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Kolben für Einspritzpumpen von Dieselmotoren Der Gegenstand dieser
Erfindung betrifft eine besondere Ausbildung einer Einspritzpumpe von Dieselmotoren.
Auf seiner äußeren Oberfläche weist der Kolben statt einer einzigen schrägen Ringnut
für die Regulierung der Brennstoffmenge mindestens zwei Ringnuten dieser Art auf.
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Es ist bekannt, daß die Einspritzpumpen für Dieselmotoren im allgemeinen
durch einen Hohlzylinder gebildet werden, der nahe dem einen Ende zwei diametral
entgegengesetzte Öffnungen hat, die dem Ansaugen des Brennstoffes bzw. Ausstoßen
desselben am Ende einer Einspritzperiode dienen, wenn man diesen Brennstoff in den
Motor durch eine Öffnung des Zylinders einspritzt. Der in einem Zylinder arbeitende
Kolben besitzt an seiner Peripherie schraubenförmige oder gradlinige Ringnuten,
die die Regulierung des Einspritzzeitpunktes erlauben. Das Ende der Einspritzung
derartiger Pumpen wird im allgemeinen durch die Unterbrechung des auf den Brennstoff
ausgeübten Drucks durch den Kolben bestimmt, und zwar in dem Augenblick, in dem
die schraubenförmige oder gradlinige Ringnut die Öffnung des Brennstoffdurchganges
freilegt, um durch diese den verbliebenen Brennstoff in den Zylinder zu bringen.
Dieser Brennstoff kann von der Kopfseite des
Kolbens zur Ringnut
der Regulierung durch eine längliche Rille oder durch einen axialen Kanal; der mit
einem diametralen Kanal verbunden, ist, in die genannte Ringnut gelangen. Wie oben
erwähnt, leistet die eine Kolbenhälfte lediglich Pumpenarbeit, hat aber keine Regulierungstätigkeit.
So ist es leicht zu verstehen, daß, wenn eine gewisse Abnutzung in dem Kolben -
durch Verbindung der Seiten, seiner Ringnutregulierung - und/oder im Zylinder =
durch Verbindung der Ränder der Öffnung, die mit der einzigen Ringnut des Kolbens
zusammenwirkt - eingetreten ist, sich der Druck der Einspritzpumpe beträchtlich
vermindert, und zwar derart, daß man gezwungen ist, um normale Bedingungen wieder
herzustellen, das Pumpenteil zu ersetzen, welches aus dem Zylinder und dem oben
beschriebenen Kolben gebildet wird.
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Nach dem Gegenstand dieser Erfindung erhält der Zylinder der Einspritzpumpe
mindestens zwei kombinierte Öffnungen zum Eintritt und Auslaß für den flüssigen
Brennstoff, von denen alle bis auf eine hermetisch geschlossen sind, und der Pumpenkolben
in seiner äußeren Oberfläche mindestens zwei gleiche Ringnuten aufweist, so daß
eine Ringnut des Kolbens durch eine andere derart ersetzbar ist, daß eine der bisher
geschlossenen Öffnungen geöffnet und die besagte offene Öffnung geschlossen wird.
Dieser Zylinder erhält also zweckmäßigerweise die gleiche Anzahl von Öffnungen für
den Durchgang des Brennstoffes, wie der zugehörige Kolben Ringnuten aufweist. '
Nach einem weiteren Merkreal kann der Zylinder, in dem der oben beschriebene Kolben
arbeitet, nur eine einzige Öffnung für den Durchgang des Brennstoffes besitzen,
wobei dann eine abgenutzte Ringnut durch eine neue Ringnut ersetzt wird, so daß
sich dann. der Kolben um seine Achse dreht.
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Weitere Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung.
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Die Zeichnung zeigt drei Ausführungsbeispiele' des Erfindungsgedankens.
