DE69200594T2 - Kraftstoffpumpe. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpenvorrichtung zur Zufuhr von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine der Art, die ein in einem Gehäuse angeordnetes Drehverteilerelement, wobei das Verteilerelement synchron mit dem zugehörigen Motor angetrieben wird, eine im Verteilerelernent ausgeführte Bohrung und einen Verdrängungspumpkolben in derselben, eine im Gehäuse angeordnete Nockenscheibe mit mehreren Nocken, die so ausgelegt sind, daß sie dem Verdrängungspumpkolben Einwärtsbewegungen erteilen, wenn sich das Verteilerelement dreht, einen mit der Bohrung verbundenen Kanal, der so angeordnet ist, daß er der Reihe nach bei der Drehung des Verteilerelements mit mehreren Auslaßöffnungen in Verbindung kommt, wobei die Auslaßöffnungen im Gehäuse angeordnet sind und im Betrieb mit den entsprechenden Einspritzdüsen des zugehörigen Motors verbunden werden, eine Vorrichtung, die eine Kraftstoffniederdruckpumpe zur Zufuhr von Kraftstoff zur Bohrung umfaßt, um in den Intervallen zwischen den Einwärtsbewegungen des Verdrängungspumpkolbens eine volle Auswärtsbewegung desselben zu bewirken, ein durch den Fluiddruck betreibbares Öffnerventil, das es beim Öffnen ermöglicht, daß während der Einwärtsbewegung des Plungers Kraftstoff aus der Bohrung abfließt, um die Lieferung von Kraftstoff durch einen Auslaß zu beenden, einen weiteren Plunger, der in einer weiteren Bohrung angeordnet ist und synchron mit dem Verdrängungspumpkolben betreibbar ist, einen gleitbar in einem Zylinder angeordneten Pumpenkolben, eine Kanalvorrichtung, die die weitere Bohrung mit einem Ende des Zylinders verbindet, eine Einrichtung zum Vorspannen des Pumpenkolbens in Richtung auf ein Ende des Zylinders, wobei der Pumpenkolben von einem Ende des Zylinders durch Kraftstoff wegbewegt wird, der während der Einwärtsbewegung des weiteren Plungers verdrängt wird, und wobei der Pumpenkolben nach einer vorgegebenen Bewegung von dem genannten einen Ende des Zylinders wegbewegt wird, wodurch Kraftstoff unter Druck zum Öffnen des Ventils auf das genannte Ventil gepreßt wird, wobei der Pumpenkolben unter einem Winkel bewegbar ist, um die Größe der vorgegebenen Bewegung zu variieren, und ein Betätigungsorgan umfaßt, das zur Bestimmung der Winkelstellung des Pumpenkolbens mit dem Pumpenkolben gekoppelt ist (s. EP-A-0383 546).
• Bei der obigen Vorrichtungsform kehrt der Pumpenkolben zu dem einen Ende des Zylinders zurück, wenn sich der weitere Plunger nach außen bewegt. Die Rückkehrbewegung des Pumpenkolbens wird praktischerweise durch eine Feder bewirkt. Wenn jedoch die Feder direkt mit dem Pumpenkolben im Eingriff steht, muß ein bestimmter Typ eines Antifriktionslagers zwischen der Feder und dem Pumpenkolben oder zwischen der Feder und einer Stoßfläche vorgesehen sein, damit die Winkelbewegung des Pumpenkolbens durch das Betätigungsorgan nicht behindert wird. Die Federstoßfläche muß alternativ so gestaltet sein, daß sie sich im Winkel mit dem Pumpenkolben bewegt, eine Anordnung, die eine bestimmte Kopplungsform einbezieht, die selbst eine Reibung verusachen kann.
• Eine weitere Überlegung ist die Spannung, mit der die Feder beaufschlagt wird, wenn die Vorrichtung in Betrieb ist. Obwohl der Druck des Kraftstoffs an einem Ende des Zylinders nicht den vom Verdrängungspumpkolben entwickelten Druck des Kraftstoffs erreicht, wird er trotzdem wesentlich höher als der Kraftstoffdruck sein, der von der Niederdruck-Kraftstoffpumpe entwickelt wird. Darüberhinaus muß die Feder ausreichende Kraft erzeugen können, damit der Pumpenkolben an dem einen Ende des Zylinders gehalten werden kann, wenn die Kanalvorrichtung mit dem Auslaß der Niederdruckpumpe verbunden wird, um den Kraftstoffverlust auszugleichen, der beim vorhergehenden Betriebszyklus des weiteren Plungers entstanden ist. Des weiteren ist der Weg des Pumpenkolbens beträchtlich, und die Betriebsfrequenz ist hoch. Die obigen Überlegungen zeigen daher, daß eine leistungsstarke Feder erforderlich ist.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der Art anzugeben, wie sie in einfacher und praktischer Form beschrieben ist.
• Erfindungsgemäß umfaßt eine Vorrichtung der beschriebenen Art einen in einem weiteren Zylinder gleitbaren Pumpenkolben-Rückstoßkolben, wobei der Pumpenkolben-Rückstoßkolben mit dem Ende des Pumpenkolbens in Eingriff kommt, das von dem genannten einen Ende des Pumpenkolbenzylinders entfernt ist, wobei der Durchmesser des Pumpenkolben-Rückstoßkolbens ein wenig größer als der Durchmesser des Pumpenkolbens ist, eine mit dem Ende des vom Pumpenkolben entfernten weiteren Zylinders verbundene Speicherkammer, einen Begrenzer zum Begrenzen des Durchsatzes, mit dem Fluid zwischen dem weiteren Zylinder und der Speicherkammer fließen kann, und wobei die Speicherkammer zum Teil durch einen federbeaufschlagten Kolben definiert ist, der einen Umfang aufweist, die größer als der Umfang des Pumpenkolben-Rückstoßkolbens ist.
