DE4217939A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei einer durch die DE-OS 35 46 222 bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art, werden mehrere in Reihe zueinander angeordnete Pumpenkolben, die jeweils in einer Zylinderbohrung einer Zylinderbüchse geführt sind von einem Nockenantrieb axial hin- und herbewegt. Dabei sind auf den Pumpenkolben axial verschiebbare Ringschieber angeordnet, die mit Steuerkanälen am Pumpenkolben zum Zwecke der Steuerung der Hoch­ druckförderung zusammenwirken. Diese Ringschieber werden über eine quer zur Pumpenkolbenachse im Pumpengehäuse geführte Verstellwelle betätigt, in dem über Mitnahmezapfen, die in radialen Bohrungen der Verstellwelle geführt sind und deren Enden in Ausnehmungen der Ring­ schieber eingreifen, die Drehbewegung der Verstellwelle auf die Ringschieber übertragen wird, in Folge dessen dort ein axiales Verschieben der Ringschieber erfolgt. Zur Einstellung der Hubaus­ gangslage der einzelnen Ringschieber zueinander sind die Mitnahme­ zapfen in der bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe als Exzenterbolzen ausgeführt, deren in die Ausnehmung der Ringschieber ragendes Kopfstück exzentrisch zu dem in der Verstellwelle geführten Zapfenschaft angeordnet ist, so daß über eine Verdrehung der Exzenterbolzen eine Einstellung der Hubausgangslage der einzelnen Ringschieber erfolgen kann. Die exzentrischen Mitnahmezapfen werden dabei nach dem Einstellen ihrer Verdrehlage über auf ihnen ange­ ordnete Spannmuttern gegen die Verstellwelle verspannt und somit gegen ein selbständiges Verdrehen gesichert. Diese Art der Sicherung hat dabei jedoch den Nachteil, daß durch die Verwendung zusätzlicher Bauteile ein erhöhter Material- und Fertigungsaufwand entsteht.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß bei einer vollen Beibehaltung der Funktionstüchtigkeit und Einstellbarkeit der Hublage der einzelnen Ringschieber zueinander, nur eine geringe Anzahl von Bauteilen benötigt wird, womit eine kostengünstige Fertigung und Montage möglich ist. Dies wird dadurch erreicht, daß der als Verstellglied dienende Mitnahmebolzen ein­ stückig und über eine Preßverbindung mit der Verstellwelle verspannt ist. Die Einstellung der Hublage der einzelnen Ringschieber erfolgt dabei über ein Verdrehen des als Exzenterbolzen ausgeführten Mit­ nahmebolzens, wobei der Mitnahmebolzen hierzu in vorteilhafter Weise gemäß Anspruch 2 ein in der Bohrung der Verstellwelle geführtes zylindrisches Teil mit einem Schiebesitz und einem Preßsitz auf­ weist, mit dem es in der Bohrung der Verstellwelle verdrehbar geführt, bzw. verspannt ist. Der Schiebesitz weist dabei einen geringfügig kleineren Durchmesser als der ihm axial folgende Preß­ sitz auf, so daß eine Verstellung der Verdrehlage ohne großen Aufwand möglich ist. Der Aufbau des zylindrischen Sitzes ermöglicht somit ein leichtes Montieren und Verstellen der Verdrehlage des Mitnahmebolzens sowie ein fertigungstechnisch gut beherrschbares Einpressen des Mitnahme­ bolzens in die Verstellwelle.

Für eine genaue Zuordnung zwischen der Verdrehlage des Mitnahme­ bolzens in der Verstellwelle und einer Hublage des Ringschiebers sind in vorteilhafter Weise gemäß Anspruch 3 Markierungen auf dem Mitnahmebolzen und der Verstellwelle angeordnet, über die sich ein Zusammenhang zwischen der Verdrehlage des Mitnahmebolzens zur Verstellwelle und der Hublage des Ringschiebers herstellen läßt. Es ist somit möglich, nach dem Ausmessen der Förderbeginnstreuung der einzelnen Elemente untereinander mit Hilfe einer Meisterwelle, einen ersten Mitnahmebolzen als Ausgangslage auf der zu montierenden Verstellwelle zu befestigen und in Abhängigkeit von diesem und den einzelnen Hublagenstreuungen für einen gleichmäßigen Förderbeginn die übrigen Mitnahmebolzen in der Verstellwelle zu positionieren und zu befestigen.

