DE4421145A1 - Ölbrenner - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Ölbrenner für wärmetechnische An
lagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ölbrenner für wärmetechnische Anlagen umfassen herkömmlicher
weise eine Brennkammer, in die über eine Düse kontinuierlich
Brennstoff zugeführt wird.
Bei Ölbrennern, insbesondere bei Großbrennern, treten Resonanz
schwingungen auf, wobei das Schwingungsverhalten in Ölbrennern
durch den Brennraum und die Art der Luftzuführung verursacht
wird, die zusammen einen Resonanzkörper bilden.
Bei Gasbrennern, die in der Resonanzfrequenz betrieben werden,
wie es beispielsweise in WO 92/08928 bzw. WO 82/00097 beschrie
ben ist, sind die Ursachen für derartige Schwingungen bekannt,
und die dabei entstehenden Nachteile werden mit unterschiedli
chen Mitteln bekämpft.
Aufgrund der Trägheit des Gases, das in einem Zuführrohr fließt,
ergibt sich ein Unterdruck in der Brennkammer nach einer Ver
brennung, wodurch einerseits Gas und Luft angesaugt werden und
andererseits heiße Verbrennungsgase zurückfließen, die das nach
folgend zuströmende Brennstoffgemisch entzünden. So ergibt sich
ein zyklischer Prozeß, der mit einer Frequenz pulsiert, die im
wesentlichen von den Abmessungen der Brennkammer und des Zuführ
rohrs bzw. der Zuführleitung und der Art des Gases abhängt.
Derartige gepulst betriebene Brenner können einen enormen Lärm
verursachen, der etwa zwischen 90 und 140 dB(A) liegt. Deshalb
wurde in der WO 92/08928 ein System vorgesehen, daß das Reso
nanzsystem aus Brennkammer und Brennstoffzuführleitung akustisch
von dem nachgeschalteten Wärmetauscher entkoppelt. Die bei die
sen gepulsten Brennern auftretende Resonanzfrequenz liegt etwa
bei einigen 100 Hz und hängt von der Form und Größe der durch
die Brennkammer und den Zuführleitungen gebildeten Hohlräume ab.
Bei Gasbrennern versucht man auch das Auftreten von Resonanz
schwingungen durch dämpfende Hohlräume zu verhindern, die um die
Gaszuführleitung angeordnet sind. Eine derartige Anordnung ist
beispielsweise aus der DE 33 24 805 A1 bekannt.
Bei einfachen kleinen Ölbrennern, die für das Betreiben von
Heizanlagen kleiner Häuser geeignet sind und im allgemeinen
nicht gepulst betrieben werden sollen, können auftretende Reso
nanzschwingungen nicht nur einen unangenehmen Lärm erzeugen,
sondern auch zu einer Zerstörung des Ölbrenners führen.
Ferner haben Ölbrenner gegenüber Gasbrennern bekanntermaßen
schlechte Abgaswerte, die zum einen durch die im Öl enthaltenen
Bestandteilen und zum anderen durch eine schlechtere Zerstäubung
des zuweilen zähflüssigen Öls in der Brennkammer verursacht
werden, so daß es schwierig ist, eine vollständige stöchiometri
sche Verbrennung zu erreichen. Auch tropfen die Ölzuführleitun
gen für die kontinuierliche Ölzufuhr nach, was zu einer schlech
ten Verbrennung in Hinsicht auf die Abgaswerte führt.
Für Brennkraftmaschinen sind seit langem eine Vielzahl unter
schiedlicher Arten von Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen be
kannt. Diese Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen sind in der Regel
als Pumpe-Düse-System ausgebildet. Als Pumpen werden elektroma
gnetisch betriebene Pumpen verwendet, bei denen der Hubkolben
der Pumpe durch einen von einem Elektromagneten angetriebenen
Anker beaufschlagt wird. Es sind auch diverse Pumpen mit piezo
elektrischen Stellgliedern bekannt.
In der DE-OS 23 07 435 ist eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung
für Brennkraftmaschinen beschrieben, bei der der Pumpenarbeits
raum durch eine elektrisch angetriebene Hubkolbenpumpe mit dem
Druckraum mindestens eines hydraulisch betätigbaren federbela
steten Einspritzventils verbunden und über ein Zulaufventil an
eine Druckquelle angeschlossen ist. Der Pumpenkolben verläuft zu
Beginn des Pumpvorgangs in einem gewissen Leerhub, wodurch die
Masse des Pumpenkolbens vor dem eigentlichen Pumpenhub beschleu
nigt wird und die gespeicherte kinetische Energie zur Druckerhö
hung im Pumpenarbeitsraum verwendet wird. Hierfür sieht die
Einspritzvorrichtung als Pumpenkolben einen Weicheisenanker vor,
der durch einen Linearmotor über eine relativ lange Strecke
angetrieben wird.
Derartige mit dem Energiespeicher-Prinzip arbeitende Einspritz
vorrichtungen sind in der Folge weiterentwickelt worden. Ent
sprechende Einspritzvorrichtungen sind aus der DD-PS 1 20 514 und
der DD-PS 2 13 427 bekannt. Diese nach dem Festkörper-Energie
speicher-Prinzip arbeitenden Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen
beschleunigen den Anker des Elektromagneten und damit die Kraft
stoff-Flüssigkeitssäule über eine längere Strecke, bevor der
Druck aufgebaut wird, der zum Abspritzen des Kraftstoffes über
die Düse erforderlich ist. Diese Kraftstoff-Einspritzvorrichtun
gen haben den Vorteil, daß sie mit geringer Antriebsenergie
auskommen und aufgrund kleiner bewegter Massen eine hohe Ar
beitsfrequenz erreichen. Zusätzlich erzielen sie hohe Drücke.
Gemäß der DD-PS 1 20 514 ist der vom Förderkolben durchsetzte
Kraftstofförderer in einem ersten Abschnitt mit axial angeord
neten Nuten versehen, durch welche der Kraftstoff abzufließen
vermag, ohne daß es zu einem wesentlichen Druckaufbau kommt, der
im darauffolgenden zweiten Abschnitt des Förderers zustande
kommt, der keine Fluid-Abflußnuten aufweist. Der Förderkolben
wird daher durch den inkompressiblen Kraftstoff abgebremst,
wodurch im Kraftstoff ein Druck aufgebaut wird, durch den der
Widerstand des Einspritzventils überwunden wird, so daß es zum
Einspritzen von Kraftstoff kommt. Nachteilig hierbei ist es, daß
beim Eintauchen des Förderkolbens in den geschlossenen Abschnitt
des Förderzylinders aufgrund ungünstiger Spaltbedingungen, näm
lich einer großen Spaltbreite und einer kleinen Spaltlänge,
große Druckverluste auftreten, die den notwendigen Druckaufbau
für das Abspritzen ungünstig beeinflussen. Gemäß der DE-PS 213
472 ist es deshalb vorgeschlagen worden, an dem Förderzylinder
einen Schlagkörper anzuordnen, so daß der Druckverlust trotz
relativ großer Spaltbreiten vertretbar klein gehalten wird.
Nachteilig ist hierbei jedoch, daß es durch den Schlagvorgang zu
einem Verschleiß der aufeinandertreffenden Körper kommt. Weiter
hin wird der Schlagkörper durch den Schlag zu Longitudinal
schwingungen angeregt, die sich auf den Kraftstoff übertragen
und dort als hochfrequente Druckschwingungen den Einspritzvor
gang ungünstig beeinflussen.
Aus der WO 93/18297 geht eine weitere Kraftstoff-Einspritzvor
richtung hervor, die nach dem Festkörper-Energiespeicher-Prinzip
arbeitet, wobei ein in einem Pumpenzylinder einer mit einem
Elektromagneten angetriebenen Hubkolbenpumpe geführtes Hubkol
benelement Teilmengen des abzuspritzenden Kraftstoffes während
einer nahezu widerstandslosen Beschleunigungsphase, während der
das Hubkolbenelement kinetische Energie speichert, vor dem Ab
spritzen im Pumpenbereich verdrängt und die Verdrängung plötz
lich mit die Verdrängung unterbrechenden Mitteln gestoppt wird,
so daß ein Druckstoß im in einem abgeschlossenen Druckraum be
findlichen Kraftstoff erzeugt wird, indem die gespeicherte kine
tische Energie des Hubkolbenelements direkt auf den im Druckraum
befindlichen Kraftstoff übertragen wird. Der Druckstoß wird zum
Abspritzen von Kraftstoff durch eine Einspritzdüseneinrichtung
verwendet, wobei die die Verdrängung unterbrechenden, den Druck
stoß erzeugenden Mittel außerhalb des führenden, flüssigkeits
dichten Kontaktbereichs zwischen Hubkolbenelement und Hubkolben
zylinder der Hubkolbenpumpe angeordnet sind, wodurch eine Steu
erbarkeit mit hoher Frequenz und hervorragender Genauigkeit der
abgegebenen Kraftstoffmenge erreicht wird. Insbesondere können
auch kleine Kraftstoffmengen exakt dosiert abgegeben werden.
Eine weitere Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für Brennkraftma
schinen, die nach dem Energiespeicher-Prinzip arbeitet, ist aus
der WO 92/14925 bekannt. Der Aufbau einer derartigen herkömm
lichen Einspritzvorrichtung wird nachfolgend anhand der Fig. 23
näher beschrieben. Aus einem Kraftstoffbehälter 601 wird mittels
einer Kraftstoffpumpe 602 mit einem Druck von etwa 3 bis 10 bar
Kraftstoff in eine Rohrleitung 605 eingespeist, in welcher ein
Druckregler 603 und eine Dämpfungseinrichtung 604 angeordnet
sind. Am Ende der Leitung 605 ist ein beispielsweise elektroma
gnetisch betätigtes Absperrventil 606 vorgesehen, über welches
im geöffneten Zustand von der Pumpe 602 beschleunigter Kraft
stoff in den Vorratsbehälter 601 zurückgeführt wird. Durch
schlagartiges Schließen des Absperrventils 606 wird die kineti
sche Energie des in der Leitung 605 sowie in der Leitung 607
strömenden Kraftstoffes in Druckenergie umgewandelt. Die Größe
des dabei entstehenden Druckstoßes beträgt etwa 20 bis 80 bar,
also etwa das Zehnfache des durch die Pumpe 602 erzeugten Strö
mungsdruckes in der Leitung 605, die auch Schwungleitung genannt
wird. Der so am Absperrventil 606 entstehende Druckstoß wird zum
Abspritzen des auf diese Weise beschleunigten Kraftstoffs über
eine Einspritzdüse 610 genutzt, die über eine Druckleitung 609
an das Ventil 606 und damit an die Leitung 605 angeschlossen
ist.
Durch die Verwendung eines elektromagnetisch betätigbaren Ab
sperrventils ist diese bekannte Einspritzvorrichtung elektro
nisch steuerbar, und zwar mittels einer an das Ventil 606 ange
schlossenen elektronischen Steuereinheit 608.
Bei diesem grundsätzlichen Aufbau der Einspritzvorrichtung, die
mit einer im Kraftstoff gespeicherten Energie arbeitet, ist es
nachteilig, daß eine Vordruckversorgung erforderlich ist, welche
die für die Beschleunigung der Kraftstoff-Flüssigkeitssäule in
der Schwungleitung notwendige Energie bereitstellt, und welche
kontinuierlich arbeitet. Diese kontinuierlich arbeitende Vor
druckversorgung macht einen entsprechenden Aufwand zur Bildung
der Konstanthaltung notwendig. Zu diesem Zweck wird die von der
Pumpe 602 zuviel geförderte Kraftstoffmenge über das Druckregel
ventil 603 abgesteuert, das über eine Rücklaufleitung mit dem
Vorratsbehälter 601 in Verbindung steht. Diese Druckabsteuerung
führt zu einem Energieverlust, und damit neben einer Erhöhung
der Kraftstofftemperatur zu Druckänderungen am Einspritzventil
606, wodurch die Genauigkeit der Einspritzung beeinträchtigt
wird. Darüber hinaus benötigt das Druckregelventil 603 stets
eine Mindestabregelmenge, um stabil arbeiten zu können, wodurch
ein weiterer Energieverlust auftritt. Da der Mengenstrombedarf
an der Einspritzdüse 10 von der Motordrehzahl abhängt, sowie von
der jeweils abzuspritzenden Menge, muß die Druckversorgungsein
heit bereits im Leerlauf den Mengenstrom für den Vollastbetrieb
fördern, wodurch relativ große Kraftstoffmengen bei entsprechen
dem Energieverlust für das Gesamtsystem über das Druckregelven
til 603 abgesteuert werden müssen.
Deshalb ist in der WO 92/14925 vorgeschlagen, den für die Ein
spritzung erforderlichen Kraftstoff-Volumenstrom für jeden Ein
spritzvorgang nur solange bereitzustellen, wie dies in Abhängig
keit von den Motorbetriebsbedingungen zeit- und mengenbedarfs
gerecht erforderlich ist. Durch die Verwendung einer intermit
tierend betriebenen Kraftstoff-Beschleunigungspumpe entfällt die
kontinuierliche Vordruckversorgung, was der Energiebilanz der
Einspritzvorrichtung zugute kommt. Optimiert wird die Ausnutzung
der Energie ferner durch die Verwendung einer gemeinsamen Steu
ereinrichtung für die Beschleunigungspumpe und die elektrisch betä
tigbare Verzögerungseinrichtung, beispielsweise in Gestalt eines
elektromagnetisch betätigbaren Absperrventils.
Bevorzugt wird als intermittierend arbeitende Kraftstoff-Be
schleunigungspumpe eine elektromagnetisch betätigte Kolbenpumpe
eingesetzt. Es kann jedoch auch eine Membranpumpe zur Kraft
stoffbeschleunigung innerhalb der Druckstoßeinrichtung vorgese
hen werden. Anstelle eines elektromagnetischen Pumpenantriebs
kann auch ein elektrodynamischer, ein mechanischer oder ein
Antriebsmittel-Piezoelement vorgesehen sein.
Durch die gemeinsame Ansteuerung von Pumpe und Verzögerungsein
richtung können nicht nur die Pumpen- und Verzögerungseinrich
tungszeit optimal aneinander angepaßt werden. Vielmehr erlaubt
diese gemeinsame Steuerung auch die Einspritzfrequenz und die Ein
spritzmenge frei zu wählen. Dies gilt insbesondere, wenn eine
nach dem Festkörper-Energiespeicher-Prinzip arbeitende Kraft
stoff-Einspritzvorrichtung verwendet wird.
Es kann somit zusammengefaßt werden, daß es einerseits im Stand
der Technik kontinuierlich betriebene Ölbrenner gibt, die gewis
se Nachteile haben, insbesondere bei Druckschwingungen aufgrund
von Resonanzen und deren Abgaswerte nicht immer den gewünschten
Anforderungen entsprechen und andererseits für Brennkraftmaschi
nen seit langem eine Vielzahl unterschiedlichster Einspritzvor
richtungen bekannt sind, die vor allem zum Steuern kleiner
Kraftstoffmengen ausgelegt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ölbrenner für
eine wärmetechnische Anlage zu schaffen, mit dem Druckschwingun
gen sicher vermieden und hervorragende Abgaswerte erreicht wer
den können.
Die Aufgabe wird durch einen Ölbrenner mit den Merkmalen des An
spruchs 1 gelöst.