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Fig. i ist eine perspektivische Ansicht mit teilweisem Schnitt eines
Zylinders und des in ihm arbeitenden Kolbens; Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht
mit teilweisem Schnitt einer anderen Ausführungsform; Fig. 3 ist eine perspektivische
Ansicht mit teilweisem Schnitt einer weiteren Ausführungsform. In dem Zylinder i
einer Einspritzpumpe -sind zwei Öffnungen 5 und 5' z. B. durch Bohren vorgesehen,
deren eine, z. B. die Öffnung 5', durch eine Schraube ii oder durch einen Tropfen
geschmolzenen Metalls hermetisch abgeschlossen ist. Im Innern des Zylinders i kann
ein Kolben 2 seine Stellung infolge einer Gegentaktbewegung ändern, der auf seiner
äußeren Oberfläche mit zwei schraubenförmigen Ringnuten 12 und 12' versehen ist,
welche durch eine kreisförmige, gemeinsame Kante 13 unten abgeschlossen sind. Zwei
schraubenförmige voneinander getrennte Kanten 3 und 3' liegen oberhalb der Kante
13. Die zwei schraubenförmigen Ringnuten 12 und 12' stehen mit -d-ef Fläche 6 des
Kolbens durch zwei längliche und diametral entgegengesetzte Rillen io und zö in
Verbindung. Bei der Anordnung, die die Fig. i zeigt, sind die Öffnungen 5 bzw. 5'
bzw. die schraubenförmigen Ringnuten des Kolbens so angeordnet, daß sie um iSo°
versetzt zueinander liegen.
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Der Kolben 2 verschiebt sich im wesentlichen durch eine gradlinige
Gegentaktbewegung, seine normale Arbeitsweise für eine Verteilung des flüssigen.Brennstoffes
kann aber auch durch Drehung um seine Achse um einen Winkel von weniger als i8o°
mit Rücksicht auf das Verändern und Regeln der Steuerung bewegt werden. In der Fig.
i ist der Kolben in der tiefsten Stellung seines Hubs dargestellt. Man richtet es
so ein, daß die Öffnung 5 während der Einspritzung direkt mit dem Druckraum der
Pumpe in Verbindung steht, so daß der flüssige Brennstoff frei in der einen oder
anderen Richtung durch diese Öffnung abfließen kann, ohne daß Brennstoff durch die
oberste Spitze des Zylinders austritt. In einem bestimmten Punkt des Steuerungshubs
des Kolbens, wobei der Rand der Fläche 6 des Kolbens wie eine Regulierungsvorrichtung
wirkt, wird die für Eintritt und Auslaß vorgesehene Öffnung 5 derart geschlossen,
daß der Brennstoff in die oberste Spitze des Zylinders i gedrängt wird. Nach einer
gewissen Verschiebung des Kolbens während dieses Steuerungshubs überholt die obere
Kante oder schraubenförmige Kante 3 der Ringnut 12 die untere Kante der Öffnung
5 und setzt diese Öffnung mittels der Rillen io und -io' mit dem Druckraum der Pumpe
in Verbindung, so daß der flüssige Brennstoff von neuem frei durch die kombinierte
Eintritts- und Austrittsöffnung 5 abfließen kann, wodurch das Ende des aktiven Teils
des Steuerungshubs bestimmt wird.
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Die Öffnung 5' ist geschlossen, wenn die Öffnung 5 und der entsprechende
Rand 3 in Tätigkeit sind; diese Öffnung 5' und der entsprechende Rand 3' werden
nicht benutzt, sind daher auch keiner Abnutzung Punterworfen, die beim Durchgang
unter dem Druck des flüssigen Brennstoffes entsteht. Nach einer gewissen Arbeitszeit
wird die Oberfläche des Kolbens :2 mehr oder weniger durch den flüssigen Brennstoff,
der über die Kante 3 fließt, abgenutzt werden; aber auch die .innere Oberfläche
des Zylinders i wird mehr oder weniger durch den Brennstoff, der durch die Öffnung
5 geht, abgenutzt, so daß die Einspritzpumpe nicht mehr ihre Anfangscharakteristik
wegen der Brennstoffverluste besitzt. Man öffnet dann die Öffnung 5', z. B. durch
Ausschrauben der Schraube ii oder durch Durchbohren oder Ausstoßen des Tropfens
geschmolzenen Metalls, und schließt die Öffnung 5 mit Hilfe der gezeigten Mittel
derart, daß die Öffnung 5' und die entsprechende Kante 3' des Kolbens nunmehr in
Betrieb gesetzt werden; die Öffnung 5 und die Kante 3 werden also außer Betrieb
gesetzt. Die vollständige Leistung der Einspritzpumpe wird so für eine neue Arbeitsperiode
wiederhergestellt.
