DE489505C - Kolbenpumpe, insbesondere Brennstoffeinspritzpumpe fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Kolbenpumpe, insbesondere Brennstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, die insbesondere zum Einspritzen sehr kleiner Brennstoffmengen bei jedem Hub in Brennkraftmaschinen dienen soll. Die Pumpe gemäß der Erfindung ermöglicht relativ große Hübe, so daß ein genaues, regelbares Arbeiten erzielt wird.
• Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung ein T-fönnig durchbohrter Kolben vorgesehen, der mit einem durch einen Nocken gesteuerten Stößel derart zusammenwirkt, daß bei jedem Anheben. des letzteren die in dem T-förmigen Kolbenkanal und einem ringförmigen Pumpenraurn befindliche Flüssigkeit zur Verbrauchsstelle gefördert wird, während beim Rückhub sich der Stößel vom Kolben trennt, so äaß die Ansaugung erfolgen kann.
• Zweckmäßig werden Kolben und Stößel durch verschieden starke Federn beeinflußt, so daß sich der Kolben mit geringerer Geschwindigkeit als der Stößel. zurückbewegt.
• Der Trägheitsuntersclfied des Kolbens und des Stößels und der Unterschied der Spannungen der Federn können so bemessen sein, daß der Pumpenraum und der Zufuhrraum unvermittelt untereinander verbunden werden, eine jähe Druckverminderung im Pumpenraum und als deren Folge ein plötzliches Einschneiden der Einspritzung erzielt werden. Der Abstand zwischen Kolben und Stößel kann durch Änderung der Höhenlage des Kolbens geändert werden, so daß der Beginn der Einspritzung vor- oder nachverlegt werden kann.
• Die Pumpe kann bei weiterlaufendem Antrieb einfach dadurch abgestellt werden, daß der Kolben durch Anheben außerhalb des Wirkungsbereiches des Stößels gebracht wird.
• Die Zeichnungen zeigen eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes in Abb. i im Längsschnitt und in Abb-. z bis 5 die verschiedenen einem Arbeitshub entsprechenden Stellungen des Kolbens und des Stößels.
• Der in einer Längsbohrung des Pumpenkörpers sich bewegende Kolben 1 wirkt mit einem Stößel ,4 zusammen, welcher von -einem auf der Steuerwelle sitzenden Daumen S gehobenw. wird. Der Kolben I ist in an sich bekannter Weise abgestuft und weist eine in der Längsrichtung sich erstreckende Bohrung D auf, welche in eine obere, den Kolben waagerecht durchquerende Bohrung üben geht. Die letztere ist in einem verjüngten Kolbenteil vorgesehen, so daß sich zwischen diesem und der dem dickeren Kolbenteil entsprechenden Bohrung des Pumpenkörpers ein ringförmiger Raum F ergibt. Die Brennstoffzuleitung erfolgt durch ein Rohr G gegenüber dem unteren, stufenförmig abgesetzten Kolbenende und die Brennstoffableitung durch ein Rohr H, welches gegenüber dem Raum F in den Pumpenkörper mündet. Der mit Gewinde versehene Kolben I nimmt zwischen einer Mutter T und einer auf den Pumpenkörper-R aufgeschraubten Haube X eine Feder J auf, die ihn nach unten drückt, wobei aber der Abwärtshub durch auf das Kolbengewinde außexhalb der Haube X aufgeschraubte Muttern nicht nur begrenzbar, sondern auch regelbar ist. Zweckmäßig wird zwischen letztere und die Haube eine Unterlagscheibe aus Leder Q eingeschaltet. Auch der Stößel A wird durch eine Feder I( beeinflußt, welche in einer auf den Stößel aufschraubbaren und dadurch einstellbaren Pfanne U lagert und sich gegen den Pumpenkörper bzw. dessen Grundplatte Y mit ihrem oberen. Ende abstützt. Der Stößel ist durch die Stopfbüchse M und der Kolben durch die Stopfbüchse L im Pumpenkörper R abgedichtet P, P' sind zwei Ablaßschrauben zur Füllung vor Anlassen des Motors. Die Schraube P, sperrt einen Kanal O ab, dessen Durchmesser groß genug ist, um mit dem oberen Teil der Kammer E in, jeder Kolbenlage zu kommunizieren. P2 stellt leine Schraube dar zur Entleerung der Kammer E und zur Ableitung des Wassers, das meinem etwa zur Verwendung gelangenden Brennstoff, der leichter als Wasser ist, suspendiert ist. W ist ein beweglicher Ring zur Demontage des Kolbens nach unten.
