Kraftstoffeinspritzpumpe für Einspritzbrennkraftmaschinen

Abstract

 Bei einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Einspritz­brennkraftmaschinen, bei welcher zwischen dem Arbeitsraum (2) des Pumpenkolbens (3) und der Einspritzleitung (17) eine Ventilanordnung (6) vorgesehen ist, welche ein in Förder­richtung öffnendes federbelastetes Rückschlagventil (23) und ein eine Rückströmung von Kraftstoff aus der Einspritzleitung (17) zum Arbeitsraum (2) gestattendes federbelastetes Ventil (10) beinhaltet, ist das eine Rückströmung gestattende Ventil von einem in einer Zylinderbohrung (9) des Ventiltellers (7) des in Förderrichtung öffnenden Ventils (23) geführten Kolbenschieber (10) gebildet. Der Kolbenschieber (10) weist radiale Bohrungen (11) auf, die mit der Einspritzleitung (17) in offener Verbindung stehen und von einer Steuerkante (13) der Zylinderbohrung (9) nach einem vorbestimmten Hub (22) des Kolbenschiebers (10) überschliffen werden. Auf diese Weise erfolgt zuerst eine Gleichraumentlastung und dann eine Gleichdruckentlastung der Einspritzleitung (17). Die Ventil­anordnung (6) ist zu einer selbständigen, vorjustierbaren Baueinheit zusammengefaßt, welche zwischen dem den Arbeits­raum (2) enthaltenden Teil (1) und dem Ventil­verschraubungsteil (4) der Einspritzpumpe einbaubar ist.

Beschreibung

[0001] Bei Kraftstoffeinspritzpumpen für Einspritzbrennkraft­maschinen, bei welchen üblicherweise ein Druckventil zwischen dem Arbeitsraum des Pumpenkolbens und der Einspritzleitung vorgesehen ist, tritt der Nachteil auf, daß durch den Druck­stoß beim Schließen des Druckventils Druckwellen in der Einspritzleitung bzw. in den dem Druckventil in Förder­richtung nachgeschalteten Räumen entstehen. Solche Druck­wellen können Kavitationen in den nachgeschalteten Räumen und in der Einspritzleitunghervorrufen, welche zu einem vor­zeitigen Verschleiß führen. Um die Kavitationen in Grenzen zu halten ist es bekannt, ein Ventil vorzusehen, welches eine Rückströmung von Kraftstoff nach dem Abschluß des in Förder­richtung öffnenden Druckventils gestattet und damit eine Entlastung der nachgeschalteten Räume und der Einspritz­leitung ermöglicht.

[0002] Die Erfindung bezieht sich nun auf eine solche Kraft­stoffeinspritzpumpe für Einspritzbrennkraftmaschinen, bei welcher zwischen dem Arbeitsraum des Pumpenkolbens und der Einspritzleitung eine Ventilanordnung vorgesehen ist, welche ein in Förderrichtung öffnendes federbelastetes Rückschlag­ventil und ein eine Rückströmung von Kraftstoff aus der Einspritzleitung zum Arbeitsraum gestattendes federbelastetes Ventil beinhaltet, wobei der Ventilteller des in Förder­richtung öffnenden Rückschlagventils auf dem den Arbeitsraum enthaltenden Teil aufsitzt und eine zentrale, einen Teil des eine Rückströmung gestattenden Ventils bildende Zylinder­bohrung aufweist und wobei ein rund um die Ventilanordnung an dem den Arbeitsraum enthaltenden Teil anliegender Ventil­ verschraubungsteil vorgesehen ist. Eine solche Ausbildung ist beispielsweise aus der DE-OS 24 39 374 bekannt. Bei der Anordnung gemäß dieser DE-OS ist das eine Rückströmung von Kraftstoff gestattende Ventil mit einem Ventilkegel ausge­bildet, der die Zylinderbohrung des in Förderrichtung öffnenden Ventiltellers abschließt und entgegen der Förder­richtung öffnet. Ein solcher Ventilkegel bewirkt einen schlagartiger Abschluß und ein schlagartiges Öffnen des die Rückströmung gestattenden Ventils, wodurch wieder neue Druckwellen in den in Förderrichtung nachgeschalteten Räumen und in der Einspritzleitung entstehen können, welche Kavita­tionen begünstigen.