• In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
• Fig. 1 schematische Teilansicht der Vorrichtung;
• Fig. 2 vergrößerte Ansicht eines weiteren Teils der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;
• Fig. 3 Teilansicht eines Endes einer praktischen Form der Vorrichtung;
• Fig. 4 Detail der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung;
• Fig. 5 Ansicht des gegenüberliegenden Endes der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung, die zusätzliche Komponenten für die Ausgabe eines Lastsignals zeigt;
• Fig. 6 schematische Darstellung des angebauten Hydraulikkreises;
• Fig. 7 perspektivische Darstellung einer der zusätzlichen Komponenten und
• Fig. 8 perspektivische Darstellung einer weiteren zusätzlichen Komponente.
• Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen umfaßt die Vorrichtung einen Körper 10, in dem eine feste Büchse 11 angeordnet ist, die eine Bohrung zur Aufnahme eines zylindrischen Drehverteilerelements 12 definiert. Das Verteilerelement 12 weist einen Abschnitt mit einem vergrößerten Durchmesser auf, der aus der Bohrung hervorragt, und der im Betrieb in zeitlicher Abhängigkeit von einem zugehörigen Motor angetrieben wird.
• Im größeren Abschnitt des Verteilerelements ist eine Transversalbohrung 13 ausgebildet, in der ein Paar Verdrängungspumpkolben 14 angeordnet sind, deren äußere Enden in die Nockenstößel 15 eingreifen, und wobei jeder Nockenstößel einen Schuh 16 und eine Rolle 17 umfaßt. Die Rollen 17 greifen in die innere Umfangsfläche eines ringförmigen Nockenringes 18 ein, der im Körper 10 montiert ist. Die Winkelposition des Nockenrings 18 ist durch einen mit einem Fluiddruck betreibbaren Kolben mit Federspannung 19 auf eine bekannte Weise einstellbar.
• An der inneren Umfangsfläche des Nockenrings 18 sind mehrere Nockenpaare ausgebildet, die sich vom Basiskreis des Nockenrings erstrecken. Wenn sich das Verteilerelement dreht, kommen die Rollen mit den Vorderkanten der Nocken in Eingriff und erteilen den Verdrängungspumpkolben 14 eine Einwärtsbewegung. Die Bohrung 13 steht mit einem Längskanal 20 in Verbindung, der an einem Punkt mit einem radial angeordneten Lieferkanal 21 verbunden ist, der zur aufeinanderfolgenden Übereinstimmung mit mehreren Auslaßöffnungen 22 positioniert ist, die in der Büchse ausgebildet sind und sich zu den jeweiligen Auslässen 23 erstrecken, die im Betrieb mit den Einspritzdüsen des zugehörigen Motors verbunden sind.
• In einer anderen Stellung ist der Kanal 20 mit mehreren radial angeordneten Einlaßkanälen 24 verbunden, die zur aufeinanderfolgenden Übereinstimmung mit mehreren Einlaßöffnungen 25 positioniert sind, die in der Büchse 11 ausgebildet sind, und die mit Hilfe eines Ein/Ausventils 26 mit dem Auslaß einer Niederdruck-Kraftstoffpumpe 27 verbunden werden, die eine Kraftstoffeinlaßöffnung 28 aufweist. Obwohl das nicht gezeigt ist, sind der Einlaß und der Auslaß der Kraftstoffpumpe 27 durch ein Entspannungsventil miteinander verbunden, und das Drehteil der Pumpe ist mit dem Verteilerelement gekoppelt. Durch das Entspannungsventil variiert der Ausgangsdruck der Niederdruckpumpe 27 in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit der das Verteilerelement angetrieben wird, und der oben angegebene Kolben 19 wird mit dem Auslaßdruck der Niederdruckpumpe 27 beaufschlagt, so daß die Winkeleinstellung des Nockenrings von der Geschwindigkeit des zugehörigen Motors abhängt.
• Der Kanal 21 dient zu Übereinstimmung mit einer Auslaßöffnung 22 während der gesamten Zeit, in denen die Verdrängungspumpkolben 14 nach innen bewegt sind, so daß der von der Bohrung 13 vedrängte Kraftstoff zum zugehörigen Motor fließen kann. Wenn sich das Verteilerelement dreht und sich die Rollen über die Gipfel der Nocken bewegen, bewegt sich der Kanal 21 aus der Übereinstimmung mit einer Auslaßöffnung 22 hinaus und eine Einlaßöffnung 24 bewegt sich in Überstimmung mit einer Einlaßöffnung 25. Daher wird der Bohrung 13 aus dem Auslaß der Niederdruckpumpe Kraftstoff zugeführt und die Verdrängungspumpkolben 14 werden am weitesten nach außen bewegt, so daß die Rollen in den Basiskreis des Nockenrings eingreifen. Wie bereits erwähnt, gibt es keine Methode zum Steuern der Kraftstoffmenge, die durch einen Auslaß 23 geliefert wird. Um die gewünschte Steuerung zu erzielen, ist eine weitere Transversalbohrung 29 im