Durch das Vorsehen eines Ölbrenners mit einer Einspritzvorrich
tung, die nach dem Energiespeicher-Prinzip arbeitet, bestehend
aus einer Pumpe und einer Düse bzw. einem Ventil, die eine defi
nierte Brennstoffmenge schlagartig in die Brennkammern ein
spritzt, können die bei herkömmlichen Ölbrennern auftretenden
Druckschwingungen im Resonanzbereich durch eine exakte Steuerung
der Frequenz verhindert werden. Dies wird vor allem durch das
Energiespeicher-Prinzip erreicht, das die Abgabe sehr kurzer
Pulse mit hoher Frequenz und unter hohem Druck erlaubt. Durch
den hohen Druck wird zudem eine sehr gute Zerstäubung des Brenn
stoffs in der Brennkammer und eine sehr genaue Dosierung er
reicht, wodurch die Schadstoffwerte gering gehalten werden.
Vorzugsweise wird die durch den Einspritzvorgang erzwungene
Frequenz so gewählt, daß der Frequenzabstand von der Resonanz
frequenz der Brennkammer möglichst groß ist.
Durch das Vorsehen der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung
ist es erstmals möglich, mit einer bisher noch nicht gekannten
Genauigkeit die der Brennkammer zugeführte Ölmenge zu steuern
bzw. zu regeln, wodurch eine exakte Einstellung des Öl/Luft-
Verhältnisses möglich ist, so daß ein stöchiometrisches Verbren
nungsverhältnis oder eines mit Luftüberschuß erzielt werden
kann, um die Schadstoffe im Abgas gering zu halten.
Mit dem erfindungsgemäßen Brenner wird auch ein großer Regelbe
reich in bezug auf die zugeführte Ölmenge erreicht, so daß so
wohl sehr kleine Ölmengen mit großer Präzision als auch große
Ölmengen der Brennkammer zugeführt werden können. Dies gilt
insbesondere, wenn neben der veränderlichen Frequenz auch die
pro Einspritzvorgang definierte Brennstoffmenge verändert werden
kann. Der große Regelbereich erlaubt auf sehr einfache Weise die
Umgehung der kritischen Brennerzustände.
Der Erfolg der erfindungsgemäßen Vorrichtung beruht auf der
Tatsache, daß die auftretenden Schwingungen und Schadstoffe
nicht durch kompensierende Einrichtungen, wie zum Beispiel eine
Schwingungsentkopplung, bekämpft werden, sondern direkt am Ort
der Entstehung durch das Steuern bzw. Regeln der Flamme selbst
verhindert werden. Somit sind für die bei der Verbrennung auf
tretenden Probleme nicht mehrere Lösungsansätze notwendig, die
jeweils an einer anderen Stelle des Ölbrenners angreifen, son
dern können alleine durch die Einspritzvorrichtung gelöst wer
den.
Die schlagartige Zufuhr des Öls durch die erfindungsgemäße Ein
spritzvorrichtung ermöglicht Einspritzpulse von unter 10 ms bis
in die Größenordnung von 1 ms, so daß sie geeignet sind, den
üblichen Resonanzschwingungen von einigen 100 Hz entgegenzuwir
ken.
Das schnelle Ansprechverhalten der erfindungsgemäßen Einspritz
vorrichtung verhindert auch zuverlässig ein Überschwingen bei
der Steuerung der Ölzufuhr, das bei herkömmlichen Ölbrennern
nicht vermieden werden konnte und zu erhöhten Abgaswerten führt.
Ferner kann der erfindungsgemäße Ölbrenner durch sein schnelles
Ansprechverhalten in einem geschlossenen Regelkreis betrieben
werden, der mit einem Gassensor im Kamin oder im Brennraum die
entstehenden Gase mißt und auf vorbestimmte möglichst schadstoffarme
Werte mit hohen Wärmewirkungsgrad regelt. Derartige Gassensoren
können beispielsweise auf Sauerstoff oder Kohlenmonoxyd empfindlich
sein.
Die Einspritzvorrichtung umfaßt vorzugsweise eine durch einen
Elektromagneten angetriebene Pumpe, um die bei Ölbrennern, ins
besondere Großbrennern, notwendigen Pumpleistungen von einigen
kg/h bis zu 900 kg/h bewältigen zu können. Derartige von einem
Elektromagneten angetriebene Pumpen, die nach dem Festkörper-
Energie-Speicherprinzip arbeiten, umfassen eine mit einem Elek
tromagneten angetriebene Kolbenpumpe mit einem in einem Pumpen
zylinder geführten Hubkolbenelement, das Teilmengen des abzu
spritzenden Brennstoffes während einer nahezu widerstandslosen
Beschleunigungsphase, während der das Hubkolbenelement kineti
sche Energie speichert, vor dem Abspritzen im Pumpenbereich
verdrängt und die Verdrängung plötzlich mit der Verdrängung
unterbrechenden Mitteln gestoppt wird, so daß ein Druckstoß im
in einem abgeschlossenen Druckraum befindlichen Brennstoff er
zeugt wird, in dem die gespeicherte kinetische Energie des Hub
kolbenelementes direkt auf den im Druckraum befindlichen Brenn
stoff übertragen wird. Der Druckstoß wird dabei zum Abspritzen
von Brennstoff durch eine Einspritzdüseneinrichtung verwendet.
Besonders vorteilhaft sind die nach dem Festkörper-Energiespei
cher-Prinzip arbeitenden Brennstoff-Einspritzvorrichtungen, wenn
die den Druckstoß erzeugenden Mittel außerhalb des führenden
flüssigkeitsdichten Kontaktbereichs zwischen Hubkolbenelement
und Hubkolbenzylinder der Hubkolbenpumpe angeordnet sind, so daß
auf einfache Art und Weise ein praktisch verschleißfrei arbei
tendes Einspritzventil erhalten wird, das mit sehr kurzen Ein
spritzpulsen größere Mengen an Brennstoff in die Brennkammer
einspritzen kann.
Derart einfach aufgebaute Einspritzpumpen, die nach dem Festkör
per-Energiespeicher-Prinzip arbeiten und wenige bewegliche Tei
len haben, sind bei Ölbrennern bevorzugt zu verwenden, da sie
eine hohe Lebensdauer haben, was bei einem lange andauernden Be
trieb eines Ölbrenners sehr wichtig ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unter
ansprüchen und der Beschreibung hervor.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielhaft näher er
läutert. Es zeigen:
Fig. 1 bis 19 schematisch im Längsschnitt verschiedene Ausführungs
formen von Einspritzvorrichtungen, die beim erfin
dungsgemäßen Ölbrenner verwendet werden.
Fig. 20 eine Einspritzvorrichtung mit zwei Pumpen und einer
Düse,
Fig. 21 eine Einspritzvorrichtung, die aus mehreren Pumpen und
Düsen besteht, die in einen einzigen Düsenstock mün
den,
Fig. 22 den Düsenstock aus der Sicht des Brennkammerinnenraums
und
Fig. 23 eine schematische Darstellung einer Einspritzvorrich
tung nach dem Energiespeicher-Prinzip, die die in der
Flüssigkeit gespeicherte Energie ausnützt.
Die erfindungsgemäßen Ölbrenner sind mit einer nach dem Energie
speicher-Prinzip arbeitenden Einspritzvorrichtung versehen, die
eine definierte Ölmenge schlagartig in die Brennkammer ein
spritzt.
Die nach dem Energiespeicher-Prinzip arbeitenden Einspritz
vorrichtungen lassen sich in zwei Untergruppen aufteilen, den
Einspritzvorrichtungen, die die im beschleunigten Brennstoff
gespeicherte Energie ausnützen, und denen, die nach Festkörper-
Energiespeicher-Prinzip arbeiten. Bei der letzteren Art der Ein
spritzvorrichtungen ist ein anfänglicher Teilhub des Förderele
ments der Einspritzpumpe vorgesehen, bei dem die Verdrängung des
Brennstoffes keinen Druckaufbau zur Folge hat, wobei der der
Energiespeicherung dienende Förderelementteilhub vorteilhafter
weise durch ein Speichervolumen z. B. in Form eines Leervolumens
und ein Anschlagelement bestimmt wird, die, wie nachfolgend an
hand der Ausführungsbeispiele näher ausgeführt ist, unterschied
lich gestaltet sein können, beispielsweise in Form einer feder
belasteten Membran oder eines federbelasteten Kolbenelements,
gegen die Brennstoff gefördert wird und die auf einem Hubweg "X"
des Förderelements die Verdrängung von Brennstoff zulassen; erst
dann, wenn das federbelastete Element während der Verdrängung an
einen z. B. festen Anschlag stößt, wird ein schlagartiger Druck
aufbau im Brennstoff erzeugt, so daß eine Verdrängung des Brenn
stoffes in Richtung Einspritzdüse bewirkt wird.
Die folgenden anhand der Zeichnungen genau beschriebenen Brenn
stoff-Einspritzvorrichtungen sind aus der WO 93/18297 bekannt,
wobei aber deren Aufbau aus den oben genannten Gründen besonders
für die Verwendung in einem Ölbrenner geeignet ist.
Die Einspritzvorrichtung nach Fig. 1 weist eine elektromagne
tisch angetriebene Hubkolbenpumpe 1 auf, die über eine Förder
leitung 2 an eine Einspritzdüseneinrichtung 3 angeschlossen ist.
Von der Förderleitung 2 zweigt eine Ansaugleitung 4 ab, die mit
einem Brennstoff-Vorratsbehälter 5 (Tank) in Verbindung steht.
Zudem ist an die Förderleitung 2 etwa im Bereich des Anschlusses
der Ansaugleitung 4 ein Volumenspeicherelement 6 über eine Lei
tung 7 angeschlossen.
Die Pumpe 1 ist als Kolbenpumpe ausgebildet und hat ein Gehäuse
8, in dem eine Magnetspule 9 lagert, einen im Bereich des Spu
lendurchgangs angeordneten Anker 10, der als zylindrischer Kör
per, beispielsweise als Vollkörper ausgebildet und in einer
Gehäusebohrung 11 geführt ist, die sich im Bereich der Zentral
längsachse der Ringspule 9 befindet, und mittels einer Druckfe
der 12 in eine Ausgangsstellung gedrückt wird, in welcher er am
Boden 11a der Gehäusebohrung 11 anliegt. Abgestützt ist die
Druckfeder 12 an der einspritzdüsenseitigen Stirnfläche des
Ankers 10 und einer dieser Stirnfläche gegenüberliegenden Ring
stufe 13 der Gehäusebohrung 11. Die Feder 12 umfaßt mit Spiel
einen Förderkolben 14, der mit dem Anker 10 an der von der Feder
12 beaufschlagten Ankerstirnfläche fest, z. B. einstückig, ver
bunden ist. Der Förderkolben 14 taucht relativ tief in einen
zylindrischen Brennstofförderraum 15 ein, der koaxial in axialer
Verlängerung der Gehäusebohrung 11 im Pumpengehäuse 8 ausgebil
det ist und in Übertragungsverbindung mit der Druckleitung 2
steht. Aufgrund der Eintauchtiefe können Druckverluste während
des schlagartigen Druckanstiegs vermieden werden, wobei die
Fertigungstoleranzen zwischen Kolben 14 und Zylinder 15 sogar
relativ groß sein können, z. B. lediglich im Hundertstel Millime
terbereich zu liegen brauchen, so daß der Herstellungsaufwand
gering ist.
In der Ansaugleitung 4 ist ein Rückschlagventil 16 angeordnet.
Im Gehäuse 17 des Ventils 16 ist als Ventilelement beispiels
weise eine Kugel 18 angeordnet, die in ihrer Ruhestellung durch
eine Feder 19 gegen ihren Ventilsitz 20 am vorratsbehälterseiti
gen Ende des Ventilgehäuses 17 gedrückt wird. Zu diesem Zweck
ist die Feder 19 einerseits abgestützt an der Kugel 18 und ande
rerseits an der dem Ventilsitz 20 gegenüberliegenden Wandung des
Gehäuses 17 im Bereich der Mündung 21 der Ansaugleitung 4.
Das Speicherelement 6 weist ein z. B. zweiteilig ausgebildetes
Gehäuse 22 auf, in dessen Hohlraum als zu verdrängendes Organ
eine Membran 23 gespannt ist, die von dem Hohlraum einen druck
leitungsseitigen, mit Brennstoff gefüllten Raum abtrennt, und
die im entspannten Zustand den Hohlraum in zwei Hälften teilt,
die durch die Membran gegeneinander abgedichtet sind. An der der
Leitung 7 abgewandten Seite der Membran 23 greift in einem Leer
raum, dem Speichervolumen, eine diese beaufschlagende Federkraft
z. B. eine Feder 24 an, die als Rückstellfeder für die Membran 23
eingerichtet ist. Die Feder 24 ist mit ihrem der Membran gegen
überliegenden Ende an einer Innenwandung des zylindrisch erwei
terten leeren Hohlraums gelagert. Der leere Hohlraum des Gehäu
ses 22 ist durch eine gewölbeförmige Wandung begrenzt, die eine
Anschlagfläche 22a für die Membran 23 ausbildet.
Die Spule 9 der Pumpe 1 ist an eine Steuereinrichtung 26 ange
schlossen, die als elektronische Steuerung für die Einspritzvor
richtung dient.
Im stromlosen Zustand der Spule 9 befindet sich der Anker 10 der
Pumpe 1 durch die Vorspannung der Feder 12 am Boden 11a. Das
Brennstoffzulaufventil 16 ist dabei geschlossen und die Spei
chermembran 23 wird durch die Feder 24 in ihrer von der An
schlagfläche 22a abgerückten Stellung im Gehäusehohlraum gehal
ten.
Bei Ansteuerung der Spule 9 über die Steuereinrichtung 26 wird
der Anker 10 mit Kolben 14 gegen die Kraft der Feder 12 in Rich
tung Einspritzventil 3 bewegt. Dabei verdrängt der mit dem Anker
10 in Verbindung stehende Förderkolben 14 aus dem Förderzylinder
15 Brennstoff in den Raum des Speicherelements 6. Die Federkräf
te der Federn 12, 24 sind relativ weich ausgebildet, so daß
durch den Förderkolben 14 verdrängter Brennstoff während des
ersten Teilhubes des Förderkolbens 14 nahezu ohne Widerstand die
Speichermembran 23 in den Leerraum drückt. Dadurch kann der
Anker 10 zunächst fast widerstandsfrei beschleunigt werden bis
das Speichervolumen bzw. Leerraumvolumen des Speicherelements 6
durch Auftreffen der Membran 23 auf die Gewölbewandung 22a er
schöpft ist. Die Verdrängung des Brennstoffs wird dadurch plötz
lich gestoppt und der Brennstoff infolge der bereits hohen kine
tischen Energie des Förderkolbens 14 schlagartig verdichtet. Die
kinetische Energie des Ankers 10 mit Förderkolben 14 wirkt auf
die Flüssigkeit ein. Dabei entsteht ein Druckstoß, der durch die
Druckleitung 2 zur Düse 3 wandert und dort zum Abspritzen von
Brennstoff führt.
Für das Förderende wird die Spule 9 stromlos geschaltet. Der
Anker 10 wird durch die Feder 12 zum Boden 11a zurückbewegt.
Dabei wird die in der Speichereinrichtung 6 gespeicherte Flüs
sigkeitsmenge über die Leitungen 7 und 2 in den Förderzylinder
15 zurückgesaugt und die Membran 23 infolge der Wirkung der
Feder 24 in ihre Ausgangsstellung zurückgedrückt. Gleichzeitig
öffnet das Brennstoffzulaufventil 16, so daß Brennstoff aus dem
Tank 5 nachgesaugt wird.
Zweckmäßigerweise ist in der Druckleitung 2 zwischen dem Ein
spritzventil 3 und den Abzweigungen 4, 7 ein Ventil 16a angeord
net, das in dem einspritzventilseitigen Raum einen Standdruck
aufrecht erhält, der z. B. höher ist als der Dampfdruck der Flüs
sigkeit bei maximal auftretender Temperatur, so daß Blasenbil
dung verhindert wird. Das Standdruckventil kann z. B. wie das
Ventil 16 ausgebildet sein.
