Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpvorrichtung zum
Fördern von Flüssigkeiten, insbesondere von Brennstoffen
und speziell von Schweröl gemäss dem Oberbegriff des
Anspruchs 1, sowie eine mit einer solchen
Kolbenpumpvorrichtung versehene
Hubkolbenbrennkraftmaschine gemäss dem Oberbegriff des
Anspruchs 11.
Kolbenpumpvorrichtungen arbeiten im allgemeinen nach dem
Prinzip, dass der Arbeitsraum im Pumpengehäuse durch die
oszillatorische, geradlinige Bewegung eines Kolbens eine
periodische Volumenänderung erfährt. Hierbei kann der
Kolben dichtend in einem Hohlzylinder hin- und hergleiten
oder es kann eine Führungsbuchse zwischen der inneren
Wandung des Pumpengehäuses und dem Kolben vorgesehen
sein. Im folgenden wird die Bewegung des Kolbens, welche
eine Verkleinerung des Volumens des Arbeitsraums bewirkt,
als Kompressionsbewegung bezeichnet und die Bewegung,
welche eine Vergrösserung des Volumens des Arbeitsraums
bewirkt, als Expansionsbewegung.
Es ist bekannt, Kolbenpumpvorrichtungen so
auszugestalten, dass der Kolben bei der
Expansionsbewegung die Saugleitung freigibt, so dass die
zu fördernde Flüssigkeit in den Arbeitsraum eindringen
kann. Bei der anschliessenden Kompressionsbewegung
verschliesst der Kolben die Saugleitung und erhöht in der
Folge den Druck in der Flüssigkeit, die sich in dem
Arbeitsraum befindet. Beispielsweise über ein selbsttätig
gesteuertes Rückschlagventil gelangt die Flüssigkeit dann
aus dem Arbeitsraum in die hochdruckseitge Druckleitung.
Solche Kolbenpumpvorrichtungen werden beispielsweise als
Einspritzpumpen in Einspritzanlagen von
Hubkolbenbrennkraftmaschinen, insbesondere von
Dieselmotoren, verwendet. Ihre Aufgabe ist es, den
Brennstoff in Einspritzleitungen zu drücken, wobei
Einspritzdrücke von bis zu etwa 2000 bar erreichbar sein
sollen. Zudem muss die von der Einspritzpumpe pro
Arbeitsgang geförderte Brennstoffmenge zwischen ungefähr
null und einer Vollastmenge regelbar sein, um die jeweils
gewünschte Leistung der Maschine zu realisieren.
Eine bekannte und häufig verwendete Art der Regelung der
geförderten Brennstoffmenge ist die sogenannte
Schrägkantenregelung. Bei dieser ist die Amplitude der
Hubbewegung des Kolbens üblicherweise konstant, der
Kolben aber um seine Längsachse drehbar. Der Kolben weist
entlang seines Umfangs eine Nut auf, die über einen
Abströmkanal mit dem Arbeitsraum verbunden ist. Die Nut
wird durch eine Kante begrenzt, welche schräg zur
Längsachse des Kolbens und auf seiner Mantelfläche
verläuft. Dadurch ist der Abstand zwischen der dem
Arbeitsraum zugewandten Stirnfläche des Kolbens und dem
Beginn der Nut keine konstante Grösse. Je nach der
Winkelstellung des drehbaren Kolbens gibt deshalb die
Schrägkante bei der Kompressionsbewegung früher oder
später die Ansaugöffnung oder spezielle
Überströmbohrungen frei, wodurch der Arbeitsraum mit der
Saugseite verbunden wird, der hochdruckseitig im
Arbeitsraum befindliche Brennstoff auf die
Niederdruckseite abströmt und folglich die Förderung
aufhört. Durch die Drehung des Kolbens um seine
Längsachse wird also an der Ansaugöffnung bzw. den
Überströmbohrungen der Abstand zwischen der dem
Arbeitsraum zugewandten Kante des Kolbens und der
Schrägkante variiert. Die Förderung beginnt, wenn die
erstgenannte Kante bei der Kompressionsbewegung die
Ansaugöffnung verschlossen hat und endet, sobald die
Schrägkante im Verlauf der weiteren Kompressionsbewegung
die Ansaugöffnung bzw. die Überströmbohrungen freigibt.
Auf diese Weise kann die effektiv geförderte
Brennstoffmenge durch hochdruckseitiges Abströmen des
überschüssigen Brennstoffs variiert werden.
Solche an sich bekannten Kolbenpumpvorrichtungen, die
nach dem Prinzip der Schrägkantenregelung arbeiten,
weisen jedoch einige Nachteile auf. So ist z. B. diese
Regelung durch hochdruckseitiges Abströmen der
Flüssigkeit unter energetischen Aspekten ungünstig Da
bei jedem Arbeitszyklus bei der Expansionsbewegung des
Kolbens im wesentlichen die gleiche Menge an Flüssigkeit
in den Arbeitsraum einströmt, nämlich diejenige, welche
für den Vollastbetrieb benötigt wird, strömt insbesondere
bei Teillast oder Leerlaufbetrieb ein relativ grosser
Anteil der Flüssigkeit bei der Kompressionsbewegung
ungenutzt von der Hochdruckseite auf die Ansaugseite
zurück. Hierfür wird Energie benötigt, weil zum einen der
Kolben zunächst die gesamte im Arbeitsraum befindliche
Flüssigkeit unter Druck setzen muss und zum anderen die
zurückströmende, für diesen Arbeitszyklus nicht benötigte
Flüssigkeit bewegt werden muss. Diese Energie, welche für
das Bewegen und Pressen der zurückströmenden Flüssigkeit
vonnöten ist, stellt einen unwirtschaftlichen und nicht
gewünschten Verlust dar, weil sie für den eigentlichen
Arbeitsprozess verloren geht. Dieser Verlust wirkt sich
nachteilig auf den Wirkungsgrad der Pumpvorrichtung aus.
Insbesondere auch bei Anwendungen, bei denen die zu
fördernde Flüssigkeit Schweröl ist, wie beispielsweise
bei Einspritzpumpen für Schiffsmotoren, besteht daher ein
deutlicher Verbesserungsbedarf.
Ferner ist je nach Winkelstellung des Kolbens relativ zur
Ansaugöffnung, also je nachdem ob die Pumpvorrichtung im
Leerlauf-, Teillast- oder Vollastbetrieb arbeitet, die
Dichtfläche zwischen der äusseren Kolbenwandung und der
Führungsbuchse bzw. dem Pumpengehäuse relativ kurz,
wodurch eine nicht unwesentliche Leckrate auftritt, die
sich ebenfalls nachteilig auf den Wirkungsgrad der Pumpe
auswirkt.
