EP1281861A2 - Kraftstoff-Einspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Kraftstoff-Einspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen Download PDF

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EP1281861A2
EP1281861A2 EP02016714A EP02016714A EP1281861A2 EP 1281861 A2 EP1281861 A2 EP 1281861A2 EP 02016714 A EP02016714 A EP 02016714A EP 02016714 A EP02016714 A EP 02016714A EP 1281861 A2 EP1281861 A2 EP 1281861A2
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EP
European Patent Office
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fuel injection
injection device
piston
guide
housing
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EP02016714A
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EP1281861B1 (de
Inventor
Ngoc-Tam Vu
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LOrange GmbH
Original Assignee
LOrange GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • 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
    • 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
    • F02M59/46—Valves
    • F02M59/462—Delivery valves

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection device for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • a high pressure pump worked which is designed as a stamp pump and in Suction stroke via a low pressure source of fuel that is supplied in the compression stroke is fed into a high-pressure accumulator via a valve unit.
  • the valve unit consists of two valve members, one of which acts as a locking piston in the compression cycle Connects to the low pressure source and the other in the suction cycle Connection of the high pressure accumulator to the low pressure source and to the pump work space diverts and is designed as a check piston. Both valve members are in the direction spring-loaded to their respective locking position, the locking piston over the Non-return piston is guided and resiliently supported against the non-return piston, at same direction of action of the spring loading the non-return piston and the Locking piston loading spring.
  • valve unit is in turn guided in an inserted into the pump housing Valve body that clamps axially against the pump housing via a connecting piece is.
  • valves are designed as spherical or poppet valves designed and integrated into the housing of the pressure accumulator arranged, whereby a more cost-effective construction is to be achieved, but with what also the structure of the housing of the partially pulsating high pressure High pressure storage is weakened.
  • the invention has for its object a fuel injection device
  • the aforementioned type is simplified and more manageable in terms of production technology embody.
  • a structure in which the Locking piston and the check piston with regard to the formation of a sealing limit interact with each other, with a transition area between the channel sections running through the check piston and the locking piston in the connection of the pump workspace to the high-pressure accumulator delimited and blocked against the low pressure source.
  • Such a structure is both with respect to the valve members, which are by locking pistons and Non-return pistons are formed, without problems, since these are simple to manufacture have easily manageable shapes and avoid nested guides become.
  • the locking piston and the check piston can be in one continuous housing guide are arranged due to their design can be easily accommodated in the pump housing itself.
  • Furthermore are at Such a solution requires only low spring forces, since in the compression stroke corresponding pressure forces are built up immediately as the pressure builds up. This in turn allows a weakly designed low pressure source, since the suction forces the Valve unit by acting on the locking piston in the sense of an opening against the Affect low pressure source.
  • valve unit can be coaxial to Pump cylinders are provided, the introduction of which is designed as a bore Housing guide for the valve unit in the pump housing also good in terms of production technology is to be mastered.
  • the valve unit can also be in a separate, separate Housing part of the pump housing may be provided, the parting plane preferably with the upper boundary level of the pump work space coincides, so that the Bore for the pump stamp can be designed as a through hole.
  • the Housing guide for the valve unit in the upper end level of the pump housing ends is assigned a covering head part, in which head part the the check piston in the closing direction loading spring can be arranged.
  • the head part also the high-pressure accumulator assign, including the feed holes, or just the feed holes, the first solution in particular leads to a particularly compact unit.
  • the cover of the pump housing with the head part ending at the head part Housing guidance also proves to be particularly useful for the housing guidance in its end tapering towards the head part, an enlarged area assign, the manufacturing technology introduced easily from the free end can be the conical or stepped in the transition to the housing guide System for the non-return piston can form that towards the pump work space subsequently to its diameter interacting with the system enlarged area preferably a diameter compared to the housing guide reduced area to which a guide area of the check piston connects over which it is guided in the housing guide in a sliding and sealing manner.
  • the locking piston via a corresponding one Guide section in the housing guide axially slidably arranged, wherein the locking piston in the area adjacent to the non-return piston preferably in its Outside diameter is reduced to a neck, so that there is a radially outer Shoulder area that acts as the loading area for the low pressure side pressure causes the locking piston to be loaded against its spring force is.