Als Verdrängungsorgan für das Speicherelement 6 kann anstelle der
Membran 23 auch ein Speicherkolben 31 verwendet werden. Der An
schlag, der in diesem Fall das Speichern plötzlich stoppt, kann
erfindungsgemäß verstellbar ausgebildet sein, so daß die Weglän
ge des Beschleunigungshubes von Anker 10 und Förderkolben 14
verändert werden kann. Diese Verstellung wird beispielsweise
manuell durch ein Einstellelement ausgeführt, das über einen
Seilzug 40 den Verstellweg auf einen Verdrängungskolben 31 über
trägt. Alternativ kann die Verstellung zweckmäßigerweise durch
die Steuereinrichtung 26, beispielsweise mittels eines Stell
magneten gesteuert werden. Fig. 2 zeigt z. B. ein Ausführungsbei
spiel des Speicherelements 6 mit einem durch einen Seilzug 40
verstellbaren Verdrängungskolben 31.
Das Speicherelement 6 gemäß Fig. 2 hat ein zylindrisches Gehäuse
30, das integral mit der Druckleitung 2 ausgebildet sein kann.
Als zu verdrängendes Organ dient ein Speicherkolben 31, der mit
einem engen Paßsitz an der Innenwandung des Zylindergehäuses 30
geführt ist, so daß keine nennenswerte Leckage auftreten kann,
wobei im Zylinder 30 ein Leervolumen 33c vorgesehen ist, in das
der Kolben 31 verdrängt werden kann. Vorhandene Leckageflüssig
keit kann durch eine Ablaufbohrung 32 aus dem Leervolumenraum
33c entweichen und wird dem Brennstoffbehälter 5 (s. Fig. 1)
zugeführt. Die Ablaufbohrung 32 ist in der Zylinderwandung des
Gehäuses 30 im Bereich des Gehäusedeckels 33 ausgebildet, die
der Gehäusewand 33a gegenüberliegt, die integral ausgebildet ist
mit einem Wandungsabschnitt der Druckleitung 2. Die Ablaufboh
rung 32 verläuft etwa radial zur Mittenlängsachse 33b des zylin
drischen Gehäuses 30.
Zwischen der Innenseite des Gehäusedeckels 33 und der dieser
Wand gegenüberliegenden Stirnfläche des Kolbens 31 ist eine
Druckfeder 34 eingespannt, die den Kolben 31 in seine Ruhestel
lung gegen die gegenüberliegende Gehäuseendwand 33a drückt, in
welcher eine Bohrung 35 ausgebildet ist, die in der Mitten
längsachse 33b des Gehäuses 30 liegt und in die Druckleitung 2
mündet.
Der Gehäusedeckel 33 des Gehäuses 30 ist in axialer Richtung
rohrförmig verlängert, und im Durchgang des Verlängerungsrohres
36 ist kolbenartig ein Anschlagbolzen 37 gleitend geführt, der
am im Raum 33c befindlichen Ende einen Ring 38 aufweist. Gegen
die Unterseite des Rings 38 stößt der Kolben 31, wenn er aus
seiner Ruhestellung in Richtung auf den Gehäusedeckel 33 bewegt
wird. Dieses Anschlagelement 37 ist mittels einer Feder 39 vor
gespannt gelagert. Zu diesem Zweck stützt sich die Feder 39
einerseits an der Innenseite des Deckels 33 und andererseits an
der Ringstufe des Ringes 38 des Bolzens 37 ab. Am außerhalb des
Zylinders 30 angeordneten Teil des Bolzens 37 ist der Seilzug 40
befestigt. Über den Seilzug 40 ist der Anschlagbolzen 37 in
Richtung der Mittenlängsachse 33b des Gehäuses 30 verstellbar,
so daß auch der mögliche Hubweg des Kolbens 31 der Stellung des
Anschlagringes 38 entsprechend variiert werden kann. Der An
schlagbolzen 37 kann je nach erforderlichem Beschleunigungshub
des Ankers 10 der Pumpe 1 (Fig. 1) verstellt werden.
Die Funktionsweise des Speicherelements 6 gemäß Fig. 2 ent
spricht im wesentlichen derjenigen des Speicherelements 6 nach
Fig. 1. Bei einem ersten Teilhub des Förderkolbens 14 und des
Ankers 10 (Fig. 1) wird der Speicherkolben 31 des Speicherele
ments 6 durch verdrängten Brennstoff aus seiner in Fig. 2 ge
zeigten Ruhestellung gedrückt, wobei die Rückstellfeder 34 rela
tiv weich ausgebildet ist, so daß der durch den am Anker 10
sitzenden Förderkolben 14 bewegte Brennstoff fast ohne Wider
stand des Speicherkolbens 31 verdrängt werden kann. Dadurch wird
der Anker 10 mit Förderkolben 14 auf einem Teil des Hubes nahezu
widerstandsfrei, d. h. im wesentlichen nur gegen die Federkraft
der Federn 12, 34 beschleunigt, bis der Speicherkolben 31 mit
seiner federbeaufschlagten Stirnfläche gegen den Anschlagring 38
stößt, wodurch der im Förderzylinder 15 und in der Druckleitung
2 befindliche Brennstoff schlagartig infolge der hohen kineti
schen Energie des Ankers 10 und Förderkolbens 14 verdichtet und
diese kinetische Energie an die Flüssigkeit übertragen wird. Der
daraus resultierende Druckstoß führt dann zum Abspritzen von
Brennstoff über die Düse 3.
Der verstellbare Anschlagbolzen 37 eignet sich auch zur aus
schließlichen Steuerung der einzuspritzenden Brennstoffmenge.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
ist vorgesehen, das Brennstoffzulaufventil (Ventil 16 in Fig. 1)
so auszubilden, daß es zusätzlich als Speicherelement wirkt
(entsprechend Speicherelement 6 in Fig. 1 und 2), so daß Brenn
stoff beim ersten Teilhub des Förderkolbens fast widerstandsfrei
aus dem Förderzylinder 15 und der Druckleitung 2 in ein Spei
chervolumen abgeleitet wird, wobei dieses Speicherelement auch
die Wegstrecke des ersten Teilhubes des Förderkolbens 14 be
stimmt. Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform eines derart
ausgebildeten Brennstoffzulaufventils, das auch die Funktion
eines Speicherelements zur Festlegung des ersten Teilhubes des
Förderkolbens gewährleistet. Ein Vorteil dieser raumsparenden
Variante der Erfindung besteht darin, daß anstelle von zwei
Bauteilen gemäß Fig. 1 und 2, nämlich einem Brennstoffzulaufven
til und einem separaten Speicherelement, lediglich ein einziges
Bauteil vorhanden ist.
Das Ventil 50 umfaßt ein im wesentlichen zylindrisch ausgebilde
tes Gehäuse 51, das im dargestellten Ausführungsbeispiel ein
stückig mit der Druckleitung 2 ausgebildet ist. In dem Gehäuse
51 ist eine durchgehende Bohrung 52 eingebracht, die einen
druckleitungsseitigen Abschnitt 53, der über eine Öffnung 53a in
die Druckleitung 2 mündet, und einen ansaugseitigen Abschnitt
53b, der an die Zulaufleitung zum Brennstoffbehälter 5 (Fig. 1)
angeschlossen ist, aufweist. Zwischen den beiden koaxialen Boh
rungen 53 und 53b im Gehäuse 51 ist ein radial erweiterter Ven
tilraum 54 ausgebildet, der ein Absperrventilelement 55 auf
nimmt. Das Ventilelement 55 besteht aus einer Kreisscheibe 56
großen Durchmessers und einer Kreisscheibe 57 kleinen Durchmes
sers, wobei beide Kreisscheiben einstückig ausgebildet sind und
wobei die Kreisscheibe 57 kleineren Durchmessers auf der Seite
des Bohrungsabschnitts 53 angeordnet ist. Eine Ventilkörperrück
stellfeder 58 drückt das Ventilelement 55 im Ruhezustand gegen
die druckleitungsseitige Stirnringfläche 59 des Ventilraums 54,
wobei sich die Feder 58 einerseits an der Scheibe 56 des Ventil
elements 55 und andererseits am Boden einer Ringstufe 60 ab
stützt, die zentral in der der Stirnfläche 59 des Ventilraums 54
gegenüberliegenden Stirnfläche 61 angeordnet ist. Die Scheibe 56
kann somit dichtend zur Anlage an die Stirnfläche 61 des Ventil
raums 54 gelangen.
Der Bohrungsabschnitt 53 der Mittenlängsbohrung 52 steht in
Verbindung mit dem Ventilraum 54 über in der Gehäusewandung 51
angeordnete Rinnen bzw. Nuten 62, die in Richtung Ventilraum 54
sich trichterförmig erweiternd ausgebildet sein können (s. Fig.
3).
In der in der Fig. 3 gezeigten Ausgangsstellung liegt das Ven
tilelement 55 durch die Wirkung der Feder 58 mit der Scheibe 57
an der Stirnfläche 59 des Ventilraums 54 an. In dieser Stellung
steht der vorratstankseitige Bohrungsabschnitt 53b über den Ven
tilraum 54 und die Rinnen 62 sowie den Bohrungsabschnitt 53 in
Strömungsverbindung mit der Druckleitung 2 und dem Förderzylin
der 15, wobei die symbolisch dargestellte Brennstoffbehälter
einrichtung 5 ein Leerraumvolumen bzw. Speichervolumen, in das
Brennstoff verdrängt werden kann, zur Verfügung stellt. Wird der
Förderkolben 14 infolge Erregung der Spule in Richtung der Ein
spritzdüse (Pfeil 3a) beschleunigt, kann der verdrängte Brenn
stoff fast widerstandsfrei durch den Bohrungsabschnitt 53, die
Rinnen bzw. Nuten 62, den Ventilraum 54 und die Zulaufbohrung
53b in den Brennstoffvorratsbehälter 5 strömen. Die Strömungs
verhältnisse des Ventils 50 sind dabei so gestaltet, daß bei
Erreichen einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit des Brenn
stoffes die Strömungskräfte an dem vom Brennstoff umspülten
Ventilelement 55 größer werden als die Vorspannkraft der Feder
58, so daß es zur Bohrung 53b gedrückt wird. Dabei verschließt
das Ventilelement 55 mit der Scheibe 56 den Zulaufquerschnitt
der Bohrung 53b bzw. die Ausnehmung der Ringstufe 60, was eine
schlagartige Übertragung der kinetischen Energie des Ankers 10
mit Kolben 14 auf den Brennstoff im Förderzylinder 15 und in der
Druckleitung 2 zur Folge hat, so daß Brennstoff über die Düse 3
(s. Fig. 1) abgespritzt wird. Bei dieser Version der Ventilein
richtung 50 ist der Energiespeicherweg des Ankers 10 mit Kolben
14 durch die Erregung der Spule steuerbar. Das Ventilelement 55
hebt durch den Druck der Feder 58 von der Mündung der Zulauflei
tung 53b wieder ab, wenn der Kolben 14 bzw. der Anker 10 zurück
fährt, so daß Brennstoff aus dem Tank 5 nachgesaugt werden kann.
Fig. 4 zeigt eine Variante des vorstehend anhand von Fig. 3
beschriebenen Bauelements, das die Funktion sowohl der Brenn
stoffzuführung als auch der Steuerung der Brennstoffabspritzung
übernimmt, wobei zusätzlich der der Energiespeicherung dienende
Teilhub des Förderkolbens auch über das Bauelement steuerbar
ist. Zu diesem Zweck wird ein elektrisch steuerbares Ventil 70
verwendet.
Am Anfang der Druckleitung 2, in unmittelbarer Nähe zum Druck
bzw. Förderraum 15 der Pumpe 1 weist die Druckleitung 2 eine
Öffnung 71 auf, an die die Brennstoffzuführleitung 4 angeschlos
sen ist, in die das elektrisch steuerbare Ventil 70 eingesetzt
ist. Das Ventil 70 weist in einem Ventilgehäuse 77 eine federbe
lastete Ventilplatte 72 auf, die mit einem Anker 73 fest ver
bunden ist. Der Anker 73 hat eine Mittelachsbohrung 74 und min
destens eine quer dazu angeordnete Bohrung 75 im Bereich der
Ventilplatte 72. In der Ruhestellung ist das Ventil 70 geöffnet,
indem der Anker 73 durch eine gegen die Platte 72 drückende
Feder 76 in eine druckleitungsseitige Endlage gedrückt wird, in
der der Brennstoff des nicht dargestellten Vorratsbehälters über
die Bohrungen 75 und 74 und die Druckleitungsöffnung 71 mit dem
Brennstoff der Druckräume 15, 2 in Verbindung steht.
Im Gehäuse 77 ist außerdem eine Spule 78 angeordnet, die den
Anker 73 mit Abstand umgibt.
Der Einspritzvorgang läuft erfindungsgemäß wie folgt ab. Bei
vollständig gefüllter Druckleitung 2 wird die Magnetspule 9 der
Pumpe 1 erregt, wodurch das Anker-Förderkolbenelement 10, 14 der
Pumpe 1 aus seiner Ruhelage heraus beschleunigt wird. Der vom
Kolben 14 verdrängte Brennstoff fließt durch die Druckleitungs
öffnung 71, die Mittelbohrung 74, die Querbohrung 75 um die
Ventilplatte 72 herum und in den tankseitigen Teil der Leitung
4 zum Brennstoffbehälter ab. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird
das Ventil 70 aktiviert, indem die Spule 78 erregt und der Anker
73 bewegt wird, bis die Ventilplatte 72 ihren Ventilsitz ein
nimmt und den Brennstoffweg versperrt. Die Druckleitungsöffnung
71 wird schlagartig bzw. sehr schnell blockiert, so daß kein
weiterer Brennstoff über die Leitung 4 entweichen kann. Anker 10
mit Förderkolben 14 werden infolge davon schlagartig abgebremst
und geben die gespeicherte kinetische Energie an den inkompres
siblen Brennstoff ab, was einen Druckstoß zur Folge hat, durch
den Brennstoff aus der Druckleitung 2 über das Einspritzventil
3 abgespritzt wird, wobei wie bei den anderen Ausführungsformen
der Erfindung der Anker 10 mit Kolben 14 entweder seinen vollen
Förderhub erreicht hat oder noch weiter bewegt wird. Das Ein
spritzventil 3 ist in an sich bekannter Weise hydraulisch ge
steuert und federbelastet ausgeführt. Die Ansteuerung des Ven
tils 70 erfolgt bevorzugt über eine Steuerelektronik, die ge
meinsam die Pumpe 1 und das Absperrventil 70 bedient.
Fig. 5 zeigt eine Abwandlung des Ventils nach Fig. 3. Das inte
grale Speicherelement-Zulaufventil 90 weist ein Gehäuse 91 auf,
das baueinheitlich ausgebildet ist mit dem Gehäuse 8 der Pumpe
1 und der Druckleitung 2. In das Gehäuse 91 ist eine Mitten
längsbohrung 92 eingebracht, die einendig über eine Öffnung 93a
in die Druckleitung 2 und anderendig in einen zylindrischen
Ventilraum 93 mündet, wobei zudem Rinnen 94 ähnlich den Rinnen
62 gemäß Fig. 3 von der Bohrung 92 zum Ventilraum 93 führen. Das
Ventilelement ist zweiteilig ausgebildet und umfaßt einen im
Ventilraum 93 geführten Zylinder 95, in dessen zylindrischer,
durchgehender Zentralstufenbohrung ein Kolben 96 verschiebbar
geführt wird. In der Außenmantelfläche des Zylinders 95 sind
axialparallel verlaufende Nuten 97 ausgebildet. Der Zylinder 95
wird durch eine Feder 98 in deine Ruhestellung gedrückt, in
welcher er mit seiner einen Stirnfläche auf dem tankseitigen
Boden des Ventilraums 93 aufsitzt, in den eine vom Brennstoff
behälter kommende Brennstoffzuführleitung 99 mündet. In der
Bohrung zur Aufnahme des Kolbens 96 sitzt tankseitig eine Feder
100, die den Kolben 96 gegen den druckleitungsseitigen Boden des
Ventilraums 93 drückt, so daß die Bohrung 92 abgedeckt ist,
wobei im tankseitigen Innenraum des Zylinders 95 ein Freiraum 95a
für den Kolben 96 gebildet wird.
