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Die
Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen
nach der Gattung des Anspruchs 1.
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Eine
solche Kraftstoffeinspritzpumpe ist durch die
DE 38 05 033 A1 bekannt.
Diese Kraftstoffeinspritzpumpe weist ein Pumpengehäuse auf,
wobei in einem Teil des Pumpengehäuses ein Pumpenkolben in einer
Zylinderbohrung arbeitet und in dieser einen Pumpenarbeitsraum begrenzt.
Der Pumpenarbeitsraum ist während
eines jeweiligen Saughubs des Pumpenkolbens mit einem Kraftstoffzulauf
verbindbar und während
eines jeweiligen Förderhubs des
Pumpenkolbens über
eine an dem auch als Verteiler dienenden Pumpenkolben angeordnete
Verteileröffnung
mit den Einspritzstellen der Brennkraftmaschine verbindbar. Zur
Steuerung der Kraftstofförderung
unter Hochdruck ist ein elektrisch betätiges Ventil vorgesehen, das
einen Ventilkörper
aufweist, in dem ein Elektromagnet, ein Ventilglied und eine Ventilöffnung angeordnet
sind. Der Ventilkörper
ist mit dem Pumpengehäuseteil,
in dem der Pumpenkolben angeordnet ist, lösbar verbunden, wobei der Ventilkörper und
das Ventilglied die eine Begrenzung des Pumpenarbeitsraums bilden
und der Pumpenkolben die andere Begrenzung des Pumpenarbeitsraums bildet.
Der Ventilkörper
muß dabei
zum Pumpengehäuseteil
gegen den Hochdruck des Pumpenarbeitsraums abgedichtet werden, wozu
aufwendige Dichtungsmaßnahmen
erforderlich sind.
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Eine
gattungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe
für Brennkraftmaschinen
ist durch die
DE 39 29
134 C2 bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzpumpe weist ein
Pumpengehäuse
auf und einen innerhalb desselben angeordneten Pumpenkolben, der
einen Pumpenarbeitsraum begrenzt, der während eines jeweiligen Saughubs
des Pumpenkolbens mit einem Kraftstoffzulauf verbindbar ist und
der während
eines jeweiligen Förderhubs
des Pumpenkolbens mit einer Einspritzstelle der Brennkraftmaschine
verbindbar ist. Es ist ein elektrisch betätigtes Ventil zur Steuerung
der Kraftstoffförderung
unter Hochdruck vorgesehen, das ein Ventilglied aufweist, welches
mit einer eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums zu einem Entlastungsraum
freigebenden Ventilöffnung
zusammenwirkt. Das Ventilglied und die Ventilöffnung sind in einem einzigen
Teil des Pumpengehäuses
angeordnet. In diesem Pumpengehäuseteil
ist ein Ventilraum gebildet, der mit dem Pumpenarbeitsraum verbunden
ist. In dem Pumpengehäuseteil
ist eine in den Ventilraum mündende
Bohrung ausgebildet, in der ein Abschnitt des Ventilglieds axial
verschiebbar dicht geführt
ist, wobei die Bohrung an einem Ende durch einen Ventilkörper des
elektrisch betätigten Ventils
verschlossen ist. Die Bohrung in dem Pumpengehäuseteil ist eine durchgehende
Bohrung, die an ihrem anderen, dem Ventil abgewandten Ende durch
einen Deckel verschlossen ist, der abgedichtet werden muss. Dieser
separate Deckel ist erforderlich, da das Ventilglied zum Deckel
hin einen größeren Durchmesser
aufweist als in seinem in der Bohrung geführten Abschnitt, der nur von
der Seite des Deckels her in die Bohrung eingesetzt werden kann, der
somit vom Pumpengehäuseteil
lösbar
sein muss.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe
mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 hat demgegenüber
den Vorteil, dass durch die in dem Pumpengehäuseteil vorgesehene Sackbohrung
außer
am Ventilkörper
keine zusätzliche
Abdichtung mehr notwendig ist.
