DE4338344A1 - Verteilerkraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer Verteilerkraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei einer solchen aus der EP-B 0 382 388 bekannten Verteilerkraftstoff­ einspitzpumpe treibt eine Antriebswelle einen in einem Gehäuse ge­ führten Rotor an, in dem in einer radialen Ebene zur Antriebswelle zwei jeweils in einer Zylinderbohrung geführte Pumpenkolbenpaare an­ geordnet sind. Die in einer gemeinsamen radialen Ebene des Rotors angeordneten Zylinderbohrungen schneiden sich dabei rechtwinklig, so daß die einzelnen Pumpenkolben mit ihren radial einwärts weisenden Stirnflächen einen gemeinsamen Pumpenarbeitsraum in dem sich über­ schneidenden Bereich der Zylinderbohrungen begrenzen. Die Pumpen­ kolben laufen mit ihren aus den Zylinderbohrungen ragenden Enden mittels eines Rollenstößels auf einer ortsfesten Nockenbahn eines im Gehäuse geführten Nockenringes ab, so daß sie bei einer Drehbewegung des Rotors in eine hin- und hergehende Hubbewegung versetzt werden, wobei sie während der radial auswärts gerichteten Saughubbewegung die Verbindung der Zylinderbohrung mit einer von einem Nieder­ druckraum ausgehenden Fülleitung aufsteuern, die dann im anschließenden Förderhub durch die Pumpenkolben verschlossen wird. Der während des Förderhubs im gemeinsamen Pumpenarbeitsraum kom­ primierte Kraftstoff gelangt dann über einen Hochdruckkanal im Rotor zu einer radial von diesem abführenden Verteilerbohrung, die während der Drehbewegung des Rotors mit den einzelnen Hochdruckförderlei­ tungen zu den Einspritzstellen in Überdeckung gelangt.

Die Pumpenkolbenpaare in den beiden Zylinderbohrungen sind dabei so ausgeführt, daß ein längeres, in einer ersten Zylinderbohrung ge­ führtes Kolbenpaar mit seinem pumpenarbeitsraumzugewandten Ende in die zweite Zylinderbohrung hineinragt und das dort geführte kürzere Kolbenpaar die erste Zylinderbohrung auch in seiner maximalen För­ derhublage nicht erreicht.

Dabei weist die bekannte Verteilerkraftstoffeinspritzpumpe jedoch den Nachteil auf, daß der für alle Pumpenkolben gleiche Nockenhub kleiner als der halbe Durchmesser der jeweils gleich groß ausge­ führten Zylinderbohrungen sein muß. Dies ist dort notwendig um sicherzustellen, daß die langen Kolben auch in ihrer maximalen Saug­ hublage noch in die zweite Zylinderbohrung eintaucht um ein selbständiges Verschieben der kürzeren Kolben zwischen die langen Kolben bei abgestellter Brennkraftmaschine und drucklosem Pumpen­ arbeitsraum sicher zu vermeiden, da dies ansonsten im Betrieb der Verteilereinspritzpumpe zu deren mechanischer Zerstörung führt. Somit sind jedoch dem Förderhub der Pumpenkolben konstruktive Grenzen gesetzt, die die Leistungsparameter der gesamten Pumpe ein­ schränken.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Verteilerkraftstoffeinspritzpumpe mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch einen Anschlag am aus der Zylinderbohrung herausragenden Ende der kürzeren Pumpenkolben deren ungewolltes Hineingleiten in die Zylinderbohrung zwischen die langen Pumpen­ kolben sicher vermieden werden kann.

Damit entfällt für die langen Pumpenkolben die Notwendigkeit eines ständigen Eintauchens in die die kurzen Pumpenkolben führende Zylin­ derbohrung, so daß der Nockenhub für eine größere Förderhubbewegung größer als der halbe Zylinderbohrungsdurchmesser ausgeführt werden kann. Diese Förderhubvergrößerung kann dabei in vorteilhafter Weise in eine Erhöhung des Einspritzdruckes oder eine größere Fördermenge umgesetzt werden.

