EP0846224B1 - Kraftstoff-förderpumpe für eine kraftstoff-einspritzpumpe für brennkraftmaschinen - Google Patents

Kraftstoff-förderpumpe für eine kraftstoff-einspritzpumpe für brennkraftmaschinen Download PDF

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EP0846224B1
EP0846224B1 EP97915286A EP97915286A EP0846224B1 EP 0846224 B1 EP0846224 B1 EP 0846224B1 EP 97915286 A EP97915286 A EP 97915286A EP 97915286 A EP97915286 A EP 97915286A EP 0846224 B1 EP0846224 B1 EP 0846224B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
fuel
orifice
fuel feed
feed pump
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP97915286A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0846224A1 (de
Inventor
Stanislaw Bodzak
Hanspeter Mayer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0846224A1 publication Critical patent/EP0846224A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0846224B1 publication Critical patent/EP0846224B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/24Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
    • F04C14/26Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels

Definitions

  • the invention relates to a fuel feed pump for a Fuel injection pump for internal combustion engines according to the Genus of claim 1.
  • One known from EP 0 166 995 A1 as Gear pump designed fuel delivery pump delivers the fuel from a storage tank into the suction chamber a fuel injection pump.
  • the feed pump an intermeshing gear pair on the Fuel from a through an intake pipe with the Storage tank connected into one, via a Delivery line with the suction chamber of the fuel injection pump connected pressure chamber promotes. It is used to control the Pressure in the pressure chamber or the flow rate to the fuel injection pump a bypass channel between the pressure chamber and the suction chamber of the fuel delivery pump.
  • the This bypass channel is opened by means of the Bypass channel used pressure valve, which at a certain pressure difference between pressure and suction space in Depending on the spring force of the valve spring one releases certain opening cross-section.
  • the Opening time of the pressure valve can be via the Adjust the preload force of the valve spring, including the axial one Position of the abutment of the pressure valve spring is adjustable.
  • the known fuel delivery pump has the Disadvantage that the bypass channel receiving the pressure valve outside the feed pump or spatially relatively far from Gear pair is arranged, which is an increased construction and Assembly effort and a large amount of space.
  • DE 44 41 505 A is one Fuel delivery pump known to the above Avoids disadvantages.
  • the one that receives the pressure valve Bypass channel is integrated in the housing of the feed pump, see above that no additional space is required.
  • both fuel delivery pumps have the disadvantage that that when the fuel delivery pump is at a standstill Pumping the existing fuel into the fuel delivery pump leading suction line flow and the fuel feed pump can empty itself. This requires under Circumstances when restarting the ventilation of the suction line.
  • the fuel delivery pump according to the invention for a Has fuel injection pump for internal combustion engines on the other hand, the advantage that the suction space of the Fuel feed pump lockable check valve Drain the fuel delivery pump when the engine is not running prevented. This means that immediately after a restart Fuel delivery pump of the internal combustion injection pump Fuel are supplied so that within a short time required delivery pressure for the fuel can be built up can.
  • a check valve that the Intake chamber closes can thus be highly efficient Start to be achieved.
  • the Fuel feed pump with the engine at a standstill remains wetted so that no corrosion can occur.
  • the check valve closing the suction chamber has also have the advantage of having a flow resistance a throttling effect during operation of the fuel delivery pump Act.
  • throttling the fuel in the Suction line can the flow rate with increasing speed be reduced. This allows a smooth transition from that steadily increasing flow to the maximum flow can be achieved, whereby a to promote the fuel low labor is required.
  • the excess will usually controlled via a pressure relief valve. This makes it possible for the pump characteristic curve to reach a Demand curve can be adjusted, which due to the less throttled amount less heating the Fuel delivery pump can be achieved.
  • the check valve works with increasing speed and Flow as suction throttle. This means that the Suction throttle before and after a given pressure difference the throttle only allows a certain amount to pass.
  • a multi-substance pump can also be used, for example for lubricating oil, according to the features of claim 1 be trained.
  • FIG. 1 to 3 is a first in different views Embodiment of a fuel delivery pump shown that in a feed line, not shown, from a Storage tank for a fuel injection pump for Internal combustion engines is used.
  • the Delivery pump in its housing 1 a pump chamber 3 in which a rotating driven meshing pair Gears 7, 9 is arranged. Doing so is on a wave 5 attached first gear 7 by means of a not closer external drive element shown rotating driven and transmits this rotary movement by means of a Front toothing on a meshing with the first gear 7 second gear 9, which on a housing-mounted axis 11th is arranged.
  • the gears 7, 9 share the Pump chamber 3 by their tooth engagement in two parts, from which a first part a suction space 13 and a second Form part of a pressure chamber 15.