Das Ventil 90 funktioniert wie folgt. Wenn der Förderkolben 14
einen Saughub ausführt, wird Brennstoff aus der Leitung 99 da
durch angesaugt, daß der Zylinder 95 von der tankseitigen Boden
fläche des Ventilraums 93 durch den Unterdruck gegen den Druck
der Feder 98 abgehoben wird, so daß Brennstoff über die Längs
nuten 97, den Ventilraum 93 und die Rinnen 94 sowie die Bohrung
92 in die Druckleitung 2 fließen kann. Bei diesem Vorgang liegt
der Kolben 96, wie in Fig. 5 gezeigt, an dem druckleitungsseiti
gen Boden des Ventilraums 93 an. Mit Beendigung des Saughubs
wird der Zylinder 95 durch die Feder 98 in die in Fig. 5 gezeig
te Stellung gedrückt, in welcher der Zylinder 95 wieder am tank
seitigen Boden des Ventilraums 93 dichtend anliegt.
Mit Beginn des Förderhubs des Förderkolbens 14 wird der im Zy
linder 95 geführte Kolben 96 aufgrund der relativ weichen Aus
bildung der Federkraft der Feder 100 aus seiner Anlage am druck
leitungsseitigen Boden des Ventilraums 93 wegbewegt und in den
Freiraum 95a gedrückt, wobei in den dadurch entstehenden zusätz
lichen Raum im Ventilraum 93 Brennstoff aus dem Druckraum 15, 2
strömt, der bei der Förderbewegung des Förderkolbens 14 ver
drängt wird, wobei auf der tankseitigen Stirnseite des Kolbens
96 vom Kolben 96 Brennstoff über die Leitung 99 in den Tank
zurückgedrückt wird. Der Förderhub des Förderkolbens 14 wird
dadurch beendet, daß der Kolben 96 mit seiner tankseitigen von
der Feder 100 beaufschlagten Stirnfläche an der Stufe in der
Mittenlängsbohrung des Kolbens 95 anschlägt. Infolge dieser
abrupten Beendigung des im wesentlichen widerstandsfreien Be
schleunigungshubes des Ankers 10 mit Förderkolben 14 wird die
Ausbildung eines sehr steilen Druckanstiegs in der Druckleitung
2 bewirkt, wodurch Brennstoff mit hohem Druck über die Düse 3
abgespritzt wird.
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung ist vorgesehen, das
Speicherelement 6 baueinheitlich auszubilden mit dem Förderkol
ben der Hubkolbenpumpe 1. Ein dementsprechendes Ausführungsbei
spiel ist in Fig. 6 dargestellt. Als Speicherelement dient ein
Speicherkolben 80, der in einem druckleitungsseitigen ersten
Mittenlängsachsstufenbohrungsabschnitt 14b einer zentral durch
den Kolben 14 und den Anker 10 gehenden Stufenbohrung 14a gegen
einen druckleitungsseitigen Anschlag (nicht dargestellt) von
einer Feder 81 gedrückt wird. Der Kolben 80 ragt dabei in der
Ruhestellung mit seiner einen Stirnfläche in den Druckraum 15.
Der den Speicherkolben 80 aufnehmende Bohrungsabschnitt 14b im
Förderkolben 14 setzt sich nach der Stufe 14c zum Anker 10 hin
in einem weiteren Stufenbohrungsabschnitt 14d fort, auf dessen
Stufe 14e sich die Druckfeder 81 abstützt, die gegen die anker
seitige Stirnfläche des Kolbens 80 drückt. Die Bohrung 14a
durchsetzt nach der Stufe 14e schließlich auch den Anker 10 und
mündet in den leeren Ankerraum 11, so daß Luft verdrängt werden
kann.
Das Speicherelement dieser Ausführungsform funktioniert wie
folgt. Auf einem ersten Teil des Hubes des Förderkolbens 14, dem
Energiespeicherweg, wird der Speicherkolben 80 in die für den
Kolben vorgesehene Bohrung des Förderkolbens 14 hineingedrängt,
wodurch druckraumseitig ein zusätzlicher Raum für verdrängten
Brennstoff zur Verfügung steht, so daß der Anker 10 während des
ersten Hubabschnitts zusammen mit dem Förderkolben 14 im wesent
lichen widerstandsfrei beschleunigt werden kann. Die wider
standslose Beschleunigung von Anker 10 und Förderkolben 14 wird
beendet, wenn die ankerseitige Stirnfläche des Speicherkolbens
80 gegen die Ringschulter 14c der Stufenbohrung 14a zur Anlage
kommt. Die Folge hiervon ist ein schlagartiger Druckanstieg,
durch welchen Brennstoff über die Düse 3 abgespritzt wird.
Die nachfolgend anhand der Fig. 7 und 8 beschriebene Variante
der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung weist eine bauliche
Einheit von elektrisch angetriebener Hubkolbenpumpe und An
schlagmittel auf.
Beim in Fig. 7 und 8 abgebildeten Ausführungsbeispiel ist ein
Hydraulikventil sowie die Pumpe und die Druckleitung 2 in einem
gemeinsamen Gehäuse 121 untergebracht. Die Funktion sowie der
wesentliche Aufbau der Pumpe mit elektromagnetischem Antrieb
entspricht im wesentlichen den vorausgehend beschriebenen Aus
führungsformen der Pumpe 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
wobei die Brennstoffansaugung über ein Ventil 122 erfolgt, das
in das Pumpengehäuse 121 eingepaßt ist und mit der Druckleitung
2 in Verbindung steht (Fig. 7).
Das Ventil 122 schließt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
selbsttätig aufgrund des Bernoulli-Effekts bei einer bestimmten
Durchflußgeschwindigkeit. Der während der Beschleunigungsphase
durch die Druckleitung 2 fließende Brennstoff gelangt über einen
Spalt 123 in den Ventilraum 124. Zwischen dem Ventilkegel 125
und dem zugehörigen Ventilsitz ist ein schmaler Ringspalt belas
sen, der sich durch entsprechende Auslegung einer den Ventilke
gel 125 beaufschlagenden Feder 126 einstellen läßt. Brennstoff
strömt durch diesen Ringspalt und erzeugt dort nach Bernoulli
einen geringeren statischen Druck als in der Umgebung. Bei einer
bestimmten Strömungsgeschwindigkeit ist der statische Druck im
Ringspalt soweit abgefallen, daß der Ventilkegel 125 angezogen
wird und das Ventil 122 schließt, wodurch der zum Ausstoßen des
Brennstoffes über die Einspritzdüse erforderliche Druckstoß
erzeugt wird. Die zur Einspritzdüse führende Druckleitung 2 ist
an den Ausgang eines Rückschlagventils 127 angeschlossen, das
ebenfalls mit dem Gehäuse 121 baulich vereinigt ist.
Der Ventilkegel 128 des Ventils 127 ist durch Vorspannung einer
Feder 129 gegen den zugehörigen Ventilsitz gepreßt, wobei die
Feder 129 so ausgelegt ist, daß das Ventil 127 geschlossen ist,
wenn der in der Druckleitung 2 anliegende Druck unterhalb desje
nigen Wertes liegt, der zu einem Ausstoß von Brennstoff über die
Einspritzdüse führt, die mittelbar an das Ventil 127 angeschlos
sen ist. Durch das Rückschlagventil 127 wird zudem eine Blasen
bildung in der Druckleitung 2 zum Einspritzdüsenventil vermie
den, weil durch das Rückschlagventil ein Standdruck in der Dr
uckleitung zwischen Einspritzdüse und Rückschlagventil gewähr
leistet werden kann, der höher als der Dampfdruck der Brenn
stoffflüssigkeit ist.
Der Anker 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit achsparalle
len Schlitzen 130 und 131 unterschiedlicher Tiefe im Mantel
versehen, die am Umfang des im wesentlichen zylinderförmigen
Ankers verteilt angeordnet sind. Diese Schlitze verhindern die
Ausbildung von Wirbel strömen beim Erregen des Solenoids 9 und
tragen damit zur Energieeinsparung bei. Mit einer Leitung 120,
die vom Ankerraum 11 durch das Gehäuse 121 nach außen führt,
kann in den Ankerraum eingedrungenes Lecköl abgesaugt werden.
Die Rückstellung des Ankers der Einspritzpumpe erfolgt in der
Regel mittels der dafür vorgesehenen Rückstellfeder. Um große
Spritzfrequenzen zu erreichen, ist die Rückstellzeit des Ankers
klein zu halten. Dies läßt sich beispielsweise durch eine ent
sprechend große Federkraft der Rückstellfeder verwirklichen. Mit
einer Verkleinerung der Rückstelldauer vergrößert sich jedoch
die Aufprallgeschwindigkeit des Ankers am Ankeranschlag. Nach
teilig dabei kann der damit verbundene Verschleiß und/oder das
Prellen des Ankers am Ankeranschlag sein, wodurch die Gesamt
arbeitsspieldauer vergrößert wird. Ein Ziel der Erfindung be
steht deshalb darin, die Abfallzeit des Ankers bis zur Ruhestel
lung klein zu halten. Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch
eine z. B. hydraulische Dämpfung der Ankerrückstellbewegung im
letzten Teil dieser Bewegung erreicht.
Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Einspritzpumpe, die im
wesentlichen den Aufbau der Einspritzpumpe 1 nach Fig. 1 auf
weist. Für die hydraulische Dämpfung ist nach Art einer Kolben
zylinderanordnung an der Rückseite des Ankers 10 zentral ein
zylindrischer Vorsprung 10a ausgebildet, der im letzten Ab
schnitt der Ankerrückstellbewegung in eine Sackzylinderbohrung
11b im Boden 11a passend eintritt, die an der Anschlagfläche 11a
für den Anker 10 im Gehäuse 8 ausgebildet ist. Im Anker 10 sind
in Längsrichtung verlaufende Nuten 10b ausgebildet, die den
ankerrückseitigen Raum 11 mit dem ankervorderseitigen Raum 11
verbinden. Im Raum 11 befindet sich ein Medium, z. B. Luft oder
Brennstoff, das bei der Bewegung des Ankers 10 durch die Nuten
10b fließen kann. Die Tiefe der Sackzylinderbohrung 11b ent
spricht etwa der Länge des Vorsprungs 10a (Abmessung Y in Fig.
12). Dadurch, daß der Vorsprung 10a in die Sackzylinderbohrung
11b eintauchen kann, wird die Ankerrückbewegung im letzten Ab
schnitt stark verzögert, wodurch die erwünschte hydraulische
Dämpfung der Ankerrückstellbewegung durch Verdrängung des Medi
ums aus dem Raum 11b bewirkt wird.
Fig. 10a zeigt eine Variante der hydraulischen Dämpfung. Auch
bei diesem Ausführungsbeispiel ist der vom Förderkolben 14
durchsetzte Pumpraum 11 vor dem Anker 10 verbunden mit dem an
der Ankerrückseite angrenzenden Raum 11, und zwar durch Bohrun
gen 10d, die im Bereich der Ankerrückseite in einen zentralen
Überströmkanal 10c münden. Ein zentraler Stift 8a eines Stoß
dämpfers 8b ragt mit seiner Kegelspitze 8c in Richtung Mündung
des Überströmkanals 10c, durchgreift rückwärtig ein Loch 8d im
Boden 11a, das in einen Dämpfungsraum 8e mündet, und endet im
Dämpfungsraum mit einem Ring 8f, der einen größeren Durchmesser
aufweist als das Loch 8d. Eine sich am Boden des Dämpfungsraums
abstützende Feder 8g drückt gegen den Ring 8f und damit den
Stift 8a in seine Ruhestellung (Fig. 10a). Ein Kanal 8h verbin
det den Dämpfungsraum 8e mit dem rückwärtigen Ankerraum 11. Die
Kanäle 10c und 10d ermöglichen dem Anker 10 eine nahezu wider
standsfreie Bewegung während der Beschleunigungsphase.
Die Dämpfungseinrichtung 8b ist bei der Beschleunigungsbewegung
des Ankers 10 unwirksam, so daß keine Beeinträchtigung der
Hubphase erfolgt. Bei der Rückstellbewegung trifft die Mündung
des Überströmkanals auf die Kegelspitze 8c und wird verschlos
sen, so daß die Strömung durch die Kanäle 10c und 10d unterbro
chen wird. Der Anker 10 drückt den Stift 8a gegen die Federkraft
und gegen das im Raum 8e befindliche Medium, das sich auch im
Raum 11 befindet und über den Kanal 8h ausströmt in den Raum 11.
Dabei sind die Strömungen und Federkräfte so gewählt, daß eine
optimale Dämpfung gewährleistet wird.
Anstelle des Kanals 8h kann gemäß Fig. 10b eine Verdrängungs
bohrung 8i zentral im Stift 8a angeordnet sein, durch die Dämp
fungsmedium in den Überströmkanal 10c gedrückt werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungs
gemäßen Einspritzvorrichtung ist vorgesehen, die in der Rück
stellfeder 12 des Ankers 10 gespeicherte Energie bei der Rück
stellbewegung des Ankers 10 nutzbringend einzusetzen. Dies kann
erfindungsgemäß beispielsweise dadurch erfolgen, daß der Anker
bei der Rückstellung eine Pumpeinrichtung bedient, die für die
Brennstoffversorgung der Einspritzvorrichtung zur Stabilisierung
des Systems sowie zur Verhinderung einer Blasenbildung verwendet
werden kann. Fig. 11 zeigt ein entsprechendes Ausführungsbei
spiel einer an die Brennstoffeinspritzpumpe 1 angeschlossenen
zweiten Pumpe 260.
Die in Fig. 11 gezeigte Brennstoffeinspritzvorrichtung ist im
übrigen entsprechend Fig. 4 ausgebildet, weist also ein Brenn
stoffzu- und -abflußsteuerelement zur Steuerung des ersten Teil
hubes des Förderkolbens 14 auf. Die zweite Pumpe 260 ist an den
rückwärtigen Boden 11a des Pumpengehäuses 8 angeschlossen. Im
einzelnen umfaßt die zweite Pumpe 260 ein Gehäuse 261, das mit
dem Gehäuse 8 der Einspritzpumpe verbunden ist, und in dessen
Pumpenraum 261b ein Pumpenkolben 262 angeordnet ist, dessen
Kolbenstange 262a in den Arbeitsraum 11 des Ankers 10 ragt,
wobei der Kolben 262 beaufschlagt wird von einer Rückstellfeder
263, die sich am Gehäuseboden 261a im Bereich eines Auslasses
264 abstützt.
Außerdem steht der Pumpenraum 261b des Gehäuses über eine Zu
fuhrleitung 265 in Verbindung mit einem Vorratsbehälter 266. In
der Zufuhrleitung 265 ist ein Rückschlagventil 267 eingesetzt,
dessen Aufbau dem Ventil 16 in Fig. 1 gleicht.
