CH671073A5

CH671073A5 -

Info

Publication number: CH671073A5
Application number: CH3617/86A
Authority: CH
Inventors: Peter Fuchs
Original assignee: Nova Werke Ag
Priority date: 1986-09-09
Filing date: 1986-09-09
Publication date: 1989-07-31
Also published as: DE3768490D1; CN87106778A; WO1988002066A1; KR880701825A; PL157237B1; EP0282508A1; US4878471A; ATE61449T1; FI882145A0; EP0282508B1; FI882145A; PL267641A1; CN1010335B; KR940011343B1; JPH0681934B2; JPH01500844A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Dieselbrennkraftmaschine, in der jeweils eine Einspritzdüse über eine Druckleitung an einer Brennstoffpumpe angeschlossen ist, die Brennstoffpumpe einen Zylinder mit mindestens einer Brenntoffleitung für den Zu- und Abfluss von Brennstoff und einen Pumpenraum sowie einen Pumpenkolben aufweist, wobei der Pumpenkolben mindestens einen mit dem Pumpenraum verbundenen Ringraum mit zwei Steuerkanten und der Zylinder eine zugehörige Entlastungsbohrung zur Unterbrechung des Druckaufbaues im Pumpenraum aufweist.

Brennstoffeinspritzvorrichtungen dieser Art finden bei Brenn-kraftmaschinen Verwendung, bei welchen der Haupteinspritzphse eine Voreinspritzung vorgelagert ist. Dadurch lässt sich bekanntlich die Belastung der Motorenbauteile reduzieren und der Ver-brennungsprozess in der Brennkraftmaschine verbessern. Aus der US-PS Nr. 4 426 198 ist eine derartige Einspritzvorrichtung bekannt, wobei diese Einrichtung einen Kolben mit einer schrägen Steuerkante aufweist und von einer Nockenwelle angetrieben ist. Das Pumpengehäuse ist in bekannter Weise mit einer Brenn-stoflkammer versehen, in welche Einlassbohrungen für den Brennstoff münden und von welcher eine Druckleitung zur Einspritzdüse ausgeht. Die Stirnfläche des Pumpenkolbens und die Kanten eines Ringraumes am Kolbenmantel bilden Steuerkanten und wirken in bekannter Weise mit den Einlassbohrungen zusammen. Unterhalb des ersten Ringraumes mit der Schrägkante, welcher mit der Brennstoflkammer verbunden ist, ist ein zweiter Ringraum angeordnet. Dieser Ringraum steht ebenfalls mit der Brennstoffkammer der Pumpe, d.h. dem Pumpenraum, in Verbindung. Im Pumpengehäuse ist eine Entlastungsbohrung angeordnet, welche mit der Abflussleitung für den Brennstoff verbunden ist. Bei Beginn des Pumpenhubes werden die Zuflussleitungen für den Brennstoff und die Entlastungsbohrung durch den Kolben verschlossen und im Pumpenraum Druck aufgebaut. Dieser Druck wird wieder abgebaut, sobald der untere Ringraum die Entlastungsbohrung freigibt, wodurch auch der Einspritzvorgang unterbrochen wird. Die Dauer der Unterbrechung ist von den Abmessungen des zweiten Ringraumes und der Geschwindigkeit der Aufwärtsbewegung des Kolbens abhängig. Die Unterbrechung erfolgt zu einem Zeitpunkt, zu welchem der Kolben bereits eine relativ grosse Geschwindigkeit aufweist. Die Nockenscheibe beschleunigt und bewegt den Kolben weiter, und es geht Bewegungsweg des Kolbens verloren. Damit der im Pumpenraum verdrängte Brennstoff abfliessen kann, müssen der Ringraum und die Entlstungsbohrung relativ grosse Abmessungen aufweisen, was zu erhöhter Leckage führt.

Sobald die Entlastungsbohrung vom Kolbenmantel wieder geschlossen wird, entsteht infolge der hohen Kolbengeschwindigkeit ein Druckstoss, welcher auf die Nockenwelle übertragen wird und zu zusätzlichen, nachteiligen Belastungen derselben führt. Die vom Pumpendruck erzeugten hohen Kräfte, z.B. bei 2000 bar Einspritzdruck, bewirken Torsionsschwingungen, die den Einspritzbeginn infolge Druckverlaufsabweichungen dynamisch um mehrere Grad Kurbelwinkel verschieben. Bei hohen Geschwindigkeiten des Kolbens und insbesondere bei schnell laufenden Motoren treten weitere Nachteile auf, indem die Entlastungsbohrung vom zweiten. Ringraum so rasch überfahren .wird, dass der Druckabbau nicht mehr richtig abläuft. Bei grossen Motoren sind die auf die Nockenwelle wirkenden Kräfte derart gross, dass besondere Massnahmen notwendig und die Konstruktionen der Wellen und Nocken sehr teuer werden. Die wirkenden Kräfte und die Bewegungsgeschwindigkeiten der Pumpenkolben beschränken die Hubwege des Kolbens und auch den in der Pumpenkammer maximal erzeugbaren Druck.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennstoffeinspritzvorrichtung zu schaffen, welche anstelle des mechanischen Nockenwellenantriebes die Verwendung eines von Druckmittel beaufschlagten Antriebes ermöglicht und bei welcher die Kolbengeschwindigkeit während der Unterbrechungsphse reduziert und der gesamte Hubweg des Pumpenkolbens vergrössert und gleichzeitig der Einspritzdruck erhöht werden kann. Im weiteren soll die Einrichtung die genaue Unterbrechung der Einspritzphase auch bei schnell laufenden Motoren ermöglichen und die Veränderung der Voreinspritz-, der Unterbrechungs- und der Haupteinspritzphase abhängig vom Betriebszustand zulassen. Die Einrichtung soll auch eine mechanische Notlaufeinrichtung aufweisen.

Die Einrichtung zur Lösung dieser Aufgaben ist dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben mit einer vom Brennstoffsystem unabhängigen, mit einem Druckmittel betriebenen Antriebseinheit verbunden ist, diese Antriebseinheit eine Axialkolbeneinheit, eine Druckquelle und eine mechanisch und/oder elektrisch schaltbare erste Steuereinrichtung mit einem Hauptschieber und einem Hilfsschieber umfasst, Haupt- und Hilfsschieber je einen Rückstellkolben aufweisen, die über eine Leitung mit dem Pumpenraum verbunden und von Brennstoff beaufschlagt sind, in der Brennstoffleitung an der Pumpe eine zweite Steuereinrichtung mit einem Überström-/Saugventil und mindestens einem Unterbrecherventil angeordnet ist, und das Überström-/ Saugventil eine Schaltkolbeneinheit aufweist, deren Kolbenraum über eine erste Leitung mit der Entlastungsbohrung am Pumpenzylinder und dem Pumpenraum sowie über eine zweite Leitung mit dem Unterbrecherventil und anschliessend der Brennstoffleitung verbunden ist.

Nach der Erfindung weist die von einem Druckmittel beaufschlagte Antriebseinheit eine erste Steuereinrichtung mit einem Haupt- und Hilfsschieber auf, welche den Zu- und Abfluss von Druckmittel zur Axialkolbeneinheit regeln. Dieses Druckmittelsystem ist vom Brennstoffsystem getrennt und lässt die Verwendung von besonders geeigneten Druckmitteln, z.B. Hochdruck-Hydrau-liköl, zu. Das Brennstoffsystem der Brennstoffpumpe und das Druckmittelsystem der Axialkolbeneinheit sind voneinander unabhängige Systeme, welche nur über die Rückstellkolben der ersten Steuereinrichtung miteinander verknüpft sind. Die Haupt-und Hilfsschieber der ersen Steuereinrichtung weisen Rückstellkolben auf, welche mit dem Pumpenraum verbunden sind und von Brennstoff beaufschlagt werden. Diese Verbindungsleitung vom Pumpenraum zu den Rückstellkolben der Steuereinrichtung ermöglicht eine direkte Beeinflussung des Druckmittelsystems durch das Brennstoffsystem. Je nach Stellung des Pumpenkolbens bzw. der daran angeordneten Steuerkanten wird die erste Steuereinrichtung zu einem gewünschten Zeitpunkt von unter Hochdruck stehendem Brennstoff beaufschlagt und das Druckmittelsystem der Axialkolbeneinheit gesteuert. Die zweite im Brennstoffsystem angeordnete Steuereinrichtung erlaubt die Steuerung des

