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Erfindung
betrifft ein Kraftstoffsystem mit gemeinsamer Kraftstoffleitung
zum Zuführen
von Kraftstoff mit hohem Druck zu einem Verbrennungsmotor. Die Erfindung
betrifft auch eine Pumpe zur Verwendung in einem solchen Kraftstoffsystem
und eine Nockenanordnung, die einen Teil des Kraftstoffsystems bildet.
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Es
sind Kraftstoffsysteme bekannt, in denen die Pumpenanordnung eine
Vielzahl von reihenförmig
angeordneten Pumpelementen enthält,
von denen jedes mittels einer zugehörigen Schuh- und Rolleranordnung
angetrieben wird. Der Roller jeder Anordnung wirkt mit einer zugehörigen Nocke
zusammen, die jeweils auf einer gemeinsamen Antriebswelle (der Pumpenantriebswelle)
angeordnet sind. Der Schuh ist angeordnet, um mit dem Pumpelement
so zusammenzuwirken, dass, wenn die Roller über ihre jeweiligen Nockenoberflächen laufen,
die Schuhe so angetrieben werden, dass sie bewirken, dass sich die Plunger
innerhalb der Plungerbohrungen vor- und zurückbewegen, wodurch eine Druckbeaufschlagung von
Kraftstoff in einer zugehörigen
Pumpkammer bewirkt wird. Die Pumpkammern kommunizieren mit einer
gemeinsamen Kraftstoffleitung, was zur Erzeugung von Kraftstoffimpulsen
mit hohem Druck führt, welche
dann an eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzern geliefert werden.
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In
Schwerlastfahrzeugen besteht insbesondere ein Problem bei Wellen
niedrigen Drucks, welche sich beim Öffnen eines Einspritzers in
dem Kraftstoffsystem aufbauen. Diese Wellen niedrigen Drucks werden
innerhalb der gemeinsamen Kraftstoffleitung reflektiert und bewegen
sich zu anderen Einspritzern, wo sie sich überlagern und Schwankungen
von Einspritzung zu Einspritzung bewirken. Dies führt zu einer
ineffizienten Verwendung des Kraftstoffs und verschlechtert die
Motorleistung. Es ist daher wünschenswert,
Pump- und Kraftstoffeinspritzungfrequenzen aneinander anzupassen,
da dies den Effekt der Minimierung der Überlagerung zwischen Wellen
niedrigen Drucks in dem Kraftstoffsystem hat, wodurch die Motorleistung
verbessert wird.
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Es
wurden zuvor Kraftstoffpumpenanordnungen mit drei Plungern in reihenförmiger Anordnung
vorgeschlagen, die Nocken mit zwei Buckeln verwenden, so dass die
Pumpenanordnung pro Umdrehung der Pumpenantriebswelle sechs Pumpimpulse
bereitstellt. Für
die Anwendung in einem Motor mit drei Zylindern und vier Hüben kann
eine solche Pumpenanordnung ohne eine spezielle Antriebszahnradanordnung
zwischen der Motorkurbelwelle und der Pumpenantriebswelle verwendet
werden. in einem Fünf-
oder Achtzylindermotor wäre
jedoch eine spezielle Zahnradanordnung notwendig, um die Pumpenantriebswelle
bei einer anderen Drehzahl als die der Motorkurbelwelle (d.h. der
Motordrehzahl) zu drehen. Bei einem Fünfzylindermotor, der eine reihenförmige Anordnung
mit drei Plungern verwendet, wobei jede Nocke zwei Buckel aufweist,
müsste
die Pumpenantriebswelle somit bei 5/6 der Motordrehzahl angetrieben
werden, um fünf
Pumpimpulse pro Umdrehung der Kurbelwelle zu ergeben, und bei einem
Achtzylindermotor müsste
die Pumpenantriebswelle bei 8/6 der Motordrehzahl angetrieben werden, um
acht Pumpimpulse pro Umdrehung der Kurbelwelle zu ergeben. Es müssten somit
bei Motoren, die unterschiedliche Zylinderzahlen aufweisen, trotz
der Verwendung einer gemeinsamen Pumpe, die für den Einsatz in unterschiedlichen
Motoren geeignet ist, unterschiedliche Zahnradanordnungssysteme
verwendet werden.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer
Nockenanordnung, die die zuvor genannten Probleme vermeidet oder
abmildert und die für
die Verwendung in einer Bandbreite von Motoren mit verschiedenen
Zylinderanzahlen geeignet ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist die Bereitstellung eines Kraftstoffsystems und/oder
einer Kraftstoffpumpe einschließlich
solch einer Nockenanordnung.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Motorkraftstoffsystem
mit einer Motorantriebswelle und einer Mehrzahl von Motorzylindern
bereitgestellt, wobei das Kraftstoffsystem mindestens drei Pumpeneinheiten
umfasst, deren Gesamtanzahl kleiner als die Anzahl von Motorzylindern
ist, wobei jede Pumpe einen Plunger und eine zugehörige Antriebsanordnung
aufweist, die eine auf einer Pumpenantriebswelle montierte Nocke enthält, die
den Nocken der anderen Pumpeneinheiten gemein ist, wobei die ersten,
zweiten und dritten der Nocken geformt sind, um mindestens eine
ansteigende Flanke, um einen Plungerpumphub zu ermöglichen,
und mindestens eine abfallende Flanke umfassen, um einen Plungerrückhub zu
ermöglichen, wobei
die ersten und zweiten Nocken eine ähnliche Form aufweisen und
die dritte Nocke eine andere Form aufweist, und wobei die Nocken
derart relativ zueinander auf der Pumpenantriebswelle ausgerichtet
sind, dass die Pumphübe
der Plunger zeitlich im Wesentlichen gleich beabstandet sind, und
dass sie während
einer im Wesentlichen abgeschlossenen Umdrehung der Pumpenantriebswelle
eine Gesamtanzahl von Pumphüben
liefern, die gleich der Anzahl von Motorzylindern ist, wodurch es
möglich ist,
die Pumpenantriebswelle mit der gleichen Drehzahl wie die Motorantriebswelle
oder mit einem ganzzahligen Vielfachen der Drehzahl der Motorantriebswelle
anzutreiben.
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Die
erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung stellt vorteilhafterweise ein Kraftstoffsystem
bereit, das sich für
den Einsatz in einem Fünfzylindermotor
ohne die Notwendigkeit einer zugehörigen oder komplexen Zahnradanordnung
zwischen der Pumpenantriebswelle und der Motorantriebswelle eignet,
da die Pumpenantriebswelle bei derselben Drehzahl wie die Motorantriebswelle
laufen kann. Alternativ kann das Kraftstoffsystem, wenn die Pumpenantriebswelle
bei der doppelten Drehzahl der Motorantriebswelle betrieben wird
(und somit keinen komplexen Zahnradanordnungsmechanismus benötigt) in
einem Zehnzylindermotor verwendet werden. Dies stellt eine signifikante
Kosteneinsparung bereit und stellt ein System bereit, welches für eine große Bandbreite
von Fahrzeugen standardisiert werden kann. Es ist ein besonders
vorteilhaftes Merkmal der Erfindung, dass bekannte Pumpen, wie sie
später
beschrieben werden, zur Verwendung in einem Fünfzylindermotor modifiziert
werden können,
indem beispielsweise die Nockenanordnung für das bestehende System einfach
durch eine Nockenanordnung in Übereinstimmung
mit einem zweiten Aspekt der Erfindung ersetzt wird.