  • the pressurization of the locking piston in the compression cycle leads to a much higher load on the locking piston in the opposite direction, so that supports due to the spring force, a quick reversal and a reliable seal in the Sealing limit between the blocking piston and non-return piston is reached.
  • the fuel injection device 1 each has one in a pump cylinder 40 performed pump ram 3, the one to the pump cylinder 40 volume-variable pump work space 4 delimits.
  • the pump cylinder 40 is from enclosed in a pump jacket 5, pump cylinder 40 and pump jacket 5 together form the pump housing 2, which is covered by a head part 6 upwards are that receives a high pressure accumulator 7 in the exemplary embodiment and that against Pump housing 2, as indicated schematically at 8, is screwed.
  • the pump plunger 3 lies coaxially with one of the pump working space 4 in the same Extension in the direction of the head part 6 lying hole 9, which has a Transition bore 10 of smaller diameter to the pump work space 4 is connected and which in the covered by the head part 6 end face 11 of the Pump housing 2 runs out.
  • the bore 9 forms a housing guide 12 for one Valve unit 13, which comprises two valve members, one of which is a non-return piston 14 and the other forms a locking piston 15.
  • Check piston 14 and locking piston 15 are coaxial and lying one behind the other in the axial direction in the bore 9 added, the locking piston 15 adjacent to the pump work chamber 4 and the Check piston 14 is adjacent to the pressure accumulator 7 and each other facing end faces of check pistons 14 and locking pistons 15, which have springs 16 and 17 are loaded against each other, determine a sealing limit 18.
  • This Sealing limit 18 lies axially in the region of a radially widening the housing guide 12 Ring zone 19, the holes 20 and an annular space 21 in the transition between the Pump cylinder 40 and the jacket 5 with a low pressure source, not shown is connected, the connection passing through the jacket 5 being dashed at 22 is indicated.
  • the check piston 14 and the locking piston 15 each have a center Axial bore 23 or 24, wherein the axial bores in from the sealing limit 18th enclosed area the channel sections of this transition area between Check piston 14 and locking piston 15 form and wherein the axial bore 24 of the Locking piston 15 penetrates this over the entire length and in the direction of the Pump working space 4 extends to a spring cup 25, in which the spring 17 engages, which are opposite to the locking piston 15 in the transition of the bore 9 to the Bore 10 is supported against the pump cylinder 40.
  • the locking piston 15 In the area of its end associated with the sealing limit 18, the locking piston 15 is in the Radially included from the outside, so that it runs out against the sealing limit 18 tapered neck 26 is formed, which forms the front end of the sealing zone, which, based on the 1 and 2, as part of a flat seal forming the sealing boundary 18 against the opposite end of the check piston 14 in the compression stroke is present and thereby the connection from the pump work space 4 to the pressure accumulator 7 delimited against the low pressure source.
  • the axial bore 23 in the check piston 14 runs over one or more transverse bores 27 on an annular space 28, the axially between the guide part 29 of the check piston 14, which is adjacent to the sealing limit 18 and whose region 30 is enlarged in diameter and axially overlaps one in diameter enlarged area 31 of the bore 9 is located in the Housing guide 12 forming part of the bore 9 in a system 32 against which the check piston 14 in the suction stroke pressure and spring loaded with a corresponding Stop surface of the area 30 with a larger diameter lies sealingly.
  • the spring 16 loading the non-return piston 14 is of a spring cup 33 as Bore extension of the bore 34 running out on the pressure accumulator 7 recorded and supported axially opposite to the check piston 4 against the Headboard 6 from.
  • Fig. 1 illustrates the suction cycle with the passage of the low pressure source
  • Fuel fed into the pump work space 4 in the enlarged section 2 is a corresponding representation for the compression stroke, in which the pump work space 4 is connected to the pressure accumulator 7, at the Density limit 18 formed shut-off against the low pressure source, in which Compression stroke via the pressurization of the locking piston 15
  • Check piston 14 is raised in the direction of the head part 6, so that the flow released from the annular space 28 to the area 31 and from there to the pressure accumulator 7 is.