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Zu- und Abflusses von Brennstoff und gleichzeitig die Beeinflussung der ersten Steuereinrichtung in Abhängigkeit vom Druck im Pumpenraum. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Phasen des Einspritzvorganges direkt mit Hilfe des Brennstoffdruckes und der Kolbenbewegung gesteuert sind. Die Entlastungsbohrungen im Pumpenzylinder dienen nur der Übertragung von Druck-stössen, und die Einrichtung lässt deshalb sehr hohe Kolbengeschwindigkeiten und die Verwendung aller Brennstoffarten zu. Als weiterer Vorteil ist mittels des Unterbrecherventils an der zweiten Steuereinrichtung die Länge der Unterbrechungsphase während der Einspritzphase veränderbar.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder der Pumpe im oberen Bereich mindestens eine Brennstoffspeiseleitung zum Pumpenraum und im Bewegungsbereich des Kolbens eine erste Entlastungsbohrung und eine zweite, unterhalb der ersten angeordneten Entlastungsbohrung aufweist, diese Entlastungsbohrungen Teile der Leitungen zwischen Pumpenraum und Rückstellkolben sowie Schaltkolbeneinheit sind und am Mantel des Pumpenkolbens drei Ringräume mit je zwei Steuerkanten angeordnet und über einen Kanal mit dem Pumpenraum verbunden sind. In weiterer Ausgestaltung ist zwischen dem Kolbenraum des Rückstellkolbens am Hilfsschieber und dem Kolbenraum des Rückstellkolbens am Hauptschieber eine Verbindungsleitung mit einem Rückschlagventil angeordnet, und der Kolbenraum des Rückstellkolbens am Hilfsschieber ist über eine weitere Leitung mit dem Kolbenraum des ■Schaltkolbens der zweiten Steuereinrichtung verbunden. Die Anordnung von drei Ringräumen mit Steuerkanten am Pumpenkolben und von zwei Entlastungsbohrungen am Pumpenzylinder ermöglicht die richtige Ansteuerung des Haupt- und Hilfsschiebers an der ersten Steuereinrichtung sowie der Schaltstellen in der zweiten Steuereinrichtung. Zusätzliche Unterbrüche der Einspritzphase lassen sich durch die Anordnung von weiteren Ringräumen mit Steuerkanten erreichen. Die Entlastungsbohrung und die Ringräume dienen nur der Übertragung von Druckstössen und können, da die Durchflussmengen sehr gering sind, kleine Abmessungen aufweisen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Hauptschieber drei durch Sperrsitze voneinander getrennte Ringräume und zwei miteinander verbundene Schieberkörper und der Hilfsschieber zwei durch einen Sperrsitz getrennte Ringräume und einen Schieberkörper auf, wobei zwischen dem mittleren Ringraum des Hauptschiebers und einem der Ringräume des Hilfsschiebers eine Verbindungsleitung angeordnet ist, eine Druckleitung und eine Rücklaufleitung zu je einem der anderen Ringräume des Hauptschiebers gefuhrt und der zweite Ringraum des Hilfsschiebers über eine Leitung mit der Axialkolbeneinheit verbunden ist. Eine weitere Verbesserung der Brennstoffeinspritzvorrichtung lässt sich dadurch erreichen, dass in einer ersten Schaltstellung des Hauptschiebers ein Schieberkörper die Druckleitung sperrt und die Rücklaufleitung mit der Verbindungsleitung zu einem der Ringräume des Hilfsschiebers verbunden ist und in einer zweiten Schaltstellung der andere Schieberkörper die Rücklaufleitung sperrt und die Druckleitung mit der Verbindungsleitung zum Hilfsschieber verbunden ist. Zweckmässig weist der Schi'eberkörper des Hilfsschiebers eine Drosselbohrung auf, und diese Drosselbohrung verbindet die beiden Ringräume bei geschlossenem Sperrsitz miteinander.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Schaltstellung des Hilfsschiebers der Schieberkörper den Sperrsitz freigibt und die Leitung zur Axialkolbeneinheit direkt mit der Verbindungsleitung zum Hauptschieber verbunden ist, und in einer zweiten Schaltstellung der Schieberkörper die Leitung zur Axialkolbeneinheit sperrt und über die Drosselbohrung zwischen den beiden Ringräumen einen beschränkten Durchflusskanal bildet.

In der ersten Schaltstellung strömt das volle Volumen zur Axialkolbeneinheit und bewegt den Kolben mit der normalen

Geschwindigkeit. Die zweite Schaltstellung nimmt der Hilfsschieber ein, wenn der erste Ringraum am Pumpenkolben mit der ersten Entlastungsbohrung am Pumpenzylinder zusammenwirkt. Der unter Druck stehende Brennstoff verschiebt den Hilfsschieber über den Rückstellkolben. Die im Schieberkörper des Hilfsschiebers angeordnete Drosselbohrung lässt in dieser Stellung nur einen reduzierten Volumenstrom von der Druckmittelquelle zur Axialkolbeneinheit zu. Dadurch wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Pumpenkolbens reduziert, wobei die Reduktion durch Veränderung des Drosselquerschnittes steuerbar ist. Daraus folgt der Vorteil, dass während der Unterbrechungsphase der Einspritzung praktisch kein Hubvolumen bzw. Arbeitsweg des Pumpenkolbens verlorengeht.

Weitere Verbesserungen der Brensntoffeinspritzvonichtung ergeben sich dadurch, dass die zweite Steuereinheit zwei Unterbrecherventile aufweist, beide Ventile mit je einem Steuerkolben versehen sind, zwischen dem Ventilraum eines der Unterbrecherventile und dem Kolbenraum dieses Unterbrecherventiles eine Verbindungsleitung vorhanden und in dieser Verbindungsleitung ein Hilfsventil angeordnet ist. Im weiteren ist der Kolbenraum des zweiten Unterbrecherventiles über eine Leitung mit der unteren Entlastungsbohrung am Pumpenzylinder verbunden, und eine Feder öffnet das Ventil in drucklosem Zustand. In bevorzugter Weise ist das zweite Unterbrecherventil mit einer aus der Steuereinheit herausgeführten Spindel versehbar. Der Kolben des Hilfs-ventiles ist mit einer Feder belastet und in drucklosem Zustand steht das Ventil offen, wobei der Kolbenraum über eine Leitung mit der Verbindungsleitung zwischen Haupt- und Hilfsschieber verbunden und in dieser Leitung ein Schaltventil mit einer Verbindung zur Rücklaufleitung eingebaut ist.

Die beiden Unterbrecherventile bzw. deren Kolbenräume sind über Leitungen mit dem Brennstoffsystem und dem Pumpenraum verbunden und werden durch Druckstösse gesteuert. Dabei sind diese beiden Ventile so geschaltet, dass normalerweise eines offen und das andere geschlossen ist. Diese Anordnung erlaubt sehr schnelle Schaltungen, da während der Öffnungsbewegung des einen Unterbrechrventiles das andere bereits geschlossen werden kann und umgekehrt. Zudem bleiben die zweite Steuereinheit und die Pumpe funktionsfähig, auch wenn die Steuerelemente ausfallen. Anstelle der oder ergänzend zur hydraulischen Ansteuerung lasen sich die Unterbrecherventile auch indirekt mechanisch oder elektrisch ansteuern. Die direkte hydraulische Steuerung weist den Vorteil auf, dass keine zusätzlichen Schaltmedien notwendig sind und dadurch die Fremdeinflüsse auf die Steuerung reduziert werden. Das Schaltventil, welches das Hilfsventil steuert, ist ein Hydraulikventil, welches in bekanner Weise elektrisch betätigt wird. Die elektrischen Signale werden in bekannter Weise vom Kurbeltrieb, dem Impulsgeber oder anderen leistungsabhängigen Messstellen erzeugt. Für die Steuerung des Hydraulikventiles ist auch eine Nockensteuerung geeignet.