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In Übereinstimmung
mit einem zweiten Aspekt der Erfindung wird daher eine veränderbare
Nockenanordnung zur Verwendung in einem Kraftstoffsystem nach dem
ersten Aspekt der Erfindung bereitgestellt, wobei die erste, zweite
und dritte Nocke so geformt sind, dass sie mindestens eine ansteigende Flanke,
um einen Plungerpumphub eines zugehörigen Plungers zu ermöglichen,
und mindestens eine abfallende Flanke zum Ermöglichen eines Plungerrückhubs enthalten,
wobei die erste und zweite Nocke eine ähnliche Form aufweisen und
die dritte Nocke eine andere Form oder Gestalt aufweist, und wobei
die ersten, zweiten und dritten Nocken derart relativ zueinander
auf der Pumpenantriebswelle ausgerichtet sind, dass die Pumphübe der Plunger
zeitlich im Wesentlichen gleich beabstandet sind, und dass sie während einer
im Wesentlichen abgeschlossenen Umdrehung einer zugehörigen Pumpenantriebswelle eine
Gesamtanzahl von Pumphüben
liefern, die gleich der Anzahl von Motorzylindern ist. Beim Umsetzen
dieser Nockenanordnung kann die Pumpenantriebswelle der Pumpe daher
mit derselben Drehzahl wie die der Motorantriebswelle oder mit einem ganzzahligen
Vielfachen der Drehzahl der Motorantriebswelle angetrieben werden.
Das Ändern
der Nockenanordnung der Pumpe ermöglicht somit, die Pumpe für die Verwendung
in Motoren, die andere Anzahlen von Motorzylindern aufweisen, anzupassen,
ohne, dass die Zahnradanordnung geändert und/oder eine zusätzliche
Zahnradanordnung zwischen der Motorantriebswelle und der Pumpenantriebswelle
bereitgestellt werden muss.
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Die
ersten, zweiten und dritten Nocken können in einer Ausführungsform
einstückig
mit der Pumpenantriebswelle ausgebildet sein, so dass die veränderbare
Nockenanordnung eine einstückige Anordnung
der Pumpenwelle und einer oder mehrerer Nocken aufweist.
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Alternativ
können
eine oder mehrere der Nocken als ein separater Teil geformt und
so bearbeitet sein, dass er eine Presspassung mit der Pumpenantriebswelle
ausbildet.
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Vorzugsweise
ist mindestens eine der Nocken so geformt, dass sie den Beginn eines
Rückhubs
ihres zugehörigen
Plungers verzögert,
um eine Verweilzeitdauer zu definieren. Mindestens einer der Rückhübe wird
so verzögert,
dass die Rückhübe dieser
bestimmten Pumpe für
eine abgeschlossene Drehung der Pumpenantriebswelle zeitlich nicht
gleich beabstandet sind. Durch Verzögern des Beginns eines Rückhubs auf
diese Weise verweilt der Plunger daher für eine Zeitdauer an der Spitze
seines Hubs, bevor der Rückhub
beginnt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die ersten und zweiten Nocken so ausgebildet oder geformt,
dass bei einer im Wesentlichen abgeschlossenen Umdrehung der Pumpenantriebswelle
im Betrieb die ersten und zweiten Plunger jeweils zwei Rückhübe, zwei
Pumphübe
und eine Verweilzeitdauer ausführen,
und die dritte Nocke ist so geformt, dass ein dritter Plunger einen
Pumphub, einen Rückhub
und eine Verweilzeitdauer ausführt,
und wobei die ersten, zweiten und dritten Nocken derart relativ zueinander
ausgerichtet sind, dass fünf
im Wesentlichen gleich beabstandete Pumphübe während jeder abgeschlossenen
Umdrehung der Pumpenantriebswelle ausgeführt werden.
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Vorzugsweise
sind die Nocken so geformt, dass die Verweilzeitdauern vor dem Beginn
eines Rückhubs
(oder Füllhubs)
auftreten, wenn sich die Plunger an ihren innersten Positionen in
ihren jeweiligen Bohrungen befinden. Dies stellt den Vorteil bereit,
dass die Effekte von einlassdosierter Füllung der Pumpkammern abgeschwächt werden.
Alternativ können
die Nocken so geformt sein, dass die Verweilzeitdauern vor dem Beginn
eines Pumphubs auftreten, wenn sich die Plunger an ihren äußersten
Positionen in ihren jeweiligen Bohrungen befinden.
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Bezugnahmen
auf eine abgeschlossene Umdrehung der Pumpenantriebswelle sollen
eine Umdrehung der Pumpenantriebswelle um im Wesentlichen 360 Grad
bedeuten.
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Die
ersten und zweiten Nocken können
ein derartiges Profil aufweisen, dass die zugehörige Verweilzeitdauer im Betrieb
angepasst ist, um für
ungefähr
72 Grad der Drehung der Pumpenantriebswelle anzudauern, und die
dritte Nocke kann ein derartiges Profil aufweisen, dass die zugehörige Verweilzeitdauer
angepasst ist, um für
ungefähr
216 Grad einer Drehung der Pumpenantriebwelle anzudauern.
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Weiter
bevorzugt sind die Oberflächen
der ersten, zweiten und dritten Nocken ferner so geformt, dass jeder
Pumphub im Betrieb so angepasst ist, um für ungefähr 72 Grad einer Drehung der
Pumpenantriebswelle anzudauern, und auch jeder Rückhub ist angepasst, um für ungefähr 72 Grad
einer Drehung der Pumpenantriebswelle anzudauern.
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Die
Pumpe des Systems enthält
vorzugsweise in einer Ausführungsform
eine Antriebsanordnung für
jeden Plunger, welche einen Roller aufweist, der mit einer zugehörigen Nocke
zusammenwirken kann, um einen Schuh anzutreiben. Das System eignet
sich insbesondere für
den Betrieb in einem Dieselverbrennungsmotor und zum Liefern von
Kraftstoff unter hohem Druck (150 bis 2000 Bar) an ein Akkumulatorvolumen,
beispielsweise eine gemeinsame Kraftstoffleitung des Kraftstoffsystems.