Um eine sichere Führung des Mitnahmebolzens in der Ausnehmung des Ringschiebers während der Verstellung dessen Hublage zu gewähr­ leisten, ist das in diese Ausnehmung ragende Teil des Mitnahme­ bolzens in vorteilhafter Weise gemäß Anspruch 4 als kugelsegment­ förmiges Kopfstück ausgeführt, dessen Berührungskanten mit den die Ausnehmung begrenzenden horizontalen Kanten als Radius ausgeführt sind, so daß in jeder Verstellage des Ringschiebers eine gleich­ mäßige Anlenkfläche durch den Mitnahmebolzen gewährleistet ist, was zudem ein Verkanten des Kopfstückes in der Ausnehmung des Ring­ schiebers während der Hubbewegung und ein damit verbundenes ungenaues Verstellen vermeidet. Dies wird durch die gemäß Anspruch 5 vorteilhafte Ausgestaltung des das Kopfstück mit dem in der Ver­ stellwelle geführten zylindrischen Teil verbindenden Hals- und Wellenstückes mit gegenüber dem zylindrischen Teil verringerten Durchmessern noch unterstützt. Das kugelförmige Kopfstück des Mitnahmebolzens sitzt dabei zentrisch auf einem Wellenstück, das wiederum exzentrisch mit einem in den zylindrischen Sitz mündenden Halsstück verbunden ist, so daß durch diese verjüngten Verbindungs­ wellenstücke eine Ausnehmung am Mitnahmebolzen entsteht, die ein Anschlagen des Mitnahmebolzens an den Ringschieber während der Hub­ verstellung des Ringschiebers vermeidet.

Die in den Ansprüchen 6 bis 9 dargestellten Konstruktionsmerkmale, die die Abmaße der Bohrung in der Verstellwelle und des Mitnahme­ bolzens beschreiben, haben den Vorteil, daß eine Montage und Ein­ stellung der Verdrehlage des Mitnahmebolzens von der dem Ring­ schieber abgewandten Seite erfolgen kann, ohne das dabei eine Behinderung durch angrenzende Bauteile vorhanden ist.

Einen weiteren Vorteil bringt die Ausgestaltung des Übergangs zwischen dem Halsstück und dem Schiebesitz, der gemäß Anspruch 10 mit einer Fase ausgebildet ist, so daß eine sichere und einfache Montage, ohne Verkanten möglich ist.

Um beim Einstellvorgang der Lage des Mitnahmebolzens mit einem Form­ werkzeug möglichst einfach an diesem eingreifen zu können, ist in vorteilhafter Weise gemäß Anspruch 11 eine Formschlußfläche in die dem Ringschieber abgewandte Stirnseite des Mitnahmebolzens einge­ arbeitet.

Einen weiteren Vorteil bringt die konusförmige Ausbildung des Schiebesitzes gemäß Anspruch 12, da durch den in Richtung Preßsitz allmählich größer werdenden Querschnitt des Mitnahmebolzens ein gleichmäßiges Verspannen während des Einpressens des Mitnahmebolzens in die Bohrung der Verstellwelle gewährleistet ist.