Bei einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist in der mit der Brennstoffableitung verbundenen Bohrung ein Rückschlagventil angeordnet, und dieses Rückschlagventil sperrt die zum Unterbrecherventil führende Bohrung ab und weist einen freien Durchlass in Richtung der Bohrung auf. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass Druckschläge, welche in der mit der Brennstoffleitung verbundenen Bohrung auftreten, nicht auf die Unterbrecherventile einwirken können. Dadurch wird ein ungewolltes Öffnen dieser Ventile verhindert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Schieberkörper des Hauptschiebers mit einer Schubstange verbunden, mindestens ein Teil der Schubstange bildet den Kern einer Magnetspule, und diese Magnetspule ist mit einem elektrischen Impulsgeber verbunden, und/oder die Schubstange ist Teil einer mechanischen Sperreinrichtung, und diese Sperreinrichtung legt die Schubstange und die Schieberkörper des Hauptschiebers in einer Steuerstellung fest.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch

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gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung im Hydrauliksystem mit einer Nockenwellen-Steuerung in Verbindung steht und die Nockenscheibe auf die Schubstange der Steuereinrichtung einwirkt. Bei dieser Anordnung kann eine Nockenwelle von geringer Masse eingesetzt werden, da sie nur Steuerelemente bewegen muss. Dies im Gegensatz zu Einspritzvorrichtungen, bei welchen die Nockenwelle direkt die Pumpenkolben antreibt und die einer schweren und aufwendigen Konstruktion bedürfen. Die Steurnok-kenwelle wirkt direkt auf die Schubstange des Hauptschiebers und dient als Betätigungsorgan des Hauptschiebers oder als Notsteuerung bei Ausfall der Magnetspule. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Axialkolben doppeltwirkend, und die Druckmittelzuleitung zum Arbeitsraum mit der voll beaufschlagten Kolbenfläche ist über die Steuereinrichtung zur Druckquelle und die Druckmittelzuleitung zum Ringraum mit der Ringfläche des Kolbens direkt zur Druckquelle geführt.

Beim Betrieb der erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzvorrichtung wird der Pumpenkolben mittels einer an sich bekannten Steuereinrichtung von der Motorenleistung abhängig um seine Längsachse verdreht und in eine Stellung gebracht, bei welcher die Steuerkanten die Einspritzung der gewünschten Brennstoffmenge bewirken. Der Start des Einspritzvorganges wird über die erste Steuereinrichtung im Druckmittelsystem mittels eines elektrischen Impulses über die Magnetspule oder mittels der Steuernockenwelle bewirkt. Die erste Steuereinrichtung gibt den Druck-mittelzufluss zur Axialkolbeneinheit frei, und diese bewegt den Pumpenkolben, wobei der Brennstoff im Pumpenraum unter Druck gesetzt wird. Bei einem bestimmten Druck öffnet das Steuerventil zur Einspritzdüse, und der Brennstoff wird unter Druck bis zu 2000 bar in die Dieselbrennkraftmaschine eingespritzt. Sobald der Pumpenkolben den Weg zwischen der Steuerkante an der oberen Endfläche und der oberen Steuerkante am ersten Ringraum zurückgelegt hat, wird der Pumpenraum über die erste Entlastungsbohrung und die Verbindungsleitungen mit den beiden Steuereinrichtungen gekoppelt, und der plötzliche, sich mit Schallgeschwindigkeit ausbreitende Druckstoss bewirkt über die Rückstellkolben in der ersten Steuereinrichtung ein Rückstellen des Hilfsschiebers und sperrt dadurch den Hauptstrom von Druckmittel zur voll beaufschlagten Kolbenfläche der Axialkolbeneinheit. Der Vorschub des Axial- und des Pumpenkolbens erfolgt nur noch mittels des reduzierten Druckmittelstromes über die Drosselbohrung des Hilfsschiebers. Gleichzeitig wirkt der Druckstoss auf die Schaltkolbeneinheit der zweiten Steuereinrichtung und öffnet das Überström-/Saugventil. Dadurch entspannt sich der im Pumpenraum herrschende Druck über die Speiseleitung in die Brennstoffableitung, und der Einspritzvorgang wird unterbrochen. Wird der erste Ringraum am Mantel des Pumpenkolbens schräg angeordnet, lässt sich die Voreinspritzphase in bekannter Weise durch Verdrehen des Kolbens um die Längsachse verstellen. Sobald die untere Steuerkante des ersten Ringraumes die Entlastungsbohrung passiert hat, ist der Pumpkolben für die Fortsetzung der Einspritzung bereit und bewegt sich mit reduzierter Geschwindigkeit. Zu einem gewünschten Zeitpunkt wird das geschlossene Unterbrecherventil geöffnet und dadurch der Kolbenraum der Schaltkolbeneinheit entlastet. Dies hat zur Folge, dass der Rückstellkolben am Hilfsschieber der ersten Steuereinheit ebenfalls entlastet wird und der federbelastete Schieber in seine erste Schaltstellung zurückgeschoben wird. Dadurch trifft wieder der volle Volumenstrom von Druckmittel auf den Axialkolben, und die Bewegung des Pumpenkolbens wird mit voller Geschwindigkeit fortgesetzt. Das Überström-/Saugventil schliesst sofort, und im Pumpenraum wird wieder Druck aufgebaut. Beim gewünschten Einspritzdruck öffnet das Steuerventil die Zuleitung zur Einspritzdüse, und die Haupteinspritzphase beginnt. Während dieser Phase wird das Unterbrecherventil in der zweiten Steuereinrichtung wieder geschlossen.

Sobald die obere Steuerkante des zweiten Ringraumes die erste Entlastungsbohrung erreicht, wird das Überström-/Saugventil in beschriebener Weise erneut geöffnet und die Haupt-Einspritzphase abgebrochen. Der dritte Ringraum am Pumpenkolben ist parallel zum zweiten angeordnet, und die oberen Steuerkanten der beiden Ringräume weisen den gleichen Abstand voneinander auf wie die erste und die zweite Entlastungsbohrung. Über die Verbindungsleitungen tritt deshalb der Druckstoss gleichzeitig auf die beiden Rückstellkolben des Hilfs- und des Hauptschiebers an der ersten Steuereinrichtung sowie auf die Schaltkolbeneinheit der zweiten Steuereinrichtung. Der Hauptschieber öffnet den Rücklauf im Druckmittelsystem, was zur Folge hat, dass mit dem Öffnen des Überström-/Saugventiles im Brennstoffsystem auch der Axialkolben sofort stoppt und zurückfahrt. Dies gewährleistet den sofortigen Verschluss der Einspritzleitung und verhindert ein Nachpumpen. Der Pumpkolben und der Axialkolben werden in ihre Ausgangsstellungen im unteren Totpunkt gestossen. Im unteren Totpunkt des Pumpenkolbens liegt die Steuerkante an der oberen Endfläche des Kolbens unter der ersten Entlastungsbohrung. Damit steht das ganze Brennstoffsystem einschliesslich der Rückstellkolben unter dem gleichen Druck. Der Hilfsschieber fahrt ebenfalls in seine Ausgangslage, und die Steuereinrichtungen stehen für den nächsten Arbeitstakt bereit.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung ist der Hub des Pumpenkolbens nicht duch mechanische Elemente beschränkt. Der Kolben kann deshalb einen kleineren Durchmesser und einen grösseren Hub als die bekannten Vorrichtungen aufweisen. Dadurch ergibt sich mehr Raum für die Steuerkanten, was die Herstellung und die Einstellung vereinfacht. Infolge der vorlume-trischen Bestimmung der eingespritzten Brennstoffmenge ist diese Brennstoffeinspritzvorrichtung ausserordentlich genau. Der Start des Einspritzvorganges lässt sich durch bekannte und erprobte Mittel genau festlegen und an die erste Steuereinrichtung übertragen. Durch die Trennung des Brennstoffsystems vom Druckmittelsystem ist der Einsatz von speziellen Hydraulikölen oder anderen Druckmitteln möglich, welche die bei Brennstoffeinspritzvorrichtungen gewünschte hohe Lebensdauer gewährleisen. Die Verbindung der Schrägkantensteuerung am Pumpenkolben mit einer duckmittelbeaufschlagten Antriebseinheit ergibt eine sehr hohe Betriebssicherheit und konstruktive Unabhängigkeit. Ein grosser Vorteil dieser Brennstoffeinspritzvorrichtung besteht zudem darin, dass sämtliche Bauelemente axial zueinander angeordnet werden können und bei Anordnung von mehreren Einspritzvorrichtungen jede von der anderen unabhängig ist. Die schweren und aufwendigen Antriebsnockenwellen entfallen vollständig, was insbesondere bei grossen und schnell laufenden Dieselmotoren wesentlich ist. Trotzdem ist die Notsteuerung über Nockenwellen-Steuerungen mit einer leichten Nockenwelle gewährleistet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fîg. 1 die erfindungsgemässe Brennstoffeinspritzvorrichtung in schematischer Darstellung mit teilweise im Schnitt dargestellten Bauelementen,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die erste Steuereinrichtung mit mechanischer Sperreinrichtung und der Nockenwellen-Steue-rung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die zweite Steuereinrichtung mit zwei Unterbrecherventilen, einem Hilfsventil und einem zusätzlichen zwischen die beiden Steuereinrichtungen geschalteten Steuerventil.

