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Kolbenpumpe, insbesondere Brennstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenpumpe, insbesondere Brennstoffeinsprztzpumpe
für Brennkraftmaschinen, bei der ein Hauptkolben :seine Hubbewegung über eine z.
B. aus öl bestehende Zwischenflüssigkeit auf einen zur unmittelbaren - Förderung
dienenden Zwischenkolben in der Weise überträgt, daß die Bewegung des. Zwischenkolbens
erst darin beginnt, wenn der Hauptkolben in der Zylinderwand angebrachte öffnungen
für die Zwischenflüssigkeit abgeschlossen hat.
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Derartige Pumpen sind- an sich bekannt. Das wesentliche Merkmal der
vorliegenden Erfindung besteht darin, daß bei @diesen Pumpen ein Teil. der Zuführleitung
für das Fördermittel, insbesondere Brennstoff, durch eine im Hauptkolben angeordnete
Bohrung gebildet wird, deren Mündungen sich bei der äußeren Kolbenstellung mit zwei
in der Zuführleitung vorgesehenen Anschlußbohrungen decken, bei der nach ;einwärts
gerichteten Hubbewegung des .Hauptkolbens aber von letzteren abgeschlossen . werden,
bevor der Hauptkolben die Einlaßöffnung der Zwischenflüssigkeit zur Herbeiführung
der Bewegung des Zwischenkolbens abschließt.
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Durch diese Ausbildung gemäß der Erfindung wird erreicht, daß die
den Einlaß des Fördermittels, insbesondere Brennstoffes, steuernden öffnungen in
der Zufuhrleitung niemals unter einen ihre Ränder abnutzenden. Druck gesetzt werden.
Hierdurch wird die Lebensdauer der Pumpe beträchtlich :erhöht: Gemäß einer weiteren
Ausbildung der Erfindung wird der Zwischenkolben aus zwei durch ,eine Feder in einem
Abstand voneinander gehaltenen Teilen gebildet, so daß der Abschluß der Einlaßöffnupg
für die Zwischenflüssigkeit durch den Hauptkolben noch nicht -sofort den Förderbeginn
der- zu fördernden Flüssigkeit zur Folge hat, sondern vielmehr zuerst die beiden
Teile des Zwischenkolbens unter überwindung der zwischen ihnen vorgesehenen Feder
aneinandergelegt werden;. Hierdurch wird erreicht, daß auch ehe Ränder der Einlaßöffnung
für die Zwischenflüssigkeit und die diese öffnung steuernden Ränder des Hauptkolbens
beim Absrhluß der genannten Einlaßöffnung der Zwischenflüssigkeit :nicht einem starken,
die Ränder beschädigenden Flüssigkeitsdruck ausgesetzt werden.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht,
und zwar zeigt -Fi,g. r einen Schnitt .durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Kolbenpumpe.
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Fig.2 stellt eine Sonderausführung des Zwischenkolbens; dar, während.
die Fig. 3 und q. schematisch . eine mehrzylindrische Pumpe und die Gestaltung der
Steuierkanten ihrer Kolben veranschaulichen.
Die in der Zeichnung
dargestellten Pumpen sind sämtlich Einspritzpumpen für Bremikraftmaschinen. Es sei
,aber bemerkt, daß die Erfindung auf diese Pumpenart nicht beschränkt ist.
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In den Zeichnungen ist mit a der Haupt= kalben bezeichnet, der auf
eine beliebige Weise in dem Zylinder e in eine hin und her gehende Bewegung versetzt
wird. Zwischen dem Hauptkolben a und dein Zwischenkolben c befindet sich eine Zwischenflüssigkeit,
die aus einem Schmiermittel, z. B. öl, bestehen kann. Der Zwischenkolben e ist seinerseits
in dem Zylinderd verschiebbar und steht auf seiner der Zwischenflüssigkeit abgewandten
Seite mit dem zu fördernden Brennstoff in Berührung. Es bedeuten feiner f1 den Austrittskanal,
g das Druckventil der Brennstoffpumpe, i eine Rast für den Kolben c.