  • valve unit 13 is reversed in the suction cycle by pressure and spring loading with respect to the check piston 14 so that it assumes a blocking position, at simultaneous action on the low-pressure side of the locking piston 15 against the Supporting force of the spring 17 is by the suction pressure in the pump work chamber 4.
  • sealing limit 35 which, in contrast to the illustration 1 is not designed with a flat seat, but with a conical seat.
  • the check piston 14 of otherwise identical design now on its locking piston 15 facing end face with a conical or concave recess 36 provided that on the part of the locking piston 15 corresponds to a neck 26 having a conical or has convexly curved outlet 37, which forms the compression stroke Sealing limit 35 engages in the recess 36.
  • valve unit 13 of the fuel injection device according to the invention is distinguished by great simplicity, depending on the respective pump cycle - suction cycle or compression cycle - the connection of the pump work space 4 to the Low pressure side or to the high pressure accumulator is controlled via the locking piston 15.

Abstract

In Verbindung mit einer Kraftstoff-Einspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen wird eine Ventileinheit vorgeschlagen, die im Übergang zwischen Pumpenarbeitsraum, Hochdruckspeicher und Niederdruckquelle liegt und die einen Sperrkolben sowie einen Rückschlagkolben umfasst, die mit ihren einander zugewandten Stirnseiten im Kompressionstakt eine die Verbindung zwischen Pumpenarbeitsraum und Hochdruckspeicher umschließende und gegen die Niederdruckquelle absperrende Dichtgrenze bilden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei einer bekannten derartigen Kraftstoff-Einspritzeinrichtung (WO 97/17538 A1) wird mit einer Hochdruckpumpe gearbeitet, die als Stempelpumpe ausgebildet ist und der im Saugtakt über eine Niederdruckquelle Kraftstoff zugeführt wird, der im Kompressionstakt über eine Ventileinheit in einen Hochdruckspeicher gefördert wird. Die Ventileinheit besteht aus zwei Ventilgliedern, deren eines als Sperrkolben im Kompressionstakt die Verbindung zur Niederdruckquelle absteuert und deren anderes im Saugtakt die Verbindung des Hochdruckspeichers zur Niederdruckquelle und zum Pumpenarbeitsraum absteuert und als Rückschlagkolben ausgebildet ist. Beide Ventilglieder sind in Richtung auf ihre jeweilige Sperrlage federbelastet, wobei der Sperrkolben über den Rückschlagkolben geführt und gegen den Rückschlagkolben federnd abgestützt ist, bei gleicher Wirkrichtung der den Rückschlagkolben belastenden Feder und der den Sperrkolben belastenden Feder.
Geführt ist die Ventileinheit ihrerseits in einem in das Pumpengehäuse eingesetzten Ventilkörper, der über einen Anschlussstutzen gegen das Pumpengehäuse axial verspannt ist.
Der Aufbau einer derartigen Kraftstoff-Einspritzeinrichtung ist verhältnismäßig aufwändig und bedingt auch zum Ventilkörper eng tolerierte Führungen des Rückschlagkolbens und des im Rückschlagkolben geführten Sperrkolbens, der seinerseits gegen die in der Verbindung des Pumpenarbeitsraumes zur Niederdruckquelle liegende, dem Ventilkörper zugeordnete Sitzfläche ausgerichtet sein muss.
Bei einer weiteren vorbekannten Kraftstoff-Einspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen (EP 0 990 792 A2) mit einer ein Pumpengehäuse aufweisenden Hochdruckpumpe, deren Pumpenarbeitsraum im Saugtakt an eine Niederdruckquelle und im Kompressionstakt an einen Hochdruckspeicher angeschlossen ist, sind die zugehörigen, in den Anschlusswegen liegenden Steuerelemente durch separiert angeordnete, federbelastete Rückschlagventile gebildet. Von diesen sperrt das eine im Kompressionstakt den Pumpenarbeitsraum gegen die Niederdruckquelle ab, wogegen das andere im Saugtakt den Hochdruckspeicher gegen den Pumpenarbeitsraum und die Niederdruckquelle abgrenzt. Die Ventile sind als Kugel- bzw. Tellerventile ausgebildet und in das Gehäuse des Druckspeichers integriert angeordnet, wodurch eine kostengünstigere Konstruktion erreicht werden soll, womit aber auch die Struktur des Gehäuses des teilweise pulsierend mit hohem Druck beaufschlagten Hochdruckspeichers geschwächt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoff-Einspritzeinrichtung der vorgenannten Art vereinfacht und fertigungstechnisch besser beherrschbar auszugestalten.