Die in Fig. 1 dargestellte Brennstoffeinspritzvorrichtung weist eine Brennstoffpumpe 3, eine Axialkolbeneinheit 28, eine erste Steuereinrichtung 38, eine zweite Steuereinrichtung 50 und eine Einspritzdüse 1 auf. Die Brennstoffpumpe 3 umfasst einen Pumpenzylinder 4, einen Pumpenraum 6, einen Pumpenkolben 7 sowie eine Brennstoffleitung, welche aus der Brennstoffzuleitung 14, dem Rückschlagventil 16, dem Brennstoffkanal 5, der Durch-

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Strömleitung 66, der Speiseleitung 13 und der Brennstoffableitung 15 besteht. Am oberen Ende des Pumpenzylinders 4 ist eine Druckleitung 2 angeordnet, welche ein Steuerventil 17 beinhaltet und zur Einspritzdüse 1 führt. Die Speiseleitung 13 ist am oberen Ende des Pumpenraumes 6 in diesen eingeführt. Der Pumpenkolben 7 weist an seinem Mantel mehrere Ringräume 18, 19,20 auf, welche über einen Bianal 10 mit dem Pumpenraum 6 in Verbindung stehen. Der erste Ringraum 18 weist Steuerkanten 22,23, der zweite Ringraum 19 Steuerkanten 24,25 und der dritte Ringraum 20 die Steuerkante 26 auf. Die obere Endfläche 9 des Pumpenkolbens 7 bildet eine erste Steuerkane 21. Im Pumpenzylinder 4 sind eine erste Entlastungsbohrung 11 und eine zweite Entlastungsbohrung 12 angeordnet. Wenn sich der Pumpenkolben 7 im unteren Totpunkt befindet, mündet die erste Entlastungsbohrung 11 oberhalb der oberen Endfläche 9 des Pumpenkolbens 7 in den Pumpenraum 6. Die zweite Entlastungsbohrung 12 ist zur ersten Entlastungsbohrung 11 mit einem Abstand angeordnet, welcher dem maximaln Hub des Pumpenkolbens 7 entspricht. Der Pumpenkolben 7 ist im weiteren um seine Längsachse 8 drehbar, wozu eine bekannte VerStelleinrichtung 125 vorgesehen ist. Im weiteren ist der Pumpenkolben 7 an seinem unteren Ende mit der Axialkolbeneinheit 28 einer Antriebseinheit 27 verbunden.

Die Axialkolbeneinheit 28 besteht aus einem Zylinder 29 sowie einem doppeltwirkenden Axialkolben 30 und ist über Druckmittelleitungen 35,36 mit einer ebenfalls zur Antriebseinheit 27 gehörenden Druckquelle 37 verbunden. Der doppeltwirkende Axialkolben 30 weist eine gegen den Arbeitsraum 33 gerichtete Kolbenfläche 31 auf, welcher eine dem Ringraum 34 zugeordnete Ringfläche 32 gegenüberliegt. Die Antreibseinheit 27 wird mit einem beliebigen bekannten Druckmittel betrieben und bildet ein Druckmittelsystem. Im vorliegenden Beispiel wird Hochdruck-Hydrauliköl verwendet. Im Druckmittelsystem befindet sich auch die erste Steuereinrichtung 38, welche über eine Druckleitung 42, eine Rücklaufleitung 43 und eine Leckleitung 44 verfügt. Die Druckmittelleitung 35, welche in den Arbeitsraum 33 der Axialkolbeneinheit 28 mündet, ist ebenfalls mit der ersten Steuereinrichtung 38 verbunden. Im weiteren sind an die erste Steuereinrichtung 38 Verbindungsleitungen 45,46 angeschlossen, welche zu den Entlastungsbohrungen 11 und 12 am Pumpenzylinder 4 führen. Die Verbindungsleitungen 45,46 sind über eine weitere Verbindungsleitung 47, in welche ein Rückschlagventil 48 eingebaut ist, miteinander verbunden. Dieses Rückschlagventil 48 verhindert, dass Brennstoff von der Leitung 46 zur Leitung 45 bzw. zum Hauptschieber fliesst. Ein elektrischer Impulsgeber 39 ist neben der ersten Steuereinrichtung 38 angeordnet und mit dieser verbunden. Dieser Impulsgeber 39 steht in bekannter Weise mit den übrigen Mess- und Steuerorganen der Brennkraftmaschine in Verbindung und steuert die Einspritzvorgänge den Bedürfnissen entsprechend. Neben der Druckquelle 37 sind in der Antriebseinheit 27 bzw. im Druckmittelsystem in bekannter Weise ein Druckregelventil 40 und ein Druckmittel- und Ausgleichsbehälter 41 angeordnet.

Die Verbindungsleitung 46, die Durchströmleitung 66 und die Speiseleitung 13 stehen mit der zweiten Steuereinrichtung 50 in Verbindung. Diese weist eine durchgehende Bohrung 64 auf, welche einerseits mit der Durchströmleitung 66 und anderseits mit der Brennstoffableitung 15 in Verbindimg steht. In dieser Bohrung ist ein Überström-/Saugventil 51 eingebaut, welches über einen Ventilsitz 61, einen Ventilschaft 58 und einen Schaltkolben 52 verfügt. Bei offenem Ventilsitz 61 kann Brennstoff von der Brennstoffzuleitung 14 über die Durchströmleitung 66, den Ventilsitz 61 und die Speiseleitung 13 in den Pumpenraum 6 flies-sen. Zur Unterstützung es Brennstofizuflusses ist in der Brenn-stoözuleitung 14 eine nicht dargestellte Brennstoffpumpe angeordnet, welche den Brennstoff unter niederem Druck im Brennstoffsystem fordert. Das Überström-/Saugventil 51 ist mit einer Feder 59 belastet, welche den Ventilsitz 61 schliesst. Im Überströmraum 62 befindet sich der Schaltkolben 52, welcher am Ventilschaft 58 anliegt. Unterhalb des Schaltkolbens 52 ist ein Kolbenraum 57 ausgebildet, welcher über eine Leitung 49 mit der Verbindungsleitung 46 und der Entlastungsbohrung 11 in Verbindung steht. Im Kolbenraum 57 ist eine Feder 60 angeordnet, welche den Schaltkolben 52 gegen den Ventilschaft 58 drückt und das Überström-/Saugventil 51 gegen den Anpressdruck der Feder 59 entlastet und im Gleichgewicht hält. Über die Bohrungen 63, 65 und ein Unterbrecherventil 53 steht der Kolbenraum 57 auch in Verbindung mit der Bohrung 64 bzw. der Brennstoffäbleitung 15. Zwischen die Bohrungen 63 und 65 ist ein Ausgleichsventil 54 eingeschaltet, welches das Nachströmen von Brennstoff in die verschiedenen Bohrungen erleichtert. Ein gegenüber dem Unterbrecherventil 53 angeordnetes Rückschlagventil 55 verhindert, dass Druckstösse in der Bohrung 64 das geschlossene Unterbrecherventil 53 aufstossen. Solche Druckstösse können auftreten, wenn das Überström-/Saugventil 51 bei hohem Druck in der Pumpenkammer 6 geöffnet wird und der Pumpendruck über die Speiseleitung 13 in die Bohrung 64 und die Brennstoffableitung 15 abfliesst. Je nach Druck im Pumpenraum 6 können solche Druckstösse kurzfristig bis 200 bar erreichen. Die Betätigung des Unterbrecherventiles 53 erfolgt über eine Steuerung 56, welche eine bekannte elektrische Steuerung oder eine mechanische Steuerung ist, welche mit der auf die erste Steuereinrichtung 38 einwirkenden Nockenwellen-Steuerung verbunden ist.

