DE4225350C2 - Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brenn­ kraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei einer durch die DE 26 51 586 B1 bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art wird in einer Zylinderbohrung einer in ein Pumpengehäuse einge­ setzten Zylinderbüchse ein Pumpenkolben von einem Nockenantrieb axial hin- und herbewegt. Der Pumpenkolben begrenzt mit seiner dem Nockenantrieb abgewandten Stirnseite einen Pumpenarbeitsraum, der über zwei Steueröffnungen mit Kraftstoff versorgt wird und der über eine Druckleitung mit einer Einspritzstelle verbunden ist. Dabei ist in die Druckleitung ein Gleichdruckventil eingesetzt, dessen Ventil­ körper auf der an den Pumpenarbeitsraum grenzenden Seite an der Stirnseite der Zylinderbohrung der Zylinderbüchse anliegt und dessen dem Pumpenarbeitsraum abgewandte Stirnseite an ein Anschlußteil grenzt, das über einen am Pumpengehäuse verspannten Flansch in Anla­ ge am Druckventil gehalten wird und das auf der dem Druckventil ab­ gewandten Seite ein Außengewinde aufweist, auf das die Einspritzlei­ tung aufgeschraubt wird. Dabei tritt bei der bekannten Kraftstoff­ einspritzpumpe der Nachteil auf, daß bei hohen Einspritzdrücken die Abdichtung zwischen Druckventil und Zylinderbüchse sowie zwi­ schen Druckventil und Anschlußteil nicht mehr ausreichend gewähr­ leistet ist. Diese Abdichtprobleme am Druckventil verstärken sich zudem dann, wenn die Verschiedenheit der radialen Dehnungen der zu dichtenden Teile groß ist und dadurch ein Verschleiß an den Dicht­ flächen auftritt. Diese Dehnungsunterschiede können dabei druck- oder temperaturbedingt sein und treten vor allem im Bereich der Zylinderbohrung und der Anlagefläche am Anschlußteil auf. Die bei der bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dargestellte Abdichtung zwischen dem Druckventil und der Zylinderbüchse bzw. dem Anschluß­ teil reicht somit nicht aus, um auch bei hohen Einspritzdrücken eine sichere Abdichtung zu gewährleisten.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß auch bei hohen Einspritzdrücken im Pumpenarbeitsraum und dem daran anschließenden Druckkanal eine sichere Abdichtung im Bereich des Druckventils gewährleistet ist. Dies kann dabei in vorteilhafter Weise gemäß Anspruch 1 dadurch erreicht werden, daß der das Druck­ ventil, das als Gleichdruckventil ausgebildet ist, aufnehmende Ven­ tilkörper an seinen axialen Enden kurze freistehende Rohrstücke auf­ weist, deren Stirnseiten als Dichtflächen ausgebildet sind. Die Dichtflächen der Rohrstücke liegen dichtend an den mit diesen zusam­ menwirkenden Stirnseiten der Zylinderbüchse bzw. des Anschlußteiles an, wobei in vorteilhafter Weise alle als Dichtflächen dienenden Oberflächen plangeschliffen sind. Um diesen Planschliff fertigungs­ technisch einfach herstellen zu können, sind sämtliche axialen Dichtflächen so ausgelegt, daß keine mit diesen fest verbundene Tei­ le über das Niveau der Dichtflächen hinausragen.

Da die radiale Ausdehnung der Bauteile und das damit verbundene schädliche Verschieben der Dichtflächen gegeneinander hauptsächlich von deren Dimensionierung und hier hauptsächlich vom Durchmesser und der Wandstärke der jeweiligen vom Druckmittel durchströmten Innen­ bohrung abhängig ist, wird das Rohrstück an dem Bauteil angeordnet, an dem die radiale Ausdehnung geringer ist, um über die Dimensionie­ rung des Rohrstückes und der diesen eigenen Querbeweglichkeit die radiale Ausdehnung der Bauteile einander anzupassen und somit das schädliche Verschieben der beiden korrespondierenden Dichtflächen gegeneinander zu vermeiden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist an der Dichtfläche zwischen Zylinderbüchse und Ventilkörper aufgrund des größeren Innendurchmessers der Zylinderbüchse und deren Wand­ stärkendimensionierung die Ausdehnung an dieser größer, so daß das Rohrstück am Ventilkörper angeordnet ist. An der anderen, dem An­ schlußteil zugewandten Stirnseite des Ventilkörpers ist durch die gegenüber dem Ventilkörper im Durchmesser verringerte Innenbohrung im Anschlußteil die Ausdehnung im Ventilkörper größer, so daß in vorteilhafter Weise gemäß Anspruch 2 hier das Rohrstück an der dem Ventilglied zugewandten Seite des Anschlußteils angeordnet ist.