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In
den Unteransprüchen
sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Kraftstoffeinspritzpumpe
gekennzeichnet,
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Zeichnung
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Drei
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen 1 einen Ausschnitt einer Kraftstoffeinspritzpumpe
nach einem ersten Ausführungsbeispiel
im Längsschnitt, 2 den
Ausschnitt der Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem zweiten Ausführungsbeispiel
im Längsschnitt
und 3 die Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem dritten
Ausführungsbeispiel.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Eine
in den 1 und 2 nur teilweise dargestellte
Kraftstoffeinspritzpumpe der Verteilerbauart für Brennkraftmaschinen weist
einen in einer Zylinderbohrung 10, 110 arbeitenden
Pumpenkolben 12a, 118 auf, der über einen
nicht dargestellten Antrieb sowohl in eine hin- und hergehende als
auch gleichzeitig in eine rotierende Bewegung versetzt wird und
in der Zylinderbohrung 10, 110 einen Pumpenarbeitsraum 13, 113 begrenzt.
Die Kraftstoffeinspritzpumpe weist ein mehrteiliges Pumpengehäuse auf,
wobei die Zylinderbohrung 10 in einer in ein Pumpengehäuseteil 14 eingesetzten
Zylinderbüchse 16,
wie in 1 dargestellt, oder direkt in dem Pumpengehäuseteil 114,
wie in 2 dargestellt, ausgebildet sein kann. Das Pumpengehäuseteil 14, 114 ist als
Verteilerkörper
ausgebildet. Durch das Pumpengehäuseteil 14, 114 sowie
weitere Pumpengehäuseteile
wird ein Innenraum 18, 118 begrenzt, der als Saugraum
dient und dem beispielsweise durch eine Förderpumpe Kraftstoff aus einem
Kraftstoffvorratsbehälter
zugeführt
wird. Der Pumpenkolben 12, 112 ist in seinem in
der Zylinderbohrung 10 angeordneten Endbereich mit einer
Verteilernut 20 versehen. Die Zylinderbüchse 16 und der Verteilerkörper 14,
bei dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel
bzw. der Verteilerkörper 114 beim
in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel weisen entsprechend
der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine Förderkanäle 22 auf, durch die
Kraftstoff über ein
nicht dargestelltes Druckventil und Einspritzleitungen zu den Einspritzstellen
an den Zylindern der Brennkraftmaschine gelangen kann.
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Beim
ersten Ausführungsbeispiel
(1) ist auf dem nach außen ragenden Ende der Zylinderbüchse 16 ein
elektrisch betätigtes
Ventil 26 befestigt. Das Ventil 26 weist einen
Ventilkörper 28 auf,
in dem ein Elektromagnet angeordnet ist und der außerhalb
der Zylinderbüchse 16 angeordnet
ist. Durch den Elektromagneten ist ein Ventilglied 32 verschiebbar,
das vom Ventilkörper 28 aus
in eine zum Pumpenkolben 12 etwa koaxiale Längsbohrung 30 in
der Zylinderbüchse 16 ragt
und in dieser mit einem Führungsabschnitt 34 dicht
geführt
ist. Die Längsbohrung 30 mündet in
einen Ventilraum 36. Das Ventilglied 32 weist
im Ventilraum 36 einen Bereich 38 mit stark verringertem Querschnitt
auf, an dem sich zum Pumpenkolben hin ein Schließkörper 40 anschließt. Der
Ventilraum 36 ist über
eine Bohrung 42 mit dem Pumpenarbeitsraum 13 verbunden.
Das Ventilglied 32 weist an den Schließkörper 40 zum Pumpenkolben 12 hin
anschließend
einen Abschnitt 44 mit stark verringertem Querschnitt auf,
an den sich ein Endbereich 45 anschließt, der einen gegenüber dem
Führungsabschnitt 34 geringeren
Durchmesser aufweist, der in eine Sackbohrung 46 eintaucht,
die ebenfalls gegenüber
der Längsbohrung 30 einen
kleineren Durchmesser aufweist. Am Rand der am Übergang vom Ventilraum 36 zur
Sackbohrung 46 gebildeten Ventilöffnung 48 ist ein
Ventilsitz ausgebildet, der durch den Schließkörper 40 verschließbar ist.
Von der Sackbohrung 46 führt nach der Ventilöffnung 48 eine
oder mehrere Querbohrungen 50 ab, die über eine am Außenumfang
der Zylinderbüchse 16 ausgebildete
Ringnut 52 mit einem Kraftstoffkanal 53 im Verteilerkörper 14 verbunden
ist, der zum Saugraum 18 der Kraftstoffeinspritzpumpe führt. Vom
Grund der Sackbohrung 46 führt eine Leckbohrung 54 in
der Zylinderbüchse 16 ab,
die über
einen Leckkanal 56 im Verteilerkörper 14 zu einem Entlastungsraum
führt, beispielsweise
zum Kraftstoffvorratsbehälter.