Erreicht wird dies mit einer Kraftstoff-Einspritzeinrichtung gemäß dem Anspruch 1.
Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird ein Aufbau vorgesehen, bei dem der Sperrkolben und der Rückschlagkolben im Hinblick auf die Bildung einer Dichtgrenze miteinander zusammenwirken, wobei über die Dichtgrenze ein Übergangsbereich zwischen den durch den Rückschlagkolben und den Sperrkolben verlaufenden Kanalabschnitten in der Verbindung des Pumpenarbeitsraumes zum Hochdruckspeicher umschließend abgegrenzt und gegen die Niederdruckquelle abgesperrt wird.
Ein derartiger Aufbau ist sowohl bezüglich der Ventilglieder, die durch Sperrkolben und Rückschlagkolben gebildet sind, unproblematisch, da diese einfache, in der Herstellung gut beherrschbare Formen aufweisen und ineinander geschachtelte Führungen vermieden werden. Zudem können der Sperrkolben und der Rückschlagkolben in einer durchlaufenden Gehäuseführung angeordnet werden, die aufgrund ihrer Ausgestaltung ohne weiteres auch im Pumpengehäuse selbst unterzubringen ist. Desweiteren sind bei einer derartigen Lösung nur geringe Federkräfte nötig, da im Kompressionstakt mit zunehmendem Druckaufbau unmittelbar entsprechende Dichtkräfte aufgebaut werden. Dies wiederum erlaubt eine schwach ausgelegte Niederdruckquelle, da die Saugkräfte die Ventileinheit durch Beaufschlagung des Sperrkolbens im Sinne einer Öffnung gegen die Niederdruckquelle beeinflussen.
Im Rahmen der Erfindung kann die Ventileinheit in einfacher Weise koaxial zum Pumpenzylinder vorgesehen werden, wobei die Einbringung der als Bohrung gestalteten Gehäuseführung für die Ventileinheit in das Pumpengehäuse auch fertigungstechnisch gut zu beherrschen ist. Die Ventileinheit kann aber auch in einem abgesetzten, gesonderten Gehäuseteil des Pumpengehäuses vorgesehen sein, wobei die Trennebene bevorzugt mit der oberen Begrenzungsebene des Pumpenarbeitsraumes zusammenfällt, so dass die Bohrung für den Pumpenstempel als Durchgangsbohrung ausgestaltet werden kann.
In weiterer Ausbildung der Erfindung erweist es sich als vorteilhaft, dass die Gehäuseführung für die Ventileinheit in der oberen Abschlussebene des Pumpengehäuses endet, und diesem ein abdeckendes Kopfteil zugeordnet ist, wobei in diesem Kopfteil die den Rückschlagkolben in Schließrichtung belastende Feder angeordnet sein kann.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, diesem Kopfteil auch den Hochdruckspeicher zuzuordnen, einschließlich der Zuführbohrungen, oder auch nur die Zuführbohrungen, wobei insbesondere die erstgenannte Lösung zu einer besonders kompakten Einheit führt. Die Abdeckung des Pumpengehäuses mit dem Kopfteil bei am Kopfteil endender Gehäuseführung erweist sich insbesondere auch als zweckmäßig, um der Gehäuseführung in ihrem gegen das Kopfteil auslaufenden Ende einen im Durchmesser erweiterten Bereich zuzuordnen, der fertigungstechnisch von der freien Stirnseite her leicht eingebracht werden kann und der im Übergang auf die Gehäuseführung die konische oder stufige Anlage für den Rückschlagkolben bilden kann, der in Richtung auf den Pumpenarbeitsraum anschließend an seinen mit der Anlage zusammenwirkenden, im Durchmesser vergrößerten Bereich bevorzugt einen im Durchmesser gegenüber der Gehäuseführung reduzierten Bereich aufweist, an den ein Führungsbereich des Rückschlagkolbens anschließt, über den dieser gleitend und dichtend in der Gehäuseführung geführt ist.