  • the suction chamber 13 is there one each between the tooth grooves on the end face of the first gear 7 and the second gear 9 and Circumferentially formed by the pump edge 3 delivery channel 17 connected to the pressure chamber 15.
  • the suction space 13 and the pressure chamber 15 each have a connection opening 19, 21 in the Wall of the pump housing 1 through which the suction chamber 13 with a connecting element 14 a not shown Intake line from the storage tank and the pressure chamber 15 with a Not shown delivery line to the suction chamber Fuel injection pump is connected.
  • the pump chamber 3 is on one End face in the axial direction of the shafts 5 and the axis 11 of closed a housing cover 23, which in the illustration 2 was removed and so a view of Pump interior allows.
  • a bypass channel 25 is provided in the pump housing 1.
  • This bypass channel 25 is through a bore in one that Pump chamber 3 on its facing away from the housing cover 23 Front end limiting, the pressure from the suction side separating and thereby forming a pump chamber wall Housing web 27 formed.
  • the bypass channel 25 forming hole is listed as a through hole, one end into the pressure chamber 15 and the other end opens into the intake chamber 13.
  • the Bypass channel 25 is formed by a bore shoulder Cross-sectional reduction in the direction of pressure chamber 15, wherein the ring shoulder formed on the bypass channel Valve seat 29 one set in the bypass channel 25 Pressure valve 31 forms.
  • Valve closing member 33 of the pressure valve 31 With one on it Sealing surface 35 formed on the pressure chamber side due to the force of a valve spring 37 for contact.
  • This Valve spring 37 in the bypass channel 25 engages over one Heel on the valve closing member 33 and is supported on the other hand at one end of the suction chamber Bypass channel 25 inserted sleeve 39 from.
  • This Adapter sleeve 39 is analogous to the other components of the Pressure valve 31 via the inlet opening 19 into the bypass channel 25 can be used, the axial installation depth of one Flow cross section releasing, adapter sleeve 39 the Biasing force of the valve spring 37 and thus the opening pressure of the pressure valve 31 in the bypass duct 25, the pressure chamber 15 and the suction chamber 13 is adjustable.
  • the adapter sleeve 39 can pressed into the bypass channel 25 or by means of a Be screwed thread, so that a very accurate axial Fixing the position of the clamping sleeve 39 is possible.
  • This Hose connector 14 can by means of a quick release Housing 1 pressed or by means of a thread screwed in or by means of a quick connection to the Housing 1 can be fastened.
  • a Guided valve closing member 41 In the inlet opening 19 is a Guided valve closing member 41, the intake chamber 13th compared to a feed line, not shown, of one Storage tank for fuel delivery pump closes.
  • the Valve closing member 41 has an opening cross section Inlet opening 19 corresponding diameter and is axial in the inlet opening 19 against a valve spring 44 movable.
  • the end facing the suction chamber 13 Hose connector 14 forms a reduction in cross section Inlet opening 19 through which a valve seat 42 one in the Inlet opening 19 inserted check valve 40 is formed is.
  • valve closing member 41 comes on this valve seat 42 the check valve 40 with one at its to Hose connector 14 facing sealing surface 43 due to the force the valve spring 44 to the system.
  • This valve spring 44 in the Inlet opening 19 engages via a paragraph on Valve closing member 41 and is based on the other hand on the inserted in the suction chamber end of the bypass channel 25 Adapter sleeve 39 from.
  • This adapter sleeve 39 penetrates the Intake space 13 and adjoins the inlet opening 19.
  • the inlet opening 19 has a cross section that the Corresponds to the outer diameter of the clamping sleeve 39, so that the Valve spring 44 is located on the end face of the clamping sleeve 39 can support. Due to the length of the adapter sleeve 39, the can also extend into the inlet opening 19, as well the immersion depth of the hose connector 14 in the Inlet opening 19 is the biasing force of the valve spring 44th adjustable so that a certain opening pressure of the Pressure valve 40 is adjustable in the inlet opening 19.
  • the Pressure valves 31 and 40 are advantageously identical in construction executed so that an inexpensive design is possible is. Furthermore, the pressure valve 31 and that work Check valve 40 independently of each other.
  • the clamping sleeve 39 has the suction space 13 in it penetrating area opening slots so that the over a fuel line, not shown, of the fuel delivery pump supplied fuel at the check valve 40 can flow past and through the opening slots of the Adapter sleeve 39 can be fed to the suction chamber 13. About these slit-shaped opening can also from the pressure chamber 15 in the bypass channel 25 returned fuel into the intake chamber 13 can be returned.
  • FIG. 4 is an alternative embodiment of a Check valve 50 against the check valve 40 in Fig. 3 shown.
  • the check valve 50 shown in FIG. 4 is formed as a structural unit and has a ring cross section 51 on which abuts a shoulder 52 of the inlet opening 19.
  • a Connection element 14 screwed into the inlet opening 19 or pressed in.