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In Übereinstimmung
mit einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Pumpe zur Verwendung
in dem Kraftstoffsystem des ersten Aspekts der Erfindung bereitgestellt,
wobei die Pumpe ihre mindestens drei Pumpeneinheiten enthält.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich beispielhaft unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
Seitenschnittansicht einer bekannten Kraftstoffpumpe ist, die sich
für die
Verwendung in der Nockenanordnung der vorliegenden Erfindung eignet,
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2 eine
Nockenanordnung zeigt, die einen Teil der Kraftstoffpumpe aus 1 bildet,
zum Beispiel zur Verwendung in einem Sechszylindermotor,
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3 die
Profile der Oberflächen
der identischen ersten und zweiten Nocken der Nockenanordnung aus 2 zeigt,
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4 ein
Graph ist, der den Plungerhub für die
Kraftstoffpumpe aus 1 zeigt, welche die Nockenanordnung
aus 2 enthält,
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5 eine
Nockenanordnung der vorliegenden Erfindung zeigt, welche in der
Kraftstoffpumpe aus 1 in einem Fünfzylindermotor verwendet werden
kann,
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6 das
Profil der Oberflächen
der ersten und zweiten identischen Nocken der Nockenanordnung aus 5 zeigt,
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7 das
Profil der Oberfläche
einer dritten, anders geformten Nocke der Nockenanordnung aus 5 zeigt,
und
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8 ein
Graph ist, der den Plungerhub für die
Krafststoffpumpe aus 1 zeigt, welche die Nockenanordnung
aus 5 enthält.
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Unter
Bezugnahme auf 1 wird eine Kraftstoffpumpe 10 allgemein
bekannter Art gezeigt, welche einen Teil eines Kraftstoffeinspritzsystems
eines Dieselmotors bildet und in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung angepasst werden kann. Die Kraftstoffpumpe 10 enthält drei
Pumpenanordnungen 12a, 12b und 12c, welche
so angeordnet sind, dass sie Kraftstoff bei hohem Druck an eine
gemeinsame Kraftstoffleitung oder ein Akkumulatorvolumen (nicht
gezeigt) des Kraftstoffeinspritzsystems liefert.
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Jede
Pumpenanordnung 12a, 12b, 12c enthält ein jeweiliges
Pumpelement oder einen Plunger 14a, 14b, 14c,
das oder der innerhalb einer Plungerbohrung 32a, 32b, 32c bewegt
werden kann, welche in einem ersten Plungergehäuse 16 bereitgestellt
ist, um die Druckbeaufschlagung von Kraftstoff innerhalb einer zugehörigen Pumpkammer 18a, 18b, 18c zu bewirken.
Da jede Pumpenanordnung 12a, 12b, 12c im
Wesentlichen identisch zu den anderen ist, wird nur die Struktur
und der Betrieb der ersten Pumpenordnung 12a ausführlich beschrieben.
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Der
Plunger 14a der ersten Pumpenanordnung 12a wird
durch einen Pumpzyklus mittels einer Antriebsanordnung angetrieben.
Die Antriebsanordnung enthält
einen Schuh 20a, der mit einem Basisende des ersten Plungers 14a zusammenwirken kann,
und einen Roller 22a, der mit einer Oberfläche der
ersten Nocke 24a zusammenwirkt, die auf einer Pumpenantriebswelle 26,
die jeder Pumpenanordnung 12a, 12b, 12c gemeinsam
ist, montiert ist. Die Pumpenantriebswelle 26 erstreckt
sich durch ein zweites Pumpengehäuse 27 und
wird im Betrieb so angetrieben, dass der Roller 22a über die
Nockenoberfläche
läuft und
den Schuh 20a und den Plunger 14a antreibt, um
das Volumen der Pumpkammer 18a zu verringern (d.h. der
Plunger 14a wird in seiner Plungerbohrung 32a nach
innen getrieben). Jeder Plunger 14a, 14b, 14c weist
eine zugehörige
Rückstellfeder 28a, 28b, 28c auf,
welche dazu dient, ihren jeweiligen Plunger nach außen aus
seiner Bohrung 32a, 32b, 32c zu drängen, um
das Volumen der Pumpkammer 18a, 18b, 18c zu
erhöhen.
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Das
zweite Pumpengehäuse 27 ist
an einem Zwischengehäuse 25,
welches auf dem ersten Pumpengehäuse 16 montiert
ist, befestigt. Das Zwischengehäuse 25 ist
so geformt, dass es eine (nicht gezeigte) Kammer definiert, durch
welche sich ein unterer Abschnitt des Plungers 14a erstreckt.
Diese Kammer ist zum Teil mit Motoröl gefüllt, das zum Schmieren der
Schuh- und Roller-Anordnung 20a, 22a bereitgestellt
ist, um die Lebensdauer zu erhöhen.
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Wie
oben erwähnt
enthält
jede Pumpenanordnung 12a, 12b, 12c eine
jeweilige Schuh- und Rolleranordnung, welche durch eine zugehörige Welle
mit angebrachten Nocken 24a, 24b, 24c angetrieben
wird. Die Nocken 24a, 24b, 24c sind entlang
der Pumpenantriebswelle 26 axial beabstandet und so angeordnet,
dass sich die Pumpplunger 14a, 14b, 14c innerhalb
ihrer jeweiligen Bohrungen 32a, 32b, 32c hin-
und herbewegen, wenn die Antriebswelle 26 bei einer dem
Motor zugehörigen
Drehzahl gedreht wird.
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Im
Betrieb wird mittels einer Transferpumpe 38 an ein Einlassdosierventil
(nicht gezeigt) Kraftstoff geliefert. Das Einlassdosierventil ist
angeordnet, um die Strömungsrate
von Kraftstoff in die Pumpkammern 18a, 18b, 18c durch
einen Einlassdurchgang 19 über eine Einlassabsperrventilanordnung
(ebenfalls nicht gezeigt) zu variieren.
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Die
Transferpumpe 38 nimmt in der Regel die Form einer herkömmlichen
Flügelpumpe
an, die auf der Pumpenantriebswelle 26 an einem hinteren Ende
des zweiten Pumpengehäuses 27 angebracht ist.
Jede Pumpenanordnung 12a, 12b, 12c ist
auch mit einer Auslasslieferventilanordnung versehen, um die Kraftstoffströmung zwischen
den Pumpkammern 18a, 18b und 18c und
einem (in 1 nicht sichtbaren) Hochdruckzufuhrdurchgang
zu der gemeinsamen Kraftstoffleitung bereitzustellen.
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Der
Pumpzyklus, durch den der erste Pumpplunger 14a im Betrieb
angetrieben wird, enthält
einen Pumphub und einen Rückhub.
