EP0560126B1 - Vorrichtung zur Betätigung einer Einspritzpumpe - Google Patents

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EP0560126B1
EP0560126B1 EP93102908A EP93102908A EP0560126B1 EP 0560126 B1 EP0560126 B1 EP 0560126B1 EP 93102908 A EP93102908 A EP 93102908A EP 93102908 A EP93102908 A EP 93102908A EP 0560126 B1 EP0560126 B1 EP 0560126B1
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lubricant
rocker
pump piston
spring
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Rüdiger Dipl.-Ing. Hass
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Caterpillar Motoren GmbH and Co KG
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Krupp Mak Maschinenbau GmbH
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
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    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/102—Mechanical drive, e.g. tappets or cams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston

Definitions

  • the invention relates to a device for actuating an injection pump via a pressure rod, which is arranged between the pump piston of the injection pump and the roller tappet, which is connected to a camshaft.
  • a large power transmission by means of a push rod on a pump piston is required.
  • the push rod is connected on the one hand via a spring under tension to a roller tappet which is in engagement with the camshaft and on the other hand is supported on the pump piston.
  • a smooth swiveling movement of the push rod on its bearing or support surfaces on the rocker arm and on the pump piston is required.
  • the object of the invention is therefore to improve a device of the generic type and to ensure that the push rod can move freely on its bearing or support surfaces, the spring working almost without buckling during the working process.
  • the push rod is held biased by a spring on a rocker arm carrying the rocker arm and the spring is supported between a spring plate on the rocker arm and on the housing of the injection pump and the rocker arm facing a spring plate from a head the push rod mounted sleeve element and lubricant feeds are provided in bearings of the push rod on the rocker arm and on the pump piston of the injection pump.
  • the main advantages achieved with the invention are that the bearing surfaces of the push rod on the piston and on the rocker arm are constantly provided with an oil film by a lubricant supply.
  • the bearing surface of the push rod on the pump piston is convex and that on the rocker arm is concave, these hemispherical surfaces corresponding to corresponding hemispherical surfaces, so that there is a pivot bearing at each end of the push rod.
  • a pressure spring which is arranged between two spring plates, ensures that the pressure rod is in constant contact with the rocker arm or with the rocker arm bearing.
  • the spring is supported in the area of the pump on an upper spring plate held on the crankcase and in the area of the rocker arm on a spring plate designed as a sleeve element on a head of the pressure rod.
  • a longitudinally extending lubricant bore is arranged in the push rod, which is connected to a lubricant channel in the rocker arm, which is arranged coaxially with the lubricant bore in the area of the lower push rod bearing.
  • This bore enters in the area of the upper push rod bearing into a bore of the pump piston, from which radial bores branch off, which open into a circumferential, equal surface of the piston.
  • the lower spring plate is designed as a single component. This can be achieved that with a position of the tappet roller on the base circle of the camshaft there is a play between the push rod and the system surface on the pump piston.
  • the spring cannot hinder the supply of lubricant to the ball surfaces due to the separate spring plate.
  • This spring plate also ensures that there is hardly any kinking of the spring and that there is only slight spring deformation even when the rocker arm bearing is adjusted via an eccentric.
  • the device To actuate an injection pump 1, the device comprises a push rod 2 with a separate guide for a spring 3. This is arranged coaxially with the push rod 2 and is supported at each end on a spring plate 4, 5. The upper one in the area of the pump 1, a spring plate 4 is mounted in the crankcase 7. The further lower spring plate 5 is placed on a head 8 of the push rod 2 and comprises a sleeve element 9 with a turned-off edge 10 which holds the spring 3.
  • the free lower end of the push rod 2, which has the spring plate 5, is held on a rocker arm 11 in a bearing 12, a roller tappet 18, which engages with a camshaft 14, being connected to the rocker arm 11.
  • the rocker arm 11 is articulated on the crankcase 7 via an eccentric bearing 11a for adjusting the start of injection and is adjustable in this bearing according to the requirements.
  • the push rod 2 is supported in the pump piston 23 in a concave hemispherical surface 15, which corresponds to a convex hemispherical surface 16 of the push rod 2 and results in a pivotable further bearing 17.
  • the pivotable mounting 12 on the rocker arm 11 comprises a support element 18 which has a convex hemispherical surface 19 which is arranged corresponding to a concave hemispherical surface 20 of the push rod 2.