[0003] Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, die Entstehung von Druckwellen zu vermeiden oder zumindest weitgehend abzuschwächen, die Baumaße der Ventilanordnung zu verringern und die Ausbildung derselben zu vereinfachen. Zur Erfüllung dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß das eine Rückströmung gestattende Ventil von einem in der Zylinderbohrung des Ventiltellers geführten, vom Druck im Arbeitsraum beaufschlagten Kolbenschieber gebildet ist, welcher wenigstens eine radiale Bohrung aufweist, die nach einem vorbestimmten Hub des Kolbenschiebers entgegen der Förderrichtung von einer Steuerkante der Zylinderbohrung freigegeben wird und in eine zentrale Sackbohrung des Kolben­schiebers mündet, welche mit der Einspritzleitung in offener Verbindung steht, und wobei der Kolbenschieber entgegen der Federkraft durch den Druck in der Einspritzleitung beauf­schlagt und gegen eine Abstützfläche des Ventilverschrau­bungsteiles abgestützt ist. Dadurch, daß das die Rückströmung gestattende Ventil von einem Kolbenschieber gebildet ist, dessen radiale Bohrung eine Steuerkante der Zylinderbohrung des Ventiltellers überschleift, wird ein sachtes Öffnen und Schließen der Rückströmungsverbindung erreicht und eine schlagartige Wirkung, wie dies bei der Ausbildung des Ventils mit einem Ventilkegel erfolgt, vermieden. Da der Kolben­schieber durch den Druck in der Einspritzleitung entgegen der Feder beaufschlagt wird, erfolgt das Öffnen dieses Ventils durch die Druckwellen in der Einspritzleitung, so daß sich Druckstöße oder Druckwellen in der Einspritzleitung nicht in einem gefährlichen Ausmaß aufbauen können. Nach Abschluß des in Förderrichtung öffnenden Ventils verschiebt sich der Kolbenschieber unter der Wirkung der in der Einspritzleitung auftretenden Druckwellen in der Zylinderbohrung. Da die Steuerkante der Zylinderbohrung erst nach einem vorbestimmten Hub des Kolbenschiebers die radiale Bohrung des Kolben­schiebers freigibt, erfolgt somit zuerst eine Gleichraum­entlastung der Einspritzleitung. Sobald die radiale Bohrung des Kolbenschiebers die Steuerkante der Zylinderbohrung überschleift, kann Kraftstoff aus der Einspritzleitung in Richtung zum Arbeitsraum des Pumpenkolbens abströmen und es erfolgt eine Gleichdruckentlastung der Einspritzleitung. In diesem Stadium ist die Strömungsverbindung über die radiale Bohrung des Kolbenschiebers und die Steuerkante der Zylinder­bohrung in Abhängigkeit vom Hub des Kolbenschiebers ge­drosselt. Gemäß der Erfindung erfolgt somit die Entlastung der Einspritzleitung in zwei Stufen und stellt eine Kombina­tion von Gleichraumentlastung und Gleichdruckentlastung dar.