  • One is not connected to this connection element 14 shown fuel line connectable.
  • To the Ring cross section 51 closes a cup-shaped one Housing 53 in which a valve spring 54 is mounted, the a valve closing member 56 for abutting the ring cross section 51 brings.
  • the ring cross section 51 is a valve seat educated.
  • the valve closing member 56 can counter the Valve spring 54 can be deflected by the fuel.
  • the openings 59 act analogously to those in the Valve closing member 41 arranged in the peripheral wall Wells as a throttle, which the flow of the Fuel with increasing speed of the fuel delivery pump can decrease.
  • clamping sleeve 39 is opposite the embodiment in Fig. 3 shortened so that this can be used completely in the bypass channel 25.
  • the Check valve 50 integrated in a connecting element 14 is, so that a simple assembly of the connecting element 14th with a check valve 50 integrated therein can.
  • the Valve closing member 56 formed as a ball or the like is.
  • the pressure valve 31 and the check valves 40, 50 can made of fuel and temperature resistant plastics or made of metallic materials or in combination his.
  • the fuel delivery pump works in in the following way: In the operation of the internal combustion engine Fuel injection pump and the fuel feed pump driven proportional to the speed of the internal combustion engine. This is done with the one shown in FIGS. 1 to 4 Delivery pump by means of a shaft 5 from the outside attacking mechanical, not shown Transmission element. By rotating the first gear 7 and 9 meshing with this second gear Fuel from the intake space 13 along the delivery channel 17 promoted in the pressure chamber 15. This creates in the intake space 13 a negative pressure sufficient to check valve 40, 50 open and fuel through the intake pipe from the To suck up the storage tank. The one built up in the pressure chamber 15 Fuel pressure causes a fuel delivery from this via a delivery line into the suction chamber of the supply Fuel injection pump.
  • the check valve 40, 50 acts as a throttle that smoothly transitions the characteristic curve 60 compared to a theoretical course of the characteristic curve 61 according to 5, which would also correspond to a characteristic curve, if there was no check valve 40, 50.
  • the horizontal line 62 is through the maximum Flow rate of the fuel delivery pump depending on the Opening pressure of the pressure valve 31 in the bypass channel 25 fixed.
  • the throttling effect is based on the fact that in the Valve closing member 41 evenly distributed over the circumference Wells are arranged that allow the Fuel after lifting the valve closing member 41 from the Valve seat 42 flows through these openings to intake chamber 13 can.
  • the Fuel after the valve closing member 56 is lifted off the valve seat 51 via openings 59 of the housing 53 for Intake space.
  • the maximum is controlled in parallel Fuel pressure in the pressure chamber 15 and thus the flow rate to the fuel injection pump via the bypass duct 25 by the valve closing member 33 of the pressure valve used therein 31 from a certain pressure in the pressure chamber 15 from the valve seat 29 lifts off and thus an outflow cross section at the bypass duct 25 opens, over which a part of the high pressure Fuel quantity from the pressure chamber 15 into the intake chamber 13 flows out. This will result in the not shown Fuel line flowing through the connecting element 14 Flow reduced.

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einer Kraftstoff-Förderpumpe für eine Kraftstoff-Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus.
Eine, aus der EP 0 166 995 A1 bekannte, als Zahnradförderpumpe ausgebildete Kraftstoff-Förderpumpe fördert den Kraftstoff aus einem Vorratstank in den Saugraum einer Kraftstoff-Einspritzpumpe. Dazu weist die Förderpumpe ein im Außeneingriff kämmendes Zahnradpaar auf, das Kraftstoff aus einem über eine Ansaugleitung mit dem Vorratstank verbundenen Ansaugraum in einen, über eine Förderleitung mit dem Saugraum der Kraftstoff-Einspritzpumpe verbundenen Druckraum fördert. Dabei ist zur Steuerung des Drucks im Druckraum bzw. der Fördermenge zur Kraftstoff-Einspritzpumpe ein Bypasskanal zwischen dem Druckraum und dem Ansaugraum der Kraftstoff-Förderpumpe vorgesehen. Das Aufsteuern dieses Bypasskanals erfolgt dabei mittels in dem Bypasskanal eingesetzten Druckventils, das bei einer bestimmten Druckdifferenz zwischen Druck- und Ansaugraum in Abhängigkeit von der Federkraft der Ventilfeder einen bestimmten Öffnungsquerschnitt freigibt. Der Öffnungszeitpunkt des Druckventils läßt sich dabei über die Vorspannkraft der Ventilfeder verstellen, wozu die axiale Lage des Widerlagers der Druckventilfeder verstellbar ist.
Dabei weist die bekannte Kraftstoff-Förderpumpe jedoch den Nachteil auf, daß der das Druckventil aufnehmende Bypasskanal außerhalb der Förderpumpe bzw. räumlich relativ weit vom Zahnradpaar angeordnet ist, was einen erhöhten Bau- und Montageaufwand sowie einen hohen Bauraum zur Folge hat.