Diesem gegenüberliegend ist der Sperrkolben über einen entsprechenden Führungsabschnitt in der Gehäuseführung axial verschiebbar dichtend angeordnet, wobei der Sperrkolben im dem Rückschlagkolben benachbarten Bereich bevorzugt in seinem Außendurchmesser zu einem Hals reduziert ist, so dass sich eine radial außen liegende Schulterfläche ergibt, die als Beaufschlagungsfläche für den niederdruckseitig anstehenden Druck dazu führt, dass der Sperrkolben entgegen seiner Federkraft belastet ist. Die Druckbeaufschlagung des Sperrkolbens im Kompressionstakt führt zu einer wesentlich höheren Belastung des Sperrkolbens in Gegenrichtung, so dass, unterstützt durch die Federkraft, eine schnelle Umsteuerung und eine zuverlässige Dichtung in der Dichtgrenze zwischen Sperrkolben und Rückschlagkolben erreicht wird.
Über den Durchmesser der Dichtgrenze im Verhältnis zum Durchmesser der im Übergangsbereich zwischen Sperrkolben und Rückschlagkolben verlaufenden Kanalabschnitte lässt sich zudem in einfacher Weise die Größe der in der Dichtgrenze wirksamen Axialkräfte bestimmen, so dass diese in Abstimmung auf die jeweilige konstruktive Gestaltung der Dichtgrenze, sei es als Flachdichtung, als schneidenartige Dichtung oder auch als Kegeldichtung, festgelegt werden kann.
Die erfindungsgemäße Ausbildung der Überströmwege vom Pumpenarbeitsraum auf den Hochdruckspeicher als die Ventilglieder axial durchsetzende Bohrung hat neben fertigungstechnischen Vorteilen auch günstige Auswirkungen auf die Realisierung eines möglichst kompakten Aufbaues.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei
Fig. 1 und 2
gleiche Schnittdarstellungen einer Kraftstoff-Einspritzeinrichtung darstellen, bei der der Rückschlagkolben und der Sperrkolben der Ventileinheit eine als Flachdichtung ausgebildete Dichtgrenze bilden, die im Ansaugtakt gemäß Fig. 1 geöffnet und im Kompressionstakt gemäß Fig. 2 geschlossen ist, und wobei Fig. 2 einen Ausschnitt von Fig. 1 stark vergrößert zeigt, und
Fig. 3 und 4
den Darstellungen gemäß Fig. 1 und 2 entsprechende Darstellung bei Ausbildung der Dichtgrenze zwischen Sperrkolben und Rückschlagkolben als Kegelsitz-Dichtung.
Die Figuren zeigen in stark schematisierter Schnittdarstellung einander entsprechende Ausschnitte einer Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 1 in zwei Ausführungsformen. In Bezug auf einander entsprechende Teile finden in der nachfolgenden Erläuterung der Figuren gleiche Bezugszeichen Verwendung.
Die Kraftstoff-Einspritzeinrichtung 1 weist jeweils einen in einem Pumpenzylinder 40 geführten Pumpenstempel 3 auf, der zum Pumpenzylinder 40 einen volumenveränderlichen Pumpenarbeitsraum 4 abgrenzt. Der Pumpenzylinder 40 ist von einem Pumpenmantel 5 umschlossen, wobei Pumpenzylinder 40 und Pumpenmantel 5 zusammen das Pumpengehäuse 2 bilden, das über ein Kopfteil 6 nach oben abgedeckt sind, das im Ausführungsbeispiel einen Hochdruckspeicher 7 aufnimmt und das gegen das Pumpengehäuse 2, wie schematisch bei 8 angedeutet, verschraubt ist.
