Pumpedüse für Dieselmotoren mit Steuerhülse

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpedüse für Dieselmotoren, mit einem Einspritzpumpenelement, das einen feststehenden Pumpenelementkörper und einen darin angeordneten, von einer Nockenwelle angetriebenen Pumpenkolben aufweist und das mit einer Einspritzdüse zu einer jeweils einem Motorzylinder zuzuordnenden Einheit vereinigt ist, wobei der Pumpenkolben von einer Steuerhülse umschlossen ist, welche zur Veränderung des Einspritzbeginnes in Abhängigkeit von Betriebsgrößen des Motors in Richtung der Achse des Pumpenkolbens durch eine Verstellkraft verstellbar ist, wobei der Pumpenkolben zur Einstellung der Fördermenge relativ zur Steuerhülse verdrehbar ist und wobei die Steuerhülse relativ zum Pumpenelementkörper gegen Verdrehung gesichert ist.

[0002] Eine solche Steuerhülse weist üblicherweise eine in einer Normalebene zur Pumpenkolbenachse liegende Steuerkante auf, welche den Einspritzbeginn steuert. Eine schräg verlaufende Steuerkante der Steuerhülse oder des Pumpenkolbens bestimmt in Abhängigkeit von der Drehstellung des Pumpenkolbens relativ zur Steuerhülse das Einspritzende und damit die Einspritzmenge. Durch Höhenverstellung der Steuerhülse wird die den Einspritzbeginn bestimmende Steuerkante der Steuerhülse früher oder später zum Uberschleifen der Steuerbohrung des Kolbens gebracht, wodurch der Förderbeginn der Einspritzpumpe eingestellt wird.

[0003] Aus der DE-OS 3143073 ist eine solche Pumpedüse bekanntgeworden, bei welcher zum Zwecke der Veränderung des Einspritzbeginnes die Steuerhülse axial verstellbar ist. Die Verstellung der Steuerhülse erfolgt hiebei unmittelbar durch einen hydraulischen Kolben. Da die Verstellung der Steuerhülse unmittelbar durch den hydraulischen Kolben erfolgt, ist der Verstellweg der Steuerhülse gleich dem Verstellweg des hydraulischen Kolbens. Da der Verstellweg der Steuerhülse gering ist, stehen für die Verstellung der Steuerhülse nur kleine Verstellwege des hydraulischen Kolbens zur Verfügung und eine solche Regelung ist daher nicht feinfühlig und präzise. Bei einer Ausführungsform gemäß der genannten DE-OS ist der hydraulische Kolben über ein Gestänge mit der Steuerhülse verbunden. Auch durch das Spiel im Gestänge wird die Verstellung der Steuerhülse unpräzise. Die Steuerhülse ist am Pumpenkolben direkt geführt, so daß ein Verschleiß zwischen Steuerhülse und Pumpenkolben begünstigt wird. Die Steuerhülse ist am Pumpenkolben über eine verhältnismäßig kleine Führungslänge geführt und es besteht daher die Gefahr eines Vereckens der Steuerhülse am Pumpenkolben, wodurch der Verschleiß von Pumpenkolben und Steuerhülse vergrößert und auch die Präzision der Regelung verringert wird. Bei einer anderen Ausführungsform umgibt der axial verstellbare hydraulische Kolben den Pumpenkolben und ist selbst als Steuerhülse ausgebildet. Es ist daher auch bei dieser Ausführungsform der Verstellweg des hydraulischen Kolbens gleich dem Verstellweg der Steuerhülse und es sind überdies auch Dichtungen erforderlich, welche gleichfalls infolge der Reibung die Präzision und Feinfühligkeit der Regelung beeinträchtigen.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pumpedüse zu schaffen, bei welcher der Förderbeginn einzeln und unabhängig von den anderen Pumpedüsen präzise, feinfühlig und reproduzierbar einstellbar ist und verschiedenen Betriebsgrößen des Motors angepaßt werden kann, wobei die Einstelleinrichtung auch für elektronische Ansteuerung geeignet ist.

[0005] Zur Erfüllung dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß am Pumpenelementkörper ein um die Achse des Pumpenkolbens verdrehbares Regulierglied axial unverschiebbar und relativ zur Steuerhülse bzw. zu dem mit dieser verbundenen Teil verdrehbar gelagert ist, an welchem die Verstellkraft angreift, und daß von den relativ zueinander verdrehbaren Teilen ― nämlich Steuerhülse bzw. mit dieser verbundener Teil und Regulierglied ― der eine Teil mit wenigstens einer, die Achse des Pumpenkolbens umgebenden, in Axialprojektion im wesentlichen kreisförmigen Bahn ausgestattet ist, welche zumindest über einen Teil ihrer Länge mit einer Normalebene zur Achse des Pumpenkolbens einen Steigungswinkel einschließt, und der andere Teil ein mit dieser Bahn zusammenwirkendes Führungselement aufweist. Die Bahn kann an der Steuerhülse oder an einem mit dieser verbundenen Teil angeordnet sein, wobei das Regulierglied das mit der Bahn zusammenwirkende Führungselement trägt. Es kann aber auch die Steuerhülse oder der mit dieser verbundene Teil das Führungselement tragen und das Regulierglied die Bahn aufweisen. Da die Steuerhülse oder der mit dieser verbundene Teil axial verschiebbar und gegen Verdrehung gesichert am Pumpenelementkörper geführt und das Regulierglied verdrehbar und axial unverschiebbar am Pumpenelementkörper gelagert ist, ergibt eine Relativverdrehung der beiden Teile in beiden Fällen ein Heben oder Senken der Steuerhülse und damit eine Verstellung des Einspritzbeginnes. Da diese Bahn in Axialprojektion im wesentlichen kreisförmig ist, verbleibt das Führungselement bei allen relativen Verdrehstellungen dauernd in Kontakt mit der Bahn. Durch das Zusammenwirken des Führungselementes mit der Bahn wird eine Übersetzung zwischen der Verdrehbewegung des Reguliergliedes und der Hubbewegung der Steuerhülse erreicht. Die Größe dieser Übersetzung ist von der Größe des Steigungswinkels abhängig, welchen die Bahn mit einer Normalebene zur Achse einschließt. Durch diese Übersetzung kann die Präzision und Feinfühligkeit der Verstellung des Förderbeginnes erhöht werden. Gemäß der Erfindung kann beispielsweise die Bahn einen Steigungswinkel von 0° bis 80° mit einer zur Achse des Pumpenkolbens senkrecht stehenden Ebene einschließen.