Die zweite Pumpe 260 funktioniert wie folgt. Wird der Anker 10
der Einspritzpumpe 1 während seines Arbeitshubes in Richtung auf
die Einspritzdüse 3 bewegt, wird der Pumpenraum 11 im Gehäuse 8
hinter dem Anker 10 bezüglich seines Volumens vergrößert, wo
durch der Pumpenkolben 262 in Richtung Anker 10 bewegt wird und
schließlich durch Einwirkung der Rückstellfeder 263 in seine
Ruhelage überführt wird. Dabei wird aus dem Vorratsbehälter 266
über das Ventil 267 Öl in den Arbeitsraum 261b der zweiten Pumpe
260 eingesaugt. Während der Rückstellbewegung des Ankers 10 der
Pumpe 1 in Richtung auf seinen Anschlag 11a wird der Pumpenkol
ben 262 zumindest auf einem Teil des Rückstellweges des Ankers
10 in den Pumpenraum 261b geschoben. Dabei wird durch den Pum
pendruck das Ventil 267 verschlossen und es wird das von der
zweiten Pumpe geförderte Medium über den Auslaß 264 in Richtung
des Pfeils 264a von der Pumpe abgegeben.
Die zweite Pumpe 260 kann als Brennstoffvordruckpumpe verwendet
werden, wobei der Brennstoff der Ventileinrichtung 70 zugeführt
werden kann. Vorteilhaft ist dabei, daß die Pumpe 260 einen
Standdruck im Brennstoffversorgungssystem erzeugen kann, der
einer Dampfblasenbildung z. B. bei Erwärmung des Gesamtsystems
entgegenwirkt.
Außerdem bewirkt die erfindungsgemäße Ausbildung der zusätzli
chen Pumpe 260 an der Pumpe 1 eine schnelle Dämpfung des Ankers
10, so daß der Anker 10 am Anschlag 11a nicht nachprellt.
Fig. 12a und 12b zeigen eine besonders effektive und einfache
Dämpfungseinrichtung. Der Aufbau der Pumpeneinrichtung 1 gleicht
dem in Fig. 9 dargestellten. Die Sackzylinderbohrung 11b nach
Fig. 12a ist im Durchmesser größer als der Durchmesser des
zylindrischen Vorsprungs 10a beträgt. Der Vorsprung 10a ist von
einem in Richtung Sackzylinderbohrung 11b vorspringenden Dicht
lippenring 10e aus einem elastischen Material umgeben, der in
die Sackzylinderbohrung 11b paßt. Eine Einführschräge an der
Mündung der Sackzylinderbohrung 11b erleichtert den Eintritt der
Lippen den Dichtlippenrings 10e in die Sackzylinderbohrung 11b.
Diese Dämpfungseinrichtung erbringt eine gute Dämpfung beim
Anschlag des Ankers 10 und behindert den Beschleunigungshub des
Ankers nicht. Das elastische Dämpfungselement 10e mit achspar
allel abstehenden Dichtlippen taucht beim Rückstellhub des An
kers 10 in die Sackzylinderbohrung 11b formschlüssig ein und
legt sich nach außen dichtend an der Innenwandung der Sackzylin
derbohrung 11b an.
Die Sackzylinderbohrung 11b nach Fig. 12b ist im Durchmesser
ebenfalls größer als der zylindrische Vorsprung 10a. Ein Dicht
ring 10f aus elastischem Material sitzt formschlüssig an der
Wandung der Sackzylinderbohrung 11b und weist im Bereich der
Mündung einwärts gerichtete Dichtlippen 10g auf. In das elasti
sche Dichtelement 10f taucht der zylindrische Vorsprung 10a
kolbenartig ein, wobei die Dichtlippen 10g infolge des ausströ
menden Dämpfungsmediums gegen den zylindrischen Vorsprung 10a
gepreßt werden, so daß eine besonders gute Dämpfung des Ankers
10 erreicht wird.
Die Fig. 13 zeigt eine ebenfalls kompakte Bauform der erfin
dungsgemäßen elektrisch betriebenen Hubkolbenpumpe mit
integriertem Anschlagventil. Dabei ist in einem zylindrischen
mehrteiligen Gehäuse 200 in einem von einem Außenmantel 200a und
einem zylindrischen Innenmantel 200b sowie einer tankseitigen
Stirnwandung 200c und einer druckleitungsseitigen Stirnwandung
200d begrenzten Innenraum 202 eine Spule 201 angeordnet. Der vom
Innenmantel 200b umgebene zylindrische Innenraum 202 des Gehäu
ses 200 wird durch einen sich radial nach innen 26829 00070 552 001000280000000200012000285912671800040 0002004421145 00004 26710erstreckenden
Ring 203 in einen tankseitigen und einen druckleitungsseitigen
Innenraumbereich abgeteilt. Druckleitungsseitig ist gegen die
Ringkante des Rings 203 ein formschlüssig und fest in diesem
Innenraum sitzender Ringwulst 204 eines Kolbens 205 gesetzt,
wobei der Kolben 205 die Ringöffnung 206 des Rings 203 mit Ab
stand durchgreift und in den tankseitigen Bereich des Innenraums
202 ragt. Der Kolben 205 ist von einer durchgehenden Bohrung 207
durchsetzt, die im tankseitigen Endbereich des Kolbens erweitert
ausgebildet ist und dort ein Ventil 208 lagert, das von einer
Schraubenfeder 209 in Richtung Tankseite für die Schließstellung
gegen einen Ventilsitz 209a gedrückt wird, mit hin durch die
Einwirkung eines von der Tankseite wirkenden Druckes geöffnet
werden kann.
Auf dem im tankseitigen Innenraumbereich des Innenraums 202
befindlichen Teil des Kolbens 205 sitzt formschlüssig und gleit
bar ein Pumpenzylinder 210 der Hubkolbenpumpe, der von einer
sich einendig auf dem Ring 203 und anderendig an einer Ringstufe
212 des Zylinders 210 abstützenden Schraubenfeder 211 mit seiner
tankseitigen Stirnringfläche 214 gegen eine Ringstufe 213 im
Innenraum 202 gedrückt wird, wobei ein die Stirnfläche 214 über
ragender Ventilstutzen 215 mit radialem Abstand ein Stück in den
in diesem Bereich radial verengten Innenraum 202a ragt und wobei
die druckleitungsseitige Stirnringfläche des Zylinders 210 im
Abstand vom Ring 203 angeordnet ist und somit ein Bewegungsraum
für den Zylinder 210 geschaffen wird. Der formschlüssig an der
Innenwandung des Innenraums 202 geführt sitzende Zylinder 210
weist achsparallele, stirnseitig offene Längsnuten 216 in der
Mantelfläche auf, deren Funktion weiter unten erläutert wird.
Die den Pumpenzylinder 210 durchsetzende, durchgehende, den Kol
ben 205 aufnehmende Bohrung 217 lagert tankseitig ein dem Kolben
205 vorgeordnetes Stößelventil, dessen Stößelteller 218 im Ab
stand von der Stirnringfläche des Kolbens 205 in einer kurzen
Bohrungserweiterung angeordnet ist und dessen Stößelstiel 219
die verengte Bohrung 217a im Ventilstutzen 215, sich gegen die
Innenwandung der Bohrung 217a abstützend, durchgreift und in den
verengten Innenraum 202a ragt.
Am freien Ende des Stößelstils 219 ist zweckmäßigerweise ein
Teller 220 befestigt, der Löcher 221 aufweist, deren Funktion
weiter unten erläutert wird, wobei der Stößelstiel 219 noch ein
Stück über den Teller 220 hinausragt und gegen die tankseitige
Bodenfläche 222 des Innenraums 202a stößt. Dabei ist der Stößel
stiel 219 so lang gewählt, daß der Stößelteller 218 von seinem
Ventilsitz, der druckleitungsseitigen Öffnung 223 der verengten
Bohrung 217a, abgehoben ist, so daß ein bestimmter Spalt "X" ge
bildet wird, dessen Sinn und Zweck weiter unten erläutert wird.
Eine Schraubenfeder 224 stabilisiert diese Stellung des Stößel
ventils in der abgebildeten Ruhestellung der Hubkolbenpumpe, in
dem sich die Feder 224 einendig auf der Stirnringfläche 214 des
Zylinders 210 und anderendig gegen den Teller 220 abstützt.
Von der Bodenfläche 222 erstrecken sich achsparallele Bohrungen
225 in die Bodenwandung und münden in einen axialen Ventilraum
226, in dem ein von einer Schraubenfeder 228 in Tankrichtung
gegen einen Ventilsitz 227 gedrückter Ventilteller 229 angeord
net ist, der peripher vom Ventilsitz 227 abdeckbare Rillen 230
aufweist, so daß das Ventil durch einen tankanschlußseitigen
Druck gegen die Belastung der Feder 228 geöffnet werden kann und
einen Durchgang vom Ventilraum 226 zu den Bohrungen 225 geschaf
fen wird.
Der Ventilraum 226 steht mit einer zum Brennstofftank führenden
Brennstoffleitung in Verbindung (nicht dargestellt); an die
druckleitungsseitige Stirnwandung 200d bzw. an einen verlänger
ten Stutzen der Innenwandung 200b wird eine Druckleitung ange
setzt (nicht dargestellt), die zum Abspritzventil führt. Die in
der Fig. 13 gezeichneten Pfeile deuten den Weg des Brennstoffes
an.
Die in Fig. 13 abgebildete Hubkolbenpumpe funktioniert wie
folgt. Durch die Erregung der Spule 201 wird der Zylinder 210
aus der abgebildeten Ruhestellung in Richtung Druckleitung nahe
zu widerstandslos beschleunigt, wobei aus dem Raum 202 über die
Nuten 216 und aus der Bohrung 217 bzw. dem Stößeltellerraum
Brennstoff in Richtung Innenraum 202a abfließt. Die beschleunig
te Bewegung endet mit dem Auftreffen des Ventilsitzes 223 auf
dem Ventilteller 218 abrupt, so daß die gespeicherte Energie des
Zylinders 210 auf den in dem Stößelvorraum befindlichen Brenn
stoff übertragen wird. Das Ventil 208 wird geöffnet und der
Druck auf den in der Bohrung 207 bzw. in der Druckleitung be
findlichen Brennstoff fortgepflanzt, wodurch ein Abspritzen von
Brennstoff durch die Einspritzdüse erfolgt. Wenn die Erregung
dann noch nicht abgeschaltet ist, wird so lange Brennstoff abge
spritzt, wie der Zylinder bewegt wird. Das Stößelventil 218, 219
wird dabei vom Zylinder 210 mitgenommen und es entsteht ein
Unterdruck in den Innenräumen 202, 202a sowie in den Bohrungen
225 und dem vom Ventil 229 abgegrenzten Vorraum des Ventilraums
226, so daß das Ventil 229 geöffnet wird. Der Brennstoff fließt
vom Tank kommend durch die peripheren Rillen 230 im Ventilteller
229, den Vorraum des Ventilraums 226, die Bohrungen 225 und die
Löcher 221 im Teller 220 in den Innenraum 202a sowie über die
Nuten 216 in den Innenraum 202. Nach dem Abschalten der Erregung
wird der Zylinder von der Feder 211 in seine Ruhe- bzw. Aus
gangsstellung zurückgedrückt, wobei vorher der Stößelstiel 219
gegen die Bodenwandung 222 stößt und das Stößelventil geöffnet
wird, so daß Brennstoff durch den Zwischenraum zwischen dem
Stößelstiel und der Bohrung 217a in den Stößeltellervorraum 217
fließen kann. Dabei bleibt das Ventil 208 geschlossen. Es wirkt
als Standdruckventil und hält in dem zwischen dem Einspritzven
til (nicht dargestellt) und dem Ventilteller 208 befindlichen,
mit Brennstoff gefüllten Raum einen Standdruck im Brennstoff
aufrecht, der z. B. höher ist als der Dampfdruck der Flüssigkeit
bei maximal auftretender Temperatur, so daß Blasenbildung ver
hindert werden kann.
Bei der in Fig. 14 dargestellten Ausführungsform der Einspritz
pumpe, die der Ausführungsform nach Fig. 13 gleicht, weshalb
gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist der
Kolben 205 einstückig mit der Stirnwandung 200d ausgebildet und
das Standdruckventil 208, 209, das in einem Rohrstutzen 208a
untergebracht ist, deckt die druckleitungsseitige Mündung der
durch den Kolben 205 gehenden Bohrung 207 ab.
Der als Anker wirkende gleitende Pumpenzylinder 210 ist für eine
einfache Möglichkeit der Montage des Ventilstößels 218, 219
mehrteilig aufgebaut. Da die Mehrteiligkeit nicht erfindungs
wesentlich ist, wird der Aufbau des Zylinders 210 nicht näher
beschrieben.
Der Stößelstiel 219 ist relativ kurz ausgebildet und kann über
die tankseitige Stirnringfläche 214 des Zylinders 210 nur um das
Ventilspiel herausragen. Die Stirnringfläche 214 stößt im Be
reich der Stirnwandung 200c gegen einen dort gelagerten Kunst
stoffblock 231, der Durchgangsbohrungen 232 aufweist, die peri
pher in Nuten 233 münden, die mit dem tankseitigen Innenraum 202
in Verbindung stehen, wobei vom tankseitigen Innenraum 202 Boh
rungen 234 zum erweiterten Bohrungsbereich der Bohrung 217 im
Zylinder 210 führen. Die Bohrungen 232 münden in den zum Tank
führenden axialen Ventilraum 226, der in einem Rohrstutzen 226a
untergebracht ist.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist das Stößelventil
218, 219 nicht federbelastet. Es funktioniert aufgrund von Träg
heitskräften, wobei der Stößelstiel etwa formschlüssig in der
verengten Bohrung 217a sitzt. In die in Fig. 14 dargestellte
Stellung wird das Stößelventil durch den auf den Stößelteller
218 wirkenden in den Räumen 202, 217, 207 herrschenden Druck
gegen den Kunststoffblock 231 gedrückt. Wird der Zylinder 210
beschleunigt, verharrt das Stößelventil in dieser Stellung, bis
es vom Ventilsitz 223 mitgenommen wird. Bei der Rückstellbewe
gung des Ankerzylinders 210 stößt der Stößelstiel 219 gegen den
Kunststoffblock 231, so daß das Stößelventil wieder in seine
dargestellte Ausgangsstellung gelangt.
Zweckmäßigerweise bildet die Bohrungserweiterung der Bohrung
217, in der der Stößelteller 218 aufgenommen ist, druckleitungs
seitig eine Ringstufe 235, die sich in der Ruhestellung des
Stößelventils nur in geringem Abstand vor dem Stößelteller 218
befindet und gegen die der Stößelteller 218 stößt, wenn der
Stößel trägheitsbedingt bei der Rückstellbewegung des Zylinders
210 vom Ventilsitz abhebt und/oder das Ventil vom Kunststoff
block 231 bei der Rückstellbewegung des Zylinders 210 zurückge
prellt werden sollte. In der Stirnfläche der Ringstufe 235 sind
Ausnehmungen 235a eingebracht, die einen ungehinderten Durchfluß
des Brennstoffs gewährleisten. Auf diese Weise ist die Ruhestel
lung des Stößelventils mit einfachen Mitteln sichergestellt.
Während der Beschleunigung des Anker-Zylinders 210 fließt bei
dieser Ausführungsform der Einspritzpumpe Brennstoff aus dem
druckleitungsseitigen Innenraum 202 über die Nuten 216 in den
tankseitigen Innenraum 202 sowie aus den Bohrungen 207, 217
durch die Ausnehmungen 235a am Stößelteller 218 vorbei durch die
Ventilsitzöffnung in die Bohrungen 235 ebenfalls in den tanksei
tigen Innenraum 202. Die Verdrängung des Brennstoffs wird durch
das Schließen des Stößelventils 218, 219 plötzlich unterbrochen,
wodurch der beabsichtigte Druckstoß erwirkt wird. Bei der Rück
stellbewegung des Anker-Zylinders 210 öffnet das Stößelventil
218, 219 und der Brennstoff fließt in umgekehrter Richtung.