Andererseits sind Kolbenpumpvorrichtungen bekannt, bei
denen die Regelung der geförderten Flüssigkeitsmenge
durch separate, der Pumpvorrichtung vorgeschaltete
Drosseleinrichtungen erfolgt. Bei solchen Pumpen ist der
Kolben üblicherweise im wesentlichen glattwandig
ausgestaltet und die vorgeschaltete Drossseleinrichtung
reguliert je nach Last die bei einem Arbeitszyklus in den
Arbeitsraum einströmende Flüssigkeitsmenge. Hierbei ist
jedoch das Totvolumen zwischen der Drosseleinrichtung und
dem Arbeitsraum der Pumpvorrichtung nachteilig, weil die
darin befindliche Flüssigkeit bei jedem Arbeitszyklus
unter Druck gesetzt wird. Zudem sind übliche
Drosseleinrichtungen für die Förderung von Schweröl
zumindest weniger geeignet, weil Schweröl chemisch
aggressiv ist und sehr harte Ablagerungen, z. B. an den
Ventilen der Drosseleinrichtung, bildet, woraus ein hoher
Verschleiss bzw. Wartungsaufwand resultiert. Zwar sind
spezielle Ventile für Schweröl entwickelt worden, diese
sind jedoch mit einem erheblichen konstruktiven Aufwand
sowie relativ hohen Herstellungskosten verbunden.
Ausgehend von diesem Stand der Technik, ist es daher eine
Aufgabe der Erfindung, eine Kolbenpumpvorrichtung zum
Fördern von Flüssigkeiten bereitzustellen, bei welcher
die geförderte Flüssigkeitsmenge in einfacher Weise
regulierbar ist und welche die vorne erwähnten Nachteile
nicht aufweist. Insbesondere soll die
Kolbenpumpvorrichtung zum Fördern von Brennstoffen,
speziell von Schweröl, geeignet sein. Sie soll die
eingesetzte Energie effizienter nutzen und im Vergleich
zu bekannten, z. B. mit Schrägkantenreglung arbeitenden
Vorrichtungen, einen deutlich verbesserten Wirkungsgrad
aufweisen. Ferner sollen Totvolumina weitestgehend
vermieden werden. Die Kolbenpumpvorrichtung soll eine
einfache und robuste Konstruktion aufweisen und
kostengünstig sein. Im speziellen ist es eine Aufgabe der
Erfindung, eine Kolbenpumpvorrichtung vorzuschlagen,
welche sich für Einspritzanlagen in
Hubkolbenbrennkraftmaschinen, die nach dem Diesel-Prinzip
arbeiten, eignet und den dafür erforderlichen Hochdruck
erzeugen kann.
Die diese Aufgaben lösende Kolbenpumpvorrichtung zum
Fördern von Flüssigkeiten, insbesondere von Brennstoffen
und speziell von Schweröl ist durch die Merkmale des
unabhängigen Anspruchs 1 gekennzeichnet. Die
erfindungsgemässe Kolbenpumpvorrichtung hat also ein
Pumpengehäuse, welches einen Arbeitsraum aufweist sowie
einen bewegbaren Kolben zur Verkleinerung und
Vergrösserung des Arbeitsraums. Ferner hat die
erfindungsgemässe Kolbenpumpvorrichtung mindestens eine
Einlassöffnung, durch welche die Flüssigkeit in den
Arbeitsraum einbringbar ist sowie eine Auslassöffnung,
durch welche die Flüssigkeit aus dem Arbeitsraum
abführbar ist. Die erfindungsgemässe
Kolbenpumpvorrichtung ist insbesondere dadurch
gekennzeichnet, dass Mittel zum Regeln der in den
Arbeitsraum gelangenden Flüssigkeitsmenge im Innenraum
des Pumpengehäuses vorgesehen sind.
Da bei der erfindungsgemässen Kolbenpumpvorrichtung die
in den Arbeitsraum gelangende Flüssigkeitsmenge
regulierbar ist, wird ein Zurückströmen der Flüssigkeit
aus dem Arbeitsraum vermieden, wodurch die eingesetzte
Energie effizienter genutzt wird und sich der
Wirkungsgrad verbessert. Unerwünschte Totvolumina werden
weitestgehend vermieden, weil die Mittel zum Regeln der
Flüssigkeitsmenge im Innenraum des Pumpengehäuses
vorgesehen sind. Ausserdem sind keine externen, d. h. der
Kolbenpumpvorrichtung vorgeschalteten,
Dosiereinrichtungen zur Regulierung der geförderten
Flüssigkeitsmenge vonnöten, wodurch eine einfache,
robuste und kostengünstige Konstruktion ermöglicht wird.
Insbesondere sind keine externen schweröltauglichen
Drosseleinrichtungen auf der Saugseite vonnöten.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemässen Kolbenpumpvorrichtung sind die Mittel
zum Regeln der in den Arbeitsraum gelangenden
Flüssigkeitsmenge an dem Kolben vorgesehen.
Beispielsweise ist der Kolben um seine Längsachse drehbar
gelagert und es ist eine Regeleinrichtung zum Drehen des
Kolbens um seine Längsachse vorgesehen. Der Kolben ist im
wesentlichen zylinderförmig ausgestaltet und die Mittel
zum Regeln der in den Arbeitsraum gelangenden
Flüssigkeitsmenge umfassen mindestens eine in der
Mantelfläche des Kolbens vorgesehene Ausnehmung, welche
sich bis in die dem Arbeitsraum zugewandte Stirnfläche
des Kolbens erstreckt. Dabei ist die Ausnehmung
geometrisch derart gestaltet, dass sie je nach der
Winkelstellung des Kolbens relativ zum Pumpengehäuse am
Ende der Expansionsbewegung - d. h. insbesondere, wenn
sich der Kolben in dem Umkehrpunkt befindet, wo der
Arbeitsraum maximales Volumen hat - einen kleineren oder
grösseren Bereich der Einlassöffnung mit dem Arbeitsraum
verbindet. Dadurch lässt sich bei diesem
Ausführungsbeispiel in einfacher Weise, nämlich durch
Drehen des Kolbens um seine Längsachse, die in den
Arbeitsraum einströmende Flüssigkeitsmenge regulieren.
Bezüglich der geometrischen Ausgestaltung der Ausnehmung
werden weiter hinten mehrere mögliche Varianten
detaillierter beschrieben.