[0006] Gemäß der Erfindung kann beispielsweise die Bahn eine nach einer Schraubenlinie verlaufende Wendelfläche sein. In diesem Falle bleibt das Übersetzungsverhältnis über den gesamten Verdrehbereich des Reguliergliedes gleich und es ist der Hubweg der Steuerhülse proportional dem Verdrehwinkel des Reguliergliedes. Es kann aber auch gemäß der Erfindung die Bahn hintereinander angeordnete Abschnitte mit verschieden großen und/oder verschieden gerichteten Steigungen aufweisen, wobei der Steigungswinkel an gewissen Stellen der Bahn Null sein kann. In diesem Falle ist es möglich, den Förderbeginn an die verschiedensten Bedingungen anzupassen.

[0007] Hiebei kann gemäß der Erfindung der eine Teil eine von zwei parallel verlaufenden Bahnen begrenzte Nut aufweisen, wobei das Führungselement hakenförmig ausgebildet ist und mit seinem Hakenteil formschlüssig in die Nut eingreift. Es kann auch der eine Teil einen von zwei parallel verlaufenden Bahnen begrenzten Steg aufweisen, wobei das Führungselement als den Steg formschlüssig umgreifende Klaue ausgebildet ist. In diesen beiden Fällen muß ein von der Herstellungsgenauigkeit abhängiges Spiel in Kauf genommen werden, welches die Präzision der Verstellung beeinträchtigen kann. Gemäß der Erfindung kann aber auch die Steuerhülse durch eine in axialer Richtung wirkende Kraft, insbesondere eine Feder, belastet sein, welche die Bahn in Anlage an dem Führungselement hält. In diesem Falle wird durch die federnde Anlage ein Spiel in der Übertragung ausgeschaltet. Eine solche Bahn kann beispielsweise am unteren Rand der Steuerhülse ausgebildet sein, wobei diese Bahn durch ein entsprechend geformtes Führungselement des Reguliergliedes abgetastet wird. Die Verdrehsicherung der Steuerhülse relativ zum feststehenden Pumpenelementkörper kann durch eine einfache Gleitführung, beispielsweise durch eine mit dem Pumpenelementkörper verbundene Stange, gebildet sein. Gemäß der Erfindung kann aber auch die Verdrehsicherung der Steuerhülse von einer Kugelführung gebildet sein, deren Kugeln zwischen achsparallelen Flächen der Steuerhülse und des Pumpenelementkörpers angeordnet sind. Eine solche Ausbildung hat Vorteile, da die leichtgängige Führung die axiale Verstellung der Steuerhülse durch das die Bahn abtastende Führungselement erleichtert und Reibungskräfte, welche die Präzision der Verstellung beeinträchtigen können, weitgehend ausgeschaltet werden.

[0008] Das um die Achse des Pumpenkolbens verdrehbare Regulierglied kann beispielsweise vom Rotor eines elektrischen Stellgliedes gebildet oder mit diesem verbunden sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung jedoch ist das Regulierglied von einem in einer durch eine Außenhülse od.dgl. dicht abgeschlossenen Ringnut des Pumpenelementkörpers dicht geführten ringsegmentförmigen Steuerkolben gebildet, der durch ein hydraulisches Medium entgegen einer Rückstellkraft, insbesondere einer Federkraft, beaufschlagbar ist. Eine solche Ausbildung ist einfach und präzise zu verstellen. Hiebei kann gemäß der Erfindung die Ringnut zur Bildung eines Arbeitsraumes für den ringsegmentförmigen Steuerkolben an einer Stelle durch einen Teil des Pumpenelementkörpers oder durch einen mit diesem verbundenen Teil dicht abgeschlossen sein. In diesem Falle kann gemäß der Erfindung zu der dem Arbeitsraum gegenüberliegenden Seite des die Nut abschließenden Teiles in der Nut ein Federraum für eine gegen diesen Teil und gegen den ringsegmentförmigen Steuerkolben abgestützte Rückstelldruckfeder vorgesehen sein. Die Rückstellfeder kann aber auch eine gegen den Pumpenelementkörper und gegen den ringsegmentförmigen Steuerkolben abgestützte Drehfeder sein. In diesem Falle ist gemäß der Erfindung zweckmäßig die Drehfeder gegen eine mit dem Pumpenelementkörper verdrehbar verbundene und in ihrer Drehlage feststellbare Einstellscheibe od.dgl. Einstellelement abgestützt. Dadurch kann die Vorspannung der die Rückstellfeder bildenden Drehfeder entsprechend den Erfordernissen eingestellt werden. Bei einer konstruktiven Ausbildung der Erfindung kann mit dieser Einstellscheibe od.dgl. ein Zapfen verbunden sein, der in mehrere gegeneinander versetzte Bohrungen des Pumpenelementkörpers wahlweise einsetzbar ist, was in einfacher Weise die Einstellung der Federspannung bei der Montage der Pumpe ermöglicht.