Das das Druckventil auf die Zylinderbüchse pressende Anschlußteil ist in vorteilhafter Weise über einen Flansch mit dem Pumpengehäuse verspannt, wobei dieser Flansch auf der an dem Anschlußteil anlie­ genden Seite kugelkalottenförmig ausgeführt ist, so daß auch bei Dehnungen bzw. Verschiebungen ein gleichmäßiges Anpressen des An­ schlußteils gewährleistet ist. Zur Unterstützung dieses gleichmäßi­ gen Anpressens des Anschlußteils über den Flansch, ist auch die Schraubverbindung, die den Flansch mit dem Pumpengehäuse verspannt, mit einem Konus ausgeführt, so daß ein Verkanten der Zuganker bzw. der Festspannmutter während des Verspannens vermieden werden kann. Zur weiteren Unterstützung eines gleichmäßigen Verspannens über den Flansch ist das Pumpengehäuse so weit in Richtung Anschlußteil gezogen, daß seine an den Flansch angrenzende Stirnseite über die Dichtfläche zwischen Anschlußteil und Druckventil hinausragt, wobei dadurch zudem das Anschlußteil und der Ventilkörper in einem zylin­ drischen Teil des Pumpengehäuses dicht geführt sind.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprü­ chen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt einen Schnitt durch den erfindungs­ wesentlichen Teil einer Kraftstoffeinspritzpumpe, bei der die Ab­ dichtung zwischen dem Ventilkörper des Druckventils und der Zylin­ derbüchse bzw. des Anschlußteils über axiale Dichtflächen erfolgt, die sich auf den Stirnseiten von Rohransätzen an den axialen Enden des Ventilkörpers bzw. des Anschlußteils befinden.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Bei dem in der Figur nur in seinem erfindungswesentlichen Bereich dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoff­ einspritzpumpe ist in ein Pumpengehäuse 1 eine Zylinderbüchse 3 mit einer Zylinderbohrung 5 eingesetzt, in der ein Pumpenkolben 7 axial geführt ist. Dieser Pumpenkolben 7, der von einem nicht dargestell­ ten Nockenantrieb hin- und herbewegt wird, begrenzt mit seiner dem Nockenantrieb abgewandten Stirnseite 9 einen Pumpenarbeitsraum 11 in der Zylinderbohrung 5, an den sich eine Druckleitung 13 anschließt. Diese Druckleitung 13 wird aus einem an den Pumpenarbeitsraum 11 grenzenden Druckventil, das als Gleichdruckventil 15 ausgeführt ist, einem daran anschließenden Anschlußteil 17 und einer auf das An­ schlußteil 17 über ein Gewinde 18 aufgeschraubte Einspritzleitung 19, die in ein in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragendes Einspritzventil 21 mündet, gebildet. Der Pumpenkolben 7 weist zwei Steuerausnehmungen 23 auf, die mit der Mantelfläche des Pumpenkolbens 7 zwei schräge Steuerkanten bilden und über eine Längsnut 29 mit dem Pumpenarbeitsraum 11 verbunden sind. Dabei ist eine erste Steuerkante 25 der Stirnfläche 9 weiter entfernt als eine zweite Steuerkante 27. Zur Versorgung des Pumpenarbeitsraumes 11 mit Kraftstoff und zur Druckentlastung am Ende des Förderhubs sind zwei radiale Steueröffnungen in der Zylinderbüchse 3 angeordnet, die zu­ einander axial versetzt sind und von denen eine erste Steueröffnung 31, die mit der ersten Steuerkante 25 am Pumpenkolben 7 zusammen­ wirkt dem Gleichdruckventil 15 weiter entfernt ist als eine zweite Steueröffnung 33 die mit der zweiten Steuerkante 27 zusammenwirkt. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß die zweite Steueröffnung 33 beim Zusteuern der Steueröffnungen durch den Pumpenkolben 7 als letzte verschlossen und beim Aufsteuern durch die Steuerausnehmungen als erste aufgesteuert wird. Dabei ist zur Verringerung von Kavita­ tionsschäden ein Druckventil 37 in der Steueröffnung 33 angeordnet. Das zwischen dem Pumpenarbeitsraum 11 und dem Anschlußteil 17 ange­ ordnete Gleichdruckventil 15 besteht aus einem Ventilkörper 39 und zwei parallel zueinander angeordneten, in entgegengesetzter Richtung öffnenden Rückschlagventilen, von denen ein erstes in Richtung Ein­ spritzleitung 19 öffnendes Rückschlagventil 43 in einer einen Teil der Druckleitung 13 bildenden parallel zur Pumpenkolbenachse verlau­ fenden Stufenbohrung 41 im Ventilkörper 39 angeordnet ist und ein zweites in entgegengesetzter Richtung öffnendes Rückschlagventil 45, welches wie das erste eine federbelastete Kugel als Ventil­ schließglied aufweist, sich in einer von der Stufenbohrung 41 ab­ zweigenden Bypassleitung 47, die in den Pumpenarbeitsraum 11 mündet, befindet. Die das zweite Rückschlagventil 45 aufnehmende Bypassleitung 47 be­ steht aus einer von einem flanschartigen Teil 88 am Außenumfang des Ventilkörpers 39 ausgehenden und dort von einem Schließteil 84 ver­ schlossenen, gestuften und in die Stufenbohrung 41 des ersten Ventiles 43 stromabwärts mündenden radialen Bohrung 86, in der das zweite Rückschlagventil 45 angeordnet ist und die stromaufwärts des zweiten Rückschlagventils 45 mit dem Pumpenarbeitsraum 11 verbunden ist, wobei das zweite Rückschlagventil 45 gegen die Kraft einer sich am Schließteil 84 ab­ stützenden Ventilfeder 49 in Richtung Pumpenarbeitsraum 11 öffnet. Dabei sind über die Federvorspannung der Ventilfedern 49 der Rück­ schlagventile 43, 45 jeweils deren Öffnungsdrücke einstellbar, wobei das erste Rückschlagventil 43 den Öffnungsdruck zum Einspritzventil 21 und das zweite Rückschlagventil 45 den verbleibenden Restdruck in der Druckleitung 13 bestimmt. Eine weitere mögliche Ausführungsvariante des Gleichdruckventils 15 wäre hier die bekannte Form des Gleich­ druckventils mit einem Ventilkörper, der einen konischen Ventilsitz aufweist, an dem ein Ventilschließglied durch eine Ventilfeder in Anlage gehalten wird, in dem sich ein in entgegengesetzt zur Öff­ nungsrichtung des Ventilschließgliedes öffnendes Druckventil befin­ det.