Der Pumpenstempel 3 liegt koaxial zu einer an den Pumpenarbeitsraum 4 in dessen Verlängerung in Richtung auf das Kopfteil 6 liegenden Bohrung 9, die über eine Übergangsbohrung 10 kleineren Durchmessers an den Pumpenarbeitsraum 4 angeschlossen ist und die in der vom Kopfteil 6 überdeckten Stirnseite 11 des Pumpengehäuses 2 ausläuft. Die Bohrung 9 bildet eine Gehäuseführung 12 für eine Ventileinheit 13, welche zwei Ventilglieder umfasst, deren eines einen Rückschlagkolben 14 und deren anderes einen Sperrkolben 15 bildet. Rückschlagkolben 14 und Sperrkolben 15 sind koaxial und in Achsrichtung hintereinander liegend in der Bohrung 9 aufgenommen, wobei der Sperrkolben 15 benachbart zum Pumpenarbeitsraum 4 und der Rückschlagkolben 14 benachbart zum Druckspeicher 7 liegt und die einander zugewandten Stirnseiten von Rückschlagkolben 14 und Sperrkolben 15, die über Federn 16 und 17 gegeneinander belastet sind, eine Dichtgrenze 18 bestimmen. Diese Dichtgrenze 18 liegt axial im Bereich einer die Gehäuseführung 12 radial erweiternden Ringzone 19, die über Bohrungen 20 und einen Ringraum 21 im Übergang zwischen dem Pumpenzylinder 40 und dem Mantel 5 mit einer nicht dargestellten Niederdruckquelle verbunden ist, wobei der den Mantel 5 durchsetzende Anschluss strichliert bei 22 angedeutet ist.
Der Rückschlagkolben 14 und der Sperrkolben 15 weisen jeweils zentrisch eine Axialbohrung 23 bzw. 24 auf, wobei die Axialbohrungen im von der Dichtgrenze 18 umschlossenen Bereich die Kanalabschnitte dieses Übergangsbereiches zwischen Rückschlagkolben 14 und Sperrkolben 15 bilden und wobei die Axialbohrung 24 des Sperrkolbens 15 diesen über die ganze Länge durchsetzt und in Richtung auf den Pumpenarbeitsraum 4 sich zu einer Federtasse 25 erweitert, in die die Feder 17 eingreift, die sich gegenüberliegend zum Sperrkolben 15 im Übergang der Bohrung 9 auf die Bohrung 10 gegen den Pumpenzylinder 40 abstützt.
Im Bereich seines der Dichtgrenze 18 zugehörigen Endes ist der Sperrkolben 15 im Umfang radial von außen einbezogen, so dass auslaufend gegen die Dichtgrenze 18 ein verjüngter Hals 26 entsteht, der stirnseitig die Dichtzone bildet, welche, bezogen auf die Darstellung gemäß Fig. 1 und 2, als Teil einer die Dichtgrenze 18 bildenden Flachdichtung gegen die gegenüberliegende Stirnseite des Rückschlagkolbens 14 im Kompressionstakt anliegt und dadurch die Verbindung vom Pumpenarbeitsraum 4 zum Druckspeicher 7 gegen die Niederdruckquelle abgrenzt. Die Axialbohrung 23 im Rückschlagkolben 14 läuft über eine oder mehrere Querbohrungen 27 auf einen Ringraum 28 aus, der axial zwischen dem zur Dichtgrenze 18 benachbarten Führungsteil 29 des Rückschlagkolbens 14 und dessen im Durchmesser erweiterten Bereich 30 liegt, der axial in Überdeckung zu einem im Durchmesser erweiterten Bereich 31 der Bohrung 9 liegt, der in den die Gehäuseführung 12 bildenden Teil der Bohrung 9 in einer Anlage 32 ausläuft, gegen die der Rückschlagkolben 14 im Saugtakt druck- und federbelastet mit einer entsprechenden Anschlagfläche des im Durchmesser erweiterten Bereiches 30 dichtend anliegt.
Die den Rückschlagkolben 14 belastende Feder 16 ist von einer Federtasse 33 als Bohrungserweiterung der auf den Druckspeicher 7 auslaufenden Bohrung 34 aufgenommen und stützt sich axial gegenüberliegend zum Rückschlagkolben 4 gegen das Kopfteil 6 ab.