[0009] Bei einer hydraulischen Verstellung des Ringkolbensegmentes kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Anordnung so getroffen sein, daß der ringsegmentförmige Steuerkolben mit Kraftstoff aus einem druckgeregelten Raum beaufschlagt ist, in welchem der Druck in Abhängigkeit von Betriebsgrößen des Motors, beispielsweise durch ein von einer Elektronik gesteuertes Ventil, insbesondere ein Schaltventil, geregelt wird. Der Kraftstoff kann dem druckgeregelten Raum durch eine gesonderte Pumpe oder gegebenenfalls auch aus dem Ansaugraum oder dem Absteuerraum der Pumpedüse zugeführt werden.

[0010] Die Einstellung der Höhenlage der Steuerhülse und damit des Einspritzbeginnes soll nach Möglichkeit nicht von Störfaktoren beeinträchtigt werden. Bei solchen Pumpedüsen erfolgt die Absteuerung des Brennstoffes üblicherweise in den Saugraum der Pumpedüse. Dadurch entstehen im Saugraum Druckstöße, welche sich bis zu dem mit der Bahn zusammenwirkenden Führungselement auswirken und damit die Präzision stören. Gemäß der Erfindung weist daher zweckmäßig das Einspritzpumpenelement einen Ansaugraum und Absteuerraum auf, wobei der Absteuerraum vom Ansaugraum getrennt und über Bohrungen mit einer Rücklaufleitung verbunden ist.

[0011] In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch erläutert.

[0012] Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform der Pumpedüse, wobei Fig. 1 einen Axialschnitt nach Linie I-I der Fig. 2 und Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II der Fig. 1 darstellt. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt in gleicher Weise wie Fig. 2 durch eine abgewandelte Ausführungsform. Fig. 4 und 5 zeigen ein Detail, wobei Fig. 4 einen Teilschnitt entsprechend Fig. 5 und Fig. 5 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles V der Fig. 4 darstellt. Fig. 6 zeigt im Teilschnitt entsprechend Fig. 1 eine abgewandelte Ausbildung. Fig. 7 zeigt in größerem Maßstab eine abgewandelte Ausbildung im Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1. Fig. 8 und 9 zeigen zwei Varianten in Teilschnitten durch die Achse der Pumpedüse. Fig. 10 und 11 zeigen in schematischer Darstellung eine abgewandelte Ausführungsform der Drehsicherung der Steuerhülse, wobei Fig. 11 einen Querschnitt nach Linie XI-XI der Fig. 10 und Fig. 10 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles X der Fig. 11 darstellt. Fig. 12 und 13 zeigen in Form eines Ausschnittes im Bereich der Steuerhülse eine abgewandelte Ausführungsform, wobei Fig. 13 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles XIII der Fig. 12 darstellt. Fig. 14 und 15 zeigen in Form eines Ausschnittes im Bereich der Steuerhülse eine andere abgewandelte Ausführungsform, wobei Fig. 15 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles XV der Fig. 14 darstellt. Fig. 16 und 17 zeigen eine andere abgewandelte Ausführungsform, wobei Fig. 16 einen Teil-Axialschnitt durch die Pumpedüse und Fig. 17 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles XVII der Fig. 16 darstellt. Fig. 18 zeigt ein Schema für die Regulierung des Druckes des hydraulischen Mediums zur Beaufschlagung des Ringsegmentkolbens.

[0013] Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 stellt 1 den Pumpenkolben dar, welcher von einer nicht dargestellten Nockenwelle über einen Schwinghebel und einen Stößel 2 angetrieben wird. Die Rückholfeder 3 des Pumpenkolbens greift über einen Federteller 4 am Pumpenkolben 1 an und ist in einer Führungsbüchse 5 geführt. 6 ist der Hochdruckraum der Pumpe und 7 ist die Einspritzdüse. 8 ist die Ansaugbohrung. 9 ist ein Kurbelarm für die Verdrehung des Kolbens. 10 ist der Pumpenelementkörper.

[0014] 11 ist die Steuerhülse, welche den Pumpenkolben 1 umgibt und die Steueröffnungen bzw. Steuerkanten aufweist. Der Kolben 1 weist eine Axialbohrung 12 auf, von welcher eine Radialbohrung 13 ausgeht. Wenn die Steuerkante 14 der Steuerhülse 11 die Radialbohrung 13 abschließt, beginnt die Förderung. Sobald die nicht dargestellte Schrägkante der Steuerhülse 11 die Querbohrung 13 des Kolbens 1 freigibt, ist der Förderhub beendet und der Brennstoff wird aus dem Hochdruckraum 6 abgesteuert.

[0015] 15 ist ein in einer Nut 16 des Pumpenelementkörpers 10 um die Achse des Pumpenkolbens 1 verdrehbar geführtes Regulierglied, welches als ringsegmentförmiger Kolben 15 ausgebildet ist. Durch eine die Ringnut 16 des Pumpenelementkörpers 10 dicht umgebende Außenhülse 17 ist die Ringnut 16 abgeschlossen und bildet einen Arbeitsraum 18, der durch eine Stirnfläche 19 des ringsegmentförmigen Kolbens 15 und durch einen mit dem Pumpenelementkörper 10 starr verbundenen Teil 20 begrenzt ist. Diesem Arbeitsraum 18 wird über eine Bohrung 21 im Teil 20 hydraulisches Druckmedium unter einem regelbaren Druck zugeführt, so daß der ringsegmentförmige Kolben 15 in der Ringnut 16 des Pumpenelementkörpers 10 unter dem Druck des hydraulischen Mediums verdreht werden kann. 22 ist eine ein Drehmoment übertragende Feder bzw. Drehfeder, welche am Kolben 15 angreift und gegen den Pumpenelementkörper 10 abgestützt ist. Das hydraulische Medium im Arbeitsraum 18 wirkt entgegen der Vorspannung der Drehfeder 22 und diese Drehfeder 22 stellt daher eine Rückholfeder für den ringsegmentförmigen Kolben 15 dar.