Aus der die als nächstliegenden Stand der Technik bildet, DE 44 41 505 A ist eine Kraftstoff-Förderpumpe bekannt, die die oben genannten Nachteile vermeidet. Der das Druckventil aufnehmende Bypasskanal ist in das Gehäuse der Förderpumpe integriert, so daß kein zusätzlicher Bauraum beansprucht wird.
Beide Kraftstoff-Förderpumpen weisen jedoch den Nachteil auf, daß bei stillstehender Kraftstoff-Förderpumpe der in der Pumpkammer vorhandene Kraftstoff in die zur Kraftstoff-Förderpumpe führende Saugleitung strömen und die Kraftstoff-Förderpumpe sich entleeren kann. Dadurch bedarf es unter Umständen bei einem Neustart der Entlüftung der Saugleitung.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kraftstoff-Förderpumpe für eine Kraftstoff-Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen hat demgegenüber den Vorteil, daß ein den Ansaugraum der Kraftstoff-Förderpumpe verschließbares Rückschlagventil ein Entleeren der Kraftstoff-Förderpumpe bei Motorstillstand verhindert. Dadurch kann unmittelbar nach einem Neustart der Kraftstoff-Förderpumpe der Brennkraft-Einspritzpumpe Kraftstoff zugeführt werden, so daß innerhalb kurzer Zeit der erforderliche Förderdruck für den Kraftstoff aufgebaut werden kann. Durch die Anordnung eines Rückschlagventiles, das den Ansaugraum schließt, kann somit ein hoher Wirkungsgrad beim Starten erzielt werden. Desweiteren ist vorteilhaft, daß die Kraftstoff-Förderpumpe bei Motorstillstand mit Kraftstoff benetzt bleibt, so daß keine Korrosion auftreten kann. Dabei ist es besonders vorteilhaft, das Rückschlagventil in einer zum Ansaugraum führenden Öffnung des Gehäuses anzuordnen, so daß eine Kraftstoff-Förderpumpe mit einem geringen Bauraum ausgebildet werden kann.
Das den Ansaugraum verschließende Rückschlagventil weist darüber hinaus den Vorteil auf, als Strömungswiderstand mit einer Drosselwirkung im Betrieb der Kraftstoff-Förderpumpe zu wirken. Durch die Drosselung des Kraftstoffs in der Saugleitung kann der Förderstrom bei steigender Drehzahl verringert werden. Dadurch kann ein sanfter Übergang von dem stetig ansteigenden Förderstrom zum maximalen Förderstrom erzielt werden, wodurch zur Förderung des Kraftstoffes eine geringe Arbeitsleistung erforderlich ist. Die Übermenge wird üblicherweise über ein Druckbegrenzungsventil abgesteuert. Dadurch ist ermöglicht, daß die Pumpenkennlinie an eine Bedarfskennlinie angepaßt sein kann, wodurch aufgrund der geringeren abgedrosselten Menge eine geringere Erwärmung der Kraftstoff-Förderpumpe erzielt werden kann. Gleichzeitig wirkt das Rückschlagventil bei steigender Drehzahl und Fördermenge als Saugdrossel. Dies bedeutet, daß die Saugdrossel bei einer gegebenen Druckdifferenz vor und nach der Drossel nur eine bestimmte Menge durchläßt. Da die Saugdrossel in der Saugleitung eingebracht ist, kann die maximale Druckdifferenz nur ca. 1 bar betragen. Dies entspricht einer Differenz zwischen Umgebungs-Luftdruck und Vakuum. Bei Steigerung des Unterdruckes wird aber der Dampfdruck und der Entgasungsdruck des Kraftstoffes unterschritten. Der Kraftstoff schäumt somit hinter der Drossel auf, vergrößert das Volumen und der geschäumte Kraftstoff gelangt in die Pumpenkammer und wird während der Verdichtungsphase wieder in die flüssige Phase übergeführt. Die dabei auftretende Volumenverminderung wird durch rückströmenden Kraftstoff aus der Druckkammer ausgeglichen. Dies bedeutet, daß die Pumpe ab einer bestimmten "kritischen" Drehzahl effektiv weniger Volumen pro Zeiteinheit fördert. Dadurch muß bei einem definierten Bedarf weniger Übermenge an Kraftstoff über das Druckbegrenzungsventil abgesteuert werden.
