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Brennstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen Es sind bereits Brennstoffeinspritzpumpen
für Brennkraftmaschinen bekannt, bei welchen der mit konstantem Hub hin und her
bewegte Pumpenkolben einen Rückströmkanal enthält; der zwecks Beendigung der Einspritzung
durch eine an dem Kolben angebrachte und eine mit dieser zusammenwirkende Steuerkante
am Zylinder in einem bestimmten Zeitpunkt des Kolbendruckhubes mit einem Raum niederen
Druckes in Verbindung gebracht wird, wobei die Steuerkanten schräg ausgeführt sein
können, damit durch Drehung des Kolbens gegenüber dem Zylinder der Zeitpunkt der
Rückströmung und damit die Einspritzmenge geändert werden kann.
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Der Erfindungsgegenstand unterscheidet sich von dem Bekannten im wesentlichen
dadurch, daß der genannte Rückströmweg nicht nur, wie bekannt, an dem einen, sondern
auch an dem anderen Ende durch Steuerkanten an Kolben und Zylinder in der gleichen
Weise gesteuert wird, so daß der Pumpendruckraum während des Druckhubteiles der
Pumpe, währenddessen die Einspritzung erfolgt, durch zwei hintereinandergeschaltete
Absperrungen gegenüber dem Raum, in den die Rückströmung erfolgt, abgedichtet ist,
nämlich eine, die den Pumpenarbeitsraum gegenüber dem Rückströmkanal, und eine zweite,
die den Rückströmkanal gegenüber dem Niederdruckraum absperrt. Es ist ersichtlich,
daß durch diese doppelte Absperrung eine bessere Abdichtung des Pumpenarbeitsraumes
gegenüber dem Rückströmraum erzielt wird, als wenn zwischen diesen beiden Räumen
nur eine Absperrung vorhanden ist, insbesondere dann, wenn nach längerem Betriebe
die Steuerkanten und angrenzenden Dichtungsflächen etwas abgenutzt sind. Zu diesem
Zweck wirken erfindungsgemäß die Steuerkanten an den beiden Enden des Rückströmkanals
in der Lauffläche des Kolbens mit entsprechenden Gegenkanten in dem Zylinder in
der Weise zusammen, daß der Rückströmkanal während des wirksamen Pumpendruckhubes
oder eines Teiles desselben sowohl gegen den Pumpenarbeitsraum als auch gegen den
Raum niederen Druckes, in welchem später die Rückströmung erfolgt, abgeschlossen
ist, und wenn die Einspritzung beendet werden soll, das eine Ende des Rückströmkanals
mit dem Pumpenarbeitsraum und das andere mit dein Raum des niederen Druckes gleichzeitig
in Verbindung tritt.
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Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Fig: r zeigt einen Längsschnitt der Pumpe. Fig. a veranschaulicht
einen Teil des Zylinders und des Kolbens in größerem Maßstabe.
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Fig. 3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform.
Fig.
4 veranschaulicht im Schnitt eine Einrichtung" um-.einen- der-Kolben einer Mehrfachpumpe-
durch Drehen ein- bzw. nachstellen zu-können.
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Fig.5, 6, 7 und 8 veranschaulichen im Schnitt einige weitere Ausführungsbeispiele
der Erfindung.
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Mit Bezug auf die in Fig. i dargestellte Ausführungsform besitzt die
Pumpe ein @Gehäuse i mit Zuflußleitung 4, dem Pumpenzylinder 5 und Kolben 6. Zwischen
Pumpenzylinder 5 und Gehäuse i ist eine Saugkammer oder Niederdruckraum 8 angeordnet.