größeren Abschnitt des Verteilerelements vorgesehen, und in der Bohrung sind ein Paar weiterer oder Hilfsplunger 30 angeordnet, deren äußere Enden mit dem Schuh 16 in Eingriff kommen, so daß die Hilfsplunger 30 gleichzeitig mit den Verdrängungspumpkolben nach innen bewegt werden. Die Bohrung 29 ist ständig mit einer Umfangsnut 31 in Verbindung, die am Umfang des Verteilerelements ausgebildet ist, und diese Nut steht ständig mit einem Ende eines Pumpenkolbenzylinders 32 in Verbindung, der der Einfachheit halber durch die Bohrung einer Büchse 33 definiert ist, die im Gehäuseteil 10 in Winkelrichtung einstellbar ist, aber an einer axialen Bewegung gehindert ist. Im Pumpenkolbenzylinder 32 ist ein Pumpenkolben 34 gleitbar angeordnet, der, wie im folgenden beschrieben wird, in Richtung auf das eine Ende des Zylinders vorgespannt ist.
• In der Büchse 33 sind ein Paar axial beabstandeter Öffnungen 36 und 37 angeordnet. Die Öffnung 36 ist ständig mit einer Umfangsnut 38 auf dem Verteilerelement in Verbindung, während die Offnung 37 ständig mit einer Öffnung 39 in Verbindung ist, die in der Büchse ausgebildet ist und zur Übereinstimmung mit den Einlaßkanälen 24 an einer Stelle zum Umfang des Verteilerelements offen ist. Die Übereinstimmung der Öffnung 39 mit einem Einlaßkanal 24 erfolgt während der Zeit, wenn die Verdrängungspumpkolben 14 einwärts bewegt werden. Der Pumpenkolben 34 ist mit einer Nut 40 ausgestattet, die ständig mit der Öffnung 36 in Verbindung ist und von der Nut 40 erstreckt sich eine schräge Nut 41, die, wie noch erläutert wird, so positioniert ist, daß sie nach einer vorgegebenen Bewegung des Pumpenkolbens mit der Öffnung 37 übereinstimmt. Der Winkel des Pumpenkolbens ist einstellbar, und zu diesem Zweck ist er mit einem Arm 42 ausgestattet, der mit einem Betätigungsmechanismus in der Form eines Fliehkraftreglers 42A gekoppelt ist. Durch Winkelbewegung des Pumpenkolbens 34 kann das Ausmaß der Bewegung des Pumpenkolbens von dem einen Ende des Zylinders weg eingestellt werden, bevor die Öffnung 37 mit der Nut 41 in Übereinstimmung gebracht worden ist.
• Es ist außerdem ein Öffnerventil vorgesehen, das generell mit der Bezugsziffer 43 bezeichnet ist und einen Kolben 44 umfaßt der in einem Zylinder 45 untergebracht ist, der sich in einer Verlängerung des Verteilerelements 12 befindet. Der Kolben 44 ist mit einem Ventilglied 46 einstückig ausgeführt, das mit einem Sitz kooperiert, der sich in der Endwand des Zylinders 45 befindet, wobei der Sitz an einem Ende eines mit der Bohrung 13 in Verbindung stehenden Kanals 47 angeordnet ist. Der Kolben 44 ist durch eine Feder 48 vorgespannt, so daß das Ventilglied 46 in den Sitz 48 eingreift, und die Feder 48 ist stark genug, so daß das Ventilglied 46 mit dem Sitz in einem abdichtenden Eingriff gehalten wird.
• Der Betrieb beginnt mit den Teilen in den in Fig. 1 gezeigten Stellungen, was dem Beginn der Einwärtsbewegung der Verdrängungspumpkolben 14 und der Hilfsplunger 30 entspricht. Wenn sich das Verteilerelement dreht, verdrängen die Verdrängungspumpkolben 14 Kraftstoff aus der Bohrung 13 und der Kraftstoff wird dem zugehörigen Motor durch einen Auslaß 23 zugeführt. Gleichzeitig werden die Hilfsplunger 30 nach innen bewegt und Kraftstoff wird in das innere Ende des Zylinders 32 verdrängt, der den Pumpenkolben 34 aufweist. Daher beginnt der Pumpenkolben 34 sich gegen die Kraft der Einrichtung zu bewegen, die den Pumpenkolben vorspannt, und diese Bewegung wird solange fortgesetzt, wie die Plunger nach innen bewegt werden. An einem bestimmten Punkt während der Bewegung des Pumpenkolbens kommt die Öffnung 37 in Übereinstimmung mit der Nut 41 und der Kraftstoff wird mit dem Hochdruck, der durch die Verdrängungspumpkolben 14 entwickelt wurde, zum inneren Ende des Zylinders 45 geliefert und wirkt auf den Kolben 44 ein und beaufschlagt den Kolben gegen die Kraft der Feder 48. Sobald der Kolben 44 mit der Bewegung beginnt, wird das Ventilglied von seinem Sitz angehoben, und der restliche, durch die Verdrängungspumpkolben 14 verdrängte Kraftstoff kann durch den Kanal 47 in den Zylinder 45 fließen, wodurch der Kolben 44 gegen die Kraft der Feder 48 verdrängt wird. Durch Verändern der Winkelposition des Pumpenkolbens 34 kann das Ausmaß der Bewegung des Pumpenkolbens, bevor die Öffnung 37 in Übereinstimmung mit der Nut 41 kommt, gesteuert werden und somit auch die Position während der Einwärtsbewegung der Verdrängungspumpkolben 14, bei der das Ventil 43 geöffnet wird. Daher kann durch eine Winkelbewegung des Pumpenkolbens die Kraftstoffmenge, die dem zugehörigen Motor zugeführt werden kann, variiert werden. Wie bereits angegeben, ist der Arm 