Aus Gründen einer möglichst symmetrischen Druckverteilung
umfassen die Mittel zum Regeln der in den Arbeitsraum
gelangenden Flüssigkeitsmenge bevorzugt mindestens zwei
im wesentlichen gleiche Ausnehmungen in der Mantelfläche
des Kolbens vorgesehen, die vorzugsweise diametral
gegenüberliegend angeordnet sind und sich jeweils bis in
die dem Arbeitsraum zugewandte Stirnfläche des Kolbens
erstrecken.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemässen Kolbenpumpvorrichtung ist im Innenraum
des Pumpengehäuses eine Führungsbuchse zum Führen des
Kolbens vorgesehen, welche zumindest eine
Durchtrittsöffnung für die zu fördernde Flüssigkeit
aufweist. Die Lage der Führungsbuchse relativ zum
Pumpengehäuse kann dabei mittels einer Steuereinrichtung
verändert werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt
die Regelung der in den Arbeitsraum gelangenden
Flüssigkeitsmenge durch Verdrehen der Führungsbuchse um
die Längsachse des Kolbens oder durch Verschieben der
Führungsbuchse in Richtung der Längsachse des Kolbens.
Durch diese Massnahmen ändert sich die Lage der
Durchtrittsöffnung der Führungsbuchse relativ zur der
Einlassöffnung des Pumpengehäuses. Damit ändert sich auch
der Querschnitt derjenigen Fläche, durch welche die
Flüssigkeit in den Arbeitsraum gelangen kann, wenn sich
der Kolben in seinem Umkehrpunkt befindet, wo das Volumen
des Arbeitsraums maximal ist. Denn je nach Lage der
Führungsbuchse ist dann ein kleinerer oder grösserer Teil
der Einlassöffnung verschlossen. Auch auf diese Weise
lässt sich die in den Arbeitsraum gelangende
Flüssigkeitsmenge einfach regeln.
Die erfindungsgemässe Kolbenpumpvorrichtung eignet sich
insbesondere als Einspritzpumpe für eine Einspritzanlage
einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, weil mit ihr die
lastabhängige Menge an Brennstoff und speziell an
Schweröl in einfacher Weise regulierbar ist. Zudem lassen
sich die in Dieselmotoren benötigten hohen Drücke
erzeugen. Besonders günstig ist dabei der verbesserte
Wirkungsgrad der erfindungsgemässen
Kolbenpumpvorrichtung, der einen wirtschaftlichen und
kostengünstigen Betrieb erlaubt sowie der Verzicht auf
externe schweröltaugliche Drosseleinrichtungen zum
Regulieren der in den Arbeitsraum gelangenden
Brennstoffmenge.
Weitere vorteilhafte Massnahmen und bevorzugte
Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Vorrichtung
ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von
Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnung näher
erläutert. In der schematischen, nicht massstäblichen
Zeichnung zeigen:
- Fig.1:
- eine schematische Längsschnitt-Darstellung
eines ersten Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemässen Kolbenpumpvorrichtung mit
den wesentlichen Teilen,
- Fig.2a-2d:
- senkrechte Projektionen von verschiedenen
Varianten der Ausnehmung auf eine erste
Projektionsebene,
- Fig.3a-3d:
- senkrechte Projektionen von verschiedenen
Varianten der Ausnehmung auf eine zweite
Projektionsebene,
- Fig.4a-d:
- Aufsichten auf die Stirnseite des Kolbens für
verschiedene Querschnittsflächen der
Ausnehmung, und
- Fig. 5
- eine schematische Längsschnitt-Darstellung
eines zweiten Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemässen Kolbenpumpvorrichtung mit
den wesentlichen Teilen.
Bei der nachstehenden Beschreibung der
Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung sind identische
oder von der Funktion her gleichwertige Teile mit dem
gleichen Bezugszeichen versehen. Die erfindungsgemässe
Kolbenpumpvorrichtung zum Fördern von Flüssigkeiten,
insbesondere von Brennstoffen und speziell von Schweröl,
umfasst ein Pumpengehäuse 2 (Fig. 1), welches einen
Arbeitsraum 3 aufweist sowie einen bewegbaren Kolben 4
zur Verkleinerung und Vergrösserung des Arbeitsraums 3,
mindestens eine Einlassöffnung 21, durch welche die
Flüssigkeit in den Arbeitsraum 3 einbringbar ist und eine
Auslassöffnung 22, durch welche die Flüssigkeit aus dem
Arbeitsraum 3 abführbar ist. Gemäss der Erfindung sind
Mittel zum Regeln der in den Arbeitsraum 3 gelangenden
Flüssigkeitsmenge im Innenraum des Pumpengehäuses 2
vorgesehen.
Die folgenden Erläuterungen erfolgen mit beispielhaftem
Charakter anhand von Ausführungsbeispielen, die sich auf
den speziellen Fall einer schweröltauglichen
Kolbenpumpvorrichtung beziehen, die als Einspritzpumpe
für nach dem Diesel-Prinzip arbeitende grosse
Hubkolbenbrennkraftmaschinen, z. B. Schiffsmotoren,
geeignet ist. Es wird also auf solche Anwendungen Bezug
genommen, bei denen die zu fördernde Flüssigkeit Schweröl
ist. Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf
solche Anwendungen beschränkt ist. Das zu fördernde
Medium kann auch ein anderer Brennstoff oder ganz
allgemein eine Flüssigkeit sein. Ferner ist die
erfindungsgemässe Kolbenpumpvorrichtungen nicht auf
Anwendungen in Einspritzanlagen beschränkt sondern eignet
sich ebenfalls für andere Einsatzbereiche, in denen eine
regelbare Flüssigkeitsmenge gefördert werden soll.
Die erfindungsgemässe Kolbenpumpvorrichtung arbeitet nach
dem bekannten Prinzip, dass der Arbeitsraum 3 im
Pumpengehäuse 2 durch die oszillatorische, geradlinige
Bewegung des Kolbens 4 eine periodische Volumenänderung
erfährt. Im folgenden wird die Bewegung des Kolbens 4,
welche eine Verkleinerung des Volumens des Arbeitsraums 3
bewirkt, als Kompressionsbewegung bezeichnet und die
Bewegung, welche eine Vergrösserung des Volumens des
Arbeitsraums 3 bewirkt, als Expansionsbewegung. Weiterhin
wird derjenige Umkehrpunkt, in dem sich der Kolben 4 bei
maximalem Volumen des Arbeitsraums 3 befindet, als
erster Umkehrpunkt bezeichnet und derjenige, in dem sich
der Kolben 4 bei minimalem Volumen des Arbeitsraums 3
befindet, als zweiter Umkehrpunkt. Gemäss der Darstellung
in Fig. 1 ist also die Kompressionsbewegung die
Aufwärtsbewegung des Kolbens 4, die Expansionsbewegung
die Abwärtsbewegung, der erste Umkehrpunkt des Kolbens 4
der untere und der zweite Umkehrpunkt der obere.