Die erste Steuereinrichtung 38 ist in Fig. 2 im Schnitt dargestellt und besteht im wesentlichen aus einem Hauptschieber 70, einem Hilfsschieber 71, einer mechanischen Sperreinrichtung 69 und einer Nockenwellen-Steuerung 110. Der Hauptschieber 70 weist zwei Schieberkörper 77, 78 mit Steuerkanten und Sperrsitzen 82, 83 auf. Dem Schieberkörper 77 ist ein Ringraum 79 und dem Schieberkörper 78 ein Ringraum 81 zugeordnet. Dazwischen befindet sich ein dritter Ringraum 80. Hinter jedem der Schieberkörper 77 bzw. 78 sind Druckentlastungsräume und Dichtkolben angeordnet, wobei die Druckentlastungsräume mit einer Leckleitung 44 verbunden sind. Die Schieberkörper 77, 78 und die Dichtkolben sind mittels eines Kerns im richtigen Abstand zueinander angeordnet und miteinander verbunden. Der Ringraum 81 steht in Verbindung mit der Rücklaufleitung 43, der Ringraum 79 mit der Druckleitung 42 und 36, und der Ringraum 80 über eine Verbindungsleitung 89 mit einem Ringraum 86 des Hilfsschiebers 71. An einem Ende des Hauptschiebers 70 ist eine Schubstange 96 angeordnet, welche mit den Schieberkörpern 77,78 verbunden ist, wobei ein Teil der Schubstange 96 den Kern 98 einer Magnetspule 97 bildet. Die Schubstange 96 erstreckt sich über die Magnetspule 97 hinaus und wird von der mechanischen Sperrein-richtung 69 umschlossen. An diese mechanische Sperreinrichtung 69 schliesst sich die Nockenwellen-Steuerung 110 an.

An der gegenüberliegenden Seite des Hauptschiebers 70 wirkt ein Rückstellkolben 72 über einen Zapfen 76 mit den Schieberkörpern 77, 78 zusammen. Ein zum Rückstellkolben 72 gehörender Kolbenraum 73 steht über die Verbindungsleitung 45 mit dem Brennstoffsystem in Verbindung. Diese Verbindungsleitung 45 ist wie aus Fig. 1 ersichtlich in die Entlastungsbohrung 12 im Pumpenzylinder 4 eingeführt, welche in den Pumpenraum 6 führt. Über die Verbindungsleitung 47 und das Rückschlagventil 48 ist der Kolbenraum 73 auch mit der Verbindungsleitung 46 und damit der Entlastungsbohrung 11 im Pumpenzylinder 4 bzw. dem Kolbenraum 57 in der zweiten Steuereinrichtung 50 verbunden.

Der Hilfsschieber 71 weist einen Schieberkörper 84 und zwei Ringräume 85, 86 auf. Hinter dem Schiebferkörper 84 und den Ringräumen 85, 86 sind ebenfalls Druckentlastungsräume und Dichtkolben angeordnet, wobei die Druckentlastungsräume mit der Leckleitung 44 verbunden sind. Zwischen den beiden Ringräumen 85, 86 befindet sich der Sperrsitz 87. Über die Verbindungsleitung 89 steht der Ringraum 86 je nach Stellung des Hauptschiebers 70 mit der Druckleitung 42 oder der Rücklaufleitung 43 in Verbindung. Vom Ringraum 85 geht die Druckmittel-

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leitung 35 aus, welche zum Arbeitsraum 33 der Axialkolbeneinheit 28 führt. Im Schieberkörper 84 befindet sich eine Drosselbohrung 88, welche auch bei geschlossenem Sperrsitz 87 einen reduzierten Durchfluss von Hydrauliköl vom Ringraum 86 in den Ringraum 85 und umgekehrt ermöglicht. Der Hilfsschieber 71 wirkt an einem Ende ebenfalls mit einem Rückstellkolben 74 zusammen. Ein zum Rückstellkolben 74 gehörender Kolbenraum 75 steht über die Verbindungsleitung 46 mit dem Brennstoffsystem bzw. mit der Entlastungsbohrung 11 am Pumpenzylinder 4 und dem Kolbenraum 57 an der zweiten Steuereinrichtung 50 in Verbindung. An der gegenüberliegenden Seite ist der Hilfsschieber 71 mit einer im Leckraum 95 angeordneten Feder 94 belaset, welche den Hilfsschieber 71 jeweils in die Ausgangsposition zurückstösst.

In Fig. 2 ist zusätzlich zu den beiden Schiebern 71, 72 die mechanische Sperreinrichtung 69 und die Nockenwellen-Steue-rung 110 dargestellt. Die mechanische Sperreinrichtung 69 besteht im wesentlichen aus einem Sperrkörper 100, Klinken 104 und Entriegelungsbolzen 106. Die Schubstange 96 ragt in den Sperrköiper 100 hinein und weist in dessen Bereich eine Schulter 101 auf. Wird die Schubstange 96 mittels der Magnetspule 97 nach links verschoben, so nimmt die Schulter 101 den Sperrkörper 100 mit, und die federbelasteten Klinken 104 rasten in die Nocken 105 ein und halten den Sperrkörper 100 in seiner Position fest. Dadurch kann die Stromzufuhr zur Magnetspule 97 unterbrochen werden, und es besteht keine Überlastungs- und Überhitzungsgefahr. Die Rückstellung der Schubstange 96 erfolgt am Ende des Einspritzvorganges über den vom Einspritzdruck beaufschlagten Rückstellkolben 72. Dabei wird die Schubstange 96 gegen die Kraft der Feder 102 nach rechts gedrückt, und die Entriegelungsbolzen 106 werden vom Ende der Schubstange 96 nach aussen getrieben. Diese Entriegelungsbolzen 106 heben die Sperrklinken 104 an und geben dadurch die Nocken 105 am Sperrkörper 100 frei. Die Feder 103 drückt nun den Sperrkörper 100 wieder in seine Ausgangslage zurück.

Aus Sicherheitsgründen ist beim dargestellten Beispiel zusätzlich zur Magnetspule 97 der Einspritzansteuerung die Nockenwellen-Steuerung 110 angeordnet. Diese besteht aus der Nockenscheibe 107 mit einem Nocken 108 und der am Steuerköiper 100 befestigten Abiaufrolle 109. Die Nockenwelle wird von einem nicht dargestellten Antrieb, welcher mit dem Kurbeltrieb in Verbindung steht, angetrieben. Bei Ausfall der elektrischen Impulsgeber 39 oder der Magnetspule 97 oder bei einem Stromausfall treibt der Nocken 108 über die Ablaufrolle 109 den Sperrkörper 100 und damit die Schubstange 96 bei Beginn des Einspritzvorganges nach links. Die Bewegung des Steuerkörpers 100 und der Schubstange 96 bedarf nur geringer Kräfte, und die Nockenwellen-Steuerung 110 kann deshalb leicht und ohne grossen kinematischen Aufwand gebaut werden. Die Rückstellung der Schubstange 96 am Ende des Einspritzvorganges erfolgt in gleicher Weise wie oben beschrieben. Im dargestellten Beispiel ist neben der Magnetspule 97 noch eine zweite Magnetspule 99 angeordnet. Beide Magnetspulen 97, 99 erhalten über die elektrische Leitung 93 elektrische Impulse vom elektrischen Impulsgeber 39. Durch Betätigung der Magnetspule 99 mit einem elektrischen Impuls kann die Schubstange 96 nach rechts verschoben und damit der Einspritzvorgang vorzeitig abgebrochen werden. Dies ermöglicht einen Notstopp der Einspritzvonichtung, da durch diese Verschiebung des Hauptschiebers 70 die Beaufschlagung des Axialkolbens 30 der Axialkolbeneinheit 28 unterbrochen und der Axialkolben 30 zurückgedrückt wird.