• Die Wirkungsweise ist wie folgt: Sind Kolben I und Stößel A am Hubende, wie in Abb, r angedeutet ist, so wird bei fortgesetzter Drehung des Daumens S der Stößel im Sinne des Pfeiles f gehoben, stößt nach Zurücklegung einer gewissen Hubstrecke gegen den Kolben (Abt. z) an und sperrt seinen Kanal D, ab, zu welchem Zweck der Kolben zweckmäßig konisch ausläuft und der Stößel eine entsprechende konische Pfanne B aufweist. Bei fortgesetzter Aufwärtsbewegung des Stößels wird also der Kolben mitgenommen (Abt. 3), wobei durch die Leitung H :eine gewisse Flüssigkeitsmenge durch den Kolben gedrückt wird, welche in an sich bekannter Weise durch Regelung der Größe des Daumenhubs geregelt werden kann, etwa durch Längsverstellung de& veränderliche ,Querschnittre aufweisenden Daumens auf seiner Welle von Hand bei mit veränderlicher Geschwindigkeit umlaufenden Motoren und durch einen Regler bei mit gleicher Geschwindigkeit umlaufenden Motoren.
• Wie ersichtlich, wächst bei denn gemeinsamen Aufstieg des Kolbens I und des Stößels A der ringförmige Raum E um das verjüngte Kolbenende und um den gleichen Querschnitt aufweisenden. Stößel A, so daß der Brennstoff aus der Zuleitung Gin den Raum E dringt (Abt. 2 und 3). Infolge der Schnelligkeit seiner Bewegung und der hierdurch begründeten beträchtlichen Trägheit (rnv212) setzt der Kolben seine Hubbewegung im geringen Maße fort, während der Stößel A, der eine geringere Trägheit besitzt und durch eine kräftige Feder I( bleeinflußt wird, sehr rasch gebremst wird und mit einer Geschwindigkeit V sich abwärts bewegt.
• Die Kolbenmündung und die Stößelpfanne gelangen. demnach außer Berührung, unverweilt, so daß der Kanal D, freigegeben wird und Brennstoff in die Pumpenkammer durch die zu Beginn sehr rasche Abwärtsbewegung des Stößels A gesaugt wird.
• Die so gut wie augenblickliche Öffnung des Kanals D1 am Ende der Druckperiode bewirkt ein plötzliches Sinken dies Drucks in der Leitung H und das augenblickliche Anhalten der Einspritzung. --Man vermeide- am Ende desselben die Einführung der verhältnismäßig großen, da unter sinkendem Druck eingespritzten, letzten Tropfen in den Motor.
• Die Abwärtsbewegung des Süößels A in der Richtung f mit einer durch den Daumen S geregelten Geschwindigkeit V vermindert sich nach einer gewissen Zeit, bis sie schließlich ganz aufhört (Abb. 5).
• Der Kolben wird durch die Feder J unabhängig zunächst mit einer Gesc'hwindjigkeit v abwärts bewegt, die allmählich wächst, und sobald v + dv > V +rlV,- d. h. sobald die Geschwindigkeit des Kolbens gröfier als die des StöM!s ist, nimmt das Volumen der Kammer E allmählich ab, so daß die von G anlangende Flüssigkeit gedrückt wird.
• Infolge der Trägheit der Flüssigkeit hat das Drücken der Flüssigkeit leine Druckerhöhung zur Folge, welche einer richtigen Pumpenfüllung förderlich ist.
• Am Hubende ist der Kolben I entlang einer sehr kurzen Strecke durch die sehr kräftige Abfederung durch die federnde bzw. elastische Unterlagsdheibe Q, z. B. eine Unterlagscheibe »Trep«, gebremst.
• Der Abwärtshub des Kolbens entspricht der Füllperiode der Pumpe.
• Zu bemerken ist, -daß der Synchronismus des Kolbens und des Stößels gegebenenfalls sehr einfach durch Abschrauben der Hube X um eine oder mehrere Gänge bzw. durch Heben des Kolbens I h erstellbar bzw. aufhebbar ist.
• Bilden sich Blasen. in der Kammer E, so werden sie durch die Schraube P1 abgelassen. Sie behindern nicht den Pumpenbetrieb.
• Die Pumpe arbeitet, wie ersichtlich, ohne Ventile, ja, sie macht die Verwendung des üblichen, die Spritzleitung vor überlastung schützenden selbsttätigen Ventils überflüssig, da sie selbst diese Schutzarbeit besorgt. Der Kolben I erleidet beim Drücken von der Flüssigkeit einen Auftrieb, welcher dem auf den ringförmigen Raum ausgeübten, nach abwärts gerichteten Druck entgegengesetzt gerichtet ist. Infolge der gewähltenVerhältnisse ist die Resultierende nach oben gerichtet, bei normalem Lauf ist sie aber kleiner als der Druck der Feder J; steigt aber der Druck in der Pumpe anormal an, so hebt sich der Kolben vom Stößel ab; so daß der Kanal Di freiliegt. Damit ist ein tatsächliches Sicherheitsventil gegeben.