Erfindungsgemäß kann auch eine Vielstoffpumpe, beispielsweise für Schmieröl, gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 ausgebildet sein.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Förderpumpe dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
einen Längsschnitt durch die Kraftstoff-Förderpumpe entlang der Linie I-I von Fig. 2,
Fig. 2
eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Kraftstoff-Förderpumpe mit abgenommenem Deckel,
Fig. 3
einen Schnitt durch die Fig. 2 entlang der Linie III-III, in dem die Lage des Bypasskanals und des darin angeordneten Druckventils als auch die erfindungsgemäße Anordnung eines Druckventils in einer Öffnung des Gehäuses dargestellt ist,
Fig. 4
eine alternative Ausführungsform des Druckventils zu Fig. 3 und
Fig. 5
ein Kennliniendiagramm zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In den Fig. 1 bis 3 ist in verschiedenen Ansichten eine erste Ausführungsform einer Kraftstoff-Förderpumpe dargestellt, die in eine nicht dargestellte Zulaufleitung von einem Vorratstank zu einer Kraftstoff-Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen eingesetzt ist. Dabei weist die Förderpumpe in ihrem Gehäuse 1 eine Pumpkammer 3 auf, in der ein rotierend angetriebenes Paar miteinander kämmender Zahnräder 7, 9 angeordnet ist. Dabei wird ein auf einer Welle 5 befestigtes erstes Zahnrad 7 mittels eines nicht näher dargestellten externen Antriebselementes rotierend angetrieben und überträgt diese Drehbewegung mittels einer Stirnverzahnung auf ein mit dem ersten Zahnrad 7 kämmendes zweites Zahnrad 9, das auf einer gehäusegelagerten Achse 11 angeordnet ist. Die Zahnräder 7, 9 teilen dabei die Pumpkammer 3 durch ihren Zahneingriff in zwei Teile, von denen ein erster Teil einen Ansaugraum 13 und ein zweiter Teil einen Druckraum 15 bilden. Der Ansaugraum 13 ist dabei über je einen zwischen den Zahnnuten an der Stirnfläche des ersten Zahnrades 7 und des zweiten Zahnrades 9 und der Umfangs von der Pumpenrand 3 gebildeten Förderkanals 17 mit dem Druckraum 15 verbunden. Zudem weist der Ansaugraum 13 und der Druckraum 15 jeweils eine Anschlußöffnung 19, 21 in der Wand des Pumpengehäuses 1 auf, über die der Ansaugraum 13 mit einem Anschlußelement 14 einer nicht näher dargestellten Ansaugleitung vom Vorratstank und der Druckraum 15 mit einer nicht dargestellten Förderleitung zum Saugraum der Kraftstoff-Einspritzpumpe verbunden ist. Dabei bildet die Anschlußöffnung in den Ansaugraum 13 eine Einlaßöffnung 19 und die Anschlußöffnung in den Druckraum 15 eine Auslaßöffnung 21. Die Pumpkammer 3 ist auf ihrer einen Stirnseite in Achsrichtung der Wellen 5 und der Achse 11 von einem Gehäusedeckel 23 verschlossen, der in der Darstellung der Fig. 2 abgenommen wurde und so eine Ansicht des Pumpeninneren ermöglicht.
Für eine Drucksteuerung des Förderdruckes im Druckraum 15 ist desweiteren ein Bypasskanal 25 im Pumpengehäuse 1 vorgesehen. Dieser Bypasskanal 25 wird durch eine Bohrung in einem, die Pumpkammer 3 auf ihrer dem Gehäusedeckel 23 abgewandten Stirnseite begrenzenden, den Druck von der Saugseite trennenden und dabei eine Pumpenkammerwand bildenden Gehäusesteg 27 gebildet. Dabei ist die den Bypasskanal 25 bildende Bohrung so angeordnet, daß ihr Querschnitt in axialer Richtung projeziert vollständig innerhalb des lichten Querschnitts der Einlaßöffnung 19 liegt. Die den Bypasskanal 25 bildende Bohrung ist als Durchgangsbohrung aufgeführt, deren eines Ende in den Druckraum 15 und deren anderes Ende in den Ansaugraum 13 mündet. Am druckseitigen Ende weist der Bypasskanal 25 eine durch einen Bohrungsabsatz gebildete Querschnittsverringerung in Richtung Druckraum 15 auf, wobei die gebildete bypasskanalseitige Ringschulter einen Ventilsitz 29 eines in dem Bypasskanal 25 gesetzten Druckventils 31 bildet. An diesem Ventilsitz 29 kommt ein Ventilschließglied 33 des Druckventils 31 mit einer an seiner druckraumseitigen Stirnseite gebildeten Dichtfläche 35 infolge der Kraft einer Ventilfeder 37 zur Anlage. Diese Ventilfeder 37 im Bypasskanal 25 greift dabei über einen Absatz am Ventilschließglied 33 an und stützt sich andererseits an einer in das saugraumseitige Ende des Bypasskanals 25 eingesetzten Spannhülse 39 ab. Diese Spannhülse 39 ist dabei analog zu den übrigen Bauteilen des Druckventils 31 über die Einlaßöffnung 19 in den Bypasskanal 25 einsetzbar, wobei über die axiale Einbautiefe der, einen Durchflußquerschitt freigebenden, Spannhülse 39 die Vorspannkraft der Ventilfeder 37 und somit der Öffnungsdruck des Druckventils 31 im Bypasskanal 25 dem Druckraum 15 und dem Ansaugraum 13 einstellbar ist. Die Spannhülse 39 kann dabei in den Bypasskanal 25 eingepreßt oder mittels eines Gewindes eingeschraubt sein, so daß eine sehr genaue axiale Lagefixierung der Spannhülse 39 möglich ist.