In Fig. 1 sind die für das Verständnis der Erfindung
wesentlichen Teile eines ersten Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemässen Kolbenpumpvorrichtung, die gesamthaft
mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, schematisch in
einem Längsschnitt und teilweise symbolisch dargestellt.
Aus Gründen der besseren Übersicht sind zahlreicher
Details, die an sich aus der Pumpentechnologie
hinreichend bekannt sind, nicht dargestellt. Solche
Details, wie beispielsweise Sperrölleitungen, -
zuführungen, -abführungen, Kolbenfeder, Dichtungen und
Einstellschrauben können in an sich bekannter Weise, wie
z. B. bei handelsüblichen Einspritzpumpen, die nach dem
Prinzip der Schrägkantenregelung arbeiten, ausgestaltet
sein und werden hier nicht erläutert.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
der Kolben 4 im wesentlichen zylinderförmig ausgestaltet
und um seine Längsachse A drehbar gelagert. Mittels einer
Regeleinrichtung, die eine Regelstange 6 umfasst, ist der
Kolben 4 um seine Längsachse A drehbar wie dies durch den
mit dem Bezugszeichen C versehenen Doppelpfeil angedeutet
ist. Die Regelstange 6 ist mit Zähnen an ihrer dem Kolben
4 zugewandten Seite versehen, die im Eingriff mit einer
an dem Mantel des Kolbens 4 angeordneten Zahnung 7
stehen. Durch entsprechendes Verschieben der Regelstange
6 in Richtung des Doppelpfeils B lässt sich somit der
Kolben 4 in beide Richtungen C um seine Längsachse A
drehen. Solche Regeleinrichtungen zum Drehen des Kolbens
4 sind an sich bekannt und bedürfen daher keiner näheren
Erläuterung. Die Hubbewegung des Kolbens 4 zur
Verkleinerung bzw. Vergrösserung des Arbeitsraums 3 kann
ebenfalls in an sich bekannter Weise erfolgen. Eine
angetriebenen Nockenwelle 10 dreht sich, wodurch der
Nocken 11 eine Übertragungseinrichtung 12 gemäss der
Darstellung in Fig. 1 nach oben bewegt. Dadurch bewegt
sich der Kolben 4 gegen die Kraft einer nicht
dargestellten Kolbenfeder nach oben (gemäss der
Darstellung in Fig. 1) und komprimiert den Arbeitsraum 3.
Nachdem der Nocken 11 die Übertragungseinrichtung 12
passiert hat, bewegt sich der Kolben 4 nach unten, woraus
eine Vergrösserung des Arbeitsraums 3 resultiert.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1) umfassen die
Mittel zum Regeln der in den Arbeitsraum 3 gelangenden
Flüssigkeitsmenge (Schwerölmenge) mindestens eine in der
Mantelfläche des Kolbens 4 vorgesehene Ausnehmung 5,
welche sich bis in die dem Arbeitsraum 3 zugewandte
Stirnfläche 49 des Kolbens 4 erstreckt. Aus Gründen einer
möglichst symmetrischen Druckverteilung sind bevorzugt
mindestens zwei im wesentlichen gleiche Ausnehmungen in
der Mantelfläche des Kolbens 4 vorgesehen, die
vorzugsweise diametral gegenüberliegend angeordnet sind
und sich jeweils bis in die dem Arbeitsraum 3 zugewandte
Stirnfläche 49 des Kolbens 4 erstrecken. Natürlich können
auch mehr als zwei solcher Ausnehmungen 5 vorgesehen
sein, die vorzugsweise gleichmässig verteilt in der
Mantelfläche des Kolbens 4 angeordnet sind. Es versteht
sich, dass in solchen Fällen, wo mehrere Ausnehmungen 5
in der Mantelfläche des Kolbens angeordnet sind auch mehr
als eine Einlassöffnung 21 im Pumpengehäuse vorgesehen
sein kann. Da es für das Verständnis ausreichend ist,
wird im folgenden nur eine der eventuell mehreren
Ausnehmungen 5 betrachtet.
Die Ausnehmung 5 dient im Betriebszustand dem regelbaren
Einbringen von Schweröl in den Arbeitsraum 3. In der
Darstellung gemäss Fig. 1 befindet sich der Kolben
ungefähr in seinem ersten Umkehrpunkt (maximales Volumen
des Arbeitsraums 3). In diesem Zustand bildet die
Ausnehmung 5 eine Verbindung zwischen der Einlassöffnung
21 und dem Arbeitsraum 3. Das für die Verbrennung
vorbereitete Schweröl gelangt durch eine Saugleitung 13,
die mit der Einlassöffnung 21 verbunden ist, zur
Einlassöffnung 21, wie dies symbolisch durch den mit dem
Bezugszeichen BE versehenen Pfeil angedeutet ist, und von
dort durch die Ausnehmung 5 in den Arbeitsraum 3. Bei der
anschliessenden Kompressionsbewegung verschliesst der
Kolben die Einlassöffnung 21 und komprimiert den
Arbeitsraum 3, wodurch das in ihm befindliche Schweröl
unter Druck gesetzt wird. Dieses gelangt durch die
Auslassöffnung 22 und ein Rückschlagventil 14 in eine
Druckleitung 15, die beispielsweise zu einem nicht
dargestellten Druckbehälter führt, der mit einer
Einspritzdüse verbunden ist. Bei der anschliessenden
Expansionsbewegung des Kolbens 4 bildet sich wieder eine
Verbindung zwischen der Einlassöffnung 21 und dem
Arbeitsraum 3 durch die Ausnehmung 5, so dass für den
nächsten Arbeitszyklus Schweröl in den Arbeitsraum 3
gelangen kann. Das Einbringen des Schweröls in den
Arbeitsraum erfolgt also bei der Expansionsbewegung des
Kolbens 4 bzw., wenn dieser sich im Bereich seines ersten
Umkehrpunkts befindet.
Bei der erfindungsgemässen Kolbenpumpvorrichtung erfolgt
die lastabhängige Regelung der geförderten Schwerölmenge
durch Regelung der in den Arbeitsraum 3 gelangenden
Schwerölmenge und nicht, wie es bei bekannten Pumpen
z. B. mit Schrägkantenregelung, üblich ist, bei denen die
pro Arbeitszyklus eingebrachte Schwerölmenge im
wesentlichen konstant ist und die Regelung durch
hochdruckseitiges Zurückströmen realisiert ist.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
erfolgt die Regelung der in den Arbeitsraum 3 gelangenden
Schwerölmenge durch Drehen des Kolbens 4 um seine
Längsachse (Doppelpfeil C). Die Ausnehmung 5 in der
Mantelfläche des Kolbens 4 ist geometrisch derart
gestaltet, dass je nach der Winkelstellung des Kolbens 4
relativ zum Pumpengehäuse 2 mehr oder weniger Schweöl in
den Arbeitsraum 3 gelangen kann, wenn sich der Kolben 4
im Bereich seines ersten Umkehrpunktes befindet. Mit dem
Begriff "Winkelstellung" ist dabei die Stellung des
Kolbens bezüglich der Drehung um seine Längsachse A
gemeint, wie sie beispielsweise in einem zylindrischen
Koordinatensystem durch den Azimutwinkel beschreibbar
wäre.