Der Ventilkörper 28 des
elektrisch betätigten
Ventils 26 kann beispielsweise auf einem Gewindeabschnitt 57 der
Zylinderbüchse 16 aufgeschraubt
sein. Zwischen dem Ventilkörper 28 und
der Zylinderbüchse 16 kann ein
Dichtring, beispielsweise ein O-Ring 58 eingespannt sein.
Der O-Ring 58 braucht jedoch nicht gegen den im Pumpenarbeitsraum 13 herrschenden Hochdruck
abzudichten, da der Pumpenarbeitsraum 13 durch das in der
Zylinderbüchse 16 integrierte Ventilglied 32 abgedichtet
ist.
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Beim
Saughub des Pumpenkolbens 12 ist das Ventil 26 geöffnet, das
heißt,
der Schließkörper 40 von
der Ventilöffnung 48 abgehoben,
so daß Kraftstoff
aus dem Saugraum 18 über
den Kraftstoffkanal 53, die Ringnut 52, die Querbohrung 50,
den Ventilraum 36 und die Bohrung 42 in den Pumpenarbeitsraum 13 gelangen
kann. Zu einem bestimmten Zeitpunkt beim Förderhub des Pumpenkolbens 12 wird das
Ventil 26 geschlossen und im Pumpenarbeitsraum 13 wird
Hochdruck aufgebaut. In einer bestimmten Drehstellung des Pumpenkolbens 12 ist
die Verteilernut 20 mit einem der Förderkanäle 22 verbunden und
sobald das Druckventil öffnet,
strömt Kraftstoff
unter Hochdruck zu der betreffenden Einspritzstelle. Zur Beendigung
der Hochdruckförderung wird
das Ventil 26 geöffnet
und Kraftstoff strömt
aus dem Pumpenarbeitsraum 13 umgekehrt wie beim Saughub
des Pumpenkolbens 12 in den Saugraum 18 der Kraftstoffeinspritzpumpe
zurück.
Die innerhalb des Ventilraums 36 liegenden, zum Ventilkörper 28 und
entgegengesetzt zum Grund der Sackbohrung 46 weisenden
Flächen
des Ventilglieds 32 sind gleich groß, so daß das Ventilglied 32 bei
geschlossenem Ventil druckausgeglichen ist und sich aus dem im Pumpenarbeitsraum 13 herrschenden
Druck keine resultierende Kraft auf das Ventilglied 32 ergibt.
Beim Abströmen
von Kraftstoff mit hohem Druck aus dem Pumpenarbeitsraum 13 beim
Förderhub
des Pumpenkolbens 12 kann eventuell Kraftstoff am Ventilglied 32 vorbei
zum Grund der Sackbohrung 46 gelangen. Aus der Sackbohrung 46 kann
dieser Kraftstoff über
die Leckbohrung 54 sowie über den Leckkanal 56 im
Verteilerkörper 14 abströmen. Die
Offnungs- und Schließdauer
sowie der Öffnungs-
und Schließzeitpunkt
des Ventils 26 kann in Abhängigkeit von verschiedenen
Betriebsparametern der Brennkraftmaschine gesteuert werden, wie
beispielsweise Last, Drehzahl und andere.
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Zu
dem in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel werden nur vom
ersten Ausführungsbeispiel
abweichende Ausführungen
beschrieben, wobei die übrigen
zum ersten Ausführungbeispiel
gemachten Ausführungen
auch beim zweiten Auführungsbeispiel
gelten. Die Zylinderbohrung 110, in der der Pumpenkolben 112 arbeitet,
ist direkt im Verteilerkörper 114 ausgebildet.
Die Zylinderbohrung 110 setzt sich durchgehend zur Außenseite
des Verteilerkörpers 114 fort
und weist in ihrem äußeren Endbereich
einen größeren Durchmesser
als im Bereich des Pumpenkolbens 112 auf. Die Zylinderbohrung 110 ist
nach außen
mittels einer Schraube 115 verschlossen, die bis dicht
zum Stirnende des Pumpenkolbens 112 in dessen oberen Totpunkt
reicht, um das Totvolumen des Pumpenarbeitsraums 113 möglichst
klein zu halten. Das Ventil 126 ist in einer radialen Seitenwand
des Verteilerkörpers 114 eingesetzt. Der
Ventilkörper 128,
in dem der Elektromagnet angeordnet ist, ist in eine Gewindebohrung 117 im
Verteilerkörper 114 eingeschraubt.