Fig. 1 veranschaulicht den Saugtakt mit Übertritt des über die Niederdruckquelle eingespeisten Kraftstoffes auf den Pumpenarbeitsraum 4, in dem vergrößerten Ausschnitt gemäß Fig. 2 ist eine korrespondierende Darstellung für den Kompressionstakt gegeben, in dem der Pumpenarbeitsraum 4 mit dem Druckspeicher 7 in Verbindung steht, bei über die Dichtgrenze 18 gebildeter Absperrung gegen die Niederdruckquelle, wobei im Kompressionstakt über die Druckbeaufschlagung des Sperrkolbens 15 der Rückschlagkolben 14 in Richtung auf das Kopfteil 6 angehoben ist, so dass der Durchfluss vom Ringraum 28 auf den Bereich 31 und von dort auf den Druckspeicher 7 freigegeben ist.
Die Umsteuerung der Ventileinheit 13 im Saugtakt erfolgt druck- und federbelastet bezüglich des Rückschlagkolbens 14, so dass dieser eine Sperrlage einnimmt, bei gleichzeitiger niederdruckseitiger Beaufschlagung des Sperrkolbens 15 entgegen der Stützkraft der Feder 17 durch den Saugdruck im Pumpenarbeitsraum 4 ist.
Die Darstellungen bezüglich der Fig. 3 und 4 unterscheiden sich von jenen gemäß Fig. 1 und 2 lediglich durch die Ausbildung der Dichtgrenze 35, die, im Gegensatz zur Darstellung gemäß Fig. 1 nicht mit Flachsitz, sondern mit Kegelsitz ausgebildet ist. Hierzu ist der ansonsten gleich ausgebildete Rückschlagkolben 14 nunmehr an seiner dem Sperrkolben 15 zugewandten Stirnseite mit einer konischen oder konkav gewölbten Vertiefung 36 versehen, der seitens des Sperrkolbens 15 ein Hals 26 entspricht, der einen konischen oder konvex gewölbten Auslauf 37 aufweist, der im Kompressionstakt unter Bildung der Dichtgrenze 35 in die Vertiefung 36 eingreift.
Die erfindungsgemäße Ventileinheit 13 der Kraftstoff-Einspritzeinrichtung zeichnet sich durch große Einfachheit aus, wobei in Abhängigkeit vom jeweiligen Pumpentakt - Saugtakt oder Kompressionstakt - der Anschluss des Pumpenarbeitsraumes 4 an die Niederdruckseite oder an den Hochdruckspeicher über den Sperrkolben 15 gesteuert wird.

Claims (26)

  1. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer Hochdruckpumpe in einem Pumpengehäuse, deren Pumpenarbeitsraum im Saugtakt an eine Niederdruckquelle und im Kompressionstakt an einen Hochdruckspeicher über eine Ventileinheit angeschlossen ist, die zwei koaxial gegeneinander verschieblich geführte, in einem Gehäuse angeordnete Ventilglieder aufweist, deren eines durch einen im Kompressionstakt den Pumpenarbeitsraum gegen die Niederdruckquelle abgrenzenden Sperrkolben gebildet ist und deren anderes als im Saugtakt den Hochdruckspeicher gegen Pumpenarbeitsraum und Niederdruckquelle absperrender, gegen das Gehäuse sich dichtend abstützender Rückschlagkolben ausgebildet ist und die in Richtung auf die jeweilige Sperrlage druck- und federbelastet sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrkolben (15) sich im Kompressionstakt axial am Rückschlagkolben (14) unter Bildung einer Dichtgrenze (18; 35) abstützt, die einen Übergangsbereich zwischen durch den Rückschlagkolben (14) und den Sperrkolben (15) verlaufenden Kanalabschnitten (23, 24) in der Verbindung des Pumpenarbeitsraumes (4) und des Hochdruckspeichers (7) umschließt und gegen die Niederdruckquelle absperrt.
  2. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrkolben (15) und der Rückschlagkolben (14) in Richtung auf die gemeinsame Dichtgrenze (18; 35) federbelastet sind.
  3. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrkolben (15) und der Rückschlagkolben (14) in einer gemeinsamen Gehäuseführung (12) angeordnet sind.
  4. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseführung (12) durch eine Führungsbohrung (9) des Pumpengehäuses (2) gebildet ist.
  5. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die als Führungsbohrung (9) ausgebildete Gehäuseführung (12) koaxial zur im Pumpenarbeitsraum (4) auslaufenden, einen Pumpenstempel (3) aufnehmenden Gehäusebohrung liegt.