42 mit dem Fliehkraftregler 42A gekoppelt, der entweder vom Typ "alle Geschwindigkeiten" oder vom sogenannten Typ "zwei Geschwindigkeiten" ist. Auch die Büchse 33 kann eine Winkelbewegung ausführen, und es sind zwei Arten gezeigt, wie das zu erreichen ist. Im ersten Fall ist ein Kolben 59 vorgesehen, der mit Fluiddruck betreibbar ist, der mit einer Feder gegen die Kraft des Auslaßdrucks der Niederdruckpumpe vorgespannt ist. Durch eine Verbindung des Kolbens mit der Büchse 33 kann eine sogenannte Drehmomentensteuerung erzielt werden. Eine weitere Art der Bewegung der Büchse erfolgt durch eine luftdruckabhängige Membran 60, die auf den Luftdruck anspricht, der dem zugehörigen Motor zugeführt wird; der Kolben 59 und die Membran 60 können, falls erwünscht, beide zur Steuerung der Stellung der Büchse vorgesehen sein.
• Wenn die Plunger ihre Einwärtsbewegung abgeschlossen haben, und sich die Rollen 17 über die Gipfel der Nocken bewegen, können sich die Plunger nach außen bewegen, und Kraftstoff wird von dem einen Ende des Zylinders 45 durch die durch die Feder 48 veranlaßte Bewegung des Kolbens 44 zur Bohrung 13 geleitet. Da jedoch dem angeschlossenen Motor Kraftstoff zugeleitet worden sein kann, wird Kraftstoff durch einen der Einlaßkanäle 24 zur Bohrung 13 geleitet, um zu gewährleisten, daß sich die Plunger maximal nach außen bewegen. Der Pumpenkolben 34 wird ebenfalls zum inneren Ende des Zylinders 32 hin beaufschlagt, wobei Kraftstoff zurück zur Bohrung 29 verdrängt wird. Zusätzlicher Kraftstoff, der erforderlich ist, um einen Kraftstoffverlust zu kompensieren, wird über mit dem Auslaß der Kraftstoffpumpe verbundene Hilfseinfüllstutzen 61 zugeführt, die zur geeigneten Zeit mit einem Kanal 62 im Verteilerelement kommunizieren, und die mit der Bohrung 29 in Verbindung stehen. Die Plunger 30 werden maximal nach außen bewegt.
• Unter Bezugnahme auf Fig. 2 kommt das äußere Ende des Pumpenkolbens 34 mit einem Pumpenkolben-Rückstoßkolben 50 in Eingriff, der in einem weiteren Zylinder 51 gleitbar ist. Es ist ebenfalls eine Speicherkammer 52 angeordnet, die über einen Kanal 53, der einen Begrenzer 54 umfaßt, mit dem Zylinder 51 in Verbindung steht. Die Speicherkammer steht mit dem Auslaß der Niederdruckpumpe 27 über ein Einwegeventil bzw. Rückschlagventil 55 in Verbindung, und die Speicherkammer ist zum Teil durch einen Speicherkolben 56 definiert, der mit einer Feder 57 in Richtung auf einen Anschlag 58 federbeaufschlagt ist. Der Umfang des Speicherkolbens 56 ist größer als der des Pumpenkolben-Rückstoßkolbens 50, der wiederum größer als der des Pumpenkolbens 34 ist. Darüberhinaus ist die Feder 57 ausreichend stark, um den Speicherkolben 56 gegen die am Kolben durch die Ausgangskraft der Niederruckpumpe 27 entwickelte Kraft gegen den Anschlag 58 zu drücken. Die Kontaktfläche zwischen dem Pumpenkolben 34 und dem Rückstoßkolben 50 wird dadurch minimiert, daß die Berührungsfläche einer der Komponenten, in diesem Fall die Fläche des Pumpenkolbens 34, eine konvexe Form hat.
• Im Betrieb, wenn die Hilfsplunger 30 einwärts bewegt werden, bewegt sich der Pumpenkolben 34, wie in Fig. 2 gezeigt, nach oben und veranlaßt die Bewegung des Pumpenkolben-Rückstoßkolbens 50, der wiederum mit Hilfe eines Begrenzers 54 Kraftstoff in die Speicherkammer 52 verdrängt. Der Speicherkolben bewegt sich wegen seiner größeren Fläche um eine kleinere Größe, um den Kraftstoff vom Anschlag 58 wegzudrücken. Wenn es den Hilfsplungern 30 ermöglicht wird, sich nach außen zu bewegen, wird der in der Speicherkammer gesammelte Kraftstoff zum Zylinder 51 zurückgeführt und der Kolben 50 wird zusammen mit dem Pumpenkolben 34 in die gezeigten Stellungen bewegt. Wenn der Speicherkolben während der Rückkehrbewegung mit dem Anschlag 58 in Eingriff kommt, öffnet das Rückschlagventil 55, damit Kraftstoff in die Speicherkammer 52 fließen kann, um den Kraftstoffverlust in den Zwischenräumen zwischen den Kolben 50 und 56 und den jeweiligen Zylindern auszugleichen. Darüberhinaus wird, auch wenn der Kanal 62 mit einer Öffnung 61 in Übereinstimmung gebracht ist und Kraftstoff unter dem Ausgangsdruck der Niederdruckpumpe der Unterseite des Pumpenkolbens zugeleitet wird, immer noch eine Nettokraft vorhanden sein, die infolge des größeren Durchmessers des Rückstoßkolbens 50, und weil im Raum zwischen dem Pumpenkolben 34 und dem Rückstoßkolben 50 ein niedriger Druck vorhanden ist, den Pumpenkolben 34 und den Pumpenkolben-Rückstoßkolben 50 nach unten beaufschlagt. Der Begrenzer 54 soll die Bewegung des Pumpenkolbens 34 und des Pumpenkolben- Rückstoßkolbens 50 dämpfen, insbesondere damit gewährleistet ist, daß sich der Pumpenkolben 34 nicht von der Kraftstoffsäule zwischen dem Pumpenkolben und den Hilfsplungern 30 trennt, und die Hilfsplunger 30 von den Nocken gesteuert bleiben.
