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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einzelkraftstoffspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einer Einspritzdüse und einer den Einspritzkraftstoff dieser Düse zuführenden Einspritzpumpe, deren die Fördermenge durch Verdrehung einer mit einem Pumpenkolben mit schräger Steuerkante verbundenen Regelhülse steuernde Regelstange über eine zwischengeschaltete federelastische Vorspannvorrichtung mit Hilfe eines von einem Regler betätigten, auf die Regelstangen aller Einzeleinspritzvorrichtungen der Brennkraftmaschine getrennt einwirkenden Steuergestänges verschiebbar ist, wobei die Vorspannvorrichtung in einer Längsbohrung einer Regelstangenhülse der Regelstange angeordnet ist und das Steuergestänge die Verstellkraft auf die Regelstange über eine Bolzen-Schraubendruckfeder-Anordnung der Vorspannvorrichtung derart überragt, daß bei einem Überschreiten der an von zwei Anschlagflächen innerhalb der Regelstangenhülse abhebbaren Anschlägen angreifenden Federkraft durch die Verstellkraft des Reglers das bolzenseitig angreifende Steuergestänge ohne Verstellung der Regelstange in beiden Längsrichtungen verschiebbar ist.
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Eine derartige Vorrichtung ist in der CH-PS 4 96 883 beschrieben. Bei der bekannten Vorrichtung sind die Bolzen-Schraubendruckfeder-Anordnung der Vorspannvorrichtung und diese selbst außerhalb des Pumpengehäuses angeordnet. Dies hat den Nachteil, daß sich die bekannte Vorrichtung schon aus Platzgründen nur bei Großanlagen verwenden läßt.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen und eine Einspritzvorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die sich auch bei Brennkraftmaschinen kleiner Bauart, wie sie in Kraftfahrzeugbau verwendet werden, bequem anwenden läßt.
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Ausgehend von einer Einzelkraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die die Vorspannvorrichtung in der Längsbohrung aufnehmende, selbst als Regelstange dienende Regelstangenhülse, im Gehäuse über die Einspritzdüse und die Einspritzpumpe zu einer Pumpdüse verbindenden Einzelkraftstoffeinspritzvorrichtung in einer Führungsbohrung gelagert, mit der Regelhülse zum Zweck der Verdrehung derselben in Eingriff steht und in den beiden Endabschnitten der Längsbohrung der Regelstangenhülse je ein mit seinem über diese vorstehenden Ende mit dem Steuergestänge zusammenwirkender und an seinem innerhalb der Längsbohrung gelegenen Ende mit jeweils einem inneren Anschlag zusammenwirkenden Bolzen geführt ist, wobei die beiden Anschläge auf ihren einander zugewandten Seiten als Anlage für eine Schraubendruckfeder als Vorspannfeder dienen und auf ihren einander abgewandten Seiten mit den als Anschlagflächen dienenden bolzenseitigen Endflächen wenigstens einer Öffnung in der Wand der Regelstangenhülse zusammenwirken, und daß die beiden über die Längsbohrung vorstehenden Enden der beiden Bolzen je einen weiteren äußeren Anschlag tragen, von denen jeder mit einer von einer Endfläche der Regelstangenhülse gebildeten Anschlagfläche zusammenwirkt.
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Durch diese Merkmale wird ein kompakter Aufbau der Vorrichtung gewährleitet, bei dem sämtliche für die Funktion der Vorspannfeder zusätzlich erforderlichen Teile in der Regelstangenhülse der Pumpdüse selbst untergebracht sind. Dies macht es denkbar, eine Pumpdüse der herkömmlichen Art in eine solche gemäß der Erfindung auch nachträglich umzubauen.