Am Ende des Pumphubs nimmt der Pumpplunger 14a seine innerste
(d.h. in 1 die oberste) Position in seiner Plungerbohrung 32a ein,
und der Kraftstoffdruck innerhalb der Pumpkammer 18a ist
aufgrund der Druckbeaufschlagung, die während des Pumphubs bewirkt
wurde, hoch. Zu diesem Zeitpunkt wird die Auslassventilanordnung
aufgrund des Druckausgleichs des Kraftstoffs in der Pumpkammer 18a und der
gemeinsamen Kraftstoffleitung geschlossen. Beim Beginn des Rückhubs wird
es dem Pumpplunger 14a anfangs ermöglicht, sich aufgrund einer
Dekomprimierung innerhalb der Pumpkammer 18a und einem
Rückzug
des Schuhes 20a unter der Kraft der Rückstellfeder 28a,
wenn der Roller 22a über
die Oberfläche
der ersten Nocke 24a läuft,
sich aus seiner Bohrung 32a zurückzuziehen.
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Wenn
die Pumpkammer 18a dekomprimiert wird, wird ein Punkt erreicht,
an dem der Druck darin unter den zum Öffnen des Einlassabsperrventils
erforderlichen Drucks abfällt,
wobei es Kraftstoff bei Transferdruck ermöglicht wird, während einer
Füllphase
die Pumpkammer 18a zu füllen.
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Nachdem
der Plunger 14a seine äußerste Position
in der Plungerbohrung 32a am Ende des Rückhubs erreicht hat, wird der
Roller 22a in eine Richtung nach oben gedrängt. Der
Roller 22a folgt der Oberfläche der ersten Nocke 24a,
wodurch bewirkt wird, dass der Schuh 20a in einer Richtung
nach oben gedrängt
wird und somit der Pumpplunger 14a nach innen in seine
Plungerbohrung 32a getrieben wird. Kraftstoff innerhalb
der Pumpkammer 18a kann aufgrund des hohen Kraftstoffdrucks
innerhalb der Kraftstoffleitung nicht an dem geschlossenen Lieferventil
vorbeiströmen,
und somit beginnt der Kraftstoffdruck innerhalb der Pumpkammer 18a zu
steigen.
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Bei
andauerndem Pumphub wird der Kraftstoff innerhalb der Pumpkammer 18a auf
ein ausreichend hohes Niveau unter Druck gesetzt, um zu bewirken,
dass sich das Auslasslieferventil öffnet, wodurch es unter Druck
stehendem Kraftstoff ermöglicht wird,
aus der Pumpkammer 18a in die gemeinsame Kraftstoffleitung
zu strömen.
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Wenn
der Pumpplunger 14a das Ende seines Bewegungsbereichs erreicht
(d.h. am Ende des Pumphubs), wird bewirkt, dass das Auslasslieferventil
aufgrund des Kraftstoffs mit hohem Druck innerhalb der Kraftstoffleitung
geschlossen wird, wodurch der Kraftstoffdruck innerhalb der Kraftstoffleitung
auf einem hohen Niveau gehalten wird.
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Danach
wird der Plunger 14a aus seiner Bohrung 32a durch
eine Kraft von der Rückstellfeder 28a (die
in Kombination mit einem Restkraftstoffdruck innerhalb der Pumpkammer 18a wirkt)
nach außen
gedrängt,
um die nächste
Füllphase
zu beginnen.
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2 und 3 zeigen
die Nocken 24a, 24b, 24c der Pumpe aus 1 ausführlicher,
wobei die Nocken 24a, 24b, 24c zusammen
als eine Nockenanordnung 100 bezeichnet werden. Jede Nocke enthält zwei
im Wesentlichen kreisförmige
Endbereiche in Form einer Nase 50 und einer Basis 52,
eine erste im Wesentlichen flache Seite 54 und eine zweite
im Wesentlichen flache Seite 56. Die Nasen- und Basisabschnitte 50, 52 der
Nocke sind im Wesentlichen identisch. Jede Nocke 24a, 24b, 24c ist
um einen geringeren Durchmesser X-X, der sich zwischen den ersten
und den zweiten abgeflachten Seiten 54, 56 erstreckt,
und um einen größeren Durchmesser Y-Y,
der sich von der Nase 50 zu der Basis 52 jeder Nocke
erstreckt, symmetrisch. Die Form dieser Nockenoberflächen führt dazu,
dass jede Nocke 24a, 24b, 24c zwei ansteigende
Flanken und zwei abfallende Flanken aufweist, so dass die zu jeder
Nocke 24a, 24b, 24c gehörigen Plunger 14a, 14b, 14c zwei Pumphübe (einer,
der der ansteigenden Flanke entspricht oder durch sie ermöglicht wird,
und der andere, der der zweiten ansteigenden Flanke entspricht oder
durch sie ermöglicht
wird) und zwei Rückhübe während eines
Pumpzyklus ausführen,
der eine Umdrehung der Pumpenantriebswelle 26 umfasst.
Die Nocken 24a, 24b, 24c sind bezüglich einander
in winkelmäßig um 60
Grad versetzten Positionen ausgerichtet, so dass die Nockenanordnung 100 sechs gleich
beabstandete Pumpimpulse pro Umdrehung der Pumpenantriebswelle 26 erzeugt.
Die Nockenanordnung 100 eignet sich daher insbesondere
zum Betrieb mit einem Sechszylindermotor.
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Die
Profile der Nockenoberflächen
werden nun eingehender unter Bezug auf 3 beschrieben.
Die Oberflächen
der Nocken 24a, 24b und 24c umfassen
(von dem Zentrum der ersten abgeflachten Seite 54 ausgehend)
einen Abschnitt 58 eines ersten unteren Verweilens, einen
ersten Abschnitt 60 einer ansteigenden Flanke, einen Abschnitt 62 eines
ersten oberen Verweilens, einen Abschnitt 64 einer ersten
abfallenden Flanke, einen Abschnitt 66 eines zweiten unteren
Verweilens, einen Abschnitt 68 einer zweiten ansteigenden
Flanke, einen Abschnitt 78 eines zweiten oberen Verweilens
und schließlich
einen Abschnitt 72 einer zweiten abfallenden Flanke. Die Verweilabschnitte 58, 62, 66 und 78 werden
so benannt, da, wenn die Roller 22a, 22b, 22c über diese Bereiche
ihrer zugehörigen
Nockenfläche
laufen, bewirkt wird, dass die zugehörigen Plunger 14a, 14b, 14c für einen
Weile „verweilen" oder „pausieren" und sich nicht aus
der Plungerbohrung nach innen oder außen bewegen, sondern im Wesentlichen
in einer konstanten Position bleiben. Bei einer einzelnen 360-Grad-Umdrehung
der Pumpenantriebswelle 26 führt somit jeder der ersten,
zweiten und dritten Pumpplunger 14a, 14b, 14c in
Reaktion darauf, dass die jeweiligen Roller 22a, 22b, 22c den
Nockenprofilen folgen, die folgende Abfolge von Ereignissen aus: einen
ersten Pumphub, ein erstes oberes Verweilen, einen ersten Rückhub, ein
erstes unteres Verweilen, einen zweiten Pumphub, ein zweites oberes
Verweilen, einen zweiten Rückhub
und ein zweites unteres Verweilen.