  • a longitudinally extending lubricant bore 21 which is connected to a lubricant channel 22 in the rocker arm 11.
  • a blind bore 24 which extends coaxially with the lubricant bore 21 and which has radially branching channels 25 which run into a guide wall 26.
  • a game y Between the hemispherical surfaces 15 and 16 of the bearing 17 there is a basic position of the push rod 2, i.e. if the roller tappet 13 runs on the base circle G of the camshaft 14, a game y. This game causes a provision of the hemispherical surfaces 15 and 16 with lubricant, so that a constant oil film between the adjacent surfaces is guaranteed.
  • the head 8 of the push rod 2 carries the separate spring plate 5 designed as a sleeve element 9 and is provided with radial bores 27 and 28 branching off from the longitudinally extending lubricant bore 21, which open into a sliding surface 30 between the sleeve element 9 and the head 8.
  • the lubricant bore 21 of the push rod 2 or the subsequent channels and bores each have a countersink 31, 32 at their mouth openings.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Betätigung einer Einspritzpumpe über eine Druckstange, die zwischen Pumpenkolben der Einspritzpumpe und Rollenstößel, der in Verbindung mit einer Nockenwelle steht, angeordnet ist.
  • Bei Antrieben für Einspritzpumpen von Brennkraftmaschinen, ist eine große Kraftübertragung mittels einer Druckstange auf einem Pumpenkolben erforderlich. Die Druckstange ist hierzu einerseits über eine unter Spannung stehende Feder mit einem Rollenstößel verbunden, der mit der Nockenwelle in Eingriff steht und sich andererseits an dem Pumpenkolben abstützt. Zur einwandfreien Funktion der Druckstange, insbesondere, wenn diese sich auf einer Lagerung eines Schwinghebels abstützt, der exzentrisch gelagert ist, ist eine leichtgängige Schwenkbewegung der Druckstange auf seinen Lager- bzw. Abstützflächen am Schwinghebel sowie am Pumpenkolben erforderlich. Aus der US-A-1,989,891, die den nächstkommenden Stand der Technik bildet ist eine Vorrichtung zur Betätigung einer Einspritzpumpe über eine Druckstange bekannt, die zwischen einem Pumpenkolben der Einspritzpumpe und einem Rollenstößel angeordnet ist. Dieser steht in Verbindung mit einer Nockenwelle, wobei die Druckstange über eine Feder an einem den Rollenstößel tragenden Schwinghebel vorgespannt gehalten ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu verbessern und eine Leichtgängigkeit der Druckstange auf seinen Lager- bzw. Abstützflächen zu gewährleisten, wobei die Feder während des Arbeitsprozesses nahezu beulungsfrei arbeitet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Druckstange über eine Feder an einem den Rollenstößel tragenden Schwinghebel vorgespannt gehalten ist und die Feder zwischen jeweils einem Federteller am Schwinghebel sowie am Gehäuse der Einspritzpumpe sich abstützt und der dem Schwinghebel zugerichtete eine Federteller aus einem auf einem Kopf der Druckstange gelagerte Hülsenelement besteht und in Lagerungen der Druckstange am Schwinghebel und am Pumpenkolben der Einspritzpumpe Schmiermittelzuführungen vorgesehen sind.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.
  • Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, daß die Auflageflächen der Druckstange am Kolben sowie am Schwinghebel ständig durch eine Schmiermittelzuführung mit einem Ölfilm versehen sind. Die Auflagefläche der Druckstange am Pumpenkolben ist konvex und die am Schwinghebel ist konkav ausgeführt, wobei diese Halbkugelflächen mit entsprechenden Halbkugelflächen korrespondieren, so daß sich an jedem Ende der Druckstange eine Schwenklagerung ergibt.
  • Über eine Druckfeder, welche zwischen zwei Federtellern angeordnet ist, wird eine ständige Anlage der Druckstange am Schwinghebel bzw. an der Lagerung des Schwinghebels erzielt.
  • Die Feder ist im Bereich der Pumpe an einem am Kurbelgehäuse gehaltenen oberen Federteller abgestützt und im Bereich des Schwinghebels an einem auf einem Kopf der Druckstange aufgesetzten als Hülsenelement ausgebildeten Federteller.