Die Abdichtung des Ventilkörpers 39 gegenüber der Zylinderbüchse 3 erfolgt über eine axial gerichtete Dichtfläche 72, die an der Stirn­ seite eines kurzen Rohrstückes 70 angeordnet ist, das stirnseitig zur Zylinderbüchse 3 hin am Ventilkörper 39 absteht und auf einen Stutzen 73 gleichgroßer Stirnfläche an der Stirnseite der Zylinder­ büchse 3 aufsetzt.

Der Stutzen 73 an der Zylinderbüchse 3 ist dabei lediglich für die Bearbeitung einer begrenzten Dichtfläche angeformt, wogegen das Rohrstück 70 am Ventilkörper 39 eine genau festgelegte Länge, Wand­ stärke und Durchmesserdimensionierung aufweist. Auf der anderen, dem Anschlußteil 17 zugewandten Seite des Ventilkörpers 39 erfolgt die Abdichtung ebenfalls über axial gerichtete Dichtflächen 72', wobei hier das Anschlußteil 17 einen axialen Rohransatz 69 aufweist, an dessen Stirnseite der Ventilkörper 39 zur Anlage kommt. Auch hier erfolgt die Dimensionierung des Rohransatzes 69 in Abhängigkeit vom Dehnungsverhalten der korrespondierenden Dichtfläche um ein Ver­ schieben der Dichtflächen zueinander zu unterbinden.

Um das für ein sicheres Abdichten über die axialen Dichtflächen 72 und 72' nötige gleichmäßige Verspannen des Anschlußteils 17 zu gewährlei­ sten, ist ein Ringflansch 74 auf das Anschlußteil 17 aufgesteckt, der auf dessen dem Gleichdruckventil 15 abgewandte Stirnseite 76 wirkt und über Zuganker 65 im Pumpengehäuse 1, das hier über die oberste Dichtfläche 72' zwischen Ventilkörper 39 und Anschlußteil 17 hinausragt, verspannt ist. Dabei sind die am Anschlußteil 17 anlie­ gende Stirnseite 78 des Ringflansches 74 und die Stirnseite 76 des Anschlußteils 17 kugelkalottenförmig ausgebildet, so daß eine gleichmäßige Kraftübertragung gewährleistet ist. Die den Ringflansch 74 im Pumpengehäuse 1 verspannenden Zuganker 65 weisen dabei zwi­ schen den Verspannmuttern 66 und dem Ringflansch 74 Unterlegscheiben 80 auf, deren an den Ringflansch 74 grenzende Stirnseiten 82 eben­ falls kugelkalottenförmig ausgebildet sind.