Damit die Startbewegung des Anker-Zylinders 210 aus der Ruhe
stellung nicht beeinträchtigt werden kann, ist zweckmäßigerweise
vorgesehen, daß die Stirnringfläche 214 mit geringem Abstand "A"
von der Oberfläche des Kunststoffblocks 231 angeordnet ist (Fig.
15). Abstützstege 214a, die von der Stirnringfläche 214 vorste
hen, liegen an der Oberfläche des Kunststoffblocks 231 an und
sorgen für den Abstand "A", so daß kein störender Unterdruck
effekt beim Start des Anker-Zylinders 210 zwischen der Stirn
ringfläche 214 und der Oberfläche des Kunststoffblocks 231 auf
treten kann. Ebensolche Abstützstege können zum gleichen Zweck
auf der Stirnfläche des Stößelstiels 219 angeordnet sein (nicht
dargestellt). Darüberhinaus ist der Abstand "A" so klein ge
wählt, daß beim Rückstellhub eine Dämpfung durch Ausquetschen
von Brennstoff aus dem Spalt "A" erfolgt.
Die Ausführungsform der Hubkolbenpumpe nach Fig. 14 und 15 kann
mit einer einfach aufgebauten wirkungsvollen Ankerdämpfungsein
richtung versehen sein, die in Fig. 16 dargestellt ist. Dabei
weist der Stößelstiel 219 in seinem freien Endbereich einen
Flanschring 219a auf, der die Stirnringfläche 214 ein Stück
seitlich übergreift und an der Stirnringfläche 214 anliegen
kann. In die Oberfläche des Kunststoffblocks 231 ist eine dem
Flanschring 219a entsprechende Ausnehmung 231a eingebracht, in
die der Flanschring 219a etwa formschlüssig paßt, so daß eine
kolbenzylinderartige hydraulische Dämpfeinrichtung gebildet
wird. Bei der Rückstellbewegung des Anker-Zylinders 210 wird der
Flanschring 219a mit Anhang von der Stirnringfläche 214 mitge
nommen. Sobald der Flanschring 219a in die Ausnehmung 231a ein
taucht, wird Brennstoff daraus verdrängt und eine Abbremsung des
Anker-Zylinders 210 bewirkt. Bei der Beschleunigung des Anker-
Zylinders 210 bewegt sich der Anker-Zylinder fast widerstands
los. Der Flanschring 219a und damit das Stößelventil 218, 219
verharrt zunächst in der Ausnehmung 231a bis die Mitnahme des
Stößelventils durch den Ventilsitz erfolgt.
Zweckmäßigerweise ist die Dicke des Flanschrings 219a etwas
größer als die Tiefe der Ausnehmung 231a ausgeführt, so daß die
Stirnringfläche 214 in der Ruhestellung des Anker-Zylinders 210
im Abstand von der Oberfläche des Kunststoffblocks 231 bleibt
und Abstütztstege insoweit nicht benötigt werden.
Zweckmäßigerweise ist in der druckleitungsseitigen Stirnwand
200d eine Bohrung 236 angeordnet, die vom druckleitungsseitigen
Innenraum 202 nach außen führt und auf die außenseitig ein Stut
zen 237 mit einer Durchgangsbohrung 238 gesetzt ist. Durch die
Bohrung 236 und den Ablaufstutzen 237 kann z. B. während der
Startphase der Pumpe bzw. des Brenners Brennstoff vom Anker-
Zylinder 210 abgepumpt werden, so daß die Pumpe und/oder die
Brennstoffzuleitung von Luftblasen freigespült werden kann.
Durch den Ablauf 236, 237 kann aber auch während der Einspritz
aktivität der Pumpe Brennstoff umgespült werden und dadurch
Wärme abgeführt, sowie Blasenbildung vermieden werden.
Zweckmäßigerweise ist an der Innenwandung des druckleitungssei
tigen Innenraums 202 eine sich an der Stirnwandung 200b abstüt
zende Druckfeder 238 angeordnet, gegen die bei der Beschleuni
gung des Anker-Zylinders 210 eine Stirnringfläche 239 des Anker-
Zylinders erst stößt, wenn ein großer Hub für eine große abzu
spritzende Brennstoffmenge initiiert wird. Die Feder wird dabei
komprimiert. Bei der Rückstellbewegung des Anker-Zylinders 210
gibt die Feder 238 ihre gespeicherte Federkraft an den Anker-
Zylinder 210 ab, so daß sich dieser entsprechend beschleunigt in
die Ruhestellung bewegt.
Bei den im folgenden anhand der Fig. 17, 18, 19 beschriebenen
Hubkolbenpumpen wirkt der Zylinder 210 als kolbenartiges Anker
element, das im Innenzylinder 200b flüssigkeitsdicht geführt
wird.
Eine der in der Fig. 13 abgebildeten Einspritzpumpe ähnelnde
Einspritzpumpe 1 wird in Fig. 17 dargestellt, wobei gleiche
Teile mit gleichen Bezugsziffern belegt sind.
Der teilweise in der Anker-Zylinderbohrung 217 sitzende Kolben
205a ist nicht an der druckleitungsseitigen Stirnwand 200d befe
stigt, sondern axial bewegbar gelagert und Teil der Abspritzven
tileinrichtung 3. Das Einspritzventil 3 weist eine Ventilkappe
3b auf, die in die Stirnwand 200d des Gehäuses 200 in den ein
spritzventilseitigen Innenraum 202 greifend eingeschraubt ist.
Die Ventilkappe verfügt zentral über eine Einspritzdüsenbohrung
3d. Der Kolben 205a deckt in seiner Ruhestellung mit einer im
Durchmesser reduzierten Stirnfläche 205b die Einspritzdüsenboh
rung 3a ab. Die im Durchmesser reduzierte Fläche 205b geht mit
einem Kegelstumpf 205c in den zylindrischen Teil des Kolbens
205a über. Der Kolben 205a wird in der Ankerzylinderbohrung 217
von einer Druckfeder 240 gegen die Einspritzdüsenbohrung 3d
gedrückt, wobei sich die Druckfeder 240 anderendig gegen eine in
der Anker-Zylinderbohrung 217 angeordnete Zwischenwand 241 ab
stützt, die die Bohrung 217 in einen einspritzdüsenseitigen und
in einen tankseitigen Bereich abteilt. Dabei führt mindestens
eine Bohrung 242 von der Stirnringfläche 212 durch den Anker-
Zylinder 210 in den erweiterten Zylinderbohrungsraum des tank
seitigen Bereichs der Bohrung 217, in dem der Stößelteller 218
aufgenommen ist, und eine Bohrung 243 durch den Ankerzylinder
210 vom einspritzdüsenseitigen Bereich der Bohrung 217 in den
tankseitigen Innenraum 202, wobei der mittlere Bereich des An
ker-Zylinders 210 formschlüssig und nahezu flüssigkeitsdicht an
der Innenwandung des Innenraums 202 sitzt. Vorzugsweise weist
der Anker-Zylinder im tankseitigen Bereich des Innenraums 202
Nuten auf, wobei die Nutenstege an der Innenwandung des Innen
raums 202 anliegen und dort Führungen für den Anker-Zylinder 210
bilden.
Die Einspritzpumpe nach Fig. 17 funktioniert wie folgt. Wird der
Anker-Zylinder 210 aus der dargestellten Ruhestellung zunächst
widerstandslos beschleunigt, fließt Brennstoff über die Bohrung
242 in den tankseitigen Raum der Bohrung 217 und von dort in den
Raum 202a, wobei das Ventil 229 geschlossen bleibt. Zudem fließt
Brennstoff durch die Bohrung 243 aus dem einspritzventilseitigen
Raum der Bohrung 217 in den tankseitigen Innenraum 202 und von
dort - da der Anker-Zylinder 210 von der Stirnringfläche 213
abgehoben hat - durch den dadurch gebildeten Spalt ebenfalls in
den Raum 202a. Sobald das Stößelventil 218, 219 vom Ventilsitz
erfaßt wird, entsteht der gewünschte Druckstoß im einspritzven
tilseitigen Innenraum 202. Der Druckstoß wird auf die Kegelflä
che des Kegelstumpfes 205c übertragen und hebt den Kolben 205
gegen den Druck der Feder 240 von der Düse 3a ab, so daß Brenn
stoff abgespritzt wird. Gleichzeitig entsteht im Raum 202a und
im tankseitigen Innenraum 202 ein Unterdruck, der auch auf den
Kolben 205 wirkt, der aber sehr viel geringer ist als die Feder
kraft der Feder 240 beträgt, so daß der Kolben insofern unbeein
flußt bleibt. Der Unterdruck öffnet aber das Ventil 229, so daß
Brennstoff nachgesaugt wird. Das Ventil 229 schließt aufgrund
der Federkraft der Feder 228 wieder, wenn die Rückstellbewegung
des Ankerzylinders 210 beginnt, so daß dann durch die Anker-
Zylinderbewegung Brennstoff in die Räume der Bohrung 217 und des
Innenraums 202 gedrängt wird. Die Funktion des Ventils 292 ent
spricht der Funktion des gleichen Ventils 229 in der
Ausführungsform der Einspritzpumpe 1 nach Fig. 13.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einspritzpum
pe 1, bei der die Einspritzdüse 3 unmittelbar in der Stirnwand
200d im Gehäuse 200 der Einspritzpumpe 1 untergebracht ist,
ergibt sich aus Fig. 18. Diese Ausführungsform ähnelt der nach
Fig. 17, weshalb wiederum gleiche Teile mit gleichen Bezugszif
fern gekennzeichnet sind.
Die Ventilkappe 3b bildet in diesem Fall einen Ventilsitz 3c für
ein Stößelventil 244, dessen Ventilteller 245 von außen gegen
den Ventilsitz 3c gezogen wird, und dessen Stößelstiel 246 die
dem Ventilsitz 3c nachfolgende Kappenbohrung 3d frei oder durch
Rippen 247 radial abgestützt durchgreift sowie frei durch die
Ankerzylinderbohrung 217 geht und kurz vor dem erweiterten Be
reich der Bohrung 217 endet, in dem der Stößelteller 218 des
Stößelventils 218, 219 aufgenommen ist. Am freien Ende des Stö
ßelstiels 246 ist ein Löcher oder randliche Ausnehmung 248 auf
weisender Ring 248a befestigt, gegen den sich einspritzventil
seitig eine Druckfeder 250 abstützt, die anderendig an der Stirn
wand 200d des Gehäuses 200 bzw. an der Ventilkappe 3b anliegt.
Wesentlich ist bei dieser Ausführungsform, daß der Ankerzylinder
210 lediglich die Durchgangsbohrung 217 und keine randlichen
Nuten aufweist, sondern formschlüssig an der Innenwandung des
Innenraums 202 anliegt.
Diese Einspritzpumpe, die keinen Kolben aufweist, funktioniert
im Unterschied zur Ausführungsform nach Fig. 17 wie folgt. Wenn
das Stößelventil 218, 219 vom Ventilsitz des Ankerzylinders 210
mitgenommen wird, erfolgt der plötzliche Druckaufbau im Brenn
stoff im Raum 202, 217 und 3d, so daß das Stößelventil 244 zum
Abspritzen gegen den Druck der Rückstellfeder 250 öffnet. An
schließend trifft der Stößelteller 218 nach einem weiteren Hub
weg "H" auf den Stößelstiel 246 und hält das Ventil 244 offen.
Eine der in Fig. 18 dargestellten Ausführungsform ähnelnde Aus
führungsform der erfindungsgemäßen Einspritzpumpe 1 ist in Fig.
19 abgebildet, wobei gleiche Teile wiederum mit gleichen Bezugs
ziffern bezeichnet sind.
Der Stößelstiel 246 des Stößelventils 244 ist kürzer ausgeführt
und reicht in der Ruhestellung bzw. Ausgangsstellung der Pumpe
1 nur bis in den einspritzventilseitigen Endbereich der Anker
zylinderbohrung 217. Demgemäß ist auch die Rückstellfeder 250
verkürzt ausgeführt. Zusätzlich drückt jedoch eine weitere Druc
kfeder 251 von der Tankseite her, gegen den Ring 248a, die sich
einendig gegen eine eine zentrale Bohrung 217d aufweisende Wan
dung 217e abstützt, die die Bohrung 217 in einen einspritzven
tilseitigen und einen tankseitigen Bereich unterteilt, die über
die Bohrung 217d in Verbindung stehen.
Bei dieser Version der Einspritzpumpe 1 unterstützt die Feder
251 das Aufstoßen des Ventils 244 wie im Falle der Ausführungs
form nach Fig. 18, bei der das Aufstoßen durch den Ventilteller
218 unterstützt wird, der auf den Stößelstiel 246 stößt. Die
Federn halten dann auch das Ventil 244 in der Offenstellung,
solange der Federdruck der Feder 250 bzw. 251 dies bewirkt.
Zur Erhöhung des Durchsatzes, der bei Großbrennern im Bereich
zwischen etwa 100 kg/h und 900 kg/h liegt, ist es zweckmäßig,
eine Einspritzvorrichtung mit mehreren Pumpen 501 vorzusehen
(Fig. 20), die über eine gemeinsame Förderleitung 503 den Brenn
stoff durch die Düse bzw. das Ventil 504 in die Brennkammer
einspritzen. Die einzelnen Pumpen werden vorzugsweise außer Takt
betrieben, so daß die Brennstoffpulse mit einer sehr hohen Fre
quenz in die Brennkammer 505 eingespritzt werden. Mit einer
größeren Anzahl von Pumpen 501 kann dann eine quasi kontinuier
liche Brennstoffzufuhr über eine Düse 504 erreicht werden, deren
Durchsatz im Vergleich zu herkömmlichen kontinuierlich arbeiten
den Brennstoffzufuhreinrichtungen jedoch viel genauer gesteuert
werden kann.
Es ist auch möglich, mehrere Pumpen-Düsen-Einheiten über einen
gemeinsamen Düsenstock 506 (Fig. 21, 22) zu verbinden. In einem
derartigen Düsenstock 506 ist für jede Pumpe 501 ein einzelner
Düseneinsatz 504 vorgesehen. Die Pumpen 501 können ihre Pulse
zirkulierend abgeben, so daß die einzelnen Brennstoffpulse an
den Düseneinsätzen 504 umlaufend in die Brennkammer 505 abgege
ben werden, wodurch das Flammenzentrum im Brenner eine kreisför
mige Bewegung ausführt. Dies zeigt wiederum deutlich, daß mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf Parameter Einfluß genommen
werden kann, die herkömmlichen Brennersteuerungen nicht zugäng
lich waren.
Das Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen Brenner liegt sowohl bei
Groß- als auch Kleinbrennern und sie werden zum Heizen, Trock
nen, Verdampfen, Antreiben von Gasturbinen usw. verwendet und
haben eine intensive Wärmeabgabe, wobei auch durch die durch den
hohen Druck (50 bis 100 bar) erzeugte hervorragende Zerstäubung
des Brennstoffes in der Brennkammer der Aufbau der Vorrichtung
kompakt gehalten werden kann und hervorragende Abgaswerte er
zielt werden.
Claims (69)
1. Ölbrenner für eine wärmetechnische Anlage mit einer Brenn
kammer, in die durch ein Brennstoffzuführelement Brennstoff
zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Brennstoffzuführelement eine nach dem Energiespei
cher-Prinzip arbeitende Einspritzvorrichtung mit einer
Pumpe (1) und einer Düseneinrichtung (3) ist, die eine
definierte Brennstoffmenge schlagartig abgibt.