Der Anschlag an den kurzen Pumpenkolben ist dabei in vorteilhafter Weise so angeordnet, daß er deren Eintauchen in die sie führende Zy­ linderbohrung so weit erlaubt, bis deren pumpenarbeitsraumzugewandte Stirnseite sich bis auf ein geringes Maß an die zweite Zylinder­ bohrung angenähert hat, so daß sich große Förderhubhöhen erreichen lassen.

Dabei läßt sich der Anschlag an den kurzen Pumpenkolben in einfacher Weise durch einen Bund oder einen in einer Ringnut am Schaft der kurzen Kolben geführten Sicherungsring ausführen, die dann in ein­ facher Weise mit der Stirnwand der Zylinderbohrung zusammenwirken. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den An­ sprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Verteilerkraftstoff­ einspritzpumpe sind in der Zeichnung dargestellt und werden im fol­ genden näher erläutert.

Es zeigen die Fig. 1 einen Längsschnitt durch den erfindungs­ wesentlichen Teil der Verteilerkraftstoffeinspritzpumpe, die Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Pumpenkolbensicherung mittels eines Bundes in einem Schnitt aus der Fig. 1 und die Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Pumpenkolbensicherung mittels eines Sicherungsringes in einer analog zur Fig. 2 gezeigten Dar­ stellung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Bei der in der Fig. 1 vereinfacht dargestellten Verteilerkraft­ stoffeinspritzpumpe ist ein kolbenförmiges Rotorteil 1 um seine Achse drehbar in einer Zylinderbohrung 2 eines zylinderförmigen, fest mit dem Pumpengehäuse 3 verbundenen Führungsteils 5 gelagert. Das Rotorteil 1 weist an seinem einen Ende ein im Durchmesser er­ weitertes Teil 7 auf, das verdrehfest mit einer synchron zur Brenn­ kraftmaschinendrehzahl angetriebenen Antriebswelle 9 verbunden ist und in dem zwei einander rechtwinklig schneidende Durchgangs­ bohrungen 11 in einer gemeinsamen, radial zur Achse des Rotorteiles 1 verlaufenden Ebene angeordnet sind.

Von diesen Durchgangsbohrungen 11 führt in der Achse des Rotorteiles 1 ein Förderkanal 13 ab, der ein Rückschlagventil 15 enthält und dessen Ende in eine radial verlaufende Verteilerbohrung 17 übergeht. In der Radialebene, in der diese Verteilerbohrung 17 angeordnet ist, weist das Führungsteil 5 Einspritzleitungen 19 auf, die ausgehend von der Zylinderbohrung 2 zu den einzelnen Einspritzstellen der Brennkraftmaschine führen. Dabei sind die Einspritzleitungen 19 ent­ sprechend der Zahl der zu versorgenden Einspritzstellen und in einem entsprechenden Abstand zueinander am Umfang des Führungsteils 5 ver­ teilt angeordnet.

Desweiteren ist zwischen dem Rückschlagventil 15 und den Durch­ gangsbohrungen 11 eine radial vom Förderkanal 13 abführende Ver­ sorgungsbohrung 21 im Rotorteil 1 vorgesehen, die mit einer Kraft­ stoffzuführungsleitung 23 im Führungsteil 5 verbindbar ist, die ihrerseits an eine nicht dargestellte, vorzugsweise magnetven­ tilgesteuerte, eine Förderpumpe aufweisende Kraftstofförderleitung aus einem einen Niederdruckraum bildenden Kraftstoffvorratsbehälter angeschlossen ist.

Die radialen Durchgangsbohrungen 11 im im Durchmesser erweiterten Teil 7 des Rotorteils 1 sind als Zylinderbohrungen ausgeführt, in denen, wie auch Fig. 2 und 3 entnehmbar, jeweils zwei einander gegenüberliegende und gegeneinander arbeitende Pumpenkolben ange­ ordnet sind. Dabei nimmt eine erste Zylinderbohrung 25 ein erstes in seiner axialen Erstreckung langes Pumpenkolbenpaar 27 auf, dessen Pumpenkolben 27 so lang ausgeführt sind, daß sie während der radial einwärts gerichteten Förderhubbewegung bis in den Bereich einer zweiten, die erste schneidenden Zylinderbohrung 29 hineinragen. In dieser zweiten Zylinderbohrung 29 ist ein zweites kürzeres Pumpen­ kolbenpaar 31 geführt, dessen Pumpenkolben 31 so dimensioniert sind, daß sie auch in der maximalen Förderhubstellung nicht bis in den Bereich der ersten Zylinderbohrung 25 ragen. Mit ihren radial ein­ wärts weisenden Stirnseiten begrenzen die Pumpenkolben 27, 31 einen gemeinsamen Pumpenarbeitsraum 33, in den Zylinderbohrungen 25, 29, der über den Förderkanal 13 mit den Einspritzleitungen 19 und der Kraftstoffzuführungsleitung 23 verbindbar ist.