• Durch die beschriebene Anordnung werden die Kräfte, die die Winkelbewegung des Pumpenkolbens 34 hemmen, auf einem Minimum gehalten. Des weiteren muß die Feder 57, obwohl sie stärker ist als die Feder, die für ein Spannen des Pumpenkolbens 34 erforderlich wäre, wenn sie direkt am Pumpenkolben angebracht wäre, für eine reduzierte Bewegung sorgen und ist leichter zu konstruieren.
• Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist der Körper 10 in einem Gehäuse 9 angeordnet, das eine Kammer 8 definiert, die mit einem Deckel 7 geschlossen ist. Die Kammer enthält Kraftstoff mit einem niedrigen Druck. Der Pumpenkolben 34 und die Büchse 33 erstrecken sich in die Kammer hinein, und in der Kammer ist eine Bezugsstirnfläche 61A ausgebildet. In der Kammer ist ein Tragkörper 62A angeordnet, der mit Schrauben an dem Teil des Gehäuses befestigt ist, der die Bezugsstirnfläche 61A bildet, und ein Glied des Anschlags 63, der als doppeltes "L" ausgebildet ist, ist zwischen der Bezugsstirnfläche und dem Tragkörper angeordnet. Das andere Glied des Anschlags 63 weist zum Hindurchgehen des Pumpenkolbens 34 eine Öffnung auf, und der Anschlag 63 ist mit Hilfe eines Paßstiftes 64 präzise positioniert. Eine Fläche dieses Glied des Anschlags dient zum Positionieren der Büchse 33 und die andere Fläche dient als Anschlag, der zur Begrenzung der Bewegung des Pumpenkolbens 34 in die Büchse 33 in den Arm 42 eingreifbar ist.
• Der Tragkörper 62A trägt eine Flanschwelle 65, die ein in den Tragkörper eingesetztes Druckteil und im Winkel um die Welle bewegbar ist, und zwischen dem Flansch und dem Tragkörper 62A ist ein Hebel 66 angeordnet, in dem ein Hängestift 67 montiert ist. Um den Stift herum ist eine Rolle 68 mit einer Nut montiert, in der ein Fliehkraftreglergelenk angeordnet ist, das als das Ausgangselement des Fliehkraftregelmechanismus 42A bezeichnet werden kann. Der Stift 67 steht auch mit dem Arm 42 in der Weise im Eingriff, daß sich der Arm axial relativ zum Stift bewegen kann, wenn sich der Pumpenkolben 34 axial bewegt, die Bewegung des Stiftes mit dem Hebel 66 erteilt dem Pumpenkolben die Winkelbewegung.
• Die Flanschwelle 65 definiert den Zylinder 51 für den Pumpenkolben-Rückstoßkolben 50 und das innere Ende des Zylinders steht durch eine Querbohrung in der Welle, die den Begrenzer 54 bildet, mit einem Kanal 69 im Tragkörper 62A in Verbindung. Dieser Kanal ist an einem Ende verstopft und das andere Ende ist blind, dieses Ende steht über eine Büchse 70 mit einem Kraftstoffgang 71 in Verbindung, der wiederum mit dem Auslaß der Pumpe 27 verbunden ist. Ein Plattenventilglied ist zwischen dem Ende der Büchse 70 und dem Kanal 69 angeordnet und bildet das Ventil 55.
• Das verschlossene Ende des Kanals 69 steht mit dem inneren Ende der Speicherkammer 52 in Verbindung, die den Speicherkolben 56 enthält. Die Feder 57, die den Speicherkolben 56 vorspannt, geht durch eine Öffnung im Anschlag 63 hindurch und in eine Ausnehmung 72 im Gehäuse 9 hinein. Die Feder ist mit einer gehärteten Stoßfläche ausgestattet, die mit der Basis der Ausnehmung im Eingriff ist. Die Endwand der Kammer 52 dient als Anschlag 58, der die Bewegung des Speicherkolbens mit dessen Federkraft begrenzt und seine Bewegung in die entgegengesetzte Richtung wird durch seinen Eingriff mit dem Anschlag 63 begrenzt. Darüberhinaus steht die Ausnehmung 72 über einen Schlitz (nicht gezeigt) mit der Kammer 8 in Verbindung, um der Unterseite des Kolbens Luft zuzuführen. Die Vorrichtung funktioniert, wie oben beschrieben.
• Fig. 4 zeigt ein Sicherheitsmerkmal in Form eines Plattenventils 74, das sich zwischen dem Speicherkolben 56 und seiner Feder 74 und befindet und das, wenn der Kolben 56 klebt, zur Verhinderung eines Überdrucks öffnen kann, wenn sich die Plunger 30 innen bewegen.
• Das Timing der Kraftstoffzufuhr in der beschriebenen Vorrichtung ändert sich mit der Drehzahl, mit der der zugehörige Motor angetrieben wird. In einigen Fällen ist es wünschenswert, daß die Stellung des Nockenrings ebenfalls in Übereinstimmung mit der dem Motor zugeführten Kraftstoffmenge variiert. Das wird durch ein weiteres Zusatzgerät an der Vorrichtung erreicht.
• Unter Bezugnahme auf Fig. 5 ist an der oberen Fläche des Tragkörpers 62A ein Tragarm 75 für ein Ventilgehäuse 76 angeordnet. Im Ventilgehäuse ist eine Axialbohrung 77 ausgebildet und ein zylindrisches Ventilglied 78 ist axial gleitbar und winkelbewegbar in der Bohrung angeordnet, das perspektivisch in Fig. 7 gezeigt ist.