Das Ventilglied 132 ragt radial zur Längsachse 119 des Pumpenkolbens 112 in
den Verteilerkörper 114 hinein
und ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben ausgebildet und mit seinem Führungsabschnitt 134 in
einer Querbohrung 130 im Verteilerkörper 114 dicht geführt. Zwischen
einem Flansch 160 am Ende der Querbohrung 130 des
Verteilerkörpers 114 und
einer Schulter 162 des Ventilglieds 132 ist eine
Schraubendruckfeder 164 eingespannt, durch die das Ventilglied 132 in Öffnungsrichtung
beaufschlagt ist. Der Ventilraum 136 ist über die
Bohrung 142, die radial oder geneigt zur Längsachse 119 des
Pumpenkolbens 112 angeordnet sein kann, mit dem Pumpenarbeitsraum 113 verbunden.
Aus dem Ventilraum 136 führt nach der Ventilöffnung 148 der
Kraftstoffkanal 153 zum Saugraum 118 der Kraftstoffeinspritzpumpe
ab. Die vom Grund der Sackbohrung 146 im Verteilerkörper 114 abführende Leckbohrung 154 mündet in
den Ventilkörper 128,
der Kraftstoff durchströmt
sein kann, beispielsweise zur Kühlung,
und mit einer zum Kraftstoffvorratsbehälter führenden Leckleitung verbunden
sein kann. Bei dieser radialen Anordnung des Ventils 126 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel kann
die Baulänge
der Kraftstoffeinspritzpumpe gering gehalten werden. Die Funktion
der Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben. Auch beim zweiten Ausführungsbeispiel ist der Pumpenarbeitsraum 113 durch
das im Verteilerkörper 114 integrierte Ventilglied 134 abgedichtet, so
daß auch
hier keine zusätzlichen
Abdichtungsmaßnahmen
gegen den im Pumpenarbeitsraum 113 herrschenden Hochdruck
erforderlich sind.
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In 3 ist
ein drittes Ausführungsbeispiel der
Kraftstoffeinspritzpumpe dargestellt, bei dem diese als Pumpedüse ausgeführt ist.
Die Pumpedüse weist
einen in einer in einem Pumpengehäuseteil 216 gebildeten
Zylinderbohrung 210 arbeitenden Pumpenkolben 212 auf,
der in dieser einen Pumpenarbeitsraum 213 begrenzt. Der
Pumpenkolben 212 ist mit einem Antriebsstößel 266 verbunden,
der durch ein nicht dargestelltes Antriebselement, beispielsweise
die Nockenwelle der Brennkraftmaschine, entgegen der Kraft einer
Rückstellfeder 268 verschiebbar ist.
An das Pumpengehäuseteil 216 grenzt
ein Düsenhalter 270 an,
der mit dem Pumpengehäuseteil 216 durch
eine Überwurfmutter 272 verbunden
ist. Vom Pumpenarbeitsraum 213 führt im Düsenhalter 270 eine
Druckleitung 274 zu einem Druckraum 276 ab, in
dem eine Ventilnadel 278 angeordnet ist, die bei Erreichen
des Einspritzdrucks entgegen der Kraft einer in einem Federraum 280 angeordneten Schließfeder 282 verschoben
wird und dabei nicht dargestellte Einspritzöffnungen freigibt, durch die Kraftstoff
in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird.
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Die
Pumpedüse
ist in eine Öffnung 284 beispielsweise
im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine eingesetzt. Zwischen der Überwurfmutter 272 und dem
Düsenhalter 270 ist
ein Ringraum 286 eingeschlossen, der durch mehrere Öffnungen 288 im
Umfang der Überwurfmutter 272 mit
dem zwischen der Pumpedüse
und der Öffnung 284 gebildeten
Raum 290 verbunden. In den Raum 290 wird durch
eine nicht dargestellte Förderpumpe
Kraftstoff gefördert. Im
Pumpengehäuseteil 216 ist
ein Kraftstoffkanal 292 ausgebildet, der in den Ringraum 286 mündet und über eine
durch ein elektrisch betätigtes
Ventil 226 gesteuerte Verbindung sowie einen von diesem
abführenden
weiteren Kraftstoffkanal 294 zum Pumpenarbeitsraum 213 führt.