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Die
Verweilabschnitte sind geformt, um Verweilzeitdauern verhältnismäßig kurzer
Zeitdauer definieren, obwohl es auch möglich ist, die Oberflächen der
Nocken 24a, 24b, 24c so zu formen, dass
sie überhaupt
keine kurzen Verweilzeitdauern liefern.
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Die
Erzeugung der oben genannten Abfolge von Pumpimpulsen wird nun kurz
unter Bezug auf das Hubdiagramm aus 4 beschrieben,
welches die Höhe
in Millimetern, um die die Plunger 14a, 14b, 14c innerhalb
ihrer jeweiligen Bohrungen 32a, 32b, 32c angehoben
werden, über
dem Grad der Drehung der Antriebswelle 26 in Bezug auf
einen Referenzpunkt A darstellt.
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Bei
Beginn des Pumpzyklus (d.h. bei Null Grad Drehung der Pumpenantriebswelle 26 bezüglich der
Referenzposition A) steht der Roller 22a der ersten Pumpeneinheit
in Kontakt mit dem Abschnitt eines ersten unteren Verweilens der
ersten Nocke 24a, und der erste Plunger 14a befindet
sich an der äußersten
Position innerhalb seiner Bohrung 32a (d.h. am Boden seines
Hubs). Gleichzeitig steht der Roller 22b der zweiten Pumpeneinheit
in Kontakt mit dem Abschnitt 64 einer ersten abfallenden
Flanke der zweiten Nocke 24b, und der Roller 22c der
dritten Pumpeneinheit steht in Kontakt mit dem Abschnitt 60 einer
ersten ansteigenden Flanke der dritten Nocke 24c.
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Wenn
die Pumpenantriebswelle 26 zum Drehen angetrieben wird,
bewegt sich der Roller 22a entlang dem Abschnitt 60 einer
ansteigenden Flanke der ersten Nocke 24a nach oben. Dies
bewirkt, dass der erste Plunger 14a innerhalb seiner Bohrung 32a angehoben
wird, und der erste Pumphub beginnt. Bei 90 Grad von der Referenzposition
A befindet sich der erste Plunger 14a an seiner innersten
Position innerhalb seiner Bohrung 32a, wobei der Roller 22a mit der
Nase 50 der ersten Nocke 24a in Eingriff steht. Der
erste Plunger 14a verweilt an dem Abschnitt 62 eines
oberen Verweilens an der Oberseite seines Hubs für eine kurze Zeitdauer. Wenn die
Nockenwelle dann mit der Drehung fortfährt, bewegt sich der Roller 22a von
der Nase 50 der Nocke entlang dem Abschnitt 64 einer
ersten abfallenden Flanke nach unten. Während dieser Zeitdauer wird
der erste Plunger 14a in seiner Bohrung 32 abgesenkt,
während
er seinen ersten Rückhub
ausführt.
Der Plunger 14a erreicht den Boden seines Hubs bei 180
Grad, woraufhin er für
eine kurze Zeitdauer an dem Abschnitt 66 eines zweiten
unteren Verweilens verweilt. Bei fortwährender Drehung bewirkt die
erste Nocke 24a, dass sich der erste Plunger 14a innerhalb
seiner Bohrung 32a nach oben bewegt, wodurch der zweite Pumphub
ausgeführt
wird, während
sich der Roller 22a von der Mitte 56 der zweiten
Seite zu der Basis der ersten Nocke 24a bewegt (entlang
dem Abschnitt 68 einer zweiten ansteigenden Flanke). Während dieser
Zeitdauer des Pumpzyklus wird der erste Plunger 14a zu
seiner innersten Position in seiner Bohrung angehoben (bei 270 Grad),
wo er kurz an dem Abschnitt 78 eines zweiten oberen Verweilens
verweilt. Der erste Plunger 14a schließt dann seinen zweiten Rückhub ab,
wenn sich die Nockenwelle von 270 auf 360 Grad dreht, wobei der
Roller 22a den Abschnitt 72 einer zweiten abfallenden
Flanke der ersten Nocke 24a durchquert, um zu dem Abschnitt 58 eines
ersten unteren Verweilens zurückzukehren.
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Aus
den die Positionen des zweiten und dritten Plungers darstellenden
Linien ist ersichtlich, dass der zweite 14b und dritte 14c Plunger
dieselbe Abfolge von Pumpereignissen wie der erste Plunger 14a abschließt, wobei
die Ereignisse um 120 Grad phasenverschoben zueinander liegen. Aufgrund
dieses Versatzes der Plunger um 60 Grad zueinander folgen die Pumpereignisse
des zweiten Pumpplungers 14b jenen des ersten Pumpplungers 14a um
im Wesentlichen 60 Grad, und jene des dritten Plungers 14c folgen
jenen des zweiten Plungers 14b um im Wesentlichen 60 Grad.
Somit befindet sich zum Beispiel der erste Plunger 14a bei
30 Grad von der Referenzposition A an der Spitze seines Hubs, befindet
sich der zweite Plunger 14b bei 90 Grad an der Spitze seines Hubs,
befindet sich der dritte Plunger 14c bei 150 Grad an der
Spitze seines Hubs, befindet sich der erste Plunger 14a bei
180 Grad wieder an der Spitze seines Hubs und so weiter. Somit werden
bei jeder abgeschlossenen 360-Grad-Umdrehung
der Pumpenantriebswelle 26 sechs gleich beabstandete Pumpereignisse
erzeugt.
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Neben
der Eignung zur Verwendung in einem Sechszylindermotor kann die
Nockenanordnung 100 aus 2 und 3 auch
in einem 12-Zylindermotor verwendet werden, indem die Pumpenantriebswelle 26 bei
der doppelten Drehzahl der Kurbelwelle angetrieben wird. Die Pumpenantriebswelle 26 kann
theoretisch bei jedem ganzzahligen Vielfachen der Drehzahl der Motorantriebswelle
betrieben werden, um eine Anzahl von Pumphüben bereitzustellen, die gleich
der Anzahl von Motorzylindern ist, wobei die Pumphübe zeitlich
gleich beabstandet sind.
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Wenn
die Kraftstoffpumpe in einem Motor mit einer ungeraden Zahl von
Motorzylindern eingesetzt werden soll, besteht jedoch ein Problem.
Wenn die Pumpe 10 beispielsweise in einen Fünfzylindermotor eingesetzt
werden soll, ist zwischen der Motorwelle und der Pumpenantriebswelle 26 eine
spezielle Zahnradanordnung erforderlich, wenn die Anzahl von Pumpimpulsen
(d.h. Pumphüben)
an die Anzahl von Zylindern angepasst werden soll. Es besteht auch
ein Problem, wenn die Anzahl von Motorzylindern kein ganzzahliges
Vielfaches der Anzahl der Plunger der Pumpe ist (z.B. drei).