[0004] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Ventilanordnung nur eine einzige Schraubenfeder auf, welche einerseits gegen den Kolbenschieber und ander­seits gegen den Ventilteller des in Förderrichtung öffnenden Rückschlagventils abgestützt ist und daher sowohl den Kolben­schieber als auch den Federteller belastet. Bei der Anordnung nach der DE-OS 24 39 374 ist der Ventilteller des in Förder­richtung öffnenden Ventils gegen den Ventilverschraubungsteil durch eine Schraubenfeder abgestützt, während der Ventilkegel des eine Rückströmung gestattenden Ventils gegen den Ventil­teller des eine Rückströmung gestattenden Ventils durch eine zweite Schraubenfeder abgestützt ist. Es wird somit bei der erfindungsgemäßen Ausbildung eine Schraubenfeder gespart. Die einzelnen Ventile der Ventilanordnung sind somit in sich abgestützt und es ist daher gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung möglich, Ventilteller, Kolben­schieber, Feder und gegebenenfalls eine Einstellscheibe als selbständige, zwischen dem den Arbeitsraum des Pumpenkolbens aufweisenden Teil und dem Ventilverschraubungsteil einsetz­bare Baueinheit auszubilden. Eine solche Baueinheit hat den wesentlichen Vorteil, daß sie außerhalb der Einspritzpumpe präzise justiert werden kann und die Federspannung und damit der Öffnungsdruck außerhalb der Einspritzpumpe auf einem entsprechenden Prüfstand eingestellt werden kann. Diese, auf dem Prüfstand voreingestellte Baueinheit kann ausgewechselt werden, ohne daß es einer Justierung in eingebautem Zustand bedarf. Zweckmäßig ist an dem dem Arbeitsraum zugewendeten Ende des Kolbenschiebers eine, insbesondere von einem Feder­ring gebildete, Sicherung gegen ein Herausziehen des Kolbens aus der Zylinderbohrung vorgesehen. Auf diese Weise wird die den Ventilteller, den Kolbenschieber, die Ventilfeder und gegebenenfalls die Einstellscheibe beinhaltende Baueinheit in justiertem Zustand als selbständige Baueinheit zusammen­gehalten, welche nach Bedarf ausgetauscht werden kann. Eine solche Baueinheit kann sehr kleine Baumaße aufweisen. Hiebei weist vorzugsweise gemäß der Erfindung der Ventilverschrau­bungsteil und/oder der den Arbeitsraum aufweisende Teil eine, insbesondere zylindrische, Vertiefung für die Aufnahme dieser den Ventilteller, den Kolbenschieber und die Ventilfeder beinhaltenden Baueinheit auf.

[0005] Gemäß der Erfindung weist zweckmäßig der Kolbenschieber einen verbreiterten hohlen, einen Federteller bildenden, Kopfteil auf, der rund um die Mündung der Einspritzleitung in der Abstützfläche des Ventilverschraubungsteiles auf der Abstützfläche aufliegt und dessen Hohlraum über wenigstens eine seitliche Öffnung mit dem in Förderrichtung hinter dem in Förderrichtung öffnenden Rückschlagventil befindlichen Raum in Verbindung steht. Auf diese Weise wird beim Förderhub des Pumpenkolbens eine Strömungsverbindung des Arbeitsraumes mit der Einspritzleitung geschaffen, wobei gleichzeitig der Kolbenschieber vom Druck in der Einspritzleitung beaufschlagt ist.

[0006] In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausfüh­rungsbeispieles schematisch erläutert.

[0007] Fig. 1 stellt einen Längsschnitt durch den den Arbeits­raum des Pumpenkolbens aufweisenden Teil und den Ventil­verschraubungsteil sowie durch die Ventilanordnung dar. Fig. 2 ist ein Teilquerschnitt nach Linie II-II der Fig. 1.

[0008] 1 ist der den Arbeitsraum 2 des Pumpenkolbens 3 auf­weisende Teil, mit welchem der Ventilverschraubungsteil 4 durch Schrauben 5 verschraubt ist. 6 ist die Ventilanordnung.