[0016] Mit dem ringsegmentförmigen Kolben 15 ist ein Führungselement 23 verbunden, welches hakenförmig ausgebildet ist. Der Haken dieses Führungselementes 23 greift in eine Ringnut 24 am Umfang der Steuerhülse 11 ein, welche von parallelen Bahnen 25 begrenzt ist, welche Bahnen beim Ausführungsbeispiel der Zeichnung von schraubenlinienförmig verlaufenden Wendelflächen gebildet sind. Die Steuerhülse 11 ist ihrerseits durch einen in sie eingreifenden Führungsstift 26, welcher starr mit dem Pumpenelementkörper 10 verbunden ist, gegen Verdrehung gesichert und durch die Verdrehung des ring segmentförmigen Kolbens 15 wird über das Führungselement 23 die Steuerhülse gehoben und gesenkt, womit der Einspritzbeginn in Abhängigkeit von dem im Arbeitsraum 18 wirksam gemachten hydraulischen Druck verändert wird.

[0017] Die Außenhülse 17 ist mit dem Pumpenelementkörper 10 starr verbunden. 27 ist eine Einstellscheibe, gegen welche die Drehfeder 22 abgestützt ist. Der Pumpenelementkörper 10 weist an seinem oberen Ende in Abstand voneinander entlang eines Kreisbogens angeordnete (nicht dargestellte) Bohrungen auf, in welche ein mit der Einstellscheibe 27 verbundener Zapfen 28 wahlweise eingesetzt wird. Dadurch kann bei der Montage die Einstellscheibe 27 in verschiedenen Drehstellungen relativ zum Pumpenelementkörper 10 festgelegt werden und es kann auf diese Weise die Vorspannung der Drehfeder 22 auf verschiedene Werte eingestellt werden. 29 ist ein in die Außenhülse 17 einschraubbarer Schraubring, welcher die Einstellscheibe 27 festhält.

[0018] 30 ist ein freier Raum in der Ringnut 16, welcher die Verdrehung des ringsegmentförmigen Kolbens 15 ermöglicht. 31 ist ein zwischen dem Grund der Ringnut 16 und dem ringsegmentförmigen Kolben 15 eingesetzter geschlitzter Dichtring.

[0019] Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 2 dadurch, daß der die Ringnut abschließende Teil 32 mit dem Pumpenelementkörper 10 aus einem Stück besteht, während gemäß Fig. 2 der Teil 20 ein gesonderter, mit dem Pumpenelementkörper 10 starr verbundener Teil ist.

[0020] Fig. 4 und 5 zeigen in größerem Maßstab das Detail des ringsegmentförmigen Kolbens 15 mit dem Führungselement 23 und dem unteren Teil der Steuerhülse 11. Das Führungselement 23 weist einen Haken 33 auf, welcher in die durch die Bahnen 25 begrenzte Nut 24 eingreift. In Fig. 5 ist dargestellt, daß die Schraubenlinie, nach welcher die Nut 24 verläuft, auch geknickt ausgebildet sein kann, was für gewisse Steuerprobleme zweckmäßig erscheinen kann.

[0021] Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher anstelle der Nut 24 an der Steuerhülse 11 ein schraubenlinienförmig verlaufender Steg 34 vorgesehen ist, welcher durch die Bahnen 25 begrenzt ist. In diesem Falle ist das Führungselement 23 mit zwei Klauen 35 und 36 ausgebildet, welche den Steg 34 umgreifen.

[0022] Die Ausbildung nach Fig. 7 unterscheidet sich von der Ausbildung nach Fig. 2 dadurch, daß anstelle der Drehfeder 22 eine gekrümmte Schraubendruckfeder 37 in den Raum 30 eingesetzt ist. Die Schraubendruckfeder 37 ist gegen den mit dem Pumpenelementkörper 10 starr verbundenen Teil 20 abgestützt und wirkt auf die Endfläche 38 des ringsegmentförmigen Steuerkolbens 15 entgegen dem auf die Kolbenfläche 19 wirkenden hydraulischen Druck im Arbeitsraum 18. Mit 19b und 38a sind die Maximalstellung und die Minimalstellung des Kolbens 15 angedeutet. Beim niedrigsten Druck im Arbeitsraum 18 gelangt die Endfläche 38 in die Stellung 38a und beim höchsten Druck im Arbeitsraum 18 gelangt die Kolbenfläche 19 in die Stellung 19b.

[0023] Fig. 8 zeigt den Dichtring 31 zwischen dem Grund der Ringnut 16 und dem ringsegmentförmigen Kolben 15 bei einer Anordnung, bei welcher die Ringnut 16 Hinterdrehungen 39 aufweist. Wesentlich ist hier, daß der Dichtring 31 scharfe Kanten 40 und 41 aufweist. Durch diese scharfen Kanten wird ein Lecken in erträglichen Grenzen gehalten.