2. Ölbrenner nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einspritzvorrichtung derart ausgebildet ist, daß
die pro Einspritzpuls abgegebenen Brennstoffmenge einstell
bar ist.
3. Ölbrenner nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einspritzvorrichtung mit einer Steuereinheit ver
bunden ist, die die Einspritzfrequenz derart steuert, daß
sie einen möglichst großen Frequenzabstand zur Resonanz
frequenz der Brennkammer aufweist.
4. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine elektronische Regeleinheit mit einem Gassensor zum
Messen der entstehenden Verbrennungsgase vorgesehen ist,
die nach Maßgabe des Signals des Gassensors die Frequenz
der Einspritzung und/oder die Einspritzmenge regelt.
5. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Pumpen (501) vorgesehen sind, die über eine
gemeinsame Förderleitung (503) mit einer einzigen Düse
(504) verbunden sind.
6. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Pumpen (501) vorgesehen sind, die jeweils über
eine Förderleitung (503) mit jeweils einer Düse (504) in
Verbindung stehen, die in einem einzigen Düsenstock (506)
angeordnet sind.
7. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Einspritzventil nach dem Festkörper-Energiespei
cher-Prinzip arbeitet, wobei ein in einem Pumpenzylinder
einer mit einem Elektromagneten angetriebenen Hubkolbenpum
pe geführtes Hubkolbenelement Teilmengen des abzuspritzen
den Brennstoffs während einer nahezu widerstandslosen Be
schleunigungsphase während das Hubkolbenelement kinetische
Energie speichert, vor dem Abspritzen im Pumpenbereich ver
drängt, die Verdrängung plötzlich mit der Verdrängung un
terbrechenden Mitteln gestoppt wird, so daß ein Druckstoß
im in einem abgeschlossenen Druckraum befindlichen Brenn
stoff erzeugt wird, in dem die gespeicherte kinetische
Energie des Hubkolbenelements direkt auf den im Druckraum
befindlichen Brennstoff übertragen wird und wobei der
Druckstoß zum Abspritzen von Brennstoff durch eine Ein
spritzdüseneinrichtung verwendet wird.
8. Ölbrenner nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die die Verdrängung unterbrechenden, den Druckstoß
erzeugenden Mittel außerhalb des führenden flüssigkeits
dichten Kontaktbereichs zwischen Hubkolbenelement und Hub
kolbenzylinder der Hubkolbenpumpe angeordnet sind.
9. Ölbrenner nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel zur Unterbrechung der Verdrängung bzw. zum
Erzeugen des Druckanstiegs als eine ein Anschlagmittel
aufweisende Einrichtung (6, 50, 70, 90, 125, 218/223) aus
gebildet sind.
10. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Anschlagmittel (z. B. 37) positionsverstellbar aus
geführt ist.
11. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die Verdrängung von Brennstoff während der Be
schleunigungsphase ein Volumenspeicherelement (6) vorgese
hen ist.
12. Ölbrenner nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie eine elektromagnetisch angetriebene Hubkolbenpumpe
(1) aufweist, die über eine Förderleitung (2) an eine Ein
spritzdüseneinrichtung (3) angeschlossen ist, wobei von der
Förderleitung (2) eine Ansaugleitung (4) abzweigt, die mit
einem Brennstoffvorratsbehälter (5) in Verbindung steht und
wobei an die Förderleitung (2) das Volumenspeicherelement
(6) über eine Leitung (7) angeschlossen ist.
13. Ölbrenner nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet
daß die Pumpe (1) ein Gehäuse (8) aufweist, in dem eine
Ringspule (9) lagert, wobei im Bereich des Spulendurchgangs
ein Anker (10) angeordnet ist, der als zylindrischer Körper
ausgebildet und in einem Gehäusezylinder geführt ist, der
sich im Bereich der Zentrallängsachse der Ringspule (9) be
findet und mittels einer Druckfeder (12) in eine Ausgangs
stellung gedrückt wird, in der er am Boden (11a) des Ge
häusezylinders anliegt, wobei an der einspritzdüsenseitigen
Stirnfläche des Ankers (10) ein Förderkolben (14) angesetzt
ist, der relativ tief in einen zylindrischen Brennstoff
förderraum (15) eintaucht, der koaxial zum Gehäusezylinder
angeordnet ist und in Übertragungsverbindung mit der Druck
leitung (2) steht.
14. Ölbrenner nach Anspruch 12 und/oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Ansaugleitung (4) ein Rückschlagventil (16)
angeordnet ist.
15. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Speicherelement (6) ein Gehäuse (22) aufweist, in
dessen Hohlraum als zu verdrängendes Organ eine Membran
(23) gespannt ist, die von dem Hohlraum einen drucklei
tungsseitigen, mit Brennstoff gefüllten Raum abtrennt und
die im entspannten Zustand den Hohlraum in zwei Hälften
teilt, die durch die Membran gegeneinander abgedichtet
sind, wobei an der der Leitung (7) abgewandten Seite der
Membran ein Leerraum angeordnet ist, der eine gewölbeförmi
ge Wandung (22a) als Anschlagmittel für die Membran (23)
aufweist.
16. Ölbrenner nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der der Leitung (7) abgewandten Seite der Membran
(23) in dem Leerraum eine die Membran beaufschlagende Feder
(24) angeordnet ist, die als Rückstellfeder für die Membran
(23) wirkt.
17. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Druckleitung (2) zwischen dem Einspritzventil (3)
und dem Druckraum vor den Abzweigungen (4, 7) ein Rück
schlagventil (16a) angeordnet ist, das in dem einspritzven
tilseitigen Raum einen Stauraum zur Aufrechterhaltung eines
bestimmten Standdrucks im Brennstoff bildet.
18. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Verdrängungsorgan für das Speicherelement (6) ein
in einem mit der Leitung 7 in Verbindung stehenden zylin
drischen Gehäuse (30) geführter Speicherkolben (31) ver
wendet wird, wobei der Zylinder (30) ein Leervolumen (33c)
zur Verfügung stellt, in das der Kolben (31) vom Brennstoff
verdrängt werden kann.
19. Ölbrenner nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich des Leerraumvolumens (33c) eine Ablaufboh
rung (32) angeordnet ist.
20. Ölbrenner nach Anspruch 18 und/oder 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Leerraumvolumen (33c) eine Druckfeder (34) einge
spannt ist, die den Kolben (31) in seine Ruhestellung gegen
eine druckleitungsseitige Gehäusewandung (33a) drückt.
21. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Leerraumvolumen (33c) ein axial verstellbarer An
schlagbolzen (37) für den Kolben (31) angeordnet ist, der
die Gehäusewandung durchgreift und außerhalb des Gehäuses
mit einem Verstellmittel in Verbindung steht.
22. Ölbrenner einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 14 und
17,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Brennstoffzulaufventil (16) auch als Speicherele
mentventil (50) ausgebildet ist.
23. Ölbrenner nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventil (50) ein zylindrisches Gehäuse (51) auf
weist, in das eine durchgehende Bohrung (52) eingebracht
ist, die einen druckleitungsseitigen Abschnitt (53) und
einen ansaugseitigen Abschnitt (53b) aufweist, wobei da
zwischen ein radial erweiterter Ventilraum (54) ausgebildet
ist, der ein Absperrventilelement (55) aufnimmt, das ein
stückig aus einer Kreisscheibe (56) großen Durchmessers und
einer Kreisscheibe (57) kleinen Durchmessers besteht, wobei
die Kreisscheibe (57) auf der Seite des Bohrungsabschnitts
(53) angeordnet ist und wobei eine Ventilkörperrückstell
feder (58) das Ventilelement im Ruhezustand gegen eine
druckleitungsseitige Stirnringfläche (59) des Ventilraums
(54) drückt, die sich einerseits an der Kreisscheibe (56)
und andererseits am Boden einer Ringstufe (60) abstützt,
die zentral in der der Stirnfläche (59) des Ventilraums
(54) gegenüberliegenden Stirnfläche (61) angeordnet ist, so
daß die Kreisscheibe (56) dichtend zur Anlage an die Stirn
fläche (61) des Ventilraums (54) gelangen kann und wobei
der Bohrungsabschnitt (53) in Verbindung mit dem Ventilraum
(54) über in der Gehäusewandung (51) angeordnete Rinnen
oder Nuten (62) steht, die zweckmäßigerweise in Richtung
Ventilraum (54) sich trichterförmig erweiternd ausgebildet
sind.
24. Ölbrenner nach Anspruch 22,
gekennzeichnet durch
ein elektromagnetisch gesteuertes Ventil (70).
25. Ölbrenner nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventil (70) in einem Ventilgehäuse (77) eine Ring
spule (78) aufweist, in deren Innenraum eine Zylinderboh
rung (74) vorgesehen ist, in der ein Anker (73) geführt
wird, der mit einer federbelasteten Ventilplatte (72) in
Verbindung steht und mindestens eine quer zur Längsver
streckung des Ankers verlaufende Bohrung (75) im Bereich
der Ventilplatte aufweist, wobei der Anker (73) durch eine
gegen die Platte (72) drückende Feder (76) in eine druck
leitungsseitige Endlage gedrückt wird, in der der Brenn
stoff über die Bohrungen (75) und (74) und die Drucklei
tungsöffnung (71) mit dem Brennstoff der Druckräume (15, 2)
in Verbindung steht.
26. Ölbrenner nach Anspruch 22,
gekennzeichnet durch
eine integrale Speicherelement-Zulaufventileinrichtung (90),
die ein Gehäuse (91) aufweist, in das eine Mittenlängsboh
rung (92) eingebracht ist, die einendig über eine Öffnung
(93a) in die Druckleitung (2) und anderendig in einen zy
lindrischen Ventilraum (93) mündet, wobei zudem Rinnen (94)
von der Bohrung (92) zum Ventilraum (93) führen und wobei
das Ventilelement zweiteilig ausgebildet ist und einen im
Ventilraum (93) geführten Zylinder (95) umfaßt, in dessen
zylindrischer durchgehender Zentralstufenbohrung ein Kolben
(96) verschiebbar geführt wird und wobei in der Außenman
telfläche des Zylinders (95) achsparallel verlaufende Nuten
(97) ausgebildet sind und wobei der Zylinder (95) durch
eine Feder (98) in seine Ruhestellung gedrückt wird, in
welcher er mit seiner einen Stirnfläche auf dem tankseiti
gen Boden des Ventilraums (93) aufsitzt, in den eine vom
Brennstoffbehälter kommende Brennstoffzuführleitung (99)
mündet, und wobei in der Bohrung zur Aufnahme des Kolbens
(96) tankseitig eine Feder (100) sitzt, die den Kolben (96)
gegen den druckleitungsseitigen Boden den Ventilraums (93)
drückt, so daß die Bohrung (92) abgedeckt ist, wobei im
tankseitigen Innenraum des Zylinders (95) ein Freiraum
(95a) für den Kolben (96) gebildet wird.
27. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 14
und 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Speicherelement (6) baueinheitlich mit dem Förder
kolben (14) der Hubkolbenpumpe (1) ausgebildet ist.
28. Ölbrenner nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Speicherelement ein Speicherkolben (80) dient, der
in einem druckleitungsseitigen ersten Mittenlängsachsstu
fenbohrungsabschnitt (14b) einer zentral durch den Kolben
(14) und den Anker (10) gehenden Stufenbohrung (14a) gegen
einen druckleitungsseitigen Anschlag von einer Feder (81)
gedrückt wird, wobei der Kolben (80) in der Ruhestellung
mit seiner einen Stirnfläche in den Druckraum (15) ragt und
der den Speicherkolben (80) aufnehmende Bohrungsabschnitt
(14b) im Förderkolben (14) sich nach einer Stufe (14c) zum
Anker (10) hin in einem weiteren Stufenbohrungsabschnitt
(14d) fortsetzt, auf dessen Stufe (14e) sich eine Druckfe
der (81) abstützt, die gegen die ankerseitige Stirnfläche
des Kolbens (80) drückt.
29. Ölbrenner nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein tankseitiges Hydraulikventil zusammen mit der Pumpe
(1) und der Druckleitung (2) in einem gemeinsamen Gehäuse
(121) untergebracht sind und ein in der Brennstoffzufuhr
leitung sitzendes hydraulisch gesteuertes Brennstoffzulauf
ventil (122) ist, das selbsttätig aufgrund des Bernoulli-
Effekts bei einer bestimmten Durchflußgeschwindigkeit
schließt.
30. Ölbrenner nach Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Brennstoff über einen Spalt (123) in einen Ventil
raum (124) des Ventils (122) gelangt, in dem zwischen einem
Ventilkegel (125) und dem zugehörigen Ventilsitz ein schma
ler Ringspalt belassen ist, der sich durch entsprechende
Auslegung einer den Ventilkegel (125) beaufschlagenden
Feder (126) einstellen läßt.
31. Ölbrenner nach Anspruch 29 und/oder 30,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zur Einspritzdüse führende Druckleitung (2) an den
Ausgang eines Rückschlagventils (127) angeschlossen ist,
das ebenfalls in dem Gehäuse (121) baulich vereinigt an
geordnet ist und über das der Brennstoffweg zur Einspritz
düse 3 führt.
32. Ölbrenner nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rückschlagventil (127) einen Ventilkegel (128) auf
weist, der durch Vorspannung einer Feder (129) gegen einen
zugehörigen Ventilsitz gepreßt wird, wobei die Feder (129)
so ausgelegt ist, daß das Ventil (127) geschlossen ist,
wenn der in Richtung Druckleitung (2) anliegende Druck
unterhalb desjenigen Wertes liegt, der zu einem Ausstoß von
Brennstoff über die Einspritzdüse (3) führt, die mittelbar
an das Ventil (127) angeschlossen ist.
33. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 32,
gekennzeichnet durch
eine hydraulische Dämpfungseinrichtung für das Ankerelement
(10) der Hubkolbenpumpe.
34. Ölbrenner nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet,
daß die hydraulische Dämpfeinrichtung nach Art einer Kol
benzylinderanordnung aufgebaut ist, wobei auf dem Anker
(10) zentral ein zylindrischer Vorsprung (10a) ausgebildet
ist, der im letzten Abschnitt der Ankerrückstellbewegung in
eine Sackzylinderbohrung (11b) im Boden (11a) des Zylinders
paßt, wobei im Anker (10) in Längsrichtung verlaufende
Nuten (10b) angeordnet sind, die den ankerrückseitigen Raum
mit dem ankervorderseitigen Raum im Pumpenzylinder verbin
den.
35. Ölbrenner nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet,
daß der vom Förderkolben (14) durchsetzte Pumpenraum (11)
vor dem Kolben (10) verbunden ist mit dem an der Ankerrück
seite angrenzenden Raum (11) durch Bohrungen (10d), die im
Bereich der Ankerrückseite in einen zentralen Überströmka
nal (10c) münden, wobei ein zentraler Stift (8a) eines
Stoßdämpfers (8b) mit einer Kegelspitze (8c) in Richtung
Mündung des Überströmkanals (10c) ragt.
36. Ölbrenner nach Anspruch 35,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zentrale Stift (8a) rückwärtig ein Loch (8d) im
Boden (11a) durchgreift, das in einen Dämpfungsraum (8e)
mündet, wobei der Stift (8a) im Dämpfungsraum mit einem
Ring (8f) endet, der einen größeren Durchmesser aufweist
als das Loch (8d), und wobei sich am Boden des Dämpfungs
raums eine Feder (8g) abstützt, die gegen den Ring (8f)
drückt, und wobei ein Kanal (8h) den Dämpfungsraum (8e) mit
dem rückwärtigen Ankerraum (11) verbindet.