In Fig. 2a -2d sind mehrere Varianten für die
Ausgestaltung der Ausnehmung 5 jeweils in einer
senkrechten Projektion auf eine erste Projektionsebene
dargestellt. Diese erste Projektionsebene liegt parallel
zur Längsachse A des Kolbens 4. Die Projektionen sind mit
den Bezugszeichen 51a -51d bezeichnet. Im wesentlichen
entspricht diese Projektionsdarstellung einer Ansicht auf
die Mantelfläche des Kolbens 4 aus einer Richtung, die
senkrecht zur Längsachse A des Kolbens 4 liegt. Zum
besseren Verständnis ist in den Fig. 2a-2d jeweils auch
der Kolben 4 mit seiner Längsachse A eingezeichnet; das
Pumpengehäuse 2 ist angedeutet sowie strichliert die Lage
der Einlassöffnung 21. Die Fig. 2a-2d zeigen den Kolben 4
jeweils ungefähr in seinem ersten Umkehrpunkt (maximales
Volumen des Arbeitsraums 3) sowie in einer
Winkelstellung, die einer mittleren Fördermenge an
Schweröl entspricht.
Bei der in Fig. 2a gezeigten Projektion 51a erstreckt
sich die Ausnehmung 5 zunächst in Form einer Nut 511a von
der dem Arbeitsraum 3 zugewandten Stirnfläche 49 des
Kolbens 4 entlang der Mantelfläche parallel zur
Längsachse A und geht dann in einen im wesentlichen V-förmigen
Teil 512a über, wobei die offene Seite des V-förmigen
Teils 512a im wesentlichen parallel zur
Längsachse A des Kolbens 4 liegt. Somit verjüngt sich die
Ausnehmung 5 entlang einer Umfangsrichtung des Kolbens 4,
d. h. gemäss der Darstellung in Fig. 2a wird die
Ausnehmung 5 nach rechts hin schmäler.
Soll nun pro Arbeitszyklus eine grössere Menge an
Schweröl gefördert werden, z. B. weil die angeschlossene
Hubkolbenbrennkraftmaschine mehr Leistung bringen soll
(Lasterhöhung), so wird mittels der Regelstange 6 (Fig.
1) der Kolben 4 um seine Längsachse A gedreht und zwar
gemäss der Darstellung in Fig. 2a nach rechts in Richtung
des Pfeils C1. Dadurch gibt der V-förmige Teil 512a einen
grösseren Teil der Einlassöffnung 21 frei, wenn sich der
Kolben 4 im Bereich seines ersten Umkehrpunkts befindet.
Folglich kann auch eine grössere Menge an Schweröl durch
die Ausnehmung 5 in den Arbeitsraum 3 gelangen. Soll
dagegen die pro Arbeitszyklus geförderte Schwerölmenge
reduziert werden, so wird durch ein entsprechendes
Verschieben der Regelstange 6 der Kolben 4 um seine
Längsachse A in Richtung des Pfeils C2 (Fig. 2a) gedreht.
Dadurch verkleinert sich der Teil der Einlassöffnung 21,
welcher von der Ausnehmung 5 freigegeben wird, wenn sich
der Kolben im Bereich seines ersten Umkehrpunkts
befindet. Folglich reduziert sich auch die Schwerölmenge,
die pro Arbeitszyklus in den Arbeitsraum 3 gelangt. Ist
die Kolbenpumpvorrichtung 1 auf maximale Fördermenge
eingestellt, so gibt die Ausnehmung 5, falls sich der
Kolben 4 im Bereich seines ersten Umkehrpunkts befindet,
die Einlassöffnung 21 im wesentlichen vollständig frei,
das bedeutet gemäss der Darstellung in Fig. 2a, dass der
strichliert gezeichnete Kreis, welcher die Lage der
Einlassöffnung 21 relativ zur Ausnehmung 5 andeutet, im
wesentlichen vollständig innerhalb der Projektion 51a
liegt. Soll dagegen gar kein Schweröl gefördert werden,
z. B. weil die angeschlossene Hubkolbenbrennkraftmaschine
abgeschaltet werden soll, so wird der Kolben 4 durch
Drehen um seine Längsachse A in Richtung des Pfeils C2
(Fig. 2a) in eine solche Winkelstellung gebracht, dass
der strichliert gezeichnete Kreis, welcher die Lage der
Einlassöffnung 21 relativ zur Ausnehmung 5 andeutet, im
wesentlichen vollständig ausserhalb der Projektion 51a
liegt. Somit bleibt die Einlassöffnung 21 auch dann
verschlossen, wenn sich der Kolben 4 im Bereich seines
ersten Umkehrpunkts befindet, und es kann kein Schweröl
in den Arbeitsraum 3 einströmen. Auf diese einfache
Weise, nämlich durch Drehen des Kolbens 4, lässt sich die
geförderte Schwerölmenge zwischen einem Minimal- und
einem Maximalwert regeln, wobei es wesentlich für die
Erfindung ist, dass die in den Arbeitsraum 3 gelangende
Schwerölmenge regelbar ist.
Die Fig. 2b-2d zeigen in analoger Darstellung zu Fig. 2a
die Projektionen 51b-51d für weitere Varianten der
Ausgestaltung der Ausnehmung 5. Die prinzipielle
Funktionsweise ist die gleiche wie im Zusammenhang mit
Fig. 2a erläutert, so dass die diesbezüglichen
Erläuterungen auch für die in den Fig. 2b-2d
dargestellten Varianten in sinngemäss gleicher Weise
Geltung haben.
Bei den in Fig. 2b und 2c dargestellten Varianten ist die
senkrechte Projektion 51b bzw. 51c der Ausnehmung 5 auf
die erste Projektionsebene, welche parallel zur
Längsachse A des Kolbens 4 liegt, im wesentlichen ein
Dreieck. Fig. 2b zeigt eine Variante, bei der die
Projektion 51b der Ausnehmung 5 ein Dreieck ist, dessen
eine Seite in der Stirnfläche 49 des Kolbens 4 liegt.