Bei der in Fig. 3 dargestellten zweiten Steuereinrichtung 50 handelt es sich um eine Ausführungsform, welche höhere Schaltgeschwindigkeiten zuläst und Notlauffunktionen erfüllt. Diese verbesserte Steuereinrichtung verfügt in gleicher Weise wie die in Fig. 1 dargestellte über ein Überström-/Saugventil 51 mit einem Schaltkolben 52, ein Ausgleichsventil 54 und ein Rückschlagventil 55. Von der Durchströmleitung 66 fliesst Brennstoff in den Überströmraum 62 und von dort entweder über das Überström-/Saug-ventil 51 und die Speiseleitung 13 in den Pumpenraum 6 oder über die Bohrung 64 zur Brnnstoffableitung 15. Das Rückschlagventil 55 weist einen freien Durchlass 68 auf, durch welchen der Brennstoff von der Bohrung 64 in die Leitung 15 fliessen kann. Bei offenem Rückschlagventil 55 steht der Ventilraum 114 über die Bohrung 67 mit der Brennstoffableitung 15 in Verbindung. Der Kolbenraum 57 des Schaltkolbens 52 ist wie aus Fig. 1 ersichtlich über die Leitung 49 sowie die Leitungen 45 und 46 mit den Entlastungsbohrungen 11 und 12 im Pumpenzylinder 4 verbunden. In die Bohrungen 63,65 zwischen dem Kolbenraum 57 und der Brennstoffableitung 15 ist zusätzlich zum Unterbrecherventil 53 ein zweites Unterbrecherventil 111 eingebaut. Neben dem Unerbrecherventil 53 ist ein weiteres Hilfsventil 117 angeordnet. Das Unterbrechervetnil 111 weist einen Steuerkolben 113 und einen Kolbenraum 118 auf, wobei der Kolbenraum 118 über die Leitung 119 mit der Leitung 45 bzw. der Entlastungsbohrung 12 verbunden ist. Herrscht im Kolbenraum 118 kein Druck, so wird das Unterbrecherventil 111 von einer Feder 120 gegen den unteren Anschlag gedrückt und steht offen. Das Unterbrecherventil 53 verfugt über einen Steuerkolben 112 und einen Kolbenraum 115, welcher über die Leitung 116 mit dem Ventilraum 114 in Verbindung steht. Das Unterbrecherventil 53 wird von einer Feder 126 gegen den Ventilsitz gedrückt, wenn im Kolbenraum 115 kein Druck vorhanden ist, und hält dieses Ventil geschlossen. In der Leitung 116 zwischen Kolbenraum 115 und Ventilraum 114 ist das Hilfsventil 117 angeordnet, welches über einen Kolben 121, einen Kolbenraum 123 und eine Feder 122 verfügt. Im drucklosen Zustande drückt die Feder 122 den Kolben 121 gegen den Anschlag, und das Hilfsventil 117 steht offen. Der Kolbenraum 123 ist über die Leitung 124 mit einem Schaltventil 90 verbunden, welches seinerseits über die Steuerleitungen 91, 92 mit dem Hilfsschieber 71 der Steuereinrichtung 38 in Verbindung steht. Die Steuerleitung 91 mündet wie aus Fig. 2 ersichtlich ist in den Ringraum 86 und die Steuerleitung 92 in den mit der Leckleitung verbundenen Leckraum 95 am Hilfsschieber 71. Das Schaltventil 90 ist ein Drei-Zweiwegventil, welches vom Impulsgeber 39 elektrisch oder von einer Nockenwelle betätigt wird.

Der Betrieb der in Fig. 1 dargestellten Brennstoffeinspritzeinrichtung erfolgt in der Weise, dass Brennstoff von der Brennstoffzuleitung 14 über den Brennstofïkanal 5, die Leitung 66, das offene Saugventil 51 und die Speiseleitung 13 in den Pumpenraum 6 strömt. Dabei befindet sich der Pumpenkolben 7 in seiner untersten Lage, und auch der mit dem Pumpenkolben 7 verbundene Axialkolben 30 ist im unteren Totpunkt. Der Hauptschieber 70 der ersten Steuereinheit 38 wird von der Feder 103 in seiner Ausgangslage gehalten, und der Schieberkörper 77 verschliesst dabei die Verbindung der Druckleitung 42 zur Druckmittelleitung 35. Bei Beginn eines Einspritzvorganges wird vom elektrischen Impulsgeber 39 die Magnetspule 97 angeregt und über die Schubstange 96 der Hauptschieber 70 in Richtung des Rückstellkolbens 72 verschoben. Dadurch gibt der Schieberkörper 77 die Verbindung zwischen dem Ringraum 79 und dem Ringraum 80 frei. Anderseits verschliesst der Schieberkörper 78 die Verbindung zwischen dem Ringraum 80 und dem Ringraum 81. Dadurch strömt Druckmittel unter Druck von der Druckleitung 42 über die Leitung 89 in die Ringräume 86, 85 am Hilfsschieber 71 und in die Leitung 35 und damit in den Arbeitsraum 33 der Axialkolbeneinheit 28. Der Axialkolben 30 verschiebt sich nach oben und stösst den Pumpenkolben 7 in Richtung des oberen Endes des Pumpenraumes 6. Durch diese Axialbewegung wird die Entlastungsbohrung 11 im Pumpenzylinder 4 geschlossen, und im Pumpenraum 6 wird Druck aufgebaut. Bei Erreichen eines bestimmten Druckes öffnet das Steuerventil 17, und über die Einspritzdüse 1 wird Brennstoff in den Verbrennungsraum einer Dieselbrennkraftmaschine eingespritzt. Der im Pumpenraum 6 herrschende Druck wird über einen am Mantel des Pumpenkolbens 7 angebrachten Kanal 10 den Ringräumen 18,19 und 20 zugeführt.