• Das obere Ende des Ventilglieds hat eine Haube und nahe am unteren Ende befindet sich eine Nut 79. Eine ebene Platte 80 ist auf einem Abschnitt des Ventilsglieds definiert, die die Basiswand der Nut ist. In der Nut ist ein Endabschnitt 82 eines Federbetätigungsarms 81, der perspektivisch in Fig. 8 gezeigt ist. Der Arm besteht aus einem Streifenmaterial, wie zum Beispiel Federstahl, und der obige Endabschnitt 82 hat eine Hakenform und bildet einen Bügel, wodurch er in der Nut zurückgehalten wird. Darüberhinaus umfaßt der Endabschnitt 82 einen flachen Abschnitt 84, der gegen die ebene Platte 80 des Ventilglieds angeordnet wird, wodurch das Ventilglied vom Arm im Winkel bewegt werden kann. Der Arm 81 erstreckt sich vom Ventilglied nach außen und der Streifen ist um 90 ºC verdreht und dann im rechten Winkel gebogen und bildet so ein herabhängendes Glied 85. Das Glied 85 ist in einer Ausnehmung 86 im Hebel 66 angeordnet, so daß, wenn der Hebel 66 durch den Fliehkraftregelmechanismus in Winkelrichtung bewegt wird, auch das Ventilglied 78 bewegt wird. Darüberhinaus beaufschlagt der Arm 81 das Ventilglied auch mit einem aufwärts gerichteten Axialdruck, wodurch das obere Haubenende des Ventilglieds mit einem einstellbaren Anschlag 87 in Eingriff kommt, der in einem modifizierten Deckel 7A montiert ist.
• Das Ventilgehäuse 76 und das Ventilglied 78 bilden ein Druckregelventil 89, das in einem zusätzlichen, in Fig. 6 gezeigten Hydraulikkreis eingebaut ist. Der den Timing-Kolben 19 enthaltende Zylinder ist, statt direkt mit dem Ausgang der Niederdruckpumpe 27 verbunden zu sein, über eine Öffnung 88 mit dieser verbunden, und das Steuerventil steuert den Kraftstoffdurchsatz stromab von der Öffnung zu einem Ableitungskanal. Die Öffnung 88 und das Ventil wirken als ein Fluidpotentiometer, und je größer der Kraftstoffdurchsatz zum Ableitungskanal ist, desto größer ist der Druckabfall an der Öffnung.
• Wie in Fig. 7 gezeigt ist, weist das Ventilglied 78 eine spiralförmige Nut 90 auf, die sich auf den gegenüberliegenden Seiten einer Ausnehmung 91 erstreckt und entweder eine rechteckige oder eine runde Form hat. Die Ausnehmung steht über einen Kanal 92 im Ventilgehäuse 76 und den Tragarm 75 mit der stromab liegenden Seite der Öffnung 88 in Verbindung. Darüberhinaus ist im Ventilkörper eine Öffnung 93 ausgebildet, die sich zum Umfang des Ventilglieds hin öffnet und mit der Kammer 8 in Verbindung steht. Die Öffnung 93 ist so positioniert, daß der Grad der Übereinstimmung mit der Nut 90 variiert, wenn das Ventilglied in Winkelrichtung bewegt wird, und bei einer kleinen und einer großen Kraftstofflieferung ist die Öffnung 93 geschlossen, so daß der auf den Kolben 19 aufgebrachte Druck der Ausgangsdruck der Pumpe 27 ist. Infolgedessen wird, wenn man eine konstante Geschwindigkeit annimmt, wenn sich der Fliehkraftregelmechanismus bewegt, um die Kraftstoffzufuhr zu steigern, der auf den Kolben 19 aufgebrachte Druck abfallen, wenn sich die Nut 90 in die Übereinstimung mit der Öffnung bewegt, und der Druck wird zunehmen, wenn sich die Nut aus der Übereinstimmung mit der Öffnung hinausbewegt. Die Kraftstofflieferung wird daher progressiv verzögert und dann vorgezogen. Die normale Drehzahlverstärkung wird weiter erzielt, da der Ausgangsdruck der Pumpe 27 mit der Drehzahl variiert. Es ist möglich, daß der auf den Kolben 19 aufgebrachte Druck auf einen nicht erwünschten Pegel abfällt, um das zu vermeiden, ist parallel zur Öffnung 88 ein Differenzdruckventil 94 verbunden.
• Wenn statt einer Öffnung 93 ein Paar Öffnungen vorgesehen sind und einen Abstand voneinander haben, der der Breite der Nut 90 entspricht, wird der gegenteilige Effekt erzielt, wenn die Nut gegenüber der einen und der anderen Öffnung bei einer geringen und einer großen Kraftstofflieferung unbedeckt bleibt.
• Der einstellbare Anschlag 87 ermöglicht die axiale Einstellung des Ventilglieds 78, das nach der Montage der Vorrichtung eingestellt wird, und es ist anzumerken, daß zur Erzielung einer weiteren Form der Timing-Kurve die Formen der Öffnung oder der Öffnungen und der Nut geändert werden können.
• Die Anordnung des Endabschnitts 82 des Arms 81 ermöglicht es, daß sich der Arm weiter mit dem Hebel 66 bewegen kann, wenn das Ventilglied 78 in die Bohrung 77 greift, wodurch es möglich ist, daß der Fliehkraftregelmechanismus 42A den Betrieb des Motors weiter steuert.
• Bei einer modifizierten Anordnung des Arms 81 ist das untere Ende des Gliedes 85 als Hohlzylinder gestaltet und kommt als Federfassung mit einer zylindrischen Ausnehmung im Hebel 66 in Eingriff. Dadurch wird eine genauere Plazierung und eine verbesserte Steifigkeit in der Bewegungsrichtung des Hebels und des Arms erreicht.