Insbesondere ist dieses Dreieck rechtwinklig, wobei die
beiden Katheten mindestens so lang sind, dass die
Ausnehmung 5 die Einlassöffnung 21 zumindest für eine
Winkelstellung des Kolbens 4 im wesentlichen vollkomen
freigibt. Bei der in Fig. 2c dargestellten Variante der
Ausnehmung 5 ist die Projektion 51c ebenfalls im
wesentlichen ein Dreieck, wobei jedoch eine Seite des
Dreiecks durch die Stirnfläche 49 des Kolbens 4
abgeschnitten ist. Das Dreieck ist so bemessen, dass die
Ausnehmung 5 die Einlassöffnung 21 zumindest für eine
Winkelstellung des Kolbens 4 im wesentlichen vollkomen
freigibt.
Bei der in Fig. 2d dargestellten Variante ist die
senkrechte Projektion 51d der Ausnehmung 5 auf die erste
Projektionsebene, welche parallel zur Längsachse A des
Kolbens 4 liegt, im wesentlichen ein Viereck und
insbesondere ein Rechteck, wobei auch dieses Viereck so
bemessen ist, dass die Ausnehmung 5 die Einlassöffnung 21
zumindest für eine Winkelstellung des Kolbens 4 im
wesentlichen vollkomen freigibt.
Bezüglich der Ausgestaltung der Ausnehmung 5 in radialer
Richtung, d. h. in Richtung auf die Längsachse A des
Kolbens 4, sind mehrere Varianten möglich. Die Fig. 3a-3d
verdeutlichen einige Bespiele, wie die Ausnehmung 5 in
radialer Richtung ausgestaltet sein kann. Auch die Fig.
3a-3d zeigen senkrechte Projektionen für verschiedene
Ausgestaltungen der Ausnehmung 5, allerdings auf eine
zweite Projektionsebene, welche ebenfalls parallel zur
Längsachse A des Kolbens 4 liegt, allerdings senkrecht
auf der ersten Projektionsebene steht. Im wesentlichen
entspricht diese Projektionsdarstellung einer Ansicht auf
die Mantelfläche des Kolbens 4 aus einer Richtung, die
senkrecht zur Längsachse A des Kolbens 4 liegt. Bezüglich
der Darstellung in den Fig. 2a-2d ist die Blickrichtung
in den Fig. 3a-3d um 90° um die Längsachse A des Kolbens
4 gedreht. Die Bezugszeichen 52a-52d bezeichnen jeweils
die senkrechte Projektion auf diese zweite
Projektionseben. Zum besseren Verständnis ist in den Fig.
3a-3d jeweils auch ein Teil des Kolbens 4 und seine
Längsachse A eingezeichnet; das Pumpengehäuse 2 ist
angedeutet und die Einlassöffnung 21 dargestellt. Die
Fig. 3a-3d zeigen den Kolben 4 jeweils ungefähr in seinem
ersten Umkehrpunkt (maximales Volumen des Arbeitsraums
3).
Eine radiale Ausgestaltung der Ausnehmung 5, wie sie die
in Fig. 3a dargestellte Projektion 52a zeigt, ist
insbesondere für die in Fig. 2a dargestellte Variante der
Ausnehmung 5 geeignet, jedoch nicht darauf beschränkt.
Der in Umfangsrichtung V-förmige Teil 512a - in Fig. 3a
strichliert gezeichnet - verjüngt sich auch in radialer
Richtung, so dass er in der Darstellung gemäss Fig. 3a
als Dreieck erscheint. Die Nut 511a, die den V-förmigen
Teil 512a mit der Stirnfläche 49 des Kolbens 4 verbindet,
ist in dieser Projektion 52a viereckig.
Wie dies die Fig. 3b-3d zeigen, kann die Ausnehmung 5 in
radialer Richtung auch derart ausgestaltet sein, dass die
senkrechte Projektion 52b-52d auf die zweite
Projektionsebene im wesentlichen ein Viereck (Projektion
52b in Fig. 3b), ein Dreieck (Projektion 52c in Fig. 3c)
oder eine zumindest teilweise krummlinig begrenzte Fläche
(Projektion 52d in Fig. 3d), z. B. ein Kreissegment, ist.
Weiterhin ist es möglich, die Ausnehmung 5 derart zu
gestalten, dass sich ihre radiale Tiefe T (Fig. 4a),
womit ihre Ausdehnung in Richtung auf die Längsachse A
des Kolbens 4 hin gemeint ist, in Richtung des Umfangs
des Kolbens 4 ändert. Dies bedeutet, dass sich bei einer
Drehung des Kolbens 4 um seine Längsachse A die radiale
Tiefe T des Teils der Ausnehmung ändert, welche der
Einlassöffnung 21 beim Einströmen des Schweröls
gegenüberliegt. Die Fig. 4a-4d illustrieren dies. Sie
zeigen jeweils eine Aufsicht auf die Stirnfläche 49 des
Kolbens 4 aus der Richtung seiner Längsachse A, so dass
jeweils eine Querschnittsfläche der Ausnehmung 5
senkrecht zur Längsachse A des Kolbens 4 sichtbar ist.
Die Querschnittsflächen der Ausnehmung 5 sind mit den
Bezugszeichen 53a-53d bezeichnet. Zudem sind in den Fig.
4a-4d jeweils zwei Ausnehmungen 5 dargestellt, um die
weiter vorne erläuterte bevorzugte Ausführungsform mit
mindestens zwei im wesentlichen gleichen Ausnehmungen 5
in der Mantelfläche des Kolbens 4, die diametral
gegenüberliegend angeordnet sind, zu verdeutlichen.
Gemäss den Darstellungen in Fig. 4a bzw. 4b weist die
Ausnehmung 5 jeweils eine Querschnittsfläche 53a bzw. 53b
senkrecht zur Längsachse A des Kolbens 4 auf, welche im
wesentlichen dreieckig ist, wobei jeweils eine Seite des
Dreiecks auf der Mantelfläche des Kolbens 4 liegt. Die
der Längsachse A des Kolbens 4 zugewandte Seite des
Dreiecks kann dabei entweder geradlinig sein, wie in Fig.
4a dargestellt, oder sie kann auch krummlinig sein, wie
in Fig. 4b gezeigt. Dann sind mindestens zwei Seiten der
im wesentlichen dreieckigen Querschnittsfläche 53b
krummlinig, so dass sich die Querschnittsfläche 53b an
den Umfang des Kolbens 4 anschmiegt.
Weiterhin ist es möglich, die Ausnehmung 5 so zu
gestalten (siehe Fig. 4c), dass eine Querschnittsfläche
53c der Ausnehmung 5 senkrecht zur Längsachse A des
Kolbens 4 im wesentlichen die Form eines Kreissegments
hat, dessen eine Begrenzungslinie auf der Mantelfläche
des Kolbens 4 liegt.