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Bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach der DD-PS 13 774 ist das Steuergestänge durch die ebenfalls als Regelstangenhülse ausgebildete Regelstange hindurchgeführt, wobei die federnde Verbindung zwischen Regelstangenhülse und Steuergehäuse über zwei Federn erfolgt, welche, ineinander und zum Steuergestänge koaxial angeordnet, sich einerseits an der Regelstangenhülse sowie dem Steuergestänge und andererseits an einem gemeinsamen Federteller abstützen, der in einer Bohrung der Regelstangenhülse verschiebbar gelagert ist und der sich zum einen Steuergestänge über einen Seegerring und Beilagscheiben abstützt und zum anderen mit einem Anschlag an der Regelstangenhülse zusammenwirkt. Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß es bei ihr im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand unmöglich ist, die Pumpdüse zwanglos lösen und ausbauen zu können.
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Schließlich ist es bei Kraftstoffeinspritzvorrichtungen für Dieselmotoren bereits bekannt, die Einspritzdüse und die Einspritzpumpe baueinheitlich zu einer Pumpdüse zu verbinden (US-PS 31 79 053). Im übrigen ist jedoch bei dieser bekannten Ausführung die Regelstange unmittelbar mit einem Betätigungshebel gelenkig verbunden, so daß diese Vorrichtung demnach einer grundsätzlich anderen Gattung als der Erfindungsgegenstand angehört.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung tragen die über die Regelstangenhülse vorstehenden Enden der Bolzen, mit einem Gewindeabschnitt versehen, jeweils eine aufgeschraubte Hutmutter, die, als äußere Anschläge dienend, mit ihren einwärts liegenden Anschlagflächen mit den von den Endflächen der Regelstangenhülse gebildeten Anschlagflächen zusammenwirken und deren außenliegenden Stirnflächen als Anlageflächen für das Steuergestänge dienen. Dadurch ist eine einfache und genaue Justierung der Anschläge für den Freihub und der die Fördermenge der einzelnen Pumpdüsen bei einer gegebenen Stellung der Regelstangenhülse bestimmenden Angriffspunkte der Reglerkraft möglich.
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Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die von den inneren und äußeren Anschlägen begrenzten axialen Verstellbereiche für die beiden Bolzen in den beiden Bewegungsrichtungen der Regelstangenhülse unterschiedlich groß sind. Damit wird die Stillsetzung des gesamten Reglergestänges zumindest bei einer Absenkung der Fördermenge, wie sie zum Abstellen der Brennkraftmaschine erforderlich ist, vermieden, was ein sicheres Abstellen jederzeit ermöglicht.
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Bei einer zweckmäßigen weiteren Ausbildung der Erfindung, bei der die Einzelkraftstoffeinspritzvorrichtung mit nur einer Öffnung in der Wand der Regelstangenhülse versehen ist, sind an den inneren Anschlägen die Anlageflächen für die als Vorspannfeder dienende Schraubendruckfeder unter einem von 90° abweichenden Winkel zur Achse der Regelstangenhülse derart angeordnet sind, daß der mittlere Abschnitt der hierdurch bogenförmig gekrümmten Vorspannfeder an demjenigen Bereich der Längsbohrung in der Regelstangenhülse anliegt, der der Öffnung diametral gegenüberliegt. Durch diese Merkmale wird vermieden, daß die Feder aus der Öffnung vorragt und dadurch die Reibung zwischen der Regelstangenhülse und der Führungsbohrung in der Pumpdüse erhöht.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die über die Endabschnitte der Regelstangenhülse vorstehenden Enden der Bolzen, mit einem Gewindeabschnitt versehen, jeweils einen aufgeschraubten Ring als äußeren Anschlag und an ihrem äußeren Ende jeweils ein aufgeschraubtes, mit dem Steuergestänge zusammenwirkendes Einstellelement tragen, wobei letzteres und der jeweilige, als Ring ausgebildete äußere Anschlag unabhängig voneinander einstellbar sind. Durch diese Lösung, bei der die beiden Funktionen des Anschlages zur Begrenzung des Freihubes und des Anschlages zur Bestimmung des Angriffspunktes der Reglerkraft auf zwei Elemente aufgeteilt sind, ist es möglich, die Einstellung insofern zu vereinfachen, als eine Anpassung der Länge des Anschlages, wie sie bei einem einzigen Einstellelement pro Bolzen erforderlich ist, hier nicht mehr nötig ist. Bei dieser Ausführungsform ist es schließlich noch von Vorteil, wenn die äußeren Anschläge und/oder die Einstellelemente gegen Verdrehen auf den Gewindeabschnitten der Bolzen beispielsweise durch Verkleben gesichert sind.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläuert. Es zeigt
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Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgeführte Pumpdüse,
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Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt in Höhe der Regelstangenhülse entlang der Linie II-II in Fig. 1,
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Fig. 3 einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel nach der Erfindung und
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Fig. 4 einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung.