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Der Kolben a ist auf seiner der Zwischenflüssigkeit zugekehrten Stirnseite
mit mindestens einer geneigten Fläche versehen, die mindestens eine Einlaßöffnung
a2 für das als Zwischenflüssigkeit dienende öl steuert: Die öffnung a2 bildet die
Mündung einer Leitung a3, die von einem ölbebälter U ausgeht. Der Kolben a ist um
seine Achse drehbar, derart, daß er verschiedene Stellungen einnehmen kann. Je nach
der Kolbeneinstellung wird die Einlaßleitüng früher oder später abgeschlossen. Die
hydraulische Kupplung zwischen den beiden Kolben a. und c beginnt also je nach der
Einstellung des Kolbens a. früher oder später: Gemäß Fig. i ist auch die der Zwischenflüssigkeit
zugekehrte Fläche des Zwischenkolbens c schräg ausgebildet, und zwar steuert der
Zwischenkolben öffnungen a," der Auslaßleitunga5 der Zwischenflüssigkeit.
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Die Förderbewegung des Zwischenkolbens c hört auf, wenn die Auslaßöffnung
a¢ für die Zwischenflüssigkeit freigegeben wird. Der Zeitpunkt der Freigabe der
öffnung a4 ist durch Drehung des Kolbens c um seine Achse veränderlich.
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Die beiden Leitungen a3 und a5 sind an einen gemeinsamen ölbehälter
b angeschlossen.
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An dem Pumpenzylinder sind zwei Ausnehmungenn vorgesehen; welche die
Kolbenmäntel teilweise zugängig lassen, so daß man den Kolben Drehbewegungen, beispielsweise
mit Hilfe von Zahnstangen n', die in Zähne der Kolbenmäntel eingreifen, erteilen
kann.
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Die Brennstoffzufährleitung f, welche den Brennstoff in den vor dem
Drückventilg liegenden Förderraum der Brennstoffpumpe leitet, ist erfindungsgemäß
mit zwei öffnungen p an die Lauffläche des Zylinderteilse angeschlossen und setzt
sich in einem Kanal f des Kolbensa selbst fort. Die Mündungen des Kanals g und die
öffnungen p fallen zusatTlmen, wenn sich der Kolben a in seiner unteren Totpünktstellung
oder in deren Nähe befindet. In dieser Stellung hat der Kolben nie öffnung,a2 noch
nicht überdeckt. Die Deckung °>der genannten Mündungen mit den öffnungen ist dagegen
schon aufgehoben, wenn der Kolben die öffnung a2 abschließt. Infolgedessen wird
der Brennstoff niemals gleichzeitig mit dem Augenblick, in dein die öffnungen
p verschlossen werden, unter Druck gesetzt, .so daß eine Abnutzung der Umgebung
der genannten öffnungen vermieden wird.
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Die geneigten Flächen der Kolben a und c können auch noch einen geraden
Teil g1 aufweisen, durch den eine Begrenzung der Einspritzung, die nicht überschritten
werden kann, herbeigeführt wird.
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Schließlich sind in den Kolbena und c Kanäle g2 vorgesehen, die von
dem Zwischenflüssigkeitsrauen ausgehen und in Rinnen g3 münden. Durch diese Kanäle
wird unter Drück stehendes öl zwecks Schmierung en Laufflächen der Pumpe zugeführt.
Gleichzeitig wird durch den ölfilm für den Brennstoff eine gute Abdichtung an den
Laufflächen geschaffen.
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Weiterhin empfiehlt es sich, eine Verzögerungsvorrichtung vorzusehen,
durch die bewirkt wird, daß die Förderung der Einspritzpumpe erst beginnt, wenn
die Steuerkante des - Hauptkolbens a die Einlaßöffnung a2 der Zwischenflüssigkeit
schon um einen gewissen Betrag überlaufen hat, so daß die Zwischenflüssigkeit im
Augenblick der Ab.schließung der öffnunga2 noch nicht unter einen starken Druck
gesetzt wird, was eine wesentliche Schonung der Steuerkante des Hauptkolbens und
der Kanten der Öffnung a2 zur Folge hat.
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Diese Verzögerungseinrichtung wird gemäß Fig. a dadurch geschaffen,
daß der Zwischenkolben c in zwei Teile cl und c2 zerlegt ist, die im Ruhezustand
durch eine Feder j in einem Abstand z voneinander :gehalten werden. Die Feder j;
die zwischen den beiden Kolben cl, e2 angeordnet ist, ist schwächer als die Rückholfeder
°h, mit der der Zwischenkolben c belastet ist.