Mit ihren radial auswärts weisenden Enden liegen die Pumpenkolben 27, 31 jeweils an einem Rollenstößel 35 an, dessen Rolle 37 auf einer Nockenbahn 39 eines in der Radialebene liegenden, im Pumpen­ gehäuse 3 geführten Nockenringes 41 abläuft. Die Pumpenkolben 27, 31 werden dabei im Betrieb der Verteilerkraftstoffeinspritzpumpe durch die Fliehkraft nach außen in Anlage an den Rollenstößeln 35 ge­ halten. Bei Stillstand der Pumpe können sich die Pumpenkolben 27, 31 je nach Lage des Rotorteiles 1 selbständig in den Zylinderbohrungen 25, 29 verschieben. Um dabei mit Sicherheit zu vermeiden, daß ein kurzer Pumpenkolben 31 zwischen die langen Pumpenkolben 27 in den Bereich der ersten Zylinderbohrung 25 hineinrutscht weisen die kurzen Pumpenkolben 31 an ihren radial aus der zweiten Zylinder­ bohrung 29 ragenden Enden einen Anschlag auf, der mit der jeweiligen axialen Stirnwand 49 der Zylinderbohrung 29 zusammenwirkt. Dieser Anschlag ist im in der Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel als durch eine Querschnittsvergrößerung gebildeter Bund 43 ausge­ bildet.

Bei dem in der Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel wird der axiale Endanschlag an den kurzen Pumpenkolben 31 durch einen Sicherungsring 45 gebildet, der in einer Ringnut 47 am aus der Zylinderbohrung 29 herausragenden Ende der kurzen Pumpenkolben 31 geführt ist und ebenfalls mit der axialen Stirnwand 49 der Zylinder­ bohrung 29 zusammenwirkt.

Diese Wegbegrenzung der maximalen Eintauchtiefen, die wenigstens gleich groß dem maximalen Nocken- bzw. Förderhub sind, ermöglichen dabei, den Förderhub so groß auszulegen, daß die langen Pumpenkolben 27 mit ihren arbeitsraumseitigen Enden aus der zweiten Zylinder­ bohrung 29 austauchen können, ohne ein ungewolltes Hineinrutschen der kurzen Pumpenkolben 31 zwischen die langen befürchten zu müssen.

Die erfindungsgemäße Verteilerkraftstoffeinspritzpumpe arbeitet in folgender Weise.

Im Stillstand der Pumpe befinden sich die Pumpenkolben 27, 31 bei drucklosem Pumpenarbeitsraum 33 je nach Lage des Rotorteiles 1 in unbestimmten Positionen, die auch die jeweiligen maximalen Hublagen sein können. Mit dem Beginn des Betriebs der Verteilerkraftstoff­ einspritzpumpe wird das Rotorteil 1 durch die Antriebswelle 9 in eine rotierende Bewegung versetzt, in deren Folge die Pumpenkolben 27, 31 durch die Fliehkraft in Anlage an die Rollenstößel 35 ge­ bracht werden, die ihrerseits auf der Nockenbahn 39 ablaufen und so die Pumpenkolben 27, 31 in eine hin- und hergehende Bewegung in den Zylinderbohrungen 25, 29 versetzen.

Der während des Förderhubs der Pumpenkolben 27, 31 im Pumpenar­ beitsraum 33 komprimierte Kraftstoff wird dabei über den Förderkanal 13 und das Rückschlagventil 15 zu der Verteilerbohrung 17 geführt, von wo aus er beim Überfahren der einzelnen Einspritzleitungen 19 den jeweiligen Einspritzstellen zugeführt wird. Die Zuführungs­ leitung 23 vom Niederdruckraum ist dabei zum Zeitpunkt der Hoch­ druckförderung verschlossen, wobei dieses Verschließen über ein in der Zufuhrungsleitung 23 angeordnetes Magnetventil oder das Aus­ tauchen der Versogungsbohrung 21 aus der Überdeckung mit der Zu­ führungsbohrung 23 erfolgen kann.