[0024] Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Ringnut 16 keine Hinterdrehungen 39 aufweist. An der Rückseite weist der Dichtring 31′ Abschrägungen 42 auf, während die scharfe Kante 40 aufrechterhalten bleibt.

[0025] In beiden Fällen kann dieser Dichtring 31 bzw. 31′ aus Metall, beispielsweise auch aus Stahl, bestehen. Wesentlich sind nur die scharfen Kanten 40 bzw. 41. Diese Dichtringe 31 bzw. 31′ sind geschlitzt ausgebildet, damit sie in die Ringnut 16 eingesetzt werden können. Der Schlitz ist aus Dichtungsgründen an der Stelle des die Ringnut abschließenden Teiles 20 angeordnet oder so breit ausgebildet, daß der Dichtring den Teil 32 (Fig. 3) freiläßt.

[0026] Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 und 11 ist die Steuerhülse 11 durch Kugeln 43, welche in Rillen 43′ der Steuerhülse 11 laufen, an achsparallelen Flächen 44 des Pumpenelementkörpers 10 geführt. 45 ist der Absteuerraum. Durch diese Kugelführung wird die axiale Verschiebung der Steuerhülse 11 leichtgängiger gemacht, wodurch die Regelung empfindlicher wird.

[0027] Fig. 12 und 13 zeigen in einem Ausschnitt im Bereich der Steuerhülse eine abgewandelte Ausführungsform, bei welcher die in Axialprojektion im wesentlichen kreisförmige Bahn 46 an der Unterseite der Steuerhülse 11 angeordnet ist und mit einem Führungselement 47 zusammenwirkt, welches am ringsegmentförmigen Kolben 15 angeordnet ist. In diesem Falle wird die Steuerhülse 11 durch eine Druckfeder 48 in Anlage an dem Führungselement 47 gehalten. In diesem Beispiel ist dargestellt, wie zwei Abschnitte 46a und 46b mit verschieden großen und verschieden gerichteten Steigungen hintereinander auf der Bahn 46 angeordnet sind.

[0028] Bei der Variante nach Fig. 14 und 15 ist das Führungselement 49 hakenförmig ausgebildet und wirkt mit einer Bahn 50 zusammen, welche an der Steuerhülse 11 ausgebildet ist. In diesem Falle wird die Steuerhülse 11 durch Druckfedern 51 nach oben gedrückt, so daß die Bahn 50 kraftschlüssig in Anlage an dem Führungselement 49 gehalten wird. Die Bahn 50 ist hier wieder in hintereinander angeordnete Abschnitte 50a und 50b mit verschieden großen und verschieden gerichteten Steigungen unterteilt.

[0029] Fig. 16 und 17 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei welchem im Gegensatz zu Fig. 1 die in Axialprojektion im wesentlichen kreisförmige Bahn 52 an dem vom Kolben 15 gebildeten Regulierglied und das Führungselement 53 an der Steuerhülse 11 angeordnet ist. Das Führungselement 53 besteht aus einer Nase, welche mit der Bahn 52 zusammenwirkt. Durch Druckfedern 54, welche gegen den Pumpenelementkörper 10 abgestützt sind, wird die Steuerhülse 11 nach unten gedrückt und das Führungselement bzw. die Nase 53 in Anlage an der Bahn 52 gehalten.

[0030] Fig. 18 zeigt ein Schema für die Regulierung des Druckes des hydraulischen Mediums, welches dem Arbeitsraum 18 des ringsegmentförmigen Kolbens 15 zugeführt wird. Durch eine über eine Leitung 55 mit Kraftstoff versorgte Pumpe 56 wird der Kraftstoff über eine Leitung 57 in einen Raum 58 gefördert. Dieser Raum 58 ist über ein durch einen elektronischen Regler 59 gesteuertes Schaltventil 60 mit einer Rückflußleitung 61 verbunden, welche in den Kraftstofftank 62 führt. Durch dieses elektronisch geregelte Ventil wird der Druck im Raum 58 entsprechend Betriebsgrößen des Motors geregelt. Aus diesem druckgeregelten Raum 58 gelangt der druckgeregelte Kraftstoff über eine Leitung 63 in den Arbeitsraum 18 des ringsegmentförmigen Kolbens 15.

Ansprüche

1. Pumpedüse für Dieselmotoren, mit einem Einspritzpumpenelement, das einen feststehenden Pumpenelementkörper (10) und einen darin angeordneten, von einer Nockenwelle angetriebenen Pumpenkolben (1) aufweist und das mit einer Einspritzdüse (7) zu einer jeweils einem Motorzylinder zuzuordnenden Einheit vereinigt ist, wobei der Pumpenkolben (1) von einer Steuerhülse (11) umschlossen ist, welche zur Veränderung des Einspritzbeginnes in Abhängigkeit von Betriebsgrößen des Motors in Richtung der Achse des Pumpenkolbens (1) durch eine Verstellkraft verstellbar ist, wobei der Pumpenkolben zur Einstellung der Fördermenge relativ zur Steuerhülse verdrehbar ist und wobei die Steuerhülse (11) oder ein mit dieser verbundener Teil relativ zum Pumpenelementkörper (10) gegen Verdrehung gesichert geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Pumpenelementkörper (10) ein um die Achse des Pumpenkolbens (1) verdrehbares Regulierglied (15) axial unverschiebbar und relativ zur Steuerhülse (11) bzw. zu dem mit dieser verbundenen Teil verdrehbar gelagert ist, an welchem die Verstellkraft angreift, und daß von den relativ zueinander verdrehbaren Teilen ― nämlich Steuerhülse (11) bzw. mit dieser verbundener Teil und Regulierglied (15) ― der eine Teil (11 oder 15) mit wenigstens einer, die Achse des Pumpenkolbens (1) umgebenden, in Axialprojektion im wesentlichen kreisbogenförmigen Bahn (25, 46, 50, 52) ausgestattet ist, welche zumindest über einen Teil ihrer Länge mit einer Normalebene zur Achse des Pumpenkolbens einen Steigungswinkel einschließt, und der andere Teil (15 oder 11) ein mit dieser Bahn (25, 46, 50, 52) zusammenwirkendes Führungselement (23, 47, 49, 53) aufweist.

2. Pumpedüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (25, 46, 50, 52) Steigungswinkel von 0° bis 80° mit der zur Achse des Pumpenkolbens (1) senkrecht stehenden Normalebene einschließt.

3. Pumpedüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (25, 46, 50, 52) einen nach einer Schraubenlinie verlaufende Wendelfäche ist.

4. Pumpedüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (25, 46, 50,52) hintereinander angeordnete Abschnitte mit verschieden großen und/oder verschieden gerichteten Steigungen aufweist.

5. Pumpedüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil (11) eine von zwei parallel verlaufenden Bahnen (25) begrenzte Nut (24) aufweist und das Führungselement (23) hakenförmig ausgebildet ist und mit seinem Hakenteil formschlüssig in die Nut (24) eingreift.

6. Pumpedüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil (11) einen von zwei parallel verlaufenden Bahnen (25) begrenzten Steg (34) aufweist und das Führungselement (23) als den Steg formschlüssig umgreifende Klaue (35, 36) ausgebildet ist.

7. Pumpedüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse (11) durch eine in axialer Richtung wirkende Kraft, insbesondere eine Feder (48, 51) belastet ist, welche die Bahn (46, 50) in Anlage an dem Führungselement (47, 49) hält.

8. Pumpedüse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehsicherung der Steuerhülse von einer Kugelführung gebildet ist, deren Kugeln (43) zwischen achsparallelen Flächen (43′, 44) der Steuerhülse (11) und des Pumpenelementkörpers (10) angeordnet sind.

9. Pumpedüse nach einem der Ansprüch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Regulierglied (15) von einem in einer durch eine Außenhülse (17) od.dgl. zumindest teilweise dicht abgeschlossenen Ringnut (16) des Pumpenelementkörpers (10) dicht geführten ringsegmentförmigen Kolben (15) gebildet ist, der durch ein hydraulisches Medium entgegen einer Rückstellkraft, insbesondere einer Rückstellfeder (22, 37), beaufschlagt ist.

10. Pumpedüse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (16) zur Bildung eines Arbeitsraumes (18) für den ringsegmentförmigen Steuerkolben (15) an einer Stelle durch einen Teil (32) des Pumpenelementkörpers (10) oder durch einen mit diesem verbundenen Teil (20) dicht abgeschlossen ist.

11. Pumpedüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zu der dem Arbeitsraum (18) gegenüberliegenden Seite des die Ringnut (16) abschließenden Teiles (20, 32) in der Ringnut (16) ein Federraum (30) für eine gegen diesen Teil (20, 32) und gegen den ringsefmentförmigen Steuerkolben (15) abgestützte Rückstelldruckfeder (37) vorgesehen ist.

12. Pumpedüse nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder eine gegen den Pumpenelementkörper (10) und gegen den ringsegmentförmigen Steuerkolben (15) abgestützte Drehfeder (22) ist.

13. Pumpedüse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehfeder (22) gegen eine mit dem Pumpenelementkörper (10) verdrehbar verbundene und in ihrer Drehlage feststellbare Einstellscheibe (27) od.dgl. Einstellelement abgestützt ist.

14. Pumpedüse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Einstellscheibe (27) od.dgl. Einstellelement oder dem Pumpenelementkörper (10) ein Zapfen (28) verbunden ist, der in mehrere gegeneinander versetzte Bohrungen des jeweils anderen Teiles (10 oder 27) wahlweise einsetzbar ist.

15. Pumpedüse nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Grund der Ringnut (16) des Pumpenelementkörpers (10) und dem ringsegmentförmigen Steuerkolben (15) ein scharfkantiger Dichtring (31, 31′) angeordnet ist, der an der Stelle des die Ringnut abschließenden Teiles (20, 32) geschlitzt bzw. unterbrochen ist.

16. Pumpedüse nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der ringsegmentförmige Steuerkolben (15) mit Brennstoff aus einem druckgereglten Raum (58) beaufschlagt ist, in welchem der Druck in Abhängigkeit von Betriebsgrößen des Motors, beispielsweise durch ein von einer Elektronik (59) gesteuertes Ventil (60), insbesondere ein Schaltventil, geregelt wird.

17. Pumpedüse nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzpumpenelement einen Ansaugraum und einen Absteuerraum (45) aufweist, wobei der Absteuerraum (45) vom Ansaugraum getrennt mit einer Rücklaufleitung verbunden ist.