[0009] Der in Förderrichtung öffnende Rückschlagventilteller 7 sitzt rund um einen mit dem Arbeitsraum 2 verbundenen Förder­kanal 8 auf dem den Arbeitsraum 2 enthaltenden Teil 1 dicht auf. In einer zentralen Zylinderbohrung 9 des in Förder­richtung öffnenden Rückschlagventiltellers 7 ist ein Kolben­schieber 10 mit Elementspiel eingepaßt. Dieser Kolbenschieber 10 weist vier radiale Bohrungen 11 auf, die in eine zentrale Sackbohrung 12 münden und mit einer Steuerkante 13 der Zylinderbohrung 9 zusammenwirken. Die Sackbohrung 12 mündet in einen Hohlraum 14 einen verbreiterten Kopfes 15 des Kolbenschiebers 10, der an einer Abstützfläche 16 des Ventil­verschraubungsteiles 4 anliegt. Über den Hohlraum 14 steht die zentrale Sackbohrung 12 mit der Einspritzleitung 17 in offener Verbindung. Zwischen dem verbreiterten Kopf 15 und dem Ventilteller 7 ist eine Schraubenfeder 18 vorgespannt, welche sowohl den Ventilteller 7 als auch den verbreiterten Kopf 15 belastet. Die Spannung dieser Feder ist durch eine Einstellscheibe 19 justierbar. Der Hohlraum 14 des ver­breiterten Kopfes 15 steht über vier seitliche Bohrungen 20 mit dem Federraum 21 in Verbindung, so daß bei abgehobenem Ventilteller 7 der Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 2 über die Bohrung 8 in den Federraum 21 und über die seitlichen Bohrungen 20 zur Einspritzleitung 17 gefördert werden kann. An die von einer Bohrung gebildete Einspritzleitung 17 ist die eigentliche, nicht dargestellt, flexible Einspritzleitung mittels einer üblichen Holländer-Verschraubung 26 ange­schlossen.

[0010] Der Kolbenschieber 10 ist somit durch die in der Ein­spritzleitung 17 auftretenden Druckwellen belastet und hebt sich unter der Wirkung dieser Druckwellen entgegen der Wirkung der Feder 18 von der Abstützfläche 16 ab und taucht tiefer in die Zylinderbohrung 9 ein, bis die radialen Bohrungen 11 von der Steuerkante 13 überschliffen werden. Dies erfolgt nach Zurücklegung eines vorbestimmten Hubes 22 des Kolbenschiebers 10. In dieser Phase erfolgt somit eine Gleichraumentlastung. Sobald die radialen Bohrungen 11 die Steuerkante 13 überschliffen haben, kann der Kraftstoff in Richtung zum Arbeitsraum 2 zurückströmen, und in dieser zweiten Phase erfolgt eine Gleichdruckentlastung der Ein­spritzleitung 17. Diese Rückströmung ist in Abhängigkeit vom Hub des Kolbenschiebers 10 gedrosselt. Während dieser beiden Phasen, nämlich der Gleichraumentlastung und der Gleich­druckentlastung, ist das in Förderrichtung öffnende Rück­schlagventil 23 geschlossen.

[0011] An dem dem Arbeitsraum 2 zugewendeten Ende des Kolben­schiebers 10 ist ein Federring 24 vorgesehen, der den Kolben­schieber 10 gegen ein Herausziehen aus der Zylinderbohrung 9 sichert. Auf diese Weise ist der Kolbenschieber 10 mit dem in Förderrichtung öffnenden Ventil 23 und der Feder 18 mit der Einstellscheibe 19 zu einer selbständigen Baueinheit zusammengefaßt, welche außerhalb der Einspritzpumpe durch Wahl der Einstellscheibe 19 justiert werden kann. Eine solche Baueinheit kann ohne weitere Justierung jederzeit in ein­facher Weise ausgewechselt werden.

[0012] Da die Dichtfläche 25 des Ventilverschraubungsteiles 4 unmittelbar und ohne Zwischenschaltung einer Dichtung an der Dichtfläche 26 des den Arbeitsraum 2 enthaltenden Teiles 1 anliegt, stimmen diese Flächen in ihrer Lage völlig überein. Die Abstützfläche 16 für den Kopf 15 des Kolbenschiebers 10 kann somit sehr genau in ihrer Lage zur Dichtfläche 25 des Ventilverschraubungsteiles 4 bearbeitet werden, so daß auch bei einem Austausch der Baueinheit eine Justierung nicht mehr erforderlich ist.

[0013] 27 ist lediglich eine Bohrung, über welche die Gleitfläche des Kolbenschiebers 10 und der Zylinderbohrung 9 mit Kraftstoff geschmiert werden.