Das Ende der Hochdruckförderung wird durch das erneute Aufsteuern der Verbindung zwischen der Versorgungsleitung 21 und der Kraft­ stoffzuführungsleitung 23 geregelt. Dabei strömt der unter hohem Druck stehende Restkraftstoff zunächst zurück in den Niederdruck­ raum, bevor während des Saughubes der Pumpenkolben 27, 31 ein er­ neutes Befüllen des Pumpenarbeitsraumes 33 erfolgt, wobei das Rück­ schlagventil 15 einen konstanten Standdruck in der Verteilerbohrung 17 und den Einspritzleitungen 19 gewährleistet.

Dabei ist es mit der erfindungsgemäßen Verteilerkraftstoffeinspritz­ pumpe somit ohne großen konstruktiven Aufwand möglich, die Größe des Förderhubes der Pumpenkolben in Abhängigkeit von den jeweiligen An­ forderungen auf ein Maß zu vergrößern, bei dem das axial längere Pumpenkolbenpaar aus der das kürzere Pumpenkolbenpaar führenden Zy­ linderbohrung aus taucht.

Claims (4)

1. Verteilerkraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem von einer Antriebswelle (9) rotierend angetriebenen Nockenan­ trieb, bei dessen Drehbewegung ein Pumpenkolben mittels eines auf einer Nockenbahn (39) ablaufenden Rollenstößels (35) in einer radial zur Antriebswelle in einem Rotorteil (1) angeordneten Zylinderboh­ rung in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt wird, wobei wenigstens zwei einander schneidende Zylinderbohrungen in einer zur Antriebswelle radialen Ebene im Rotorteil vorgesehen sind, in denen jeweils zwei einandergegenüberliegende, einen gemeinsamen, alter­ nierend mit einem Niederdruckraum (23) und einer Einspritzleitung (19) verbindbaren Pumpenarbeitsraum (33) begrenzende Pumpenkolben angeordnet sind, die während des Förderhubs radial einwärts bewegt werden und deren axiale Länge so ausgelegt ist, daß ein erstes in einer ersten Zylinderbohrung (25) geführtes längeres Pumpenkolben­ paar (27) während der Förderhubbewegung jeweils in eine, ein zweites Pumpenkolbenpaar (31) führende zweite Zylinderbohrung (29) ein­ taucht, deren darin geführte kürzere Pumpenkolben (31) in ihrer maximalen Förderhublage die erste Zylinderbohrung (25) nicht schneiden, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenkolben (31) des zweiten kürzeren Pumpenkolbenpaares jeweils einen Anschlag an ihren aus der zweiten Zylinderbohrung (29) ragenden Enden aufweisen, der ihre maximale Eintauchtiefe in die Zylinderbohrung (29) in Richtung Pumpenarbeitsraum (33) begrenzt.

2. Verteilerkraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die kürzeren Pumpenkolben (31) jeweils mit ihrem Anschlag zur Anlage an die axiale Stirnwand (49) der sie führenden Zylinderbohrung (29) gelangen, bevor ihre pumpenarbeitsraumseitige Stirnseite in den Bereich der anderen Zylinderbohrung (25) eintaucht.

3. Verteilerkraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch l, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Anschlag am aus der zweiten Zylinderbohrung (29) ragenden Ende der kurzen Pumpenkolben (31) als durch eine Quer­ schnittserweiterung gebildeter Bund (43) ausgeführt ist, der mit der axialen Stirnwand (49) der zweiten Zylinderbohrung zusammenwirkt.

4. Verteilerkraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Anschlag am aus der zweiten Zylinderbohrung (29) ragenden Ende der kurzen Pumpenkolben (31) durch einen Siche­ rungsring (45) gebildet wird, der in einer Ringnut (47) am kurzen Pumpenkolben (31) geführt ist und mit der axialen Stirnwand (49) der zweiten Zylinderbohrung zusammenwirkt.