Claims

1. A pumping nozzle for diesel engines, having an injection pump element which has a fixed pump element body (10) and a pump piston (1) disposed therein and driven by a camshaft, and which injection pump element is combined with an injection nozzle (7) to form a unit to be associated with a respective engine cylinder, the pump piston (1) being surrounded by a control sleeve (11) which is displaceable towards the axis of the pump piston (1) by an adjusting force for the purpose of varying the commencement of injection in dependence upon operating parameters of the engine, the pump piston being rotatable to the control sleeve for the purpose of adjusting the delivery quantity, and the control sleeve (11), or a part connected thereto, being guided relative to the pump element body (10) so as to be secured against rotation, characterised in that a regulating member (15), rotatable about the axis of the pump piston (1), is mounted on the pump element body (10) so as to be axially non-displaceable and rotatable relative to the control sleeve (11) or to the part which is connected thereto and which is acted upon by the adjusting force, and that one of the parts (11 or 15) of the parts rotatable relative to one another ― namely the control sleeve (11) or part connected thereto, and the regulating member (15) ― is equipped with at least one track (25, 46, 50, 52) which is substantially arcuate in its axial projection and surrounds the axis of the pump piston (1) and which forms, at least over a part of its length, a pitch angle with a plane normal to the axis of the pump piston, and the other part (15 or 11) has a guide element (23, 47, 49, 53) cooperating with this track.

2. A pumping nozzle as claimed in claim 1, characterised in that the track (25, 46, 50, 52) forms pitch angles of from 0° to 80° with the vertical plane normal to the axis of the pump piston (1).

3. A pumping piston as claimed in claim 1 or 2, characterised in that the track (25, 46, 50, 52) is a spiral surface extending in accordance with a helical line.

4. A pumping piston as claimed in claim 1 or 2, characterised in that the track (25, 46, 50, 52) has portions which are disposed one behind the other and which have pitches of different magnitudes and/or pitches which are directed in different directions.

5. A pumping nozzle as claimed in one of the claims 1 to 4, characterised in that one part (11) has a groove (24) defined by two tracks (25) extending parallel, and the guide element (23) is of hook-shaped construction and its hook part engages the groove (24) in a positive manner.

6. A pumping nozzle as claimed in one of the claims 1 to 4, characterised in that one part (11) has a bar (34) defined by two tracks (25) extending parallel, and the guide element (23) is in the form of a claw (35, 36) embracing the bar in a positive manner.

7. A pumping nozzle as claimed in one of the claims 1 to 4, characterised in that the control sleeve (11) is stressed by a force, particularly a spring (58, 51), which acts in an axial direction and which holds the track (46, 50) in abutment against the guide element (47, 49).

8. A pumping nozzle as claimed in one of the claims 1 to 7, characterised in that the means for securing the control sleeve against rotation is formed by a ball-type guide whose balls (43) are disposed between axially parallel surfaces (43′, 44′) of the control sleeve (11) and of the pump element body (10).

9. A pumping nozzle as claimed in one of the claims 1 to 8, characterised in that the regulating member (15) is formed by a circular segmental piston (15) which is sealingly guided in an annular groove (16) of the pump element body (10) at least partially sealingly closed by an outer sleeve (17) or the like, which piston (15) is acted upon by a hydraulic medium against a restoring force, particularly a return spring (22, 37).

10. A pumping nozzle as claimed in claim 9, characterised in that, for the purpose of forming a working chamber (18) for the circular segmental control piston (15), the annular groove (16) is sealingly closed at one location by a part (32) of the pump element body (10) or by a part (20) connected thereto.

11. A pumping nozzle as claimed in claim 10, characterised in that there is provided in the annular groove (16), at that side of the part (20, 32) closing the annular groove (16) which is located opposite the working chamber (18), a spring chamber (30) for a return compression spring (37) which is supported against this part (20, 32) and against the circular segmental control piston (15).

12. A pumping nozzle as claimed in claim 9 or 10, characterised in that the return spring is a torsion spring (22) supported against the pump element body (10) and against the circular segmental control piston (15).

13. A pumping nozzle as claimed in claim 12, characterised in that the torsion spring (22) is supported against an adjusting disc (27) or like adjusting element which is rotatably connected to the pump element body (10) and fixable in its angular position.

14. A pumping nozzle as claimed in claim 13, characterised in that a pin (28) is connected to the adjusting disc (27) or the like adjusting element or to the pump element body (10) and is selectively insertable into a plurality of bores, staggered relative to one another, of the respective other part (10 or 27).

15. A pumping nozzle as claimed in one of the claim 9 to 14, characterised in that a sharp-edged sealing ring (31, 31′) is disposed between the bottom of the annular groove (16) of the pump element body (10) and the circular segmental control piston (15) and is split or interrupted at the location of the part (20, 32) closing the annular groove.

16. A pumping nozzle as claimed in one of the claims 9 to 15, characterised in that the circular segmental control piston (15) is acted upon by fuel from a pressure-regulated chamber (58) in which the pressure is regulated in dependence upon operating parameters of the engine, for example by a valve (60) controlled by an electronic device (59), particularly a pilot valve.

17. A pumping nozzle as claimed in one of the claims 1 to 16, characterised in that the injection pump element has a suction chamber and a spill chamber (45), wherein the spill chamber (45) is isolated from the suction chamber and is connected to a return line.