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Durch die beschriebene Verzögerungseinrichtung wird ein Teil des Hubes
des Hauptkolbens a unwirksam gemacht und der Hub des Zwischenkolbens c entsprechend
verringert. Wenn der Hauptkolbena auf eine Fördermenge eingestellt wird, die so
,groß ist, daß sie gleich oder kleiner ist als der Wirkling der Verzögerungseinrichtung
entspricht, so wird eine tatsächliche Lieferung der Brennstoffpumpe überhaupt unmöglich.
Bei Mehrzylinderpumpen kann dies dazu benutzt werden, um einen -Teil der Einzelpumpen
bei Leerlauf gänzlich abzuschalten. Es muß dabei
aber dafür gesorgt
werden, daß bei Belastungen die Verzögerungswirkung beseitigt wird, wenn diese Pumpen
bei Belastung in normaler Weisse an "der beteiligt sein -sollen.
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Eine Ausführungsform, die in der geschilderten Weise arbeitet; ist
in den Fig.3 und -q. dargestellt. Die in -Fig. 3 schematisch veranschaulichte mehrzylindrige
Pumpenanlage besteht aus zwei Zylindergruppen I, 1I. In den Zylindern der Gruppe
I haben die Kolben a die auf der linken Seite der Fig. q. veranschaulichte Stirnform,
während die Kolben a. der Gruppe II die in Fig. 4. rechts gezeigte Stirnform aufweisen.
Ferner sind die Einzelpumpen der Gruppe II mit Einrichtungen versehen, durch die
der Beginn der tatsächlichen Brennstofförderung verzögert wird. Wie aus Fig. q.
rechts ersichtlich ist, hat die den Abschluß der Zwischenflüssigkeit zwischen den
Kolben a und c steuernde Stirnfläche des Kolbens a eine Stufenform mit zwei in verschiedener
Höhe liegenden Steuerkanten, deren Bereich mit Y1 und Y2 bezeichnet ist und die
durch die Stufe s gegeneinander versetzt sind. Die Höhe z der Stufe s zwischen den
Steuerkanten entspricht der Verzögerung, mit der der Zwischenkolben c den BremZstoff
fördert.
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Bei dem in den Fig. 3 und 4. -dargestellten Ausführungsbeispiel ist
angenommen, daß der Steuerkantenteil ri der zu der Gruppe I I gehörenden Kolbena
in der gleichen Höhe liegt wie die Steuerkanten der Kolb;ena der Gruppe I. Wenn
also der Steuerkantenteil v1 reingestellt ist, wird die Einlaßöffnung der Zwischenflüssigkeit
bei den Pumpen der Gruppe II im gleichen Zeitpunkt geschlossen wie bei dem Pumpen
der Gruppe I. Jedoch beginnt die wirkliche Förderung bei den Pumpen der Gruppe II
wegen der dort vorgesehenen Verzögerungseinrichtung wesentlich später als bei den
Pumpen der Gruppe I. Gegebenenfalls findet bei den Pumpen der Gruppe 1I überhaupt
keine Förderung statt. Ist dagegen der Steuerkantenteil r2 reingestellt, so wird
die Einlaßöffnung der Zwischenflüssigkeit bei den Pumpen der Gruppe II schon früher
geschlossen als bei den Pumpen der Gruppe I, und zwar um einen solchen Betrag früher,
der der Verzögerung .entspricht. Diese wird daher in ihrer Wirkung aufgehoben, :so
daß die Pumpen der Gruppe II im gleichen Augenblick mit der Brennstofförderung beginnen
wie die Pumpen der Gruppe I.
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Wie aus den obigen Darlegungen hervorgeht, lassen sich durch die Beteiligung
beider Kolbe@na und C an :der Steuerung Verhältnisse herbeiführen, die den praktischen
Anforderungen des Betriebes in günstiger Weise entsprechen. Die Ausbildung der Steuerkanten
der Kolben einer mehrzylindrigen Brennstoffpupe in der Weise, daß bei Verdrehung
der Kolben im Sinne- der Verringerung der Fördermenge eineroder einige der Kolben
auf Nullförderung eingestellt. werden, während die anderen fördern,'ist an sich
bekannt.
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Die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform-en sind Beispiele,
auf die die Erfindung nicht' beschränkt ist.