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Die
Erfindung richtet sich auf die Lösung
dieses Problems und tut dies durch Bereitstellung einer Nockenanordnung
mit drei Nocken, von denen jedoch eine eine andere Form als die
anderen beiden aufweist, und durch Bereitstellung der Nocken an ausgewählten Winkelpositionen
auf der Antriebswelle 26, so dass die Welle 26 bei
der Motordrehzahl (oder einem ganzzahligen Vielfachen der Motordrehzahl)
angetrieben werden kann, während
die Anzahl von Pumphüben
pro Zyklus bereitgestellt wird, die erforderlich ist, um mit der
Anzahl von Motorzylindern zusammenzupassen.
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Unter
Bezugnahme auf 5 wird eine Nockenanordnung 101 einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, welche sich zur Verwendung
mit einer Kraftstoffpumpe 10 der in 1 gezeigten
Art eignet, und welche die Nockenanordnung 100, die in 2 und 3 gezeigt
wird, ersetzt. Die Nockenanordnung 101 umfasst erste, zweite
und dritte Nocken 24a, 24b, 24c, welche
auf der Pumpenantriebswelle 26 an axial beabstandeten Stellen
angeordnet sind und um die Antriebswelle an winkelmäßig versetzten
Positionen ausgerichtet sind. Wenn die Pumpe die Nockenanordnung 101 aus 5 enthält, eignet
sich die Pumpe insbesondere zur Verwendung in einem Fünfzylindermotor.
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Unter
Bezugnahme auf 6 weisen die ersten 24a und
zweiten 24b Nocken der Nockenanordnung 101 eine
im Wesentlichen identische Form auf und weisen eine ähnliche
Form wie herkömmliche
Nocken auf, welche (im Querschnitt) einen im Wesentlichen basisartigen
Teilabschnitt von teilkreisförmiger
Form mit einer Nockennase aufweisen. Statt eine teilkreisförmige Basis
und lineare ansteigende und abfallen Flanken aufzuweisen, wie z.
B. bei einer herkömmlichen
Nocke vom "anstiegs-abfall"-Typ, weist jede der ersten und zweiten
Nocken 24a, 24b einen Basisteilabschnitt 52 von
im Wesentlichen teilkreisförmiger
Form mit einem Radius R auf, wobei der Basisteilabschnitt 52 von
einer gegenüberliegenden
dominanten Nockennase 50 von im Wesentlichen teilkreisförmiger Form
und mit einem Radius r (wobei R > r)
durch eingedrückte
(oder konkave) erste und zweite Seiten 54 bzw. 56 beabstandet
ist. Die ersten und zweiten Nocken 24a, 24b weisen
daher jeweils eine ansteigende Flanke und eine abfallende Flanke
auf einer Nockenseite 54 und eine weitere ansteigende Flanke
und eine weitere abfallende Flanke auf der anderen Nockenseite 56 auf.
Die erste ansteigende Flanke entspricht einem oder ermöglicht einen ersten
Pumphub, und die zweite ansteigende Flanke entspricht einem oder
ermöglicht
einen zweiten Pumphub.
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Während eines
Pumpzyklus wird jeder der zugehörigen
Plunger 14a, 14b angetrieben, um zwei Pumphübe und zwei
Rückhübe auszuführen, wobei jeder
Pumpzyklus eine abgeschlossene oder volle 360-Grad-Umdrehung der
Pumpenantriebswelle 26 umfasst (beim Ausführen eines
Pumphubs läuft
der Roller 22a, 22b bei der Drehung entlang einer
ansteigenden Flanke der zugehörigen
Nocke 24a, 24b nach oben, und während eines
Rückhubs
läuft der Roller
entlang einer absteigenden Flanke nach unten).
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Die
ersten und zweiten 24a, 24b Nocken weisen auch
ein derartiges Profil auf, dass der Roller 22a, 22b an
dem Ende eines der Plungerpumphübe, aber
vor Beginn des nächsten
Rückhubs
für eine
relativ lange Zeitdauer an der Spitze einer der ansteigenden Flanken
verweilt (bezeichnet als langes oberes Verweilen). Zusätzlich zu
dem langen oberen Verweilen können
die Nocken 24a, 24b ein derartiges Profil aufweisen,
dass zwischen einem der Plungerpumphübe und dem folgenden Rückhub der
Roller 22a, 22b für eine kurze Zeitdauer an der
Spitze einer der ansteigenden Flanken verweilt (bezeichnet als kurzes
oberes Verweilen). Es kann auch eine Zeitdauer eines kurzen unteren
Verweilens bereitgestellt sein, so dass der Roller 22a, 22b am
Ende des Rückhubs
für eine
kurze Zeitdauer verweilt, bevor der folgende Pumphub beginnt.
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Ungefähr von einem
mittleren Punkt an der ersten Seite 54 ausgehend enthält jede
der Nocken 24a, 24b einen Abschnitt 60 einer
ersten anstei genden Flanke, einen Abschnitt 62 eines ersten
kurzen oberen Verweilens, einen Abschnitt 64 einer ersten abfallenden
Flanke, einen Abschnitt 66 eines ersten kurzen unteren
Verweilens, einen Abschnitt 68 einer zweiten ansteigenden
Flanke, einen Abschnitt 70 eines langen oberen Verweilens,
einen Abschnitt 72 einer zweiten abfallenden Flanke und
einen Abschnitt 58 eines zweiten kurzen unteren Verweilens.
Somit führt
der erste Pumpplunger 14a bei einer abgeschlossenen 360-Grad-Umdrehung
der Pumpenantriebswelle 26 die folgende Abfolge von Ereignissen in
Reaktion darauf, dass der Roller 22a der Nockenoberfläche folgt,
aus: einen ersten Pumphub über 60, eine
zweite Zeitdauer eines kurzen oberen Verweilens über 62, einen ersten
Rückhub über 64,
eine erste Zeitdauer eines kurzen unteren Verweilens über 66,
einen zweiten Pumphub über 68,
eine Zeitdauer eines langen oberen Verweilens über 70, einen zweiten
Rückhub über 72 und
eine zweite Zeitdauer eines kurzen unteren Verweilens über 58.
Der zweite Pumpplunger 14b führt eine identische Abfolge
von Ereignissen zu der des ersten Pumpplungers 14a aus,
außer,
dass die Ereignisse des zweiten Plungers denen des ersten Plungers
um etwa 72 Grad folgen, wie unten stehend ausführlicher beschrieben.
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Die
dritte Nocke 24c ist in 7 dargestellt und
unterscheidet sich von den ersten und zweiten Nocken 24a, 24b.
Dies ist ein wichtiges Merkmal der Nockenanordnung 101.