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

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil der bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe, die Fig. 2 den Mitnahmebolzen in der Verstellwelle in vergrößerter Darstellung und die Fig. 3 bis 6 die verschiedenen Lagen des Mitnahmebolzens während seiner Montage in der Bohrung der Verstellwelle.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Bei der in der Fig. 1 nur in ihrem erfindungswesentlichen Bereich dargestellten Kraftstoffeinspritzpumpe ist in einem Pumpengehäuse 1 eine Zylinderbüchse 3 mit einer Zylinderbohrung 5 eingesetzt, in der ein durch einen nicht dargestellten Nockenantrieb axial bewegter Pumpenkolben 7 geführt ist, der mit seiner dem Nockenantrieb abge­ wandten Stirnseite 9 einen Pumpenarbeitsraum 11 in der Zylinder­ büchse 3 begrenzt ist. Dieser Pumpenarbeitsraum 11 ist über eine nicht dargestellte Einspritzleitung mit einem in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragenden Einspritzventil ver­ bunden. In der Zylinderbüchse 3 ist eine zylindrische Aussparung 13 angeordnet, die zu einem Niederdruckraum 15 seitlich offen ist und so einen innerhalb der Aussparung 13 axial auf dem Pumpenkolben 7 verschiebbaren Ringschieber schalenförmig umgibt. Dieser Ring­ schieber 17 greift über einen radial an seinem Umfang abstehenden Steg 19 in eine, in einer durch die zylindrische Aussparung 13 entstandenen Innenwand 21 angeordnete Längsnut 23 der Zylinderbüchse 3 im Bereich der Aussparung 13 ein und ist somit gegen ein Verdrehen gesichert. Der Ringschieber 17 weist eine als Steuerkante dienende untere Stirnkante 25 und in seiner Umfangswand zwei einander diametral gegenüberliegende, radiale Absteuerbohrungen 27 auf, denen zwei in der Mantelfläche des Pumpenkolbens 7 als Steuerausnehmungen achssymmetrisch eingearbeitete Schrägnuten 29 zugeordnet sind, die unter einem bestimmten Winkel zur Längsachse des Pumpenkolbens 7 ansteigen und die einen ebenen Grund 31, sowie zwei parallel verlaufende Begrenzungsflächen haben, die mit der Mantelfläche des Pumpenkolbens 7 schräge Steuerkanten bilden, von denen eine obere Steuerkante 33 dem Pumpenarbeitsraum 11 näher entfernt ist. In der Mitte des ebenen Grundes 31 der Schrägnuten 29 durchsetzt eine Querbohrung 35 den Pumpenkolben 7. Diese Querbohrung 35 mündet jeweils in eine vom Pumpenarbeitsraum 11 ausgehende und axial im Pumpenkolben 7 verlaufende Sacklochbohrung 37, die mit der Querbohrung 35 einen Kanal 39 zwischen dem ebenen Grund 31 der Schrägnuten 29 und dem Pumpenarbeitsraum 11 bildet.

Zur axialen Betätigung des Ringschiebers 17 auf dem Pumpenkolben 7 weist der Ringschieber 17 auf der dem Steg 19 abgewandten Seite eine Ausnehmung 43 auf, in die ein als Exzenterbolzen ausgeführter Mit­ nahmebolzen 45 mit seinem Kopfstück 47 eingreift, der seinerseits über einen zylindrischen Sitz 49 in einer Bohrung 51, die Bestand­ teil einer Stufenbohrung 71 ist und hier den geringeren Durchmesser aufweist, einer quer zur Pumpenkolbenachse angeordneten und im Pumpengehäuse geführten Verstellwelle 53 geführt ist und radial von dieser absteht. Der Mitnahmebolzen 45 ist dazu wie in der Fig. 2 vergrößert dargestellt als Exzenterbolzen ausgeführt, der sich in zwei Hauptbereiche aufgliedert. Ein Bereich wird dabei, wie in der Fig. 2 gezeigt, durch den zylindrischen Teil 49 gebildet, der sich aus einem, von der dem Kopfstück 47 abgewandten Stirnseite 55 aus­ gehenden Preßsitz 57 und einem im Durchmesser gegenüber diesem geringfügig verjüngten Schiebesitz 61 zusammensetzt. An diesen Schiebesitz 61 schließt sich in Richtung Kopfstück 47 über eine Fase 59 ein im Durchmesser verringertes Halsstück 65 an, an dessen andere Seite ein exzentrisch zu diesem angeordnetes Wellenstück 63 an­ grenzt, dessen Durchmesser noch einmal verringert ist und das zentrisch in das Kopfstück 47 endet.

Das Kopfstück 47 ist als Kugelsegment ausgeführt, deren an das Wellenstück 63 mündende Stirnseite und die auf dieser Achse liegen­ den gegenüber angeordnete Stirnseite 69 abgeflacht sind, wobei die entstandenen planen Flächen senkrecht zur Achse des Mitnahmebolzens 45 verlaufen.