Ansprüche

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Einspritzbrennkraft­maschinen, bei welcher zwischen dem Arbeitsraum des Pumpen­kolbens und der Einspritzleitung eine Ventilanordnung vorge­sehen ist, welche ein in Förderrichtung öffnendes feder­belastetes Rückschlagventil und ein eine Rückströmung von Kraftstoff aus der Einspritzleitung zum Arbeitsraum gestat­tendes federbelastetes Ventil beinhaltet, wobei der Ventil­teller des in Förderrichtung öffnenden Rückschlagventils auf dem den Arbeitsraum enthaltenden Teil aufsitzt und eine zentrale, einen Teil des eine Rückströmung gestattenden Ventils bildende Zylinderbohrung aufweist und wobei ein rund um die Ventilanordnung an dem den Arbeitsraum enthaltenden Teil anliegender Ventilverschraubungsteil vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Rückströmung gestattende Ventil von einem in der Zylinderbohrung (9) des Ventiltellers (7) geführten, vom Druck im Arbeitsraum (2) beaufschlagten Kolbenschieber (10) gebildet ist, welcher wenigstens eine radiale Bohrung (11) aufweist, die nach einem vorbestimmten Hub (22) des Kolbenschiebers (10) entgegen der Förderrichtung von einer Steuerkante (13) der Zylinderbohrung (9) frei­gegeben wird und in eine zentrale Sackbohrung (12) des Kolbenschiebers (10) mündet, welche mit der Einspritzleitung (17) in offener Verbindung steht, wobei der Kolbenschieber (10) entgegen der Federkraft (Feder 18) durch den Druck in der Einspritzleitung (17) beaufschlagt und gegen eine Ab­stützfläche (16) des Ventilverschraubungsteiles (4) abge­stützt ist.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (6) nur eine einzige Schraubenfeder (18) aufweist, welche einerseits gegen den Kolbenschieber (10) und anderseits gegen den Ventilteller (7) des in Förderrichtung öffnenden Rückschlagventils (23) abgestützt ist und sowohl den Kolbenschieber (10) als auch den Ventilteller (7) belastet.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die radiale Bohrung (11) und die Steuerkante (13) der Zylinderbohrung (9) herge­stellte Strömungsverbindung in Abhängigkeit vom Hub des Kolbenschiebers (10) gedrosselt ist.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber (10) einen verbreiterten hohlen, einen Federteller bildenden, Kopfteil (15) aufweist, der rund um die Mündung der Einspritzleitung (17) in der Abstützfläche (16) des Ventilverschraubungsteiles (4) auf der Abstützfläche (16) aufliegt und dessen Hohlraum (14) über wenigstens eine seitliche Öffnung (20) mit dem in Förderrichtung hinter dem in Förderrichtung öffnenden Rück­schlagventil (23) befindlichen Raum (21) in Verbindung steht.

5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Federteller (15) oder Ventil­teller (17) und der Feder (18) eine an sich bekannte Ein­stellscheibe (19) vorgesehen ist.

6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem Arbeitsraum (2) zugewendeten Ende des Kolbenschiebers (10) eine, insbesondere von einem Federring (24) gebildete, Sicherung gegen ein Herausziehen des Kolbenschiebers (10) aus der Zylinderbohrung (9) vorgesehen ist.

7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Ventilteller (7), Kolben­schieber (10), Feder (18) und gegebenenfalls Einstellscheibe (19) als selbständige, zwischen dem den Arbeitsraum (2) des Pumpenkolbens aufweisenden Teil (1) und dem Ventil­verschraubungsteil (4) einsetzbare Baueinheit (6) ausgebildet sind.

8. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilverschraubungsteil (4) und/oder der den Arbeitsraum (2) aufweisende Teil (1) eine, insbe­sondere zylindrische, Vertiefung (6) für die Aufnahme der den Ventilteller (7), den Kolbenschieber (10) und die Ventilfeder (18) beinhaltenden Baueinheit (6) aufweist.

Zeichnung