Das obere Ende des Pumpenzylinders 5 ist mit einer Abschrägung 9 und mit einem Saugkanal
=o versehen. Der Rückströmkanal =i läuft mit seinen beiden Enden in der zylindrischen
Kolbenfläche aus und steht an seinem unteren Ende mit einem diagonalen oder schrägen
Ausschnitt 12 des Kolbens in Verbindung. Der Ausschnitt 12 wirkt mit einem im Zylinder
5 befindlichen Kanal 13 zusammen. Oberhalb der Schrägfläche 9 befindet sich die
Druckkammer, die in der Gewindemuffe 14 ausgebohrt und durch die Packung 15 abgedichtet
ist. Die Druckkammer steht über ein federbelastetes -Ventil 16 mit dem Einspritzkanal'-
der Brennkraftmaschine in Verbindung. Das.Fußende des Kolbens 6 sitzt in einem ausgebohrten
Stößel 18, der im Gehäuse i verschiebbar gelagert und durch die Feder =g belastet
ist. Der Zylinder 5 ist durch den Stift 22 gegen Drehung gesichert. Der Kolben .6
ist dahingegen drehbar, und zwar mittels einer mit einem Zahnrad 21 kämmendenZahnstange
2=x und des weiteren mittels einer Hülse 2o am Zahnrad, welche einen Schlitz enthält,
in welchem der Kolben 6 mit Stiften 23 geführt ist. Die Anordnung ist derart, daß
die Drehung` des Kolbens ohne Einfluß auf die Hinundherbewegung bleibt. Der Kolben
wird durch einen nicht dargestellten Nocken hin und her bewegt. In seiner tiefsten
Hublage wird der Stößel 18 durch einen Anschlagring 24 gehalten.
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Die Neigung der Steuerkante des im Kolben 6 befindlichen schrägen
Ausschnittes 12 ist derart, daß durch diese Kante ohne Rücksicht auf die` relative
Winkellage, die Kolben 6 und Zylinder 5 zueinander einnehmen mögen, der Kanal 13
zu derselben Zeit freigegeben wird, in welcher das obere Ende des Rückströmkanals
=i die Schräge 9 überläuft bzw. von derselben aufgedeckt wird. Somit erfolgt eine
sofortige Druckentlastung und ein Zurückströmen in die Saugkammer 8, und zwar im
'Wege über den Entlastungskanal i i, den Ausschnitt 12 und den Kanal 13. Je nach
der Drehung des Kolbens 6 kann- die Stelle, an welcher der Rückströmkanal i i -
von der Schräge 9 und der Ausschnitt 12 gegenüber dem Kanal 13 aufgedeckt wird,
so verändert werden, daß entweder die ganze Flüssigkeit oder nur ein Teil derselben
während des Förderhubes wieder in die Saugkammer 8 zurückgedrückt wird. Sobald der
Druck während des Förderhubes entlastet wird, wird das Ventil 16 durch den Druck
seiner Feder wieder in seine Verschlußlage zurückgebracht. Es wird demnach der Auslaß
der Druckkammer sofort wieder verschlossen und gleichzeitig in der Brennstoffdruckleitung
der Druck wieder auf den Normalwert zurückgebracht, so. daß das Einspritzventil
momentan schließt und ein @Nachträufeln des Brennstoffes an der Einspritzdüse verhindert
ist.
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Für die in Fig. i, 2 veranschaulichte Einstellung des Kolbens relativ
zum Zylinder ergibt sich, daß die gesamte Flüssigkeitsmenge im Wege über den Kanal
13 in die Saugkammer 8 zurückgedrückt wird. Wenn jedoch der Kolben eine Teildrehung
erhalten hat, wird die Rückströmung an einer Stelle oberhalb des unteren Endes der
Schräge 9 erfolgen. Es kann auf diese Weise eine Mindestfördermenge eingestellt
werden. Wird der Kolben um ungefähr =8o° gedreht, so wird die Rückströmung eintreten,
wenn der Kolben am äußersten Hubende angelangt ist. In diesem Falle würde also eine
Höchstmenge der Förderung erzielt.
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Die Wirkungsweise der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist
ähnlich derjenigen gemäß Fig. i. In der Ausführung der Fig. 3 ist 'der Rückströmungskanal
i z in Form einer steilgängigen Gewindenut in den Kolben rings seines Umfanges eingearbeitet.
