Druckkraft erfolgt
selbsttätig der Rückhub des Kolbens 5 in umgekehrter Reihenfolge,
bis zurück in die dargestellte Ruhelage der Pumpe mit geschlossenem
Druckventil 19. Dabei wird Luft bzw. Kraftstoff aus dem Arbeitsraum
der Förderpumpe in den Pumpenarbeitsraum 7 und die Hohlräume 35, 49
gesaugt. Durch das wechselseitige Saugen und Drücken von Luft bzw.
Kraftstoff aus bzw. zur Förderpumpe wird die Einspritzanlage gefüllt
und gleichzeitig entlüftet. Bei diesen wechselseitigen Vorgängen
kommt dem sicheren Schließen des Druckventils 19, das hauptsächlich
von der Funktion der die Ventilkugel 21, die durch ihre Öffnungs
bewegung einen Durchflußquerschnitt freigibt und vom Kraftstoff
umströmt wird, nach Beendigung der Förderung wieder auf ihren
Ventilsitz 15 pressenden Ventilfeder abhängig ist, eine hohe
Bedeutung zu.
During the entire inward stroke of the piston 5 , air or fuel is pressed out of the pump work chamber 7 , the cavity 35 and the cavity 49 through the pressure valve 19 to the fuel delivery pump. After the inward stroke and the cessation of the external pressure force, the return stroke of the piston 5 takes place automatically in the reverse order, until it returns to the shown rest position of the pump with the pressure valve 19 closed. In this case, air or fuel is sucked out of the working space of the feed pump into the pump working space 7 and the cavities 35 , 49 . The injection system is filled and vented at the same time by alternately sucking and pushing air or fuel out of or to the feed pump. In these mutual processes comes the safe closing of the pressure valve 19 , which is mainly dependent on the function of the valve ball 21 , which releases a flow cross-section through its opening movement and is flowed around by the fuel, after the end of the conveyance again pressing valve spring 15 on its valve seat, of great importance.
Das in der Fig. 2 vergrößert gezeigte erste Ausführungsbeispiel
beschränkt sich auf die Darstellung der erfindungsgemäßen Aus
gestaltung der Ventilfeder 23 und der daran angrenzenden Bauteile.
Die Ventilfeder 23 ist hier analog zur Fig. 1 in der Bohrung 13 des
Anschraubstutzens 3 zwischen der Stützhülse 17 und der Ventilkugel
21 angeordnet. Ihre Endwindungen 80 gehen erfindungsgemäß in der
Ebene der Federstirnfläche 82 spiralförmig vom Kreisdurchmesser der
Windungen der Ventilfeder 23 in einen kleineren Kreisdurchmesser
über, wobei sie dort noch einen dreiviertel Kreis beschreiben. Die
Fig. 3 zeigt zum Zweck der besseren Anschaulichkeit die Ventilfeder
23 aus der Fig. 2 in einer Ansicht von unten. Analog zur Fig. 2
zeigt die Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Ventilfeder
23, bei der die Endwindungen 80 zusätzlich zur spiralförmigen Kreis
durchmesserverkleinerung des Federdrahtes aus der Federstirnfläche
82 parallel zu dieser in Richtung Ventilfedermitte verschoben sind.
Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit besteht in einer Verschiebung
der Endwindungen 80 nach außen aus der Federstirnfläche 82, was
einen Einbau der Ventilfeder 23 unter Vorspannung bei dann ebener
Federstirnfläche ermöglichen würde.The enlarged in FIG. 2 first embodiment is limited to the representation of the inventive design from the valve spring 23 and the adjacent components. The valve spring 23 is arranged here analogously to FIG. 1 in the bore 13 of the screw connection 3 between the support sleeve 17 and the valve ball 21 . According to the invention, their end windings 80 spiral in the plane of the spring end face 82 from the circular diameter of the windings of the valve spring 23 to a smaller circular diameter, where they still describe a three-quarter circle. FIG. 3 shows the valve spring 23 from FIG. 2 in a view from below for the sake of clarity. Analogously to FIG. 2, FIG. 4 shows a second exemplary embodiment of the valve spring 23 , in which the end windings 80 are displaced parallel to the spring end face 82 in the direction of the valve spring center in addition to the spiral-shaped reduction in diameter of the spring wire from the spring end face. A further design possibility consists in a displacement of the end windings 80 outwards from the spring end face 82 , which would enable the valve spring 23 to be installed under pretension with a flat spring end face.