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Das
Ventil 226 ist wie bei den ersten beiden Ausführungsbeispielen
beschrieben ausgebildet und weist einen Ventilkörper 228 auf, in dem
ein Elektromagnet angeordnet ist und der außerhalb des Pumpengehäuseteils 216 angeordnet
ist. Durch den Elektromagneten ist ein Ventilglied 232 verschiebbar,
das vom Ventilkörper
aus in eine Sackbohrung 230 im Pumpengehäuseteil 216 ragt
und in dieser mit einem Führungsabschnitt 234 dicht
geführt
ist. In der Sackbohrung 230 ist ein Ventilraum 236 gebildet.
Das Ventilglied 232 weist im Ventilraum 236 einen
Bereich 238 mit stark verringertem Querschnitt auf, an
den sich ein Schließkörper 240 anschließt. An den Schließkörper 240 schließt sich
zum Grund der Sackbohrung 230 hin ein Endabschnitt 245 an,
der einen gegenüber
dem Führungsabschnitt 234 geringeren Durchmesser
aufweist, der in den Endbereich der Sackbohrung 230 eintaucht,
der ebenfalls gegenüber dem äußeren Bereich
der Sackbohrung einen geringeren Durchmesser aufweist. Am Rand der
am Übergang
vom Ventilraum 236 zum Endbereich der Sackbohrung 230 gebildeten
Ventilöffnung 248 ist
ein Ventilsitz ausgebildet, der durch den Schließkörper 240 verschließbar ist.
Von der Sackbohrung 230 führt vom Ventilraum 236 aus
betrachtet nach der Ventilöffnung 248 der
Kraftstoffkanal 292 ab. Vom Grund der Sackbohrung 230 kann
ein Leckkanal 254 abführen,
der beispielsweise mit einer Rückleitung
zum Kraftstoffvorratsbehälter
verbunden ist. Der Ventilkörper 228 ist
beispielsweise mittels einer Überwurfmutter 257 am
Pumpengehäuseteil 216 befestigt, wobei
zwischen dem Ventilkörper 228 und
dem Pumpengehäuseteil 216 ein
O-Ring 258 eingespannt ist, der jedoch nicht gegen den
im Pumpenarbeitsraum 213 herrschenden Hochdruck abzudichten
braucht.
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Beim
Saughub des Pumpenkolbens 212 ist das Ventil 226 geöffnet, so
daß Kraftstoff
aus dem Ringraum 286 durch den Kanal 292, den
Ventil raum 236 und den Kanal 294 in den Pumpenarbeitsraum 213 gelangen
kann. Zu einem bestimmten Zeitpunkt des Förderhubs des Pumpenkolbens 212 wird
das Ventil 226 geschlossen und im Pumpenarbeitsraum 213 Hochdruck
aufgebaut. Wenn der Einspritzdruck erreicht ist, so wird die Ventilnadel 278 verschoben und
gibt die Einspritzöffnungen
frei. Zur Beendigung der Hochdruckförderung wird das Ventil 226 geöffnet und
Kraftstoff strömt
umgekehrt wie beim Saughub des Pumpenkolbens 212 zurück.
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Die
vorstehend beschriebene Anordnung des Ventilglieds und der Ventilöffnung des
elektrisch betätigten
Ventils in einem Gehäuseteil
der Kraftstoffeinspritzpumpe ist auch bei einer Reihenpumpe bekannter
Bauart oder bei einer sogenannten Radialkolbenpumpe anwendbar. Eine
Radialkolbenpumpe weist einen wie der Pumpenkolben 12 bzw. 112 der beiden
Ausführungsbeispiele
angeordneten Verteilerkolben auf, der jedoch nur in einer rotierenden
Bewegung angetrieben wird. Weiter weist eine Radialkolbenpumpe mehrere
radial zum Verteilerkolben in einer Hubbewegung angetriebene Pumpenkolben auf,
die jeweils einen Pumpenarbeitsraum begrenzen. Während eines jeweiligen Förderhubs
eines Pumpenkolbens ist der von diesem begrenzte Pumpenarbeitsraum über eine
im Verteilerkolben angeordnete Verteileröffnung mit einem von mehreren
in einem Verteilerkörper
angeordneten Förderkanälen verbindbar.
Das elektrisch betätigte
Ventil kann koaxial oder radial zur Längsachse des Verteilerkolbens angeordnet
sein, wobei dessen Ventilraum über
eine Bohrung mit dem vom Verteilerkolben in der Zylinderbohrung
begrenzten Raum verbunden ist, der während des Förderhubs eines jeweiligen Pumpenkolbens
mit dessen Pumpenarbeitsraum verbunden ist.