  6. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die als Führungsbohrung (9) ausgebildete Gehäuseführung (12) für den Sperrkolben (15) und den Rückschlagkolben (14) den gleichen Führungsdurchmesser aufweist.
  7. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die als Führungsbohrung (9) ausgebildete Gehäuseführung (12) an ihrem dem Rückschlagkolben (14) zugewandten Auslaufende einen im Durchmesser erweiterten Bereich (31) aufweist, der die gehäusefeste Anlage (32) für den Rückschlagkolben (14) bildet.
  8. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass der im Durchmesser erweiternde Bereich (31) sich gegen den Führungsbereich der Führungsbohrung (9) verlaufend verjüngt.
  9. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass der im Durchmesser erweiterte Bereich (31) sich gegen den Führungsbereich in einer Stufe verjüngt.
  10. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass der im Durchmesser erweiterte Bereich (31) der Gehäuseführung (12) von der Stirnseite des Pumpengehäuses (2) ausgeht.
  11. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die als Führungsbohrung (9) ausgebildete Gehäuseführung (12) über eine im Durchmesser reduzierte Übergangsbohrung (10) auf den Pumpenarbeitsraum (4) ausmündet.
  12. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass die den Sperrkolben (15) beaufschlagende Feder (17) im Übergangsbereich der Gehäuseführung (12) auf die auf den Pumpenarbeitsraum (4) ausmündende Übergangsbohrung (10) liegt.
  13. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Sperrkolben (15) verlaufende Kanalabschnitt durch eine zentrale Bohrung (24) gebildet ist, die gegen das der Dichtgrenze (18; 35) gegenüberliegende Ende des Sperrkolbens (15) eine im Durchmesser aufgeweitete Federtasse (25) bildet.
  14. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (2) von einem Kopfteil (6) überdeckt ist.
  15. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass die den Rückschlagkolben (14) beaufschlagende Feder (16) in dem das Pumpengehäuse (2) überdeckenden Kopfteil (6) abgestützt ist.
  16. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach Anspruch 14 oder 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (2) von einem Kopfteil (6) überdeckt ist, das den Hochdruckspeicher (7) enthält.
  17. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckspeicher (7) durch eine zur Achse des Pumpenstempels (3) quer verlaufende Bohrung im Kopfteil (6) gebildet ist.
  18. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtgrenze (18) als Flachsitz ausgebildet ist (Fig. 1, 2).
  19. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtgrenze (35) als Kegelsitz ausgebildet ist.
  20. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet, dass die als Kegelsitz ausgebildete Dichtgrenze (35) seitens des Rückschlagkolbens (14) eine konische oder konkave Vertiefung (36) aufweist.
  21. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach Anspruch 19 oder 20,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelsitz zentrisch zur Führungsbohrung (9) liegt.
  22. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Rückschlagkolben (14) gegen die Dichtgrenze (18; 35) in einem zylindrischen Führungsteil (29) ausläuft.
  23. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach Anspruch 22,
    dadurch gekennzeichnet, dass an den Führungsteil (29) des Rückschlagkolbens (14) ein im Durchmesser reduzierter Bereich anschließt, dem ein gegenüber dem Führungsteil (29) im Durchmesser vergrößerter Bereich (30) nachgeordnet ist, der die der gehäusefesten Anlage (32) zugeordnete, stirnseitige Dichtfläche aufweist.
  24. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach Anspruch 23,
    dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Rückschlagkolben (14) verlaufende Kanalabschnitt durch eine zentrale Bohrung (23) gebildet ist, die auf den im Durchmesser reduzierten Bereich des Rückschlagkolbens (14) ausmündet.
  25. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtgrenze (18; 35) zwischen Rückschlagkolben (14) und Sperrkolben (15) einem Bereich der Gehäuseführung (12) zugeordnet ist, der als Anschlussbereich zur Niederdruckquelle ausgebildet ist.
  26. Kraftstoff-Einspritzeinrichtung nach Anspruch 25,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtgrenze (18; 35) in der Überdeckung zu einer Ringzone (19) der Gehäuseführung (12) liegt, die mit der Niederdruckquelle verbunden ist.
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