Die dritte Nocke 24c hat eine im Wesentlichen kreisförmige Form
und einen Verweilabschnitt, der allgemein mit 76 bezeichnet
ist, und einen leicht konkaven Reliefabschnitt, der allgemein mit 74 bezeichnet
ist, die in seiner Oberfläche ausgebildet
wird. Die Oberfläche
der dritten Nocke 24c umfasst ferner einen Abschnitt 64 einer
abfallenden Flanke, einen Abschnitt 66 eines kurzen unteren Verweilens
und einen Abschnitt 60 einer ansteigenden Flanke. Bei einer
abgeschlossenen 360-Grad-Umdrehung der Antriebswelle 26 führt der dritte
Pumpplunger 14c die folgende Abfolge von Ereignissen in
Reaktion darauf aus, dass der dritte Roller 22c dem Profil
der dritten Nockenoberfläche
folgt: eine Zeitdauer eines langen Verweilens über 76, einen Rückhub über (oder
ermöglicht
durch) die abfallende Flanke 64, eine Zeitdauer eines kurzen
unteren Verweilens über 66 und
einen Pumphub über
(oder ermöglicht
durch) die ansteigende Flanke 60. Die dritte Nockenfläche kann
ein derartiges Profil aufweisen, dass keine Zeitdauer eines kurzen
unteren Verweilens bereitgestellt wird.
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Die
ersten, zweiten und dritten Nocken 24a, 24b, 24c sind
auf der Pumpenantriebswelle 26 so angebracht, dass die
Nasen 50 der ersten und zweiten Nocken 24a, 24b und
der konkave Reliefabschnitt 74 der dritten Nocke 24c um
im Wesentlichen 72 Grad winkelmäßig versetzt
sind. Während
einer vollständigen
360-Grad-Umdrehung der Pumpenantriebswelle 26 werden somit
drei gleich beabstandete Pumpimpulse erzeugt: zwei durch jeden der
ersten und zweiten Pumpplunger 14a, 14b und einen
durch den dritten Pumplunger 14c. Diese Erzeugung dieser
Abfolge von Pumpimpulsen wird nun unter Bezugnahme auf das Hubdiagramm
aus 8 beschrieben, welches die Höhe in Millimetern, um die die
Plunger 14a, 14b und 14c innerhalb ihrer
jeweiligen Bohrung 32a, 32b, 32c angehoben
werden, über
dem Drehgrad der Pumpenantriebswelle 26 in Bezug auf den
Referenzpunkt A anzeigt. Aus der folgenden Beschreibung geht hervor,
dass die Verschiedenheit der dritten Nocke 24c von den
identischen ersten und zweiten Nocken 24a und 24b und
die Art, auf die die drei Nocken 24a, 24b, 24c relativ
zueinander ausgerichtet sind, Vorteile für die Pumpe bereitstellt.
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Am
Beginn des Pumpzyklus (d.h. bei Null Grad der Drehung der Pumpenantriebswelle 26 in Bezug
auf die Referenzposition A) steht der Roller 22a der ersten
Pumpeneinheit in Kontakt mit dem Abschnitt 58 eines ersten
kurzen unteren Verweilens der leicht konkaven Seite 54 der
ersten Nocke 14a. Der Roller 22b der zweiten Pumpeneinheit
steht in Kontakt mit dem Abschnitt 70 eines langen Verweilens,
der in Richtung auf die Basis 52 der zweiten Nocke 24b angeordnet
ist, und der Roller 22c der dritten Pumpeneinheit steht
in Kontakt mit dem teilkreisförmigen
Verweilabschnitt 76 der dritten Nocke 24c. Als ein
Ergebnis befinden sich sowohl die zweiten 14b als auch
die dritten 14c Pumpplunger an ihren innersten Positionen
innerhalb ihrer jeweiligen Bohrungen 32b, 32c (d.h.
an der Spitze des Hubs), und der erst Pumpplunger 14a befindet
sich an der äußersten
Position innerhalb seiner Bohrung 32a (d.h. am Boden des
Hubs).
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Wenn
die Pumpenantriebswelle 26 zur Drehung durch die Motorantriebswelle
angetrieben wird, läuft
der Roller 22a entlang der ersten ansteigenden Flanke 60 der
ersten Nocke 24a nach oben, so dass der erste Plunger 14a innerhalb
seiner Bohrung 32a angehoben wird, und der Pumphub beginnt.
Während
dies auftritt, läuft
der zweite Roller 22b entlang dem Abschnitt 72 einer
zweiten abfallenden Flanke der zweiten Nocke 24b nach unten,
wodurch bewirkt wird, dass der zweite Pumpplunger 14b in
seiner Bohrung 32b abgesenkt wird (d.h. während des Rückhubs).
Der dritte Roller 22c wird gleichzeitig in Kontakt mit
dem im Wesentlichen teilkreisförmigen Verweilabschnitt 76 der
dritten Nocke 24c gehalten, so dass der dritte Plunger 14c an
seiner innersten Position innerhalb seiner Bohrung 32c bleibt.
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Bei
72 Grad der Drehung der Pumpenantriebswelle 26 verweilt
der erste Plunger 14a kurz am Ende seines ersten Pumphubs,
verweilt der zweite Plunger 14b kurz am Ende seines Rückhubs und
verweilt der dritte Plunger 14c an der Spitze seines Hubs.
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Wenn
die Pumpenantriebswelle 26 sich von 72 zu 144 Grad weiterdreht,
geht der erste Roller 22a von dem Abschnitt 62 eines
ersten kurzen oberen Verweilens der ersten Nocke 24a zu
dem Abschnitt 64 einer ersten abfallenden Flanke über, wodurch
bewirkt wird, dass der erste Plunger 14a in seiner Bohrung 32a abgesenkt
wird. Während
derselben Zeitdauer läuft
der zweite Roller 22b entlang dem Abschnitt 60 einer
ersten ansteigenden Flanke nach oben in Richtung auf die zweite
Nockennase 50 zu. Wie in der vorherigen Zeitdauer wird
der dritte Roller 22c in Kontakt mit dem kreisförmigen Verweilabschnitt 76 der
dritten Nocke 24c gehalten, und somit verweilt der dritte
Plunger 14c am Ende seines Pumphubs. Somit verweilt der
erste Plunger 14a bei 144 Grad bezüglich der Referenzposition
A kurz am Ende seines Rückhubs,
verweilt der zweite Plunger 14b kurz am Ende seines Pumphubs
und verweilt der dritte Plunger am Ende seines Pumphubs ganz innen 14c in
seiner Bohrung 32c.
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Während der
nächsten
Zeitdauer des Pumpzyklus (d.h. von 144 bis 215 Grad) läuft der
erste Roller 22a entlang der zweiten ansteigenden Flanke 68 der
ersten Nocke 24a und auf die Basis 52 davon zu. Dies
bewirkt, dass sich der erste Plunger 14a von seiner äußersten
zu seiner innersten Position innerhalb der Bohrung 32a bewegt,
um einen Pumphub auszuführen.