37. Ölbrenner nach Anspruch 35,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Stift (8a) zentral eine durchgehende Verdrängungs
bohrung (8i) angeordnet ist, durch die Dämpfungsmedium in
den Überströmkanal (10c) gedrückt werden kann.
38. Ölbrenner nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anker (10) bei der Rückstellbewegung eine Pumpein
richtung bedient, die gleichzeitig eine Dämpfungseinrich
tung für den Anker (10) gewährleistet.
39. Ölbrenner nach Anspruch 38,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine zweite Pumpe (260) an dem rückwärtigen Boden (11a)
des Pumpengehäuses (8) angeschlossen ist, die ein Gehäuse (261)
aufweist, in dessen Pumpenraum (261b) ein Pumpenkol
ben (262) angeordnet ist, dessen Kolbenstange (262a) in den
Arbeitsraum (11) des Ankers (10) ragt, wobei der Kolben
(262) beaufschlagt wird von einer Rückstellfeder (263), die
sich am Gehäuseboden (261a) im Bereich eines Auslasses
(264) abstützt.
40. Ölbrenner nach Anspruch 39,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Pumpenraum (261b) über eine Zufuhrleitung (265) in
Verbindung mit einem Vorratsbehälter (266) steht, wobei in
die Zufuhrleitung (265) ein Rückschlagventil (267) einge
setzt ist.
41. Ölbrenner nach Anspruch 33 und/oder 34,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sackzylinderbohrung (11b) im Durchmesser größer als
der Durchmesser des zylindrischen Vorsprungs (10a) ist und
der Vorsprung (10a) oder die Sackzylinderbohrung (11b)
einen Dichtlippenring (10e) bzw. (10d) aufweisen, wobei die
Dichtlippenringe die Kolbenabdichtung für den Vorsprung
(10a) bilden.
42. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10
und 33 bis 41,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anker als Pumpenzylinder (210) ausgebildet ist,
wobei der Gehäuseinnenraum (202) durch einen sich radial
nach innen erstreckenden Ring (203) in einen tankseitigen
und einen druckleitungsseitigen Innenraumbereich abgeteilt
wird und wobei druckleitungsseitig gegen eine Ringkante des
Rings (203) ein formschlüssig und fest in diesem Innenraum
sitzender Ringwulst (204) eines Kolbens (205) der Hubkol
benpumpe (1) gesetzt ist, der die Ringöffnung (206) des
Rings (203) mit Abstand durchgreift und in den tankseitigen
Bereich des Innenraums (202) ragt, wo er in eine durchge
hende Bohrung (217) des Ankerzylinders (210) eingreift.
43. Ölbrenner nach Anspruch 42,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (205) von einer durchgehenden Bohrung (207)
durchsetzt ist, die im tankseitigen Endbereich des Kolbens
erweitert ausgebildet ist und dort ein Rückschlagventil
(208) lagert, das von einer Schraubenfeder (209) in Rich
tung Tankseite für die Schließstellung gegen einen Ventil
sitz (209a) gedrückt wird.
44. Ölbrenner nach Anspruch 42 und/oder 43,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem im tankseitigen Innenraumbereich des Innenraums
(202) befindlichen Teil des Kolbens (205) formschlüssig und
gleitbar der Pumpenzylinder (210) der Hubkolbenpumpe sitzt,
der von einer sich einendig auf dem Ring (203) und anderen
dig an einer Ringstufe (212) des Zylinders (210) abstützen
den Schraubenfeder (211) mit seiner tankseitigen Stirnring
fläche (214) gegen eine Ringstufe (213) im Innenraum (202)
gedrückt wird, wobei ein die Stirnringfläche (214) über
ragender Ventilstutzen (215) mit radialem Abstand ein Stück
in den in diesem Bereich radial verengten Innenraum (202)
ragt und wobei die druckleitungsseitige Stirnringfläche des
Zylinders (210) im Abstand vom Ring (203) angeordnet ist
und somit ein Bewegungsraum für den Zylinder (210) geschaf
fen wird.
45. Ölbrenner nach Anspruch 44,
dadurch gekennzeichnet,
daß der formschlüssig an der Innenwandung des Innenraums
(202) geführt sitzende Zylinder (210) achsparallele stirn
seitig offene Längsnuten (216) in der Mantelfläche auf
weist, und daß die den Pumpenzylinder (210) durchsetzende,
durchgehende, den Kolben (205) aufnehmende Bohrung (217)
tankseitig ein dem Kolben (205) vorgeordnetes Stößelventil
lagert, dessen Stößelteller (218) im Abstand von der Stirn
ringfläche des Kolbens (205) in einer kurzen Bohrungserwei
terung angeordnet ist und dessen Stößelstiel (219) die
verengte Bohrung (217a) im Ventilstutzen (215) - sich gegen
die Innenwandung der Bohrung (217a) abstützend - durch
greift und in den verengten Innenraum (202a) ragt.
46. Ölbrenner nach Anspruch 45,
dadurch gekennzeichnet,
daß am freien Ende des Stößelstiels (219) ein Teller (220)
befestigt ist, der Löcher (221) aufweist, wobei der Stößel
stiel (219) noch ein Stück über den Teller (220) hinaus
ragt, und gegen die tankseitige Bodenfläche (222) des In
nenraums (202a) stößt, wobei der Stößelstiel (219) so lang
gewählt ist, daß der Stößelteller (218) von seinem Ventil
sitz (223) der verengten Bohrung (217a) abgehoben ist, so
daß ein bestimmter Spalt "X" gebildet wird.
47. Ölbrenner nach Anspruch 46,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Schraubenfeder (224) die Stellung des Stößelven
tils in der Ruhestellung der Hubkolbenpumpe stabilisiert,
indem sich die Feder (224) einendig auf der Stirnringfläche
(214) des Zylinders (210) und anderendig gegen den Teller
(220) abstützt.
48. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 42 bis 47,
dadurch gekennzeichnet,
daß von der Bodenfläche (222) sich achsparallele Bohrungen
(225) in die Bodenwandung erstrecken und in einen axialen
Ventilraum (226) münden, in dem ein von einer Schraubenfe
der (228) in Tankrichtung gegen einen Ventilsitz (227)
gedrückter Ventilteller (229) angeordnet ist, der peripher
vom Ventilsitz (227) abdeckbare Rillen (230) aufweist, so
daß das Ventil durch einen tankanschlußseitigen Druck gegen
die Belastung der Feder (228) geöffnet werden kann und
einen Durchgang vom Ventilraum (226) zu den Bohrungen (225)
geschaffen wird.
49. Ölbrenner nach Anspruch 42,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (205) einstückig mit der Stirnwandung (200d)
des Gehäuses (200) ausgebildet ist, wobei das Standdruck
ventil (208, 209) druckleitungsseitig dem Kolben (205) in
einem Rohrstutzen (208a) vorgeordnet ist und die drucklei
tungsseitige Mündung der durch den Kolben (205) gehenden
Bohrung (207) abdeckt.
50. Ölbrenner nach Anspruch 49,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stößelstiel (219) relativ kurz ausgebildet ist und
über die tankseitige Stirnringfläche (214) des Zylinders
(210) nur um das Ventilspiel herausragen kann.
51. Ölbrenner nach Anspruch 50,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stirnringfläche (214) im Bereich der Stirnwandung
(200c) gegen einen dort gelagerten Kunststoffblock (231)
stößt, der Durchgangsbohrungen (232) aufweist, die peripher
in Nuten (233) münden, die mit dem tankseitigen Innenraum
(202) in Verbindung stehen, wobei vom tankseitigen Innen
raum (202) Bohrungen (234) zum erweiterten Bohrungsbereich
der Bohrung (217) im Zylinder (210) führen und wobei die
Bohrungen (232) in den zum Tank führenden axialen Ventil
raum (226) münden, der in einem Rohrstutzen (226a) unterge
bracht ist.
52. Ölbrenner nach Anspruch 51,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bohrungserweiterung der Bohrung (217) in der der
Stößelteller (218) aufgenommen ist, druckleitungsseitig
eine Ringstufe (235) bildet, die sich in der Ruhestellung
des Stößelventils nur in geringem Abstand vor dem Stößel
teller (218) befindet und gegen die der Stößelteller (218)
stößt, wenn der Stößel trägheitsbedingt bei der Rückstell
bewegung des Zylinders (210) vom Ventilsitz abhebt und/oder
das Ventil vom Kunststoffblock (231) bei der Rückstellbewe
gung des Zylinders (210) rückgeprellt werden sollte.
53. Ölbrenner nach Anspruch 52,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Stirnfläche der Ringstufe (235) Ausnehmungen
(235a) eingebracht sind, die einen ungehinderten Durchfluß
des Brennstoffs gewährleisten.
54. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 51 bis 53,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stirnringfläche (214) mit geringem Abstand von der
Oberfläche des Kunststoffblocks (231) angeordnet ist.
55. Ölbrenner nach Anspruch 54,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Stirnringfläche (214) vorstehende Abstützstege
(214a) angeordnet sind.
56. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 42 bis 55,
gekennzeichnet durch
eine Ankerdämpfungseinrichtung im freien Endbereich des
Stößelstiels (219), wobei dort ein Flanschring (219a) an
geordnet ist, der die Stirnringfläche (214) ein Stück seit
lich übergreift und an der Stirnringfläche (214) anliegen
kann, und wobei in der Oberfläche des Kunststoffblocks
(231) eine dem Flanschring (219a) entsprechende Ausnehmung
(231a) eingebracht ist, in die der Flanschring (219a) etwa
formschlüssig paßt.
57. Ölbrenner nach Anspruch 56,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dicke des Flanschrings (219a) etwas größer als die
Tiefe der Ausnehmung (231a) ausgeführt ist.
58. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 42 bis 57,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der druckleitungsseitigen Stirnwand (200d) eine
Bohrung (234) angeordnet ist, die vom druckleitungsseitigen
Innenraum (202) nach außen führt und auf die zweckmäßiger
weise außenseitig ein Stutzen (237) mit einer Durchgangs
bohrung (238) gesetzt ist, wobei durch die Bohrung (236)
und den Ablaufstutzen (237) während der Startphase der
Pumpe 1 bzw. des Ölbrenners oder laufend Brennstoff vom
Anker-Zylinder (210) abgepumpt werden kann.
59. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 41 bis 58,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Innenwandung des druckleitungsseitigen Innen
raums (202) eine sich an der Stirnwandung (200b) abstützen
de Druckfeder (238a) angeordnet ist, gegen die bei der Be
schleunigung des Ankerzylinders (210) eine Stirnringfläche
(239) des Ankerzylinders stößt und dabei die Feder kompri
miert.
60. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 42 bis 59,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zylinder (210) als kolbenartiges Ankerelement im
Innenraum (202) flüssigkeitsdicht geführt wird.
61. Ölbrenner nach Anspruch 60,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein teilweise in der Ankerzylinderbohrung (217) sitzen
der Kolben (205a) axial bewegbar gelagert ist und Teil der
Abspritzventileinrichtung (3) ist.
62. Ölbrenner nach Anspruch 61,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abspritzventileinrichtung (3) eine Ventilkappe (3b)
aufweist, die in die Stirnwand (200d) des Gehäuses (200) in
den einspritzventilseitigen Innenraum (202) greifend einge
schraubt ist, der Kolben (205a) in seiner Ruhestellung mit
einer im Durchmesser reduzierten Stirnfläche (205b) die
Einspritzdüsenbohrung (3d) abdeckt und die im Durchmesser
reduzierte Fläche (205b) mit einem Kegelstumpf (205c ) in
den zylindrischen Teil des Kolbens (205a) übergeht.
63. Ölbrenner nach Anspruch 62,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (205a) in der Ankerzylinderbohrung (217) von
einer Druckfeder (240) gegen die Einspritzdüsenbohrung (3d)
gedrückt wird, wobei sich die Druckfeder (240) anderendig
gegen eine in der Ankerzylinderbohrung (217) angeordnete
Zwischenwand (241) abstützt, die die Bohrung (217) in einen
einspritzdüsenseitigen und in einen tankseitigen Bereich
abteilt.
64. Ölbrenner nach Anspruch 63,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine Bohrung (242) von der Stirnringfläche
(212) durch den Ankerzylinder (210) in den erweiterten
Zylinderbohrungsraum des tankseitigen Bereichs der Bohrung
(217) führt, in dem der Stößelteller (218) aufgenommen ist,
und daß eine Bohrung (243) durch den Ankerzylinder (210)
vom einspritzdüsenseitigen Bereich der Bohrung (217) in den
tankseitigen Innenraum (202) geht, wobei der mittlere Be
reich des Anker-Zylinders (210) formschlüssig und nahezu
flüssigkeitsdicht an der Innenwandung des Innenraums (202)
sitzt.
65. Ölbrenner nach Anspruch 64,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anker-Zylinder (210) im tankseitigen Bereich des
Innenraums (202) Nuten aufweist, wobei die Nutstege an der
Innenwandung des Innenraums (202) anliegen und dort Führun
gen für den Anker-Zylinder (210) bilden.
66. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 42 bis 60,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einspritzdüse (3) unmittelbar in der Stirnwand
(200d) des Gehäuses (200) untergebracht ist und eine Ven
tilkappe (3b) mit einem Ventilsitz (3c) für ein Stößelven
til (244) aufweist, dessen Ventilteller (245) von außen
gegen den Ventilsitz (3c) gezogen wird und dessen Stößel
stiel (246) die dem Ventilsitz (3c) nachfolgende Kappenboh
rung (3d) frei oder durch Rippen (247) radial abgestützt
durchgreift sowie frei durch die Ankerzylinderbohrung (217)
geht und kurz vor dem erweiterten Bereich der Bohrung (217)
endet, in dem der Stößelteller (218) des Stößelventils
(218, 219) aufgenommen ist, wobei am freien Ende des Stößel
stiels (246) ein Löcher oder radiale Ausnehmungen (248)
aufweisender Ring (248a) befestigt ist, gegen den sich
einspritzventilseitig eine Druckfeder (250) abstützt, die
anderendig an der Stirnwand (200d) des Gehäuses (200) bzw.
an der Ventilkappe (3b) anliegt, wobei der Ankerzylinder
(210) lediglich die Durchgangsbohrung (217a) und keine ra
dialen Nuten aufweist, sondern formschlüssig und flüssig
keitsdicht an der Innenwandung des Innenraums (202) anliegt
und wobei der Stößelteller (218) nach einem bestimmten
Hubweg auf den Stößelstiel (246) bei der Pumpbewegung
stößt.
67. Ölbrenner nach Anspruch 66,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stößelstiel (246) des Stößelventils (244) kürzer
ausgeführt ist und in der Ruhestellung der Pumpe (1) nur
bis in den einspritzventilseitigen Endbereich der Anker
zylinderbohrung (217) reicht, wobei zusätzlich eine weitere
Druckfeder (251) von der Tankseite her gegen den Ring (248a)
drückt, die sich einendig gegen eine eine zentrale
Bohrung (217d) aufweisende Wandung (217e) abstützt, die die
Bohrung (217) in einen einspritzventilseitigen und einen
tankseitigen Bereich unterteilt, die über die Bohrung
(217d) in Verbindung stehen.
68. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 67,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine den Brennstofffluß verzögernde Einrichtung vorge
sehen ist, durch deren Betätigung die kinetische Energie
des beschleunigten Brennstoffes schlagartig in eine den
Brennstoff über die Einspritzdüse abspritzenden Stoßwelle
umgewandelt wird.
69. Ölbrenner nach Anspruch 68,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine gemeinsame elektronische Steuereinrichtung (608)
für die Pumpe (602) und die elektrisch betätigbare Verzö
gerungseinrichtung (606) vorgesehen ist.
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