In der Einlaßöffnung 19 ist ein Element 14, das als Schlauchstutzen ausgebildet ist, eingesetzt. Dieser Schlauchstutzen 14 kann mittels eines Schnellverschlußes zum Gehäuse 1 eingepreßt oder mittels eines Gewindes eingeschraubt oder mittels einer Schnellverbindung zum Gehäuse 1 befestigbar sein. In der Einlaßöffnung 19 ist ein Ventilschließglied 41 geführt, das den Ansaugraum 13 gegenüber einer nicht dargestellten Zulaufleitung von einem Vorratstank zur Kraftstoff-Förderpumpe schließt. Das Ventilschließglied 41 weist eine den Öffnungsquerschnitt der Einlaßöffnung 19 entsprechenden Durchmesser auf und ist axial in der Einlaßöffnung 19 entgegen einer Ventilfeder 44 bewegbar. Das zum Ansaugraum 13 weisende Ende des Schlauchstutzens 14 bildet eine Querschnittsverringerung der Einlaßöffnung 19, durch die ein Ventilsitz 42 eines in der Einlaßöffnung 19 eingesetzten Rückschlagventils 40 gebildet ist. An diesem Ventilsitz 42 kommt das Ventilschließglied 41 des Rückschlagventils 40 mit einer an seiner zum Schlauchstutzen 14 weisenden Dichtfläche 43 infolge der Kraft der Ventilfeder 44 zur Anlage. Diese Ventilfeder 44 in der Einlaßöffnung 19 greift dabei über einen Absatz am Ventilschließglied 41 an und stützt sich andererseits an der in das saugraumseitige Ende des Bypasskanals 25 eingesetzten Spannhülse 39 ab. Diese Spannhülse 39 durchdringt den Ansaugraum 13 und grenzt an die Einlaßöffnung 19 an.
Die Einlaßöffnung 19 weist einen Querschnitt auf, der dem Außendurchmesser der Spannhülse 39 entspricht, so daß die Ventilfeder 44 sich an der Stirnfläche der Spannhülse 39 abstützen kann. Durch die Länge der Spannhülse 39, die sich auch in die Einlaßöffnung 19 erstrecken kann, als auch durch die Eintauchtiefe des Schlauchstutzens 14 in die Einlaßöffnung 19, ist die Vorspannkraft der Ventilfeder 44 einstellbar, so daß ein bestimmter Öffnungsdruck des Druckventils 40 in der Einlaßöffnung 19 einstellbar ist. Die Druckventile 31 und 40 sind vorteilhafterweise baugleich ausgeführt, so daß eine kostengünstige Ausgestaltung möglich ist. Desweiteren arbeiten das Druckventil 31 und das Rückschlagventil 40 unabhängig voneinander.
Die Spannhülse 39 weist in ihrem den Ansaugraum 13 durchdringenden Bereich Öffnungsschlitze auf, so daß der über eine nicht dargestellte Kraftstoffleitung der Kraftstoff-Förderpumpe zugeführte Kraftstoff an dem Rückschlagventil 40 vorbeiströmen kann und über die Öffnungsschlitze der Spannhülse 39 dem Ansaugraum 13 zuführbar ist. Über diese schlitzförmige Öffnung kann auch der aus dem Druckraum 15 in den Bypasskanal 25 rückgeführte Kraftstoff in den Ansaugraum 13 zurückgeführt werden.