Gleichzeitig läuft
der zweite Roller 22b entlang dem Abschnitt 64 einer
ersten abfallenden Flanke der zweiten Nocke 24b nach unten,
wodurch bewirkt wird, dass der zweite Plunger 14b sich
von seiner innersten zu seiner äußersten
Position innerhalb seiner Bohrung 32b bewegt, um einen
Rückhub
auszuführen.
Gleichzeitig wird der dritte Roller 22c wiederum in Kontakt
mit dem Abschnitt 76 eines langen Verweilens der dritten
Nocke 24c gehalten und wird somit an der Spitze seines
Hubs gehalten. Bei 216 Grad verweilt der zweite Plunger 14b kurz
am Boden seines Hubs, während
die ersten und dritten Plunger 14a, 14c ganz innen
in ihren jeweiligen Bohrungen 32a, 32c verweilen.
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Die
nächste
Zeitdauer des Pumpzyklus findet zwischen 216 und 287 Grad der Umdrehung
der Pumpenantriebswelle 26 statt. Während dieser Zeitdauer läuft der
erste Roller 22a entlang der Basis 52 der ersten
Nocke 24a, was den Abschnitt 70 eines langen oberen
Verweilens definiert, wodurch bewirkt wird, dass der erste Plunger 14a an
der Spitze seines Hubs für
diese gesamte Zeitdauer verweilt. Der zweite Roller 22b läuft jedoch
entlang dem Abschnitt 68 einer zweiten ansteigenden Flanke
der zweiten Nocke 24b, wodurch bewirkt wird, dass der zweite
Plunger 14b von dem Boden seines Hubs zu der Spitze seines
Hubs ansteigt und einen zweiten Pumphub ausführt. Der dritte Roller 22c läuft inzwischen
zu dem Zentrum des konkaven Reliefabschnitts 74 der dritten
Nocke 24c, wodurch bewirkt wird, dass der Plunger 14c von
seiner innersten zu seiner äußersten
Position innerhalb seiner Bohrung 32c abgesenkt wird, um
einen Rückhub
auszuführen.
Bei 288 Grad verweilt der dritte Plunger 14c somit kurz
am Boden seines Hubs, während
die ersten und zweiten Plunger 14a, 14b ganz innen
in ihren jeweiligen Bohrungen 32a, 32b bleiben.
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Während der
fünften
und letzten Zeitdauer des Pumpzyklus (von 289 bis 360 Grad der Umdrehung
der Pumpenantriebswelle 26) läuft der erste Roller 22a entlang
dem Abschnitt 72 einer zweiten abfallenden Flanke, wodurch
bewirkt wird, dass der erste Plunger 14a von seiner innersten
zu seiner äußersten
Position innerhalb seiner Bohrung 32a abgesenkt wird, um
einen zweiten Rückhub
auszuführen. Der
zweite Roller 22b bewegt sich in der Zwischenzeit entlang
dem Abschnitt 70 eines langen oberen Verweilens der zweiten
Nocke 24b, wodurch bewirkt wird, dass er während dieser
Zeitdauer an der Spitze seines Hubs verweilt. Der dritte Roller 22c läuft von dem
Zentrum des konkaven Reliefabschnitts 74 der dritten Nocke 24c,
um den dritten Plunger 14c von dem Boden seines Hubs zu der
Spitze seines Hubs zu bewegen, so dass ein Pumphub ausgeführt wird.
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Obwohl
die ersten und zweiten Nocken 24a, 24b der Nockenanordnung 101 so
beschrieben wurden, dass sie Abschnitte 66 und 58 eines
kurzen unteren Verweilens und einen Abschnitt 62 eines
kurzen oberen Verweilens aufweisen und die dritte Nocke 24c so
beschrieben wurde, dass sie einen Abschnitt 66 eines kurzen
unteren Verweilens aufweist, wird es einem Fachmann klar sein, dass
die ersten, zweiten und dritten 24a, 24b, 24c Nocken
ein derartiges Profil aufweisen, dass im Wesentlichen keine solchen
Abschnitte eines kurzen oberen und unteren Verweilens bereitgestellt
sind.
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Es
ist ein Merkmal der zuvor beschriebenen Nockenanordnung 101,
dass ihre Realisierung in einer Kraftstoffpumpe eines Motors mit
fünf (oder
zehn) Motorzylindern eine regelmäßige Beabstandung
von Pumphüben
pro Zyklus bereitstellt, um zu der Anzahl von Motorzylindern zu
passen. Die Pumpenantriebswelle 26 kann daher bei der Motordrehzahl
(bei einem Fünfzylindermotor)
oder einem ganzzahligen Vielfachen der Motordrehzahl (bei einem
Zehnzylindermotor) angetrieben werden, wobei die Pumpfrequenz an
die Kraftstoffeinspritzfrequenz angepasst wird, ohne dass es nötig wäre, eine
fest zugewiesene oder komplexe Zahnradanordnung zwischen der Motorwelle
und der Pumpenantriebswelle 26 bereitzustellen. Ein weiteres
vorteilhaftes Merkmal der Erfindung ist, dass sie einfach in bestehende
Pumpeneinbauten eingefügt
werden kann, indem die bestehende Pumpenantriebswelle und die Nocken
ausgetauscht werden, um mit den bestehenden Plungern der Pumpe zusammenwirken.
Für einen
Motorhersteller kann somit beispielsweise eine bestehende Pumpenart
für den
Betrieb in einem anderen Motor bequem angepasst oder umgewandelt
werden, indem eine Nockenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgewählt wird,
welche sich dafür eignet,
die erforderliche Anzahl von Pumphüben pro Zyklus für die Anzahl
von Motorzylindern bereitzustellen. Die Nockenanordnung 101 aus 5 eignet sich
beispielsweise besonders für
den Betrieb in einem Zehnzylindermotor, wobei die Nockenwelle bei der
doppelten Drehzahl der Kurbelwelle betrieben wird, wieder ohne die
Notwendigkeit einer komplexen Zahnradanordnung zu erfordern.
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Nach
der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung versteht sich, dass diese nur beispielhaft ist und dass Variationen
und Abwandlungen, die für
Fachleute ersichtlich sind, vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang
der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt wird, abzuweichen.
Es versteht sich insbesondere, dass die Verwendung der Bezeichnung „gemeinsame
Kraftstoffleitung" nicht
einschränkend
sein soll und dass die hier beschriebene Kraftstoffpumpe zur Lieferung
von Kraftstoff an jede Form von Akkumulatorvolumen oder Speicher
für unter
Druck stehenden Kraftstoff, von dem der Kraftstoff danach den Einspritzern
eines zugehörigen
Motors zugeführt
wird, verwendet werden kann.
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Es
versteht sich auch, dass Bezugnahmen auf aufwärts und abwärts oder Spitze und Boden aufgrund
der Ausrichtung der in 1 beschriebenen Kraftstoffpumpe
zweckmäßig verwendet
werden, wobei die Pumpe jedoch ebenso umgekehrt oder anderweitig
ausgerichtet sein und immer noch auf dieselbe Weise arbeiten kann.