Für eine sichere axiale Führung und Abdichtung des Gleichdruckven­ tils 15 und des Anschlußteils 17 gegenüber dem Pumpengehäuse 1 ist dieses mit seiner an den Ringflansch 74 angrenzenden Stirnseite bis in Höhe der Mitte des Anschlußteils 17 gezogen, so daß der Ventilkörper 39 und der zylindrische Teil des Anschlußteils in dem zylindrischen Teil des Pumpengehäuses geführt sind.

Es ist mit der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzpumpe somit mög­ lich, auch bei hohen Einspritzdrücken ein relatives Verschieben der Dichtflächen 72 und 72' zueinander zu vermeiden und so ein sicheres Abdich­ ten im Bereich des Gleichdruckventils zu gewährleisten.

Claims (5)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem in ei­ ner Zylinderbohrung (5) einer in ein Pumpengehäuse (1) eingesetzten Zylinderbüchse (3) geführten Pumpenkolben (7), der von einem Nocken­ antrieb axial hin- und herbewegt wird und mit seiner dem Nockenan­ trieb abgewandten Stirnseite (9) einen Pumpenarbeitsraum (11) be­ grenzt und der über eine Druckleitung (13), in der ein Druckven­ til (15) angeordnet ist, mit einer Einspritzstelle verbunden ist, wo­ bei der Ventilkörper (39) des Druckventils (15) zwischen einem auf der dem Pumpenarbeitsraum (11) abgewandten Seite des Ventilkörpers (39) anliegenden An­ schlußteil (17) und der Stirnseite der Zylinderbüchse (3) einge­ spannt ist und vom Anschlußteil (17) eine in ein Einspritzventil (21) mündende Einspritzleitung (19) abführt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (39) zur Stirnseite der Zylinderbüchse (3) hin einen Stutzen (70) aufweist, dessen Stirnseite eine axiale Dichtflä­ che (72) bildet, mit der der Ventilkörper (39) dichtend an der an­ grenzenden Stirnseite der Zylinderbüchse (3) anliegt.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil (17) auf seiner dem Druckventil (15) zuge­ wandten Stirnseite einen rohrförmigen Stutzen (69) aufweist, mit dessen Stirnseite es dichtend an die Stirnseite eines entsprechenden rohrförmigen Stutzens am Ventilkörper (39) zur Anlage kommt.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einer kugelförmigen Stirnseite des Anschlußteils (17) eine kugelförmige Stirnseite (78) eines Ringflansches (74) zur Anlage kommt, der mit mehreren Zugankern (65) mit dem Pumpengehäuse (1) verspannt ist und dabei das Anschlußteil (17) und den Ventil­ körper (39) in Anlage an der Zylinderbüchse (3) gepreßt hält.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil (17) und der Ventilkörper (39) in einem zylin­ drischen Teil des Pumpengehäuses (1) geführt sind.

5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilkörper (39) ein erstes Ventil (43) angeordnet ist, das aus einem, in einen zur Achse des Pumpenkolbens (7) parallelen und von dem Pumpenarbeitsraum (11) ausgehenden, durch das Druckven­ til (15) gehenden Teil einer Stufenbohrung (41) eingesetzten feder­ belasteten Ventilglied besteht, dessen Sitz durch eine Durchmesser­ verringerung gebildet wird und das in Richtung Einspritzventil (21) öffnet, und daß im Ventilkörper (39) ein zweites Ventil (45) angeordnet ist, das in einer vom Außenumfang des Ventilkörpers (39) ausgehenden und dort von einem Schließteil (84) verschlossenen ge­ stuften, in die Stufenbohrung (41) stromabwärts des Ventilgliedes des ersten Ventils (43) mündenden Bohrung (86) geführt ist, die stromaufwärts des Ventilgliedes des zweiten Ventils (45) mit dem Pumpenarbeitsraum (11) verbünden ist, wobei das Ventilglied des zweiten Ventils (45) ebenfalls gegen die Kraft einer Ventilfeder (49) in Richtung Pumpenarbeitsraum (11) öffnet.