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Im Gehäuse 1 der Pumpdüse befindet sich gemäß den Fig. 1 und 2 ein Pumpenzylinder 2, welcher einen Pumpenkolben 3 in axialer Richtung führt und welcher in nicht dargestellter Weise über Steueröffnungen mit Steuerkanten am Pumpenkolben zusammenwirkt. Der Pumpenkolben 3 ist mittels einer Regelhülse 4, welche in nicht dargestellter Weise mit dem Pumpenkolben drehverbunden ist, gegenüber dem Pumpenzylinder 2 verdrehbar, wodurch aufgrund der üblichen Schräglage der Steuerkante am Pumpenkolben die jeweilige Öffnungszeit der Steuerbohrungen und damit die geförderte Kraftstoffmenge verändert wird.
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Die Regelhülse 4 ist mit einer Verzahnung 5 versehen, welche mit einer entsprechenden Gegenverzahnung 6 an der Regelstangenhülse 7 zusammenwirkt und auf diese Weise eine geradlinige Bewegung der Regelstangenhülse 7 in eine Verdrehung der Regelhülse 4 und damit des Pumpenkolbens 3 umsetzt.
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Die Regelstangenhülse 7 ist in einer Führungsbohrung 8 des Gehäuses 1 in Längsrichtung geführt und weist eine durchgehende Längsbohrung 9 auf, welche durch eine seitliche Öffnung 10 an der der Gegenverzahnung 6 gegenüberliegenden Seite zur Führungsbohrung 8 hin offen ist.
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Durch die seitliche Öffnung 10 sind zwei Bolzen 11 in die Längsbohrung 9 eingebracht, welche an einem Ende einen inneren Anschlag 12 und an ihrem anderen Ende 13 einen Gewindeabschnitt 14 aufweisen. Am Gewindeabschnitt 14 ist jeweils ein äußerer Anschlag 15 aufgeschraubt, welcher in seiner Länge an Einbautoleranzen angepaßt ist und dessen einwärts liegende Stirnfläche als Anschlagfläche 16 gegenüber der Regelstangenhülse 7 dient. Die außenliegende Stirnfläche 17 ist zur Übernahme der Verstellkraft vom nicht dargestellten, mit dem Drehzahlregler in Verbindung stehenden Reglergestänge bestimmt.
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Zwischen den beiden Bolzen 11 ist eine Vorspannfeder 18 in der Längsbohrung 9 angeordnet, welche an den inneren Anschlägen 12 an gegenüber der Bohrungsachse schräg angeordneten Anlageflächen 19 anliegt und dadurch so gekrümmt wird, daß sie an der der Öffnung 10 gegenüberliegenden Seite der Längsbohrung 9 an dieser anliegt. Damit wird eine Berührung zwischen der Vorspannfeder 18 und der Führungsbohrung 8, welche eine Erhöhung der Reibung und damit die Notwendigkeit einer Erhöhung der Verstellkraft mit sich bringen würde, mit Sicherheit vermieden.