Die Schraubensteigung ist so, daß, wenn der Kolben in irgendeiner der vielen möglichen
Winkellagen eingestellt ist, eine bestimmte Stelle der schraubenförmigen Nut während
des Förderhubes mit der Unterkante eines im oberen Ende des Zylinders 5 vorgesehenen
Schlitzes 911 in Übereinstimmung gelangt und zu gleicher Zeit die schräge Kante
des Ausschnittes 12 mit dem Kanal i 3 in Reihe kommt.
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,Wie der Fig. ¢ zu entnehmen ist, kann die Anordnung der Hülse 2o
so erfolgen, daß sie sich relativ zum Zahnrad 2i drehen läßt und es somit möglich
ist, bei einer Mehrfachpumpe jede Pumpe einzeln für sich einzustellen, demnach einzelne
Einstellungen der Fördermengen der einzelnen Pumpen unabhängig von den miteinander
kämmenden Zähnen des Rades 21 und der Zahnstange 2 ix vorzunehmen. Auch kann in
diesem Falle bei etwa eingetretener Abnutzung der Radzähne ein neuer bzw. ein anderer
Abschnitt der Radverzahnung mit der Zahnstange in Eingriff gebracht werden. Zu diesem
Zweck ist die Hülse 2o im oberen Teil ihrer Seitenwandungen mit einem Einschnitt
und mit einer konischen
Schraube 28 versehen. Vermittels der Schraube
28 ist es möglich, die Seitenwandungen der Hülse 2o auseinanderzutreiben und somit
den losen Zahnkranz 21 in der gegebenen Einstellung auf der Hülse festzulegen.
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In allen Fig. i bis q. ist der Saugkanal io durch den Pumpenzylinder
schräg hindurchgeführt. In manchen Fällen könnte dieser Kanal weniger schräg geführt
oder gar rechtwinklig zur "Längsachse des Pumpenzylinders angeordnet werden.
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Mit Bezug auf Fig. 5 ist ersichtlich, daß der Kolben 6 den Rückströmkanal
i i in Gestalt zweier diametral entgegengesetzter Ausschnitte besitzt. Die beiden
Ausschnitte sind winklig gestaltet, mit ihren schrägen oberen Steuerkanten i ix
einander entgegengesetzt gerichtet und unten in den Ecken unmittelbar miteinander
verbunden, so daß beide Ausschnitte zusammen einen einzigen Kanal darstellen. Eine
der beiden Steuerkanten iix kann mit der Unterkante des in die Wandung des Zylinders
5 eingearbeiteten Kanals 13 zusammenwirken, der, wenn der Kolben 6 am unteren Hubende
anlangt, 'gleichzeitig als Ansaug- oder Einlaßkanal dient. Die andere Steuerkante
iix wird mit dem unteren Ende eines Kanals 9x zusammenarbeiten, der diametral gegenüber
dem Kanal 13 vorgesehen und in Form eines in die Zylinderinnenwand von oben her,
d. h. vom oberen Ende des Zylinders aus eingearbeiteten Schlitzes 9x ausgestaltet
ist. Die beiden Steuerkanten i ix erstrecken sich je im gleichen Maße um den Kolben
6 herum, und ihre Neigung ist so gerichtet, daß beiderseits eine gleichzeitige Entlastung
ohne Rücksicht auf eine zwecks Änderung der Fördermenge vorgenommene relative Winkelverstellung
zwischen Kolben und Zylinder zustande kommen. Die in Fig. 5 dargestellte Lage der
Teile ist so beschaffen, daß sämtlicher Brennstoff durch den Kanal 13 wieder abfließt
und die Pumpe leer läuft.
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In der in Fig. 6 dargestellten Ausführung ist der Rückströmkanal ii
mit seinen beiden Steuerkanten iix in einem größeren Abstande vom oberen Ende des
Kolbens 6 angeordnet. Demgemäß sind auch die Kanäle 13 und 9x an entsprechend tiefer
gelegener Stelle vorgesehen. io ist der Saug- oder Einlaßkanal. Der Kanal 9x besitzt
die Gestalt eines rechten Winkels. Der Kanal 13 dient als Rückleitung und führt
zur Saugseite zurück. Die gleichzeitige Druckentlastung mittels der Steuerkanten
iix erfolgt unabhängig von der relativen Winkellage des Kolbens und des Zylinders
in genau derselben Weise wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5.