Revendications

1. Injecteur-pompe combiné pour moteurs diesels, comportant un élément de pompe d'injection, qui présente un corps d'élément de pompe (10) fixe dans lequel est disposé un piston de pompe (1) entraîné par un arbre à cames et qui est réuni à une unité comportant un injecteur (7) et affectée à chaque cylindre de moteur, dans lequel le piston de pompe (1) est entouré d'un manchon de pilotage (11) ajustable dans la direction de l'axe du piston de pompe (1) grâce à une force d'ajustement de manière à modifier le début d'injection en relation avec les grandeurs de fonctionnement du moteur, dans lequel le piston de pompe est ajustable en rotation relativement au manchon de pilotage de manière à ajuster le volume d'alimentation, et dans lequel le manchon de pilotage (11) ou un élément solidaire de celui-ci est guidé relativement au corps d'élément de pompe (10) avec une sécurité anti-rotation, caractérisé par le fait que, sur le corps d'élément de pompe (10), un organe de commande (15) sur lequel s'applique la force d'ajustement mobile en rotation autour de l'axe du piston de pompe (1) est monté à rotation relativement au manchon de pilotage (11) ou à l'élément solidaire de celui-ci tout en n'étant pas déplaçable axialement, et par le fait que parmi les éléments ajustables relativement l'un à l'autre ― à savoir le manchon de pilotage (11) ou l'élément solidaire de celui-ci, et l'organe de commande (15) ―, l'un des éléments (11 ou 15) est pourvu d'au moins un chemin (25, 46, 50, 52) entourant l'axe du piston de pompe (1) et sensiblement en forme d'arc de cercle en projection axiale, chemin qui au moins sur une partie de sa longueur comporte un angle d'inclinaison avec un plan normal à l'axe du piston de pompe, et l'autre élément (15 ou 11) présente un élément de guidage (23, 47, 49, 53) coopérant avec ce chemin (25, 46, 50, 52).

2. Injecteur-pompe combiné selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le chemin (25, 46, 50, 52) comporte des angles d'inclinaison compris entre 0 et 80° avec le plan normal à l'axe du piston de pompe (1).

3. Injecteur-pompe combiné selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le chemin (25, 46, 50, 52) est une surface hélicoïdale engendrée par une hélice circulaire.

4. Injecteur-pompe combiné selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le chemin (25, 46, 50, 52) présente des segments ordonnés successivement avec des inclinaisons de grandeurs différentes et/ou de directions différentes.

5. Injecteur-pompe combiné selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'un élément (11) présente une gorge (24) délimitée par deux chemins (25) d'orientations parallèles et que l'élément de guidage (23) est conformé en crochet et s'engage avec sa partie en crochet en correspondance de formes dans la gorge (24).

6. Injecteur-pompe combiné selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'un élément (11) présente une nervure (34) délimitée par deux chemins (25) d'orientations parallèles et que l'élément de guidage (23) est conformé en pince (35, 36) entourant la nervure en correspondance de formes.

7. Injecteur-pompe combiné selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le manchon de pilotage (11) est sollicité par une force s'exerçant en direction axiale, en particulier par un ressort (48, 51), qui maintient le chemin (46, 50) au contact de l'élément de guidage (47, 49).

8. Injecteur-pompe combiné selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la sécurité anti-rotation du manchon de pilotage est constituée d'un guidage à billes, dont les billes (43) sont disposées entre des surfaces (43′, 44) parallèles à l'axe du manchon de pilotage (11) et du corps d'élément de pompe (10).

9. Injecteur-pompe combiné selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'organe de commande (15) est constitué d'un piston (15) en forme de segment annulaire guidé à ajustement serré dans une gorge annulaire (16) du corps d'élément de pompe (10) recouverte au moins partiellement de manière étanche par un manchon extérieur (17) ou analogue, piston sollicité par un moyen hydraulique contre une force de rappel, en particulier un ressort de rappel (22, 37).

10. Injecteur-pompe combiné selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la gorge annulaire (16) est recouverte de manière étanche pour constituer un espace de travail (18) pour le piston de pilotage (15) en forme de segment annulaire à un emplacement par une partie (32) du corps d'élément de pompe (10) ou une partie (20) solidaire de celui-ci.

11. Injecteur-pompe combiné selon la revendication (10), caractérisé par le fait qu'un logement de ressort (30) est prévu du côté opposé à l'espace de travail (18) de la partie (20, 32) recouvrant la gorge annulaire (16), à l'intérieur de la gorge annulaire (16), pour un ressort de rappel (37) en appui contre cette partie (20, 32) et contre le piston de pilotage (15) en forme de segment annulaire.

12. Injecteur-pompe combiné selon la revendication 9 ou 10, caractérisé par le fait que le ressort de rappel est un ressort de torsion (22) en appui contre le corps d'élément de pompe (10) et contre le piston de pilotage (15) en forme de segment annulaire.

13. Injecteur-pompe combiné selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le ressort de torsion (22) s'appuie contre un disque de réglage (27) solidaire en rotation du corps d'élément de pompe (10) et de position ajustable en rotation, ou un élément de réglage analogue.

14. Injecteur-pompe combiné selon la revendication 13, caractérisé par le fait qu'un tenon (28) est relié au disque de réglage (27) ou un élément de réglage analogue ou au corps d'élément de pompe (10), qui peut être positionné au choix dans plusieurs perçages décalés mutuellement dans l'autre partie correspondante (10 ou 27).

15. Injecteur-pompe combiné selon l'une des revendications 9 à 14, caractérisé par le fait qu'entre le fond de la gorge annulaire (16) du corps d'élément de pompe (10) et le piston de pilotage (15) en forme de segment annulaire, est disposée une bague d'étanchéité (31, 31′) à arètes vives, fendue ou interrompue à l'emplacement de la partie (20, 32) recouvrant la gorge annulaire.

16. Injecteur-pompe combiné selon l'une des revendication 9 à 15, caractérisé par le fait que le piston de pilotage (15) en forme de segment annulaire est sollicité par du carburant provenant d'un espace (58) dans lequel la pression est réglée en relation avec les grandeurs de fonctionnement du moteur, par exemple par une soupape (60) pilotée par une électronique (59), en particulier une soupape de commande.

17. Injecteur-pompe combiné selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé par le fait que l'élément de pompe d'injection comporte un espace d'aspiration et un espace de pilotage (45), l'espace de pilotage (45) séparé de l'espace d'aspiration étant relié à celui-ci par une conduite de retour.

Zeichnung