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Man kann nun noch weitere Ringnuten im Kolben 2 vorsehen und auch
mehr Öffnungen im Zylinder
i, so daß die Lebensdauer der Einspritzpumpe
größer sein wird. Praktisch wird die Zahl der Öffnungen und der entsprechenden Ringnuten
nur begrenzt durch die Abmessungen des Zylinders und des Kolbens und durch den Umfang
dieser Ringnuten, der unentbehrlich ist zum Regeln der Verteilung des flüssigen
Brennstoffes entsprechender Zuteilung.
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An Stelle von kreisförmigen Ringnuten, wie z. B. der Nuten 3 und 3'
des Kolbens, wie sie Fig. i zeigt, kann man geschlossene Kanten durch gradlinige
und passende schräge Ringnuten auf der Achse benutzen, und zwar ohne jede Veränderung
in der Wirkungsweise.
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Die Fig. 2 zeigt einen Kolben 2, der zwei Ringnuten 12 und 12' besitzt,
deren obere und untere Flanken oder Seiten in jeder Zeichnung sind, schräg und getrennt
oder die eine von der anderen entfernt liegend. Die oberen Ränder dieser Ringnuten
und der Rand der Fläche 6 des Kolbens grenzen die vollen Teile q. ab und erlauben,
den Zeitpunkt der Verteilung der Einspritzpumpe zu regulieren; dieser Zeitpunkt
wird bestimmt, wie bereits ausgeführt, durch die Zeit, während derer die geöffnete
Öffnung des Zylinders i durch das Teil q. geschlossen ist. Die Ringnuten 12 und
12' stehen unter sich in Verbindung, und mit der Fläche 6 des Kolbens durch einen
diametral verlaufenden Kanal 7 und einen axial verlaufenden Kanal B.
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In der Fig.2 sind ebenfalls zwei Öffnungen und 5' dargestellt, deren
erste geöffnet und deren zweite durch eine Schraube i i hermetisch geschlossen ist.
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Die Flanken oder unteren Seiten der Ringnuten 12 und 12' könnten auf
die gleiche Art senkrecht auf der Kolbenachse vorgesehen sein, ohne daß sich dieArbeitsweise
der Einspritzpumpe verändert.
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In gleicher Weise könnten die Flanken oder unteren Seiten wie die
Flanken oder oberen Seiten der Ringnuten 12 und. 12' schraubenförmig anstatt flach
sein.
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In der Fig. 3 sind die vollen Teile q. oben durch Ringnuten 12 und
12' getrennt, offen an der Seite der Fläche6 des Kolbens, deren Flanke oder untere
Seite schraubenförmig oder flach ist, während sie vom Unterteil durch eine gemeinsame
kreisförmige Ringnut g getrennt sind. Die Verbindung zwischen der Fläche 6 des Kolbens
und der kreisförmigen Ringnut g wird durch zwei längliche und diametral entgegengesetzt
liegende Rillen io gesichert.
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Wenn der beschriebene und abgebildete Kolben 2 mit mehreren am Umfang
vorgesehenen Zonen zur Regulierung des oberen Brennstoffes ausgestattet ist, also
z. B. mehr als zwei schraubenförmige oder gradlinige Ringnuten besitzt, könnten
an sich mehr Öffnungen im Zylinder als Ringnuten vorgesehen sein, als es bei gleichem
Umfang und gleicher Entfernung der einen von der anderen notwendig wäre. Man läßt
vorzugsweise nur eine einzige Öffnung geöffnet und schließt alle anderen hermetisch
ab. Man könnte jedesmal auch im Zylinder i nur eine einzige Öffnung bilden, und
in diesem Falle - bis eine der vollen Zonen q. gebraucht wird - genügt es, den Kolben
um seine Achse um einen bestimmten Winkel zu drehen, um .eine neue volle Zone bereitzustellen.
Allerdings sind die erlangten Ergebnisse weniger befriedigend, denn sie erlauben
die Abnutzung des Kolbens zu beseitigen, aber nicht diejenige des Zylinders.