• Bei Motoren mit mehreren Zylindern muß mit der Möglichkeit gerechnet werden, daß ein oder mehrere Zylinder nicht gespeist werden, zu welchem Behufe zwischen die Saugleitung und die Druckleitung eine Verbindung eingeschaltet wird, die beim normalen. Betrieb durch einen Sperrstift unterbunden wird, während gemäß der Erfindung es zu gleichem Zweck genügt, durch Drehen der Haube X den Kolben I zu heben, so daß er außerhalb des Bierseiches des Stößels A gelangt.
• Bei Übergang von einem Brennstoff zu einem anderen kann es zweckmäßig sein, den Zeitpunkt der Einspritzung zu ändern, was durch Einstellung der Muttern N erfolgen kann. Es ist also möglich, die Einspritzung zu verzögern oder sie voreilen zu lassen.
• Um die Luft auszulassen und die Pumpe mit Brennstoff zu füllen, erfolgt die entsprechende Einstellung von Hand, glegensätzlich zu anderen Motoren, bei denen zu diesem Zweck -eine kleine Hilfspumpe vorgesieh en ist. Es genügt nämlich, den Kolben durch die Haube X anzuheben, um den Kanal D freizugeben, worauf man die Spitzschrauben losschraubt, so daß. die durch kein Ventil aufgehaltene, vom Behälter anlangende Flüssigkeit die Pumpe füllt.
• Die Vorrichtung kann auch zur Einführung von Wasser oder anderen Flüssigkeiten, gegebenenfalls unter Druck, in die Motoren dienen.
• Die Erfindung läßt innerhalb ihres Bereiches mannigfaltige Abänderungen zu.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kolbenpumpe, insbesondere Brennstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, mit einem durch einen Stufenkolben gebildeten ringförmigen Pumpenraum, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Kolbens ein T-förmiger Brennstoffzufuhrkanal (D) vorgesehen ist, der mit einem quer zur Kolbenachse gelegenen Kanalteil in den Pumpenraum (F) und mit einem axialen Kanalteil in einen, Brennstoffzufuhrraum (E), und zwar gegenüber einem durch einen Nocken gesteuerten Stößel (A) mündet, welcher ebenso wie der Kolben, federbelastet ist und bei seinem Anheben durch den Nocken nach Durchlaufen einer toten Hubstrecke an das Kolbenende anschlägt, dabei die Mündung des axialen Kanalteiles absperrt und gleichzeitig den Kolben hebt, so daß die Flüssigkeit, die sich in dem T-förmigen Kanal und dem ringfö;rrnzgen Pumpenraum befindet, zur Verbrauchsstelle gefördert wird, während beim Rückhub sich der Stößel vom Kolben, dessen Rückhub durch einen Anschlag (N) begrenzt ist, ablöst und die Ansaugung gestattet. z. Pumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für den Kolben eine schwächere Feder (7) als für den Stößel (Feder I() vorgesehen ist und der Kolben am Rückhubende durch eine federnde Unterlagscheibe (Q) oder ähnliche Vorrichtung kräftig gebremst wird, so daß sich der Kolben mit geringerer Geschwindigkeit als der Stößel zurückbewegt und beide Teile sich unter Freigabe der Mündung des axialen Kanals (D) voneinander trennen. 3. Pumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägheitsunterschied des Kolbens und des Stößels einerseits und der Unterschied der Spannungen der Federn (J, I() andererseits so bemessen sind, daß beim Aufhören der Stößelverschiebung durch den Nocken sich der Kolben plötzlich vom Stößel entfernt, so daß der Pumpenraum und der Zufuhrraum (E) unvermittelt untereinander verbunden werden, eine jähe Druckverminderung im Pumpenraum. und als deren Folge ein plötzliches Abschneiden der Einspritzung erzielt wird. q.. Pumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, da.ß die VeTh,ältnisse derart gewählt sind, daß das Kolbengewicht, die Stärke seiner Belastungsfeder und der durch die Flüssigkeit auf die Ringfläche des Stufenkolbens ausgeübte, abwärts gerichtete Druck kleiner als der aufwärts gerichtete, auf den Kolben ausgeübteFlüssigkeitsdruc'k sind, sobald der erforderliche höchste Förderdruck erreicht ist, so daß der Kolben sich hebt, sich vom Stößel trennt, die Mündung des Brennstoffzufuhrkanals (D) freilegt und den Pumpenraum entlastet. 5. Pumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag, den der Kolben an seinem aus dem Pumpenkörper herausragenden Ende trägt, einstellbar ist, so daß der dem anfänglichen Tothub des Stößels entsprechende Abstand zwischen dem Kolben und dem Stößel geändert und der Beginn der Einspritzung vor- oder nachverlegt werden kann. 6. Pumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpte biet. weiterlaufendem Antrieb ausgeschaltet und abgestellt werden kann, dadurch, daß der Kolben (I) durch Anheben außerhalb des Bereiches des Stößels (A) gebracht wird, so daß der den Kolben durchquerende Kanal (D) in der Offenstellung verbleibt.