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Sobald der Ringraum 18 bzw. dessen obere Steuerkante 22 die Enüstungsbohrung 11 erreicht, pflanzt sich der im Pumpenraum 6 aufgebaute Druck als Druckstoss über die Leitungen 46 und 49 in die erste und zweite Steuereinrichtung 38 und 50 fort. In der ersten Steuereinrichtung 38 wird wie aus Fig. 2 erkennbar der Rückstellkolben 74 über den Kolbenraum 75 vom Druckstoss beaufschlagt. Dadurch wird der Hilfsschieber 71 gegen die Kraft der Feder 94 verschoben, und der Schieberkörper 84 verschliesst den Sperrsitz 87. In dieser Stellung des Hilfsschiebers 71 kann von der Druckleitung 42 nur noch ein begrenzter Volumenstrom über die Drosselbohrung 88 in den Ringraum 85 und damit zum Axialkolben 30 fliessen. Der Pumpenkolben 7 bewegt sich deshalb von diesem Moment an nur noch mit reduzierter Geschwindigkeit. Gleichzeitig wird in der zweiten Steuereinrichtung 50 über den Kolbenraum 57 der Schaltkolben 52 vom Druckstoss beaufschlagt. Der Schaltkolben 52 verschiebt sich nach oben und öffnet über den Ventilschaft 58 das Überström-/Saugventil 51 bzw. dessen Ventilsitz 61. Der im Pumpenraum 6 herrschende Druck entspannt damit sofort in den Überströmraum 62, die Bohrung 64 und in die Brennstoffableitung 15. Der plötzliche Druckabfall bewirkt das sofortige Schliessen des Steuerventiles 17, und der Einspritzvorgang wird unterbrochen. Die Entlastungsbohrung 11 wird nach einem kurzen Bewegungsweg des Kolbens 7 durch die untere Steuerkante 23 des Ringraums 18 wieder verschlossen, und das Überström-/Saugventil 51 wird durch das im Kolbenraum 57 vorhandene Brennstoffvolumen in der offenen Position gehalten. Dabei ist der Druck im Raum 57 höher als im Raum 62. Die Federn 59, 60 unterstützen die Bewegungen des Ventiles 51. Da der Ringraum 18 nur der Übertragung des Druckstosses dienen muss, kann der Abstand zwischen den Steuerkanten 22,23 sehr klein gewählt werden. Im Moment, wo der Einspritzvorgang fortgesetzt werden soll, wird das Unterbrecherventil 53 schnell geöffnet, indem die Steuerung 56 betätigt wird. Dadurch wird die Bohrung 65 mit der Brennstoffableitung 15 verbunden, und der Hilfsschieber 71 in der ersten Steuereinrichtung 38 kann durch die Feder 94 in seine Ausgangslage zurückgestossen werden. Durch die gleiche Druckentlastung wird das Überström-/Saugventil 51 geschlossen. In der Folge strömt wieder der volle Volumenstrom in die Druckleitung 35, und die Bewegung des Axialkolbens 30 und damit des Pumpenkolbens 7 wird mit voller Geschwindigkeit fortgesetzt. Bei Erreichen des vorgewählten Einspritzdruckes öffnet das Steuerventil 17 wieder, und die Hauptphase der Einspritzung beginnt. Während dieser Phase wird das Unterbrecherventil 53 mit Hilfe der Steuerung 56 wieder geschlossen. Die Haupteinspritzphase setzt sich fort, bis die Steuerkanten 24 und 26 der beiden Ringräume 19 und 20 die Entlastungsbohrungen 11 und 12 erreichen. Die beiden Steuerkanten 24 und 26 sind im gleichen Abstand voneinander angeordnet wie die beiden Entlastungsbohrungen 11 und 12. Bei Erreichen dieser Position wird der im Pumpenraum 6 herrschende Druck in der Form eines Druckstosses über die Leitungen 45,46 und 49 an die beiden Steuereinrichtungen 38 und 50 übertragen. Durch den Druckstoss in der Leitung 45 und über den Kolbenraum 73 wird der Rückstellkolben 72 beaufschlagt und der Hauptschieber 70 zurückgestossen. Der Schieberkörper 77 unterbricht die Verbindung zwischen den Ringräumen 79 und 80, und der Schieberkörper 78 öffnet die Verbindung zwischen den Ringräumen 80 und 81, womit der Arbeitsraum 33 an der Axialkolbeneinheit 28 mit der Rücklaufleitung 43 in Verbindung steht. Da der Hilfsschieber 71 durch den Druckstoss auf den Rückstellkolben 74 ebenfalls verschoben wurde, ist der Sperrsitz 87 durch den Schieberkörper 84 verschlossen. Das Druckmedium kann deshalb vom Arbeitsraum 33 über die Leitung 35 und die Drosselbohrung 88 nur mit beschränkter Geschwindigkeit zurückströmen, wodurch ein Zurückschiessen des Kolbens verhindert wird. Gleichzeitig öffnet wie schon oben beschrieben an der zweiten Steuereinrichtung 50 das Überström-/Saugventil 51 den Ventilsitz 61, und der Druck im Pumpenraum 6 wird sofort abgebaut. In der Folge schliesst das Steuerventil 17, und der Haupteinspritzvorgang wird beendigt. Das ganze Brennstoffsystem und damit auch die Ringräume 18,19 und 20 am Pumpenkolben 7 sowie die Leitungen 45,46,49 stehen damit wieder unter dem normalen Druck der Brennstoffordeipumpe, und der Hilfsschieber 71 wird mittels der Feder 94 in die Ausgangsposition zurückgestossen. Der Schieberkörper 84 öffnet dabei den Sperrsitz 87 und gibt den vollen Rückströmquerschnitt frei. Der im Ringraum 34 der Axialkolbeneinheit 28 herrschende Druck des Druckmittelsystems stösst den Axialkolben 30 zurück, bis er seine Ausgangslage im unteren Totpunkt wieder erreicht hat. Die Einrichtung steht damit für einen weiteren Einspritzvorgang bereit.

Werden entsprechend der Fig. 3 in der zweiten Steuereinrichtung 50 zwei Unterbrecherventile 53 und 111 eingesetzt, so erfolgt die Schaltung dieser Ventile ebenfalls mit Hilfe der über die Entlastungsbohrungen 11 und 12 vom Pumpenraum 6 abgezweigten Druckstösse. Die Verwendung von zwei Unterbrecherventilen 53,111 mit entsprechenden Steuerkolben 112,113 gewährleistet den Betrieb bis zum maximalen Hub auch bei Ausfall der Steuerung 56 gemäss Fîg. 1 oder des Schaltventils 90 oder deren Ansteuerung. Dabei ist das Hilfsventil 117 im drucklosen Zustand im Kolbenraum 123 durch die Federkraft 122 offen. Erreicht die Steuerkante 22 am Kolben 7 die Entlastungsbohrung 11, wirkt der Druck aus dem Pumpenraum 6 als Druckstoss von der Entlastungsbohrung 11 über die Leitung 49 und die Verbindungsleitung 116 auf den Steuerkolben 112, und das Unterbrecherventil 53 öffnet. Infolge des Druckabfalles im Kolbenraum 57 schliesst sofort das Überström-/Saugventil 51, und die Einspritzung wird fortgesetzt. Mit dem Abfallen des Druckes in der Verbindungsleitung 116 schliesst auch das Ventil 53 wieder. Der Kolben 7 bewegt sich weiter nach oben, wobei die Einspritzphase fortgesetzt wird. Sobald die Steuerkanten 24 und 26 je die Entlastungsbohrungen 11 und 12 erreichen, wirkt der Druck aus dem Pumpenraum 6 als Druckstoss über die Leitungen 49 und 119. Der Druckstoss über die Leitung 49 wirkt auf den Schaltkolben 52 und öffnet das Überström-/Saugventil 51. Das zweite Unterbrecherventil 111 wird gleichzeitig durch den Druckstoss aus dem Pumpenraum 6 über die Entlastungsbohrung 12, die Verbindungsleitung 119 und der Beaufschlagung des Steuerkolbens 113 geschlossen, so dass das Überström-/Saugventil offenbleibt und die Einspritzung beendet wird. Durch das Abströmen über das Überström-/Saugventil 51 und den nachfolgenden langsamen Saughub sinkt der Druck im ganzen Brennstoffsystem und auch im Kolbenraum 118, so dass das Ventil 111 durch die Feder 120 zurückgedrängt wird und für den nächsten Förderhub wieder offensteht. Mit Hilfe einer Spindel 127 am Unterbrecherventil 111 können während des Einspritzhubes übergreifende Steuerbewegungen ausgeübt werden. Durch eine an sich bekannte, nicht dargestellte Betätigung der Spindel 127, z.B. in Verbindung mit dem Schaltventil 90, ergeben sich kürzere Schaltintervalle für das Überström-/Saugventil 51. Während des Öffnungsvorganges des ersten Unterbrecherventiles 53 kann das zweite Unterbrecherventil 111 bereits geschlossen werden und umgekehrt. Das offene Unterbrecherventil 111 wird offengehalten, indem das Hilfsventil 117 geschlossen wird. Das Schaltventil 90 sorgt dafür, dass das Hilfsventil 117 im richtigen Zeitpunkt geöffnet und damit das Unterbrecherventil 53 geschlossen wird. Die Steuerung des Schaltventiles 90 für das Hilfsventil 117 erfolgt beim dargestellten Beispiel in bekannter Weise leistungs- und drehzahlabhängig wie die Steuerung der VerStelleinrichtung 125 am Pumpenkolben 7. Die Kombination dieser beiden Verstellmöglichkeiten ermöglicht die Veränderung der Voreinspritz-, Unterbrecher- und Haupteinspritzphasen in einem weiten Bereich. Bei Verwendung von zwei Unterbrecherventilen 53 und 111 an der zweiten Steuereinrichtung 50 lassen sich am Pumpenkolben 7 noch weitere Ringräume mit Steuerkanten anordnen, wodurch weitere Unterbrechungsphasen in den Einspritzzyklus einschaltbar sind. Infolge des langen möglichen Hubes des Pumpenkolbens 7 lassen sich derartige Ringräume in bekanner Weise leicht anordnen.