In Fig. 4 ist eine alternative Ausführungsform eines Rückschlagventils 50 gegenüber dem Rückschlagventil 40 in Fig. 3 dargestellt. Das Rückschlagventil 50 gemäß Fig. 4 ist als Baueinheit ausgebildet und weist einen Ringquerschnitt 51 auf, der an einer Schulter 52 der Einlaßöffnung 19 anliegt. Zur axialen Fixierung des Rückschlagventils 50 ist ein Anschlußelement 14 in die Einlaßöffnung 19 eingeschraubt oder eingepreßt. An dieses Anschlußelement 14 ist eine nicht dargestellte Kraftstoffleitung anschließbar. An den Ringquerschnitt 51 schließt sich ein topfförmig ausgebildetes Gehäuse 53 an, in dem eine Ventilfeder 54 gelagert ist, das ein Ventilschließglied 56 zur Anlage an dem Ringquerschnitt 51 bringt. Dabei ist der Ringquerschnitt 51 als Ventilsitz ausgebildet. Das Ventilschließglied 56 kann entgegen der Ventilfeder 54 durch den Kraftstoff ausgelenkt werden. Dieser strömt durch eine Öffnung 57 des Ringquerschnitts 51 in das Gehäuse 53 ein und über zumindest eine in einer Umfangswand 58 des Gehäuses 53 angeordneten Öffnung 59 in den Ansaugraum 13. Die Öffnungen 59 wirken analog zu den im Ventilschließglied 41 in der Umfangswand angeordneten Vertiefungen als Drossel, die den Förderstrom des Kraftstoffes bei steigender Drehzahl der Kraftstoff-Förderpumpe verringern kann.
Bei dieser Ausführungsform ist die Spannhülse 39 gegenüber der Ausführungsform in Fig. 3 verkürzt ausgebildet, so daß diese vollständig in dem Bypasskanal 25 eingesetzt sein kann.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß das Rückschlagventil 50 in einem Anschlußelement 14 integriert ist, so daß eine einfache Montage des Anschlußelementes 14 mit einem darin integrierten Rückschlagventil 50 gegeben sein kann. Desweiteren kann vorgesehen sein, daß das Ventilschließglied 56 als Kugel oder dergleichen ausgebildet ist.
Das Druckventil 31 und die Rückschlagventile 40, 50 können aus kraftstoff- und temperaturbeständigen Kunststoffen oder aus metallischen Werkstoffen oder in Kombination ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäße Kraftstoff-Förderpumpe arbeitet in folgender Weise: Im Betrieb der Brennkraftmaschine werden die Kraftstoff-Einspritzpumpe und die Kraftstoff-Förderpumpe proportional zur Drehzahl der Brennkraftmaschine angetrieben. Dies erfolgt bei der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Förderpumpe mittels eines an der Welle 5 von außen angreifenden nicht dargestellten mechanischen Übertragungselements. Durch die Rotation des ersten Zahnrades 7 und des mit diesem kämmenden zweiten Zahnrades 9 wird Kraftstoff aus dem Ansaugraum 13 entlang dem Förderkanal 17 in den Druckraum 15 gefördert. Dabei entsteht im Ansaugraum 13 ein Unterdruck, der ausreicht, um das Rückschlagventil 40, 50 zu öffnen und Kraftstoff über die Ansaugleitung aus dem Vorratstank anzusaugen. Der im Druckraum 15 aufgebaute Kraftstoffdruck bewirkt eine Kraftstoff-Förderung aus diesem über eine Förderleitung in den Saugraum der zu versorgenden Kraftstoff-Einspritzpumpe. Das Rückschlagventil 40, 50 wirkt als Drossel, die einen sanften Übergang der Kennlinie 60 gegenüber einem theoretischen Verlauf der Kennlinie 61 gemäß Fig. 5 aufweist, die auch einer Kennlinie entsprechen würde, wenn kein Rückschlagventil 40, 50 vorliegen würde. Die horizontal verlaufende Linie 62 ist durch den maximalen Förderstrom der Kraftstoff-Förderpumpe in Abhängigkeit des Öffnungsdruckes des Druckventils 31 in dem Bypasskanal 25 festgelegt.
Die Drosselwirkung beruht darauf, daß in dem Ventilschließglied 41 über den Umfang gleichmäßig verteilte Vertiefungen angeordnet sind, die ermöglichen, daß der Kraftstoff nach Abheben des Ventilschließgliedes 41 von dem Ventilsitz 42 über diese Öffnungen zum Ansaugraum 13 strömen kann. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 strömt der Kraftstoff nach dem Abheben des Ventilschließgliedes 56 von dem Ventilsitz 51 über Öffnungen 59 des Gehäuses 53 zum Ansaugraum.
Parallel dazu erfolgt die Steuerung des maximalen Kraftstoffdruckes im Druckraum 15 und somit der Fördermenge zur Kraftstoffeinspritzpumpe über den Bypasskanal 25, indem das Ventilschließglied 33 des darin eingesetzten Druckventils 31 ab einem bestimmten Druck im Druckraum 15 vom Ventilsitz 29 abhebt und so einen Abströmquerschnitt am Bypasskanal 25 öffnet, über den ein Teil der unter hohem Druck stehenden Kraftstoffmenge aus dem Druckraum 15 in den Ansaugraum 13 abströmt. Dadurch wird die aus der nicht dargestellten Kraftstoffleitung über das Anschlußelement 14 strömende Fördermenge verringert.