Der Mitnahmebolzen 45 ist in die radiale Bohrung 51 der Verstell­ welle 53, deren Durchmesser geringfügig kleiner ist als der des Preßsitzes 57 eingepreßt, wobei zur Einstellung der richtigen Ver­ drehlage des Mitnahmebolzens, das heißt seiner Exzenterlage und damit der Hubausgangslage des Ringschiebers 17 eine erste Markierung 67 an der Fügestelle, das heißt am Beginn des Schiebesitzes 61 angeordnet ist, die mit einer zweiten Markierung 68 an der Verstell­ welle 53 so abgestimmt ist, daß eine Zuordnung zwischen Exzenterlage des Mitnahmebolzens 45 und Ringschieberlage möglich ist (z. B. Markierung horizontal entspricht halbem Exzenterhub), so daß die für den gleichmäßigen Förderbeginn eines jeden Pumpenkolbens 7 erforder­ liche Ringschieberlage in Abhängigkeit von einem ersten Ausgangs­ element einzeln über die Verdrehlage des Mitnahmebolzens 45 ein­ stellbar ist, wobei der Mitnahmebolzen 45 während des Einstell­ vorganges über den Schiebesitz 61 gleitverschiebbar in der Bohrung 51 geführt ist.

Die Montage des Mitnahmebolzens 45 in die Bohrung 51 der Verstell­ welle 53 ist in den Fig. 3 bis 6 dargestellt.

In der Fig. 3 wird der Mitnahmebolzen 45 in die Bohrung 51 einge­ führt, wobei der maximale radiale Abstand des exzentrischen Kopf­ stückes 47 zur Achse des zylindrischen Teils 49 und der des Halsstückes 65 zu dieser Achse so ausgeführt ist, daß ein problem­ loses Einfädeln ohne Verkanten möglich ist, d. h. dieser maximale Abstand ist kleiner als der Durchmesser der Bohrung 51.

In der Fig. 4 erreicht der Mitnahmebolzen 45 mit der Fase 59 die Bohrung 51, wobei die Länge der Bohrung 51 kürzer ist, als der maximale Abstand zwischen der Fase 59 und dem Kopfstück 47. Im weiteren Verlauf wird, wie in der Fig. 5 dargestellt, der Schiebe­ sitz 61 in die Bohrung 51 eingeschoben. In dieser Lage erfolgt die Einstellung der Verdrehlage des Mitnahmebolzens 45, wobei ein Form­ werkzeug in eine Formschlußfläche 73 auf der dem Kopfstück 47 abge­ wandten Stirnseite 55 des Mitnahmebolzens 45 eingreift. Diese Form­ schlußfläche 73 kann dabei sowohl in die Stirnseite 55 einge­ arbeitet, als auch als Profil auf der Mantelfläche des Mitnahme­ bolzens 45 ausgebildet sein.

In der Fig. 6 ist die Lage des eingepreßten Mitnahmebolzens 45 in der Bohrung 51 dargestellt, in die er nach dem Einstellen seiner Verdrehlage durch ein axiales Einpressen gebracht wurde. Die Ver­ spannung des Mitnahmebolzens 45 in der Verstellwelle 53 erfolgt nun über eine Preßverbindung zwischen dem Preßsitz 57 und der Bohrung 51, wobei für eine sichere Führung des Mitnahmebolzens 45 während des Einpreßvorganges der Schiebesitz 61 konusförmig ausgebildet sein kann, so daß ein allmählicher Übergang vom Schiebesitz 61 zum Preß­ sitz 57 gewährleistet ist.

Es ist somit mit der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzpumpe möglich, gegenüber bekannten Ausführungsformen eine Förderbeginn­ gleichstellung an allen Pumpenelementen mit jeweils nur zwei Bau­ teilen zu erreichen, was bei voller Funktionserfüllung große Vor­ teile hinsichtlich des Fertigungs- und Montageaufwandes zur Folge hat.