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3 Blatt Zeichnungen

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1. Brennstoffeinspritzvorrichtung fur eine Dieselbrennkraftmaschine, in der jeweils eine Einspritzdüse über eine Druckleitung an einer Brennstoffpumpe angeschlossen ist, die Brennstoffpumpe einen Zylinder mit mindestens einer Brennstoffleitung für den Zu- und Abfluss von Brennstoff und einen Pumpenraum sowie einen Pumpenkolben aufweist, wobei der Pumpenkolben mindestens einen mit dem Pumpenraum verbundenen Ringraum mit zwei Steuerkanten und der Zylinder eine zugehörige Entlastungsbohrung zur Unterbrechung des Druckaufbaues im Pumpenraum aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (7) mit einer vom Brennstoffsystem unabhängigen, mit einem Druckmittel betriebenen Antriebseinheit (27) verbunden ist, diese Antriebseinheit (27) eine Axialkolbeneinheit (28), eine Druckquelle (37) und eine mechanisch und/oder elektrisch schaltbare erste Steuereinrichtung (38) mit einem Hauptschieber (70) und einem Hilfsschieber (71) umfasst, Haupt- und Hilfsschieber je einen Rückstellkolben (72, 74) aufweisen, die über eine Leitung (45,46) mit dem Pumpenraum (6) verbunden und von Brennstoff beaufschlagt sind, in der Brennstoffleitung (5,15) an der Pumpe (3) eine zweite Steuereinrichtung (50) mit einem Überström-/ Saugventil (51) und mindestens einem Unterbrecherventil (53) angeordnet ist, und das Überström-/Saugventil (51) eine Schaltkolbeneinheit (52) aufweist, deren Kolbenraum (57) über eine erste Leitung (49) mit der Entlastungsbohrung (11) am Pumpenzylinder (4) und dem Pumpenraum (6) sowie über eine zweite Leitung (63, 65) mit dem Unterbrecherventil (53) und anschliessend der Brennstoffleitung (15) verbunden ist.

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2. Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Dieselbrennkraftmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (4) der Pumpe (3) im oberen Bereich mindestens eine Brennstoffspeiseleitung (13) zum Pumpenraum (6) und im Bewegungsbereich des Kolbens eine erste Entlastungsbohrung (11) und eine zweite, unterhalb der ersten angeordneten Entlastungsbohrung (12) aufweist, diese Entlastungsbohrungen (11, 12) Teile der Leitungen (45,46,49) zwischen Pumpenraum (6) und Rückstellkolben (72,74) sowie Schaltkolbeneinheit (52) sind und am Mantel des Pumpenkolbens (7) drei Ringräume (18,19, 20) mit je zwei Steuerkanten angeordnet und über einen Kanal (10) mit dem Pumpenraum (6) verbunden sind.

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diese Sperreinrichtung (69) die Schubstange (96) und die Schieberkörper (77, 78) des Hauptschiebers (70) in einer Steuerstellung festlegt.

3. Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Dieselbrennkraft-maschine nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kolbenraum (75) des Rückstellkolbens (74) am Hilfsschieber (71) und dem Kolbenraum (73) des Rückstellkolbens (72) am Hauptschieber (70) eine Verbindungsleitung (47) mit einem Rückschlagventil (48) angeordnet ist und der Kolbenraum (75) des Rückstellkolbens (74) am Hilfsschieber (71) über eine weitere Leitung (46,49) mit dem Kolbenraum (57) des Schaltkolbens (52) der zweiten Steuereinrichtung (50) verbunden ist.

4. Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Dieselbrennkraftmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptschieber (70) drei durch Sperrsitze (82, 83) voneinander getrennte Ringräume (79, 80, 81) und zwei miteinander verbundene Schieberkörper (77, 78) und der Hilfsschieber (71) zwei durch einen Sperrsitz (87) getrennte Ringräume (85, 86) und einen Schieberkörper (84) aufweist, zwischen dem mittleren Ringraum (80) des Hauptschiebers (70) und einem der Ringräume (86) des Hilfsschiebers (71) eine Verbindungsleitung (89) angeordnet ist, eine Druckleitung (42) und eine Rücklaufleitung (43) zu je einem der anderen Ringräume (79, 81) des Hauptschiebers (70) geführt, und der zweite Ringraum (85) des Hilfsschiebers (71) über eine Leitung (35) mit der Axialkolbeneinheit (28) verbunden ist.

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5. Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Dieselbrennkraftmaschine nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Schaltstellung des Hauptschiebers (70) ein Schieberkörper (77) die Druckleitung (42) sperrt und die RücMauflei-

tung (43) mit der Verbindungsleitung (89) zu einem der Ringräume (86) des Hilfsschiebers (71) verbunden ist und in einer zweiten Schaltstellung der andere Schieberkörper (78) die Rücklaufleitung (43) sperrt und die Druckleitung (42) mit der Verbindungsleitung (89) zum Hilfsschieber (71) verbunden ist.

6. Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Dieselbrennkraftmaschine nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieberkörper (84) des Hilfsschiebers (71) eine Drosselbohrung (88) aufweist und diese Drosselbohrung (88) die beiden Ringräume (85, 86) bei geschlossenem Sperrsitz (87) miteinander verbindet.

7. Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Dieselbrennkraftmaschine nach einem der Patentansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Schaltstellung des Hilfsschiebers (71) der Schieberkörper (84) den Sperrsitz (87) freigibt und die Leitung (35) zur Axialkolbeneinheit (28) direkt mit der Verbindungsleitung (89) zum Hauptschieber (70) verbunden ist und in einer zweiten Schaltstellung der Schieberkörper (84) die Leitung (35) zur Axialkolbeneinheit (28) sperrt und über die Drosselbohrung (88) zwischen den beiden Ringräumen (85, 86) einen beschränkten Durchflusskanal bildet.

8. Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Dieselbrennkraftmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Steuereinheit (50) zwei Unterbrecherventile (53,111) aufweist, beide Ventile mit je einem Steuerkolben (112,113) versehen sind, zwischen dem Ventilraum (114) eines der Unterbrecherventile (53) und dem Kolbenraum (115) dieses Unterbrecherventiles (53) eine Verbindungsleitung (116) vorhanden und in dieser Verbindungsleitung (116) ein Hilfsventil (117) angeordnet ist.

9. Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Dieselbrennkraftmaschine nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenraum (118) des zweiten Unterbrecherventiles (111) über eine Leitung (119,45) mit der unteren Entlastungsbohrung (12) am Pumpenzylinder (4) verbunden ist und eine Feder (120) das Ventil (111) in drucklosem Zustand öffnet.

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10. Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Dieselbrennkraftmaschine nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Unterbrecherventil (111) mit einer aus der Steuereinheit (50) herausgeführten Spindel (127) versehen ist.

11. Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Dieselbrennkraftmaschine nach einem der Patentansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (121) des Hilfsventiles (117) mit einer Feder (122) belastet ist und in drucklosem Zustand das Ventil (117) offensteht, der Kolbenraum (123) über eine Leitung (124, 91) mit der Verbindungsleitung (89) zwischen Haupt- und Hilfsschieber (70, 71) verbunden und in dieser Leitung (124, 91) ein Schaltventil (90) mit einer Verbindung (92) zur Rücklaufleitung (43) eingebaut ist.

12. Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Dieselbrennkraftmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der mit der Brennstoffableitung (15) verbundenen Bohrung (64) ein Rückschlagventil (55) angeordnet ist und dieses Rückschlagventil (55) die zum Unterbrecherventil (53) führende Bohrung (67) absperrt und einen freien Durchlass (68) in Richtung der Bohrung (64) aufweist.

13. Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Dieselbrennkraftmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberköiper (77,78) des Hauptschiebers (70) mit einer Schubstange (96) verbunden sind, mindestens ein Teil der Schubstange (96) den Kern (98) einer Magnetspule (97) bildet und diese Magnetspule (97) mit einem elektrischen Impulsgeber (39) verbunden ist.

14. Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Dieselbrennkraft-maschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzichnet, dass die Schieberkörper (77, 78) des Hauptschiebers (70) mit einer Schubstange (96) verbunden sind, die Schubstange (96) Teil einer mechanischen Sperreinrichtung (69) ist und

15. Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Dieselbrennkraftmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (38) im Hydrauliksystem mit einer Nockenwellen-Steuerung (110) in Verbindung steht und die Nockenscheibe (107) auf die Schubstange (96) der Steuereinrichtung (38) einwirkt.

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16. Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Dieselbrennkraftmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialkolben (30) doppeltwirkend ist und die Druckmittelleitung (35) zum Arbeitsraum (33) mit der voll beaufschlagten Kolbenfläche (31) über die Steuereinrichtung (38) zur Druckquelle (37) und die Druckmittelleitung (36) zum Ringraum (34) mit der Ringfläche (32) des Kolbens (30) direkt zur Druckquelle (37) gefuhrt ist.