Durch das beim Stillstand der Kraftstoff-Förderpumpe sich in Schließstellung befindende Rückschlagventil 40, 50 verbleibt in dem Ansaugraum 13 als auch Druckraum 15 Kraftstoff, so daß beim Anlauf der Kraftstoff-Förderpumpe eine sofortige Förderung des Kraftstoffs zur Kraftstoff-Einspritzpumpe ermöglicht ist, ohne daß eine zusätzliche Entlüftung erforderlich ist. Dadurch kann der erforderliche Arbeitsdruck innerhalb kürzester Zeit aufgebaut werden. Beispielsweise kann bei Startdrehzahl innerhalb von 0,3 Sekunden ein Druck von 0,3 bar aufgebaut werden, wodurch ein sofortiger Start der Brennkraftmaschine gegeben sein kann. Gleichzeitig kann dadurch mit einer geringen Arbeitsleistung ein höherer Wirkungsgrad der Kraftstoff-Förderpumpe erzielt werden, wobei zusätzlich durch die Drosselwirkung der Rückschlagventile 40, 50 ein sanfter Übergang der zunächst stetig ansteigenden Kennlinie in einen sanften Übergang zum maximalen Förderstrom bewirkt, so daß die Förderpumpe eine verringerte Arbeitsleistung erbringen muß, die durch das schraffierte Feld 63 dargestellt ist. Durch die Anpassung der Fördermenge an die Bedarfsmenge durch die Drosselwirkung verringert sich die Differenz zwischen der geförderten Menge und der benötigten Menge.

Claims (11)

  1. Kraftstoff-Förderpumpe für eine Kraftstoff-Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, mit einem in einer Pumpkammer (3) rotierend angetriebenen Paar miteinander kämmender Zahnräder (7, 9) oder sonstiger rotierender Verdrängerelemente, die Kraftstoff aus einem mit einem Vorratstank verbundenen Ansaugraum (13) entlang einem zwischen der Stirnfläche der Zahnräder (7, 9) und der Umfangswand der Pumpkammer (3) gebildeten Förderkanal (17) in einen, mit der Kraftstoff-Einspritzpumpe verbundenen Druckraum (15) fördern und mit einem in einem Gehäuse (1) der Kraftstoff-Förderpumpe integrierten und den Ansaugraum (13) mit dem Druckraum (15) verbindenden Bypasskanal (25), der mittels eines darin angeordneten Druckventils (31) aufsteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugraum (13) mit einem entgegen der Kraftstoff-Fördereinrichtung wirkenden Rückschlagventil (40, 50) verschließbar ist, wobei das Rückschlagventil (40, 50) als Drosselventil ausgebildet ist.
  2. Kraftstoff-Förderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (40, 50) in einer zum Ansaugraum (13) führenden Öffnung (19) des Gehäuses 819) anordenbar ist.
  3. Kraftstoff-Förderpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (40) in der Öffnung (19) axial geführt ist und gegen eine in der Öffnung (19) angeordnete Ventilfeder (44) in Kraftstoffrichtung öffenbar ist.
  4. Kraftstoff-Förderpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Öffnung (19) ein Ventilsitz (42) und den Querschnitt verringerndes Anschlußelement (14) einsetzbar ist, an der ein Ventilschließglied (41) des Rückschlagventils (40) mit einer Dichtfläche (43) mittels der Ventilfeder (44) zur Anlage bringbar ist.
  5. Kraftstoff-Förderpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfeder (44) sich an einem dem Ventilschließglied (41) gegenüberliegenden in das saugraumseitige Ende des Bypassventils (25) eingesetzten Spannhülse (39) abstützt.
  6. Kraftstoff-Förderpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhülse (39) an die Öffnung (19) angrenzt oder zumindest teilweise in die Öffnung (19) eingreift und in einem den Ansaugraum (13) durchdringenden Bereich geschlitzt ausgebildet ist.
  7. Kraftstoff-Förderpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement (14) als Schlauchstutzen ausgebildet ist, der in die Öffnung (19) des Gehäuses (1) einsetzbar, vorzugsweise mit einem Schnellverschluß befestigt ist.
  8. Kraftstoff-Förderpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (50) als Baueinheit in die Öffnung (19) einsetzbar ist und mit einem Anschlußelement (14) axial zur Öffnung (19) positionierbar ist.
  9. Kraftstoff-Förderpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (50) eine in einem Gehäuse (53) angeordnete Ventilfeder (54) aufweist, die ein Ventilschließglied (56) an einem als Ventilsitz ausgebildeten Ringquerschnitt (51) zur Anlage bringt.
  10. Kraftstoff-Förderpumpe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Umfangswand (58) des Gehäuses (53) zumindest eine Öffnung (59) vorgesehen ist.
  11. Kraftstoff-Förderpumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das als Baueinheit ausgebildete Rückschlagventil (50) im Anschlußelement (14) integriert ist.
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