Claims (12)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit mindestens einem in einer Zylinderbohrung (5) einer Zylinderbüchse (3) ge­ führten, von einem Nockenantrieb axial hin- und herbewegten Pumpen­ kolben (7), der mit seiner einen Stirnseite (9) einen Pumpenarbeits­ raum (11) begrenzt und mit einem auf dem Pumpenkolben (7) axial verschiebbaren, mindestens eine im Pumpenkolben verlaufende und mit dem Pumpenarbeitsraum (11) in Verbindung stehende, in der Mantel­ fläche des Pumpenkolbens (7) mündende Steueröffnung (29) steuernden Ringschieber (17) und mit einer zur gleichzeitigen Betätigung mehrerer Ringschieber (17) im Pumpengehäuse (1) quer zur Pumpen­ kolbenachse gelagerten Verstellwelle (53), an der in Bezug auf die Verstellwelle (53) zur Änderung der Hublage des Ringschiebers (17) Mitnahmebolzen (45) angeordnet sind, die jeweils in eine Ausnehmung (43) an jedem Ringschieber (17) zur axialen Betätigung dieser ein­ greifen und die exzentrisch an einem durch eine Bohrung (51) in der Verstellwelle (53) geführten zylindrischen Teil (49) angeordnet sind und ein in die Ausnehmung (43) im Ringschieber (17) greifendes kugelförmiges Kopfstück (47) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Teil (49) durch Einpressen in die Bohrung (51) in seiner Drehstellung fixiert ist.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Teil (49) des Mitnahmebolzens (45) oder die Bohrung (51) der Verstellwelle (53) einen ersten Abschnitt aufweist, der einen Schiebesitz (61) aufweist, derart, daß der Mitnahmebolzen (45) mit einem Einstellwerkzeug mit geringem Kraftaufwand in eine selbsthemmende und justierte Stellung bringbar ist und einen sich in Achsrichtung anschließenden zweiten Abschnitt aufweist, der bei axialer Verschiebung des Mitnahmebolzens (45) einen Preßsitz (57) mit der Bohrung (51) bildet.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Verstellwelle (53) und Mitnahmebolzen (45) Markierungen (68, 67) aufweisen, über die sich ein Zusammenhang zwischen der Verdrehlage des Mitnahmebolzens (45) und der Hublage des Ringschiebers (17) herstellen läßt.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kugelförmige Kopfstück (47) als Kugelsegment ausgeführt ist, dessen zum Ringschieber (17) weisende Stirnseite (69) abgeflacht ist, wobei diese plane Fläche rechtwinklig zur Exzenterbolzenachse verläuft.

5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kugelförmige Kopfstück (47) durch ein zentrisch zu dessen Achse und exzentrisch zur Achse des zylindrischen Sitzes (49) angeordnetes Wellenstück (63) und über ein daran anschließendes, gegenüber dem zylindrischen Sitz im Durchmesser verringertes, auf dessen Achse liegendes Halsstück (65) mit dem den zylindrischen Sitz (49) bildenden Teil des Mitnahmebolzens (45) verbunden ist.

6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des zylindrischen Teils (49) gleich groß oder größer ist als der doppelt größte radiale Abstand des Kopfstückes (47) von der Achse des zylindrischen Teils (49).

7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß Halsstück (65) und Wellenstück (63) des Mitnahmebolzens (45) zwischen Kopfstück (47) und zylindrischem Teil (49) einen gegenüber dem zylindrischen Teil reduzierten Durchmesser aufweisen und zusammen länger sind, als die Länge der den zweiten Abschnitt aufnehmenden Bohrung (51) in der Verstellwelle (53) und das der doppelte größte radiale Abstand des Kopfstückes (47) von der Achse des zylindrischen Teils (49) größer ist als der Durchmesser des zylindrischen Teils.

8. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Preßsitz (57) bereitstellende Bohrung (51) in der Verstellwelle (53) als kleinerer Teil einer Stufenbohrung (71) ausgebildet ist, deren im Durchmesser größerer Teil sich zur Seite des Ringschiebers (17) hin anschließt und deren Durchmesser größer ist als der doppelt größere radiale Abstand des Kopfstückes (47) von der Achse des zylindrischen Teils (49) und welcher doppelte Abstand größer ist als der im Durchmesser kleinere Teil (51) der Stufen­ bohrung (71).

9. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5 und 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die gemeinsame Länge von Halsstück (65) und Wellen­ stück (63) bis zur durch den größten Abstand der Kopfstückmantel­ fläche von der Achse des zylindrischen Teils (49) gehenden Radial­ ebene kleiner ist als die Breite der Verstellwelle (53) im Bereich der Stufenbohrung (71).

10. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Halsstück (65) mit einer Fase (59) in den zylindrischen Teil (49) übergeht.

11. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Mitnahmebolzen (45) an seiner dem Kopfstück (47) abgewandten Stirnseite eine Formschlußfläche (73) aufweist, über die er durch ein formschlüssig angreifendes Verdrehwerkzeug verdreh- und einstellbar ist.

12. Kraftstoffeinspritzpumpe nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der den Schiebesitz (61) bildende Teil des Mitnahmebolzens (45) sich bis zum Bereich des Preßsitzes (57) hin im Durchmesser konisch erweitert.