Claims (12)

1. Kraftstoffpumpenvorrichtung zur Zufuhr von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine mit

- einem Drehverteilerelement (12), das in einem Körper (10) angeordnet ist, und im Betrieb in einer zeitlichen Abhängigkeit vom zugehörigen Motor angetrieben wird,

- einer Bohrung (13) im Verteilerelement und

- einem Verdrängungspumpkolben (14) in derselben,

- einer im Körper angeordneten Nockenscheibe (18) mit mehreren Nocken, die dem Verdrängungspumpkolben der Reihe nach Einwärtsbewegungen erteilen, wenn sich das Verteilerelement dreht,

- einem mit der Bohrung (13) verbundenen Kanal (21), der der Reihe nach mit Auslaßöffnungen (22) in Übereinstimmung kommt,

- einer Vorrichtung mit einer Kraftstoffniederdruckpumpe (27) zur Zufuhr von Kraftstoff zur Bohrung (13), um in den Intervallen zwischen den Einwärtsbewegungen eine volle Auswärtsbewegung des Verdrängungspumpkolben (14) zu bewirken,

- einem durch den Fluiddruck betreibbaren Öffnerventil (43), das es bei seiner Öffnung ermöglicht, daß während der Einwärtsbewegung des Verdrängungspumpkolbens (14) Kraftstoff aus der Bohrung (13) abfließt, um die Lieferung von Kraftstoff durch einen Auslaß zu beenden,

- einem weiteren Plunger (30), der in einer weiteren Bohrung (29) angeordnet ist und synchron mit dem Verdrängungspumpkolben (14) betreibbar ist,

- einem gleitbar in einem Zylinder (32) angeordneten Pumpenkolben (34),

- einer Kanaleinrichtung, die die weitere Bohrung (29) mit einem Ende des Zylinders (32) verbindet,

- einer Einrichtung zum Spannen des Pumpenkolbens (34) in Richtung auf das eine Ende des Zylinders, wobei der Pumpenkolben von dem einen Ende des Zylinders durch Kraftstoff wegbewegt wird, der durch den weiteren Plunger (30) verdrängt wird, und wobei der Pumpenkolben nach einer vorgegebenen Bewegung von dem genannten einen Ende des Zylinders wegbewegt wird, wodurch Kraftstoff unter Druck zum Öffnen des Ventils auf das Ventil (43) gepreßt wird, wobei der Pumpenkolben (34) unter einem Winkel bewegbar ist, um die Größe der vorgegebenen Bewegung zu variieren, und