Fig. 4d zeigt noch eine weitere Möglichkeit, die
insbesondere auch in Verbindung mit der in Fig. 2a
dargestellten Projektion 51a kombinierbar ist. Hier liegt
die im wesentliche dreieckige Querschnittsfläche 53d
unterhalb der Zeichenebene (strichliert dargestellt) und
ist über eine Nut mit der Stirnfläche 49 des Kolbens 4
verbunden.
Allen in den Fig. 4a-4d dargestellten Querschnittsflächen
53a-53d ist gemeinsam, dass sich bei einer Drehung des
Kolbens 4 um seine Längsachse A die radiale Tiefe T der
Ausnehmung in dem der Einlassöffnung 21
gegenüberliegenden Bereich ändert. Bei der in Fig. 4b
dargestellten Querschnittsfläche nimmt beispielsweise die
radiale Tiefe T der Ausnehmung 5 in Richtung des Umfangs
des Kolbens ab. Die Änderung der radialen Tiefe T hat zur
Folge, dass je nach Winkelstellung des Kolbens 4 ein
radial mehr oder weniger tiefer Teil der Ausnehmung die
Einlassöffnung zumindest teilweise freigibt. Auch mittels
dieser Massnahme, nämlich der Änderung der radialen Tiefe
T der Ausnehmung in Umfangsrichtung, lässt sich durch
Drehen des Kolbens 4 um seine Längsachse A die in den
Arbeitsraum 3 gelangende Schwerölmenge in einfacher Weise
regeln.
Bezüglich der dreidimensionalen Ausgestaltung der
Ausnehmung 5 stehen viele Möglichkeiten zur Verfügung,
die sich beispielsweise durch sinngemässes Kombinieren
von jeweils einer der in den Fig. 2a-2d dargestellten
Projektionen 51a-51d auf die erste Projektionsebene mit
jeweils einer der in den Fig. 3a-3d dargestellten
Projektionen 52a-52d auf die zweite Projektionsebene
sowie mit jeweils einer der in den Fig. 4a-4d
dargestellten Querschnittsflächen 53a-53d ergeben. So
lässt sich beispielsweise die Menge des pro Arbeitszyklus
in den Arbeitsraum gelangenden Schweröls entweder nur
über die Geometrie der Ausnehmung 5 in Umfangsrichtung
des Kolbens steuern (siehe Fig. 2a-2d), oder nur über
eine Variation der radialen Tiefe T der Ausnehmung 5
(siehe Fig. 4a-4d) oder aber auch über eine Kombination
aus der Geometrie in Umfangsrichtung mit einer Variation
der radialen Tiefe T.
Es versteht sich, dass die in den Fig. 2a-2d, 3a-3d und
4a-4d dargestellten Ecken oder Kanten der Ausnehmung 5,
wie beispielsweise die Spitze des V-förmigen Teils 512a
(Fig. 2a) auch leicht abgerundet sein können, was
insbesondere aus herstellungstechnischen Gründen
vorteilhaft sein kann.
Die zahlreichen Möglichkeiten bezüglich der Ausgestaltung
der Ausnehmung 5 sind besonders vorteilhaft, weil sie es
erlauben, verschiedene funktionale Zusammenhänge zwischen
der Drehung des Kolbens 4, die gemäss Fig. 1 durch die
Verschiebung der Regelstange 6 (Doppelpfeil B) festgelegt
ist, und der in den Arbeitsraum 3 gelangenden
Schwerölmenge zu realisieren. So kann die Ausnehmung 5 z.
B. so gestaltet sein, dass sich die in den Arbeitsraum 3
gelangende Schwerölmenge im wesentlichen linear mit der
Verschiebung der Regelstange 6 ändert. Hat die Ausnehmung
5 beispielsweise eine solche Form, dass ihre Projektionen
den Darstellungen in Fig. 2a und Fig. 3a entsprechen und
ihre Querschnittsfläche der Darstellung in Fig. 4d, so
hängt die Mengenänderung des in den Arbeitsraum 3
gelangenden Schweröls ungefähr quadratisch von der
Verschiebung der Regelstange 6 ab. Über die Geometrie der
Ausnehmung 5 lassen sich zahlreiche solcher funktionalen
Zusammenhänge realisieren, so dass die erfindungsgemässe
Kolbenpumpvorrichtung bezüglich der gewünschten
Regelcharakteristik (Zusammenhang zwischen Verschiebung
der Regelstange 6 und Änderung der Flüssigkeitsmenge)
sehr flexibel ist und an die Bedürfnisse zahlreicher
unterschiedlicher Anwendungen, z. B. für
Generatorbetrieb, Propellerantrieb oder Fahrzeugantrieb
angepasst werden kann.
Besonders vorteilhaft ist der hohe Wirkungsgrad der
erfindungsgemässen Kolbenpumpvorrichtung. Der
Wirkungsgrad ist das Verhältnis aus Nutzleistung zur
aufgewandten Leistung. Bei der erfindungsgemässen
Kolbenpumpvorrichtung ist ein hochdruckseitiges
Zurückströmen der Flüssigkeit nicht vonnöten, weil immer
nur soviel Flüssigkeit in den Arbeitsraum 3 eingebracht
wird, wie auch wirklich gefördert werden muss, d. h. die
pro Arbeitszyklus in den Arbeitsraum 3 gelangende
Flüssigkeitsmenge ist variabel bzw. regelbar. Hierdurch
wird weitestgehend vermieden, dass nicht zu fördernde
Flüssigkeit bewegt und/oder unter Druck gesetzt wird. Die
Energie, die für solche Prozesse eingesetzt werden
müsste, kann somit gespart werden, wodurch sich die
Wirtschaftlichkeit erhöht und die Betriebskosten gesenkt
werden.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen
Kolbenpumpvorrichtung liegt darin, dass die Dichtfläche
zwischen der Kolbenwand und der Einlassöffnung 21 grösser
ist als beispielsweise bei bekannten Pumpen, die mit
Schrägkantenregelung arbeiten. Daraus resultiert eine
deutlich kleinere Leckrate, was den Wirkungsgrad
ebenfalls positiv beeinflusst und zu einer effizienten
Energienutzung beiträgt.
Das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen
Kolbenpumpvorrichtung kann auch so ausgestaltet sein,
dass die Ausnehmung 5, bzw. falls mehrere Ausnehmungen 5
am Kolben 4 vorgesehen sind, mindestens eine dieser
Ausnehmungen mit mehr als einer Einlassöffnung 21 im
Pumpengehäuse zur Regelung der in den Arbeitsraum 3
gelangenden Flüssigkeitsmenge zusammenwirken.