  • In der Druckstange ist eine Längsachsig verlaufende Schmiermittelbohrung angeordnet, die mit einem Schmiermittelkanal im Schwinghebel verbunden ist, der im Bereich der unteren Druckstangenlagerung gleichachsig mit der Schmiermittelbohrung angeordnet ist. Diese Bohrung tritt im Bereich der oberen Druckstangenlagerung in eine Bohrung des Pumpkolbens ein, von dem Radialbohrungen abzweigen, die in eine Umfangsgleichfläche des Kolbens einmünden.
  • Im Kopf der Druckstange sind von der Schmiermittelbohrung radial abzweigende weitere Bohrungen vorgesehen, die in die Umfangsfläche des als separaten Federteller ausgebildeten Hülsenelements einmünden.
  • Große Kraftübertragungen mittels der Druckstange mit Kugeloberflächen für Antriebe von Einspritzpumpen machen zur guten Funktionsfähigkeit erforderlich, daß zwischen den Kugeloberflächen ein ständiger Ölfilm aufgebaut wird. Damit dieses in jedem Fall bei einer eingebauten Zusatzfeder gewährleistet ist, ist der untere Federteller als Einzelbauteil ausgeführt. Hierdurch kann erreicht werden, daß bei einer Stellung der Stößelrolle auf den Grundkreis der Nockenwelle sich ein Spiel zwischen Druckstange und Anlagenfläche am Pumpenkolben einstellt.
  • Vorteilig ist auch, daß die Feder die Schmiermittelzufuhr an die Kugeloberflächen aufgrund des separaten Federtellers nicht behindern kann. Dieser Federteller bewirkt auch, daß kaum eine Knickung der Feder auftritt und auch bei einer Verstellung des Schwinghebellagers über einen Exzenter nur eine geringe Federverformung erfolgt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
  • Die Vorrichtung umfaßt zur Betätigung einer Einspritzpumpe 1 eine Druckstange 2 mit einer separaten Führung einer Feder 3. Diese ist koaxial zur Druckstange 2 angeordnet und stützt sich an jedem Ende an einem Federteller 4, 5 ab. Der obere im Bereich der Pumpe 1 angeordnete eine Federteller 4 ist im Kurbelgehäuse 7 gelagert. Der weitere untere Federteller 5 ist auf einem Kopf 8 der Druckstange 2 aufgesetzt und umfaßt ein Hülsenelement 9 mit einem abgestellten Rand 10, der die Feder 3 hält.
  • Das den Federteller 5 aufweisende freie untere Ende der Druckstange 2 ist an einem Schwinghebel 11 in einer Lagerung 12 gehalten, wobei mit dem Schwinghebel 11 ein Rollenstößel 18 verbunden ist, der mit einer Nockenwelle 14 in Eingriff steht. Der Schwinghebel 11 ist über eine exzentrische Lagerung 11a zur Einspritzbeginnverstellung am Kurbelgehäuse 7 angelenkt und in dieser Lagerung entsprechend den Erfordernissen verstellbar.
  • Die Druckstange 2 ist im Pumpenkolben 23 in einer konkaven Halbkugelfläche 15 abgestützt, die korrespondierend mit einer konvexen Halbkugelfläche 16 der Druckstange 2 ist und eine schwenkbewegliche weitere Lagerung 17 ergibt. Die schwenkbewegliche Lagerung 12 am Schwinghebel 11 umfaßt ein Stützelement 18, das eine konvexe Halbkugelfläche 19 aufweist, die korrespondierend mit einer konkaven Halbkugelfläche 20 der Druckstange 2 angeordnet ist.
  • In der Druckstange 2 ist zur Zuführung von Schmiermittel S und S1 in die Lagerungen 12 und 17 eine längsachsig verlaufende Schmiermittelbohrung 21 vorgesehen, die mit einem Schmiermittelkanal 22 im Schwinghebel 11 verbunden ist.
  • Im Pumpenkolben 23 der Einspritzpumpe 1 ist eine gleichachsig zur Schmiermittelbohrung 21 verlaufende Sackbohrung 24 eingebracht, die radial abzweigende Kanäle 25 aufweist, welche in eine Führungswand 26 auslaufen. Zwischen den Halbkugelflächen 15 und 16 der Lagerung 17 besteht in einer Grundstellung der Druckstange 2, d.h. wenn der Rollenstößel 13 auf dem Grundkreis G der Nockenwelle 14 läuft, ein Spiel y. Dieses Spiel bewirkt eine Vorsorgung der Halbkugelflächen 15 und 16 mit Schmiermittel, so daß ein ständiger Ölfilm zwischen den anliegenden Flächen gewährleistet ist.