- ein Betätigungsorgan (42A) zur Bestimmung der Winkelstellung des Pumpenkolbens umfaßt,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtung zum Spannen des Pumpenkolbens (34) einen Pumpenkolben-Rückstoßkolben (50), der in einem weiteren Zylinder (51) gleitbar angeordnet ist, wobei der Kolben (50) mit dem Ende des Pumpenkolbens (34) in Eingriff kommt, das von den einen Ende des Pumpenkolbenzylinders entfernt ist, wobei der Durchmesser des Pumpenkolben-Rückstoßkolbens ein wenig größer als der Durchmesser des Pumpenkolbens ist, eine mit dem Ende des vom Pumpenkolben entfernten weiteren Zylinders verbundene Speicherkammer (52) und einen Begrenzer (54) zum Begrenzen des Durchsatzes umfaßt, mit dem Fluid zwischen dem weiteren Zylinder (51) und der Speicherkammer (52) fließen kann, und wobei die Speicherkammer zum Teil durch einen federbeaufschlagten Kolben (56) definiert ist, der einen Umfang aufweist, der größer als der des Pumpenkolben-Rückstoßkolbens (50) ist.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der einander zugewandten Flächen, entweder der Pumpenkolben-Rückstoßkolben (50) oder der Pumpenkolben (34), eine konvexe Oberfläche aufweist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Rückschlagventil (55) durch das zur Kompensierung eines Verlustes Fluid in die Speicherkammer (52) fließen kann.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Ventilvorrichtung (74), durch die Fluid aus der Speicherkammer (52) abfließen kann, wenn der federbeaufschlagte Kolben 56 klebt.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilvorrichtung ein Plattenventil (74) aufweist, das durch die Feder (57) gespannt ist, die mit dem federbeaufschlagten Kolben (56) verbunden ist, um eine Öffnung im Kolben zu überdecken.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherkammer (52) ein Teil (62A) umfaßt, das in einem Gehäuse (9) der Vorrichtung befestigt ist, wobei auf dem Teil eine Hohlwelle (65) angeordnet ist, die den weiteren Zylinder (51) bildet, um den ein Hebel (66) montiert ist, der betreibbar mit einem Ausgangsglied des Betätigungsorgangs (42A) verbunden ist, wobei der Hebel (66) einen Stift (67) umfaßt, der mit einem Arm (42) in Eingriff steht, der vom Pumpenkolben (34) getragen wird.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Ventilgehäuse (76), daß zur Montage auf dem Teil (62A) ausgelegt ist, ein einstellbares Ventilglied (78), das im Ventilgehäuse angeordnet ist, eine Einrichtung (81), die das Ventilglied (78) mit dem Hebel (66) derart koppelt, daß das Ventilglied (78) zusammen mit dem Hebel bewegt wird, wobei das Ventilglied und das Ventilgehäuse ein Ventil bilden, das den auf einen federbeaufschlagten Kolben (19) aufgebrachten Druck steuert, der mit dem Nocken (18) gekoppelt ist.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (78) im Ventilgehäuse (76) in Winkelrichtung einstellbar ist, wobei die Kopplungseinrichtung einen mit einer Feder betätigbaren Arm (81) aufweist, dessen einer Endabschnitt (82) eine Hakenform um einen Abschnitt des Ventilglieds aufweist, wobei sich der Arm nach außen vom Ventilglied erstreckt und dann im wesentlichen im rechten Winkel gebogen ist und so ein herabhängendes Glied (85) bildet, dessen Endabschnitt in einer Ausnehmung (86) im Hebel (66) angeordnet ist.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (81) aus einem Streifenmaterial besteht, und der Endabschnitt (82) in einer Nut (79) im Ventilglied (78) angeordnet ist, wobei der Endabschnitt einen flachen Abschnitt (84) umfaßt, der gegen eine ebene Platte (80) in der Basiswand der Nut angeordnet ist.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (78) im Ventilgehäuse axial bewegbar ist und durch die Federkraft des Arms (81) axial in einen Eingriff mit einem einstellbaren Anschlag (87) gespannt ist.

11. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (86) eine zylindrische Form aufweist, und daß das herabhängende Glied (85) eine Hohlzylinderform hat.

12. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (78) eine spiralförmige Nut (90) aufweist, eine erste Öffnung (92) im Ventilgehäuse angeordnet und ständig mit der Nut in Verbindung ist, wobei die erste Öffnung mit dem Auslaß der Niederdruck-Kraftstoffpumpe (27) durch eine feste Öffnung (88) verbunden ist, und sie ebenfalls mit dem Zylinder verbunden ist, der den Kolben (19) enthält, und eine zweite Öffnung (93) im Ventilgehäuse angeordnet ist, wobei die zweite Öffnung so positioniert ist, daß sie nach der Winkeleinstellung des Ventilglieds (78) mit der Nut in Verbindung ist, und mit einem Ableitungskanal verbunden ist, wodurch der auf den Kolben (19) aufgebrachte Druck von der Einstellung des Pumpenkolbens abhängt.