Die im wesentlichen kreisförmige Darstellung der
Einlassöffnung 21 in der Zeichnung hat natürlich nur
beispielhaften Charakter und kann durchaus andere
Ausgestaltungen aufweisen. So kann es z. B. zur
Realisierung einer gewünschten Regelcharakteristik
vorteilhaft sein, die Einlassöffnung 21 bzw. die
Einlassöffnungen beispielsweise spaltförmig oder oval
auszugestalten.
Es versteht sich, dass bei dem vorne beschriebenen ersten
Ausführungsbeispiel natürlich auch noch eine
Führungsbuchse zwischen der äusseren Wand des Kolbens 4
und dem Pumpengehäuse vorgesehen sein kann, welche
zumindest eine Durchtrittsöffnung für die zu fördernde
Flüssigkeit aufweist. Die Regelung der Flüssigkeitsmenge
erfolgt dann in sinngemäss gleicher Weise wie vorne
beschrieben, z. B. indem die Ausnehmung 5 einen grösseren
oder kleineren Teil der Durchtrittsöffnung freigibt, wenn
sich der Kolben 4 im Bereich seines ersten Umkehrpunktes
befindet.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemässen Kolbenpumpvorrichtung, dessen
wesentlichen Teile Fig. 5 in einer schematischen
Längsschnitt-Darstellung zeigt, ist im Innenraum des
Pumpengehäuses 2 eine Führungsbuchse 8 zum Führen des
Kolbens 4 vorgesehen, welche zumindest eine
Durchtrittöffnung 81 für die zu fördernde Flüssigkeit
aufweist. Ferner ist eine Steuereinrichtung 9 vorgesehen,
um die Lage der Führungsbuchse 8 relativ zum
Pumpengehäuse 2 zu verändern. Wie bereits vorne im
Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel
erläutert, ist es auch bei dem zweiten
Ausführungsbeispiel aus Gründen einer symmetrischen
Druckverteilung bevorzugt, wenn mindestens zwei
Durchtrittsöffnungen 81 in der Führungsbuchse 8
vorgesehen sind, die gleichmässig über den Umfang der
Führungsbuchse 8 verteilt sind. In Fig. 5 ist der Antrieb
für die Kompressions- bzw. Expansionsbewegung des Kolbens
4 nicht eingezeichnet. Er kann in gleicher, an sich
bekannter Weise wie vorne beschrieben realisiert sein.
Bei dem in Fig 5 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel
ist der Kolben 4 im wesentlichen glattwandig ausgestaltet
und nicht um seine Längsachse A drehbar. Die Regelung der
in den Arbeitsraum gelangenden Flüssigkeitsmenge erfolgt,
indem die Führungsbuchse 8 mittels der Steuereinrichtung
9 in Richtung der Längsachse 4 des Kolbens bewegt wird,
wie dies der mit dem Bezugszeichen D versehene
Doppelpfeil andeutet. Diese Bewegung kann beispielsweise
mittels eines Übertragungsgestänges realisiert werden.
Durch diese Massnahme geben die Durchtrittsöffnungen 81
einen mehr oder weniger grossen Teil der Einlassöffnungen
21 frei, wenn sich der Kolben 4 im Bereich seines ersten
Umkehrpunkts befindet. Fig. 5 zeigt den Kolben 4 ungefähr
in seinem ersten Umkehrpunkt. Bei der dargestellten Lage
der Führungsbuchse 8 gelangt eine mittlere Menge an
Flüssigkeit in den Arbeitsraum 3. Soll die in den
Arbeitsraum gelangende Flüssigkeitsmenge erhöht werden,
so wird die Führungsbuchse 8 gemäss der Darstellung in
Fig. 5 nach oben bewegt, soll die Menge dagegen reduziert
werden, wird die Führungsbuchse nach unten bewegt. Bei
maximaler Flüssigkeitsmenge hat die Führungsbuchse 8 eine
solche Position, dass die Durchtrittsöffnungen 81 die
Einlassöffnungen 21 im wesentlichen ganz freigeben, wenn
sich der Kolben im Bereich seines ersten Umkehrpunkts
befindet. Soll keine Flüssigkeit gefördert werden, so
wird die Führungsbuchse soweit nach unten (gemäss der
Darstellung in Fig. 5) bewegt, dass sie die
Einlassöffnungen im wesentlichen vollständig
verschliesst. Auch auf diese Art lässt sich die Menge der
in den Arbeitsraum gelangenden Flüssigkeitsmenge auf
einfache Weise regulieren.
Eine Variante dieses zweiten Ausführungsbeispiels besteht
darin, dass die Führungsbuchse 8 nicht in Richtung der
Längsachse A des Kolbens bewegbar ist, sondern um die
Längsachse A des Kolbens 4 drehbar ist. Die
Steuereinrichtung 9 kann dann in ähnlicherweise
ausgestaltet sein, wie die Regeleinrichtung zum Drehen
des Kolbens 4 bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Bei
dieser Variante ist es auch möglich, eine gewünschte
Regelcharakteristik über die Geometrie der
Durchtrittsöffnungen 81 zu realisieren, d. h. die
Durchtrittsöffnungen 81 können in sinngemäss äquivalenter
Weise ausgestaltet sein, wie dies im Zusammenhang mit dem
ersten Ausführungsbeispiel für die Ausnehmung 5 in der
Mantelfläche des Kolbens 4 erläutert wurde.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, auch bei dem zweiten
Ausführungsbeispiel Ausnehmungen in der Mantelfläche des
Kolbens 4 vorzusehen, um die in den Arbeitsraum 3
gelangende Flüssigkeitsmenge über das Zusammenwirken der
Durchtrittsöffnungen 81 in der Führungsbuchse 8 mit
solchen Ausnehmungen zu regeln.
Die erfindungsgemässe Kolbenpumpvorrichtung eignet sich
insbesondere als Einspritzpumpe für Einspritzanlagen von
Hubkolbenbrennkraftmaschinen, speziell solchen die nach
dem Diesel-Prinzip arbeiten und Schweröl als Brennstoff
verwenden. Solche Maschinen finden z. B. als
Schiffsmotoren Verwendung. Mit der erfindungsgemässen
Kolbenpumpvorrichtung lässt sich der hochdruckseitig
benötigte Druck in dem Schweröl, von etwa 1000-2000 bar
problemlos erzeugen. Aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads
ermöglicht die erfindungsgemässe Kolbenpumpvorrichtung
eine effiziente Nutzung der Energie und leistet somit
einen deutlichen Beitrag zu einem wirtschaftlichen und
kostengünstigen Betrieb der Hubkolbenbrennkraftmaschine.