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Mit Bezug auf Fig. 7 ist der Rückströmkanal i i durch zwei schräge
Ausschnitte des Kolbens 6 geschaffen, die in verschiedenen Höhen angeordnet und
mit je einer Steuerkante i ix ausgestattet sind. .Außerdem ist ersichtlich, daß
beide Ausschnitte durch einen in den Kolben 6 eingearbeiteten Kanal iiy miteinander
verbunden sind. Der obere schräge Ausschnitt erstreckt sich zur Hälfte um den Kolben
6 und der untere schräge Ausschnitt vollständig um den Kolben herum. Die Steuerkante
i ix des oberen Ausschnittes wirkt mit einem im oberen Ende des Zylinders 5 vorgesehenen
Kanal zusammen, während zu gleicher Zeit die Steuerkante i ix des unteren schrägen
Ausschnittes mit dem im Zylinder 5 an tiefer gelegener Stelle vorgesehenen Kanal
13 zusammenarbeitet. Der Saug-oder Einlaßkanal io ist im Zylinder 5 an einer Stelle
diametral gegenüber dem Kanal 9x angeordnet und wird von .dem Ende des Kolbens 6
aufgedeckt, wenn der Kolben am unteren Hubende anlangt. Durch die relative Winkelverstellung
zwischen Kolben 6 und Zylinder 5, die bis etwa 18o° gehen kann, läßt sich die Förderung
der Pumpe dauernd verändern. Die Teile sind in der Zeichnung in solcher Einstellung
veranschaulicht, daß die Pumpe leer läuft. Der untere schräge Ausschnitt des Kolbens-braucht
sich im übrigen nur zur Hälfte um den Kolben herumzuziehen, und zwar auf einer Seite
entgegengesetzt jener Seite, auf welcher sich der obere schräge Ausschnitt befindet.
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Mit Bezug auf Fig. 8, in welcher der Kolben 6 am unteren Hubende steht,
ist ersichtlich, daß der Zylinder 5 den oberen Kanal 9x enthält und dieser Kanal
an seinem oberen Ende unmittelbar mit der Druckkammer in Verbindung steht. Des weiteren
enthält der Zylinder an tiefer gelegener Stelle den Kanal 13, der zur Saugseite
zurückführt, und schließlich den Kanal io, der als Einlaß- oder Saugkanal dient
und vom Kolben 6 freigelegt wird, wenn derselbe am unteren Hubende anlangt. Der
Rückströmkanal 12 des Kolbens ist in Form eines um den Umfang des Kolbens sich herumziehenden
Ausschnittes geschaffen, dessen obere Steuerkante i2x eine solche Neigung besitzt,
daß sie mit den Kanälen gx, 13 gleichzeitig zusammenwirkt, um den durch die am Kolben
anliegende Zylinderinnenwand während des Förderhubes unterhaltenen doppelten Abschluß
aufzuheben.
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Die Fördermenge kann verändert werden, indem man Kolben und Zylinder
in den Grenzen der Steuerkante i2x relativ zueinander dreht. Die Kante i2x ist so
geschaffen, daß sie, ohne Rücksicht auf die relative Winkellage des Kolbens zum
Zylinder innerhalb der gegebenen Grenzen, mit beiden Kanälen 9x und 13 gleichzeitig
zusammenwirkt.
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Statt den Kanal 9x in Form einer winkligen Bohrung zu schaffen, könnte
man in den
Pumpenzylinder von seinem oberen Ende aus eine Bohrung
einarbeiten bzw. die Zylinderinnenwand vom oberen Ende aus mit einer Längsrille
oder Längsnut versehen.
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Ebenso sind andere Ausgestaltungen der schrägen Steuerkanten möglich;
z. B. könnte die schräge Steuerkante am oberen Ende des Pumpenzylinders durch einen
V-förmigen Einschnitt geschaffen werden, dessen wenigstens einer Schenkel schräg
zu der sonst rechtwinkligen Endfläche des Pumpenzylinders verläuft.