  • Der Kopf 8 der Druckstange 2 trägt den als Hülsenelement 9 ausgebildeten separaten Federteller 5 und ist mit von der längsachsig verlaufenden Schmiermittelbohrung 21 abzweigenden radialen Bohrungen 27 und 28 versehen, die in eine Gleitfläche 30 zwischen dem Hülsenelement 9 und den Kopf 8 ausmünden.
  • Somit ist auch bei dieser Lagerung 12 gewährleistet, daß die Halbkugelflächen 19 und 20 mit Schmiermittel versorgt sind und eine leichtgängige Schwenkbeweglichkeit durch einen Ölfilm zwischen den Flächen gewährleistet ist. Die Schmiermittelbohrung 21 der Druckstange 2 bzw. die anschließenden Kanäle und Bohrungen weisen an ihren Mündungsöffnungen jeweils eine Ansenkung 31, 32 auf.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zur Betätigung einer Einspritzpumpe (1) über eine Druckstange (2), die zwischen einem Pumpenkolben (23) der Einspritzpumpe (1) und einem Rollenstößel (13), der in Verbindung mit einer Nockenwelle (14) steht, angeordnet ist, wobei die Druckstange (2) über eine Feder (3) an einem den Rollenstößel (13) tragenden Schwinghebel (11) vorgespannt gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (3) zwischen jeweils einem Federteller (4, 5) am Schwinghebel (11) sowie am Kurbelgehäuse (7) der Einspritzpumpe (1) sich abstützt und der dem Schwinghebel (11) zugerichtete eine Federteller (5) aus einem auf einem Kopf (8) der Druckstange (2) gelagerte Hülsenelement (9) besteht und in Lagerungen (12, 17) der Druckstange (2) am Schwinghebel (11) und am Pumpenkolben (23) der Einspritzpumpe (1) Schmiermittelzuführungen (S und S1) vorgesehen sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstange (2) zur Schmiermittelzuführung (S und S1) eine längsachsig verlaufende Schmiermittelbohrung (21) aufweist, die mit einem Schmiermittelkanal (22) im Schwinghebel (11) verbunden ist und die Schmiermittelbohrung (21) den Kanal (22) bei einer Lage des Rollenstößels (13) auf dem Grundkreis (G) der Nockenwelle (14) direkt in der Weise gegenübersteht, daß die Mündungsöffnungen sich überdecken.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstange (2) in einer konkav ausgeführten Halbkugelfläche (15) der Lagerung (17) im Pumpenkolben (23) mit einer korrespondierenden konvexen Halbkugelfläche (16) gleitend verschiebbar gelagert ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstange (2) in einer weiteren Lagerung (12) auf einer konvexen Halbkugelfläche (19) eines Stützelements (18) am Schwinghebel (11) mit einer hierzu korrespondierenden konkaven Halbkugelfläche (20) gleitend verschwenkbar gelagert ist.
  5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittelbohrung (21) in einer anschließende Sackbohrung (24) des Pumpenkolbens (23) einmündet und diese Bohrung (24) radial abzweigende Kanäle (25) umfaßt, die in einer Führungswand (26) auslaufen.
  6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Halbkugelflächen (16 und 15) der Druckstange (2) und des Pumpenkolbens (23) bei einer Lage des Rollenstößels (13) auf dem Grundkreis (G) der Nockenwelle (14) ein Spiel (y) im Bereich der Mündungsöffnungen der Schmiermittelbohrung (21) und der Bohrung (24) im Pumpenkolben (23) vorgesehen ist.
  7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das den unteren Federteller (5) bildende Hülsenelement (9) als separates Bauteil auf dem Kopf (8) der Druckstange (2) gelagert ist und zwischen dem Hülsenelement (9) und dem Kopf (8) radial von der längsachsig verlaufenden Schmiermittelbohrung (21) abzweigende Bohrungen (27 und 28) vorgesehen sind, die in eine Gleitfläche (13) zwischen dem Hülsenelement (9) und dem Kopf (8) ausmünden.
  8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2,3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittelbohrung (21) an ihrem Mündungsöffnungen in die Halbkugelflächen (16 und 20) eine Ansenkung (31, 32) aufweist.
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