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Die von der Vorspannfeder 18 auf die beiden Bolzen 11 bzw. auf die an von der Öffnung 10 gebildeten Anschlagflächen 20 anliegenden inneren Anschläge 12 ausgeübte Vorspannkraft ist so bemessen, daß sie einerseits größer ist als die zur Verdrehung der Regelhülse 4 bzw. des Pumpenkolbens 3 außerhalb des eigentlichen Einspritzvorganges erforderliche Kraft, anderseits jedoch kleiner ist als diese Kraft während des Einspritzvorganges. Da außerhalb des eigentlichen Einspritzvorganges kein nennenswerter Druck vom Pumpenkolben 3 bzw. seinem Fuß auf den nicht dargestellten Antrieb ausgeübt wird, sind der Pumpenkolben und somit auch die Regelhülse und die Regelstange während dieser Zeit relativ frei beweglich und über die mit den Anschlägen 12 auf den Anschlagflächen 20 aufliegenden Bolzen 11 auch unmittelbar mit der Bewegung des nicht dargestellten Reglergehäuses gekoppelt. Kommt es jedoch, aufgrund des während des Einspritzvorganges erhöhten Druckes des Pumpenkolbens auf seinen Antrieb, zu einem Stillsetzen der Drehbewegung des Pumpenkolbens und damit auch zu einem Stillsetzen der Bewegung der Regelstangenhülse 7, so hebt sich der jeweilige, weiterhin vom Reglergestänge mit der Verstellkraft beaufschlagte Bolzen 11 mit seinem Anschlag 12 von der Anschlagfläche 20 ab und drückt die Vorspannfeder 18weiter zusammen. Die auf diese Weise gespeicherte Reglerkraft wird nach Beendigung des Einspritzvorganges, also wenn der Pumpenkolben 3 und damit die Regelstangenhülse 7 wieder freigegeben wird, wieder an die Regelstange abgegeben.
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Es wird auf diese Weise also erreicht, daß bei einem Stillsitzen der Drehbewegung eines Pumpenkolbens 3 vom Reglergestänge lediglich zusätzlich die zur Spannung der Vorspannfeder 18 erforderliche Kraft aufzubringen ist, es jedoch nicht zu einem Stillsitzen der Bewegung des gesamten Reglergestänges kommen kann. Damit kann der eigentliche Drehzahlregler ein entsprechend kleines Arbeitsvermögen aufweisen, ohne die Betriebssicherheit der Brennkraftmaschine herabzusetzen.
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Die Anschlagflächen 16 an den äußeren Anschlägen 15 begrenzen die Freihübe 21 und 22 der Bolzen 11 gegenüber der Regelstangenhülse 7, wobei diese Freihübe auch in beiden Bewegungsrichtungen der Regelstangenhülse verschieden groß sein können.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 entspricht im wesentlichen dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten. Die Regelstangenhülse 23 weist hier zwei Öffnungen 24 und 25 auf, durch welche bei der Montage der Vorrichtung die beiden auf den Bolzen 26 sitzenden Hülsen 27 in das Innere der Längsbohrung 9 eingebracht werden können. Die Hülsen 27 sitzen lose auf Aufnahmezapfen 28 der Bolzen 26 und weisen Anschläge 27&min; auf, welche von der Vorspannfeder 29 gegen von den Öffnungen 24 und 25 gebildete Anschlagflächen 30 gedrückt werden. Die Enden der Vorspannfeder 29 sitzen fest auf den Aufnahmezapfen 28, so daß die Bolzen 26 bei der Montage der Pumpdüse nicht aus der Längsbohrung 9 fallen können.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 tragen die aus der Bohrung 9 der Regelstangenhülse herausragenden Enden 13 der Bolzen 11 gleichfalls Gewindeabschnitte 14. Auf diese sind jedoch, im Gegensatz zu den Ausführungen nach den Fig. 1 bis 3, je zwei Elemente aufgeschraubt, nämlich ein äußerer Anschlag 14&min; der auf der Regelstangenhülse 7 zugewendeten Seite die Anschlagfläche 16 trägt, und ein Einstellelement 15&min;, das mit seiner Stirnfläche 17 zur Übertragung der vom Reglergestänge herrührenden Verstellkraft auf die Regelstangenhülse dient. Auf jedem Gewindeabschnitt 14 sind ein Anschlag 14&min; und ein Einstellelement 15&min; unabhängig voneinander einzustellen. Anschlag 14&min; und Einstellelement 15&min; können in der eingestellten Lage, z. B. durch Verkleben mit dem Gewindeabschnitt 14, gegen Verdrehen gesichert werden, so daß eine selbsttätige Verstellung dieser Teile während des Betriebes ausgeschlossen ist.
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Die Wirkungsweise des in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispieles ist die gleiche wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2.