DE489505C - Piston pumps, especially fuel injection pumps for internal combustion engines - 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.Piston pumps, in particular fuel injection pumps for internal combustion engines The invention relates to a piston pump, which is very small, in particular for injecting Amounts of fuel to serve at each stroke in internal combustion engines. The pump according to the invention allows relatively large strokes, so that precise, controllable work is achieved.

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.For this purpose, according to the invention, a T-shaped tube is pierced Piston is provided which cooperates with a tappet controlled by a cam in such a way that that with every lifting. the latter those in the T-shaped piston channel and one Ring-shaped pump chamber located liquid promoted to the point of consumption is, while the plunger separates from the piston on the return stroke, so the suction can be done.

Zweckmäßig werden Kolben und Stößel durch verschieden starke Federn beeinflußt, so daß sich der Kolben mit geringerer Geschwindigkeit als der Stößel. zurückbewegt.The pistons and tappets are made useful by springs of different strengths influenced so that the piston moves at a slower speed than the plunger. moved back.

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.The inertia difference of the piston and the plunger and the difference the tensions of the springs can be dimensioned so that the pump chamber and the supply chamber are suddenly connected to each other, a sudden decrease in pressure in the pump room and as a result, a sudden cut in injection can be achieved. The distance between the piston and the tappet can be changed by changing the height of the piston can be changed so that the start of the injection can be moved forward or backward can.

Die Pumpe kann bei weiterlaufendem Antrieb einfach dadurch abgestellt werden, daß der Kolben durch Anheben außerhalb des Wirkungsbereiches des Stößels gebracht wird.The pump can simply be switched off if the drive continues to run that the piston by lifting outside the range of action of the plunger is brought.

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.The drawings show an embodiment of the subject matter of the invention in Fig. i in longitudinal section and in Fig-. z to 5 the different one working stroke corresponding positions of the piston and the plunger.

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.The piston 1 moving in a longitudinal bore of the pump body interacts with a tappet 4, which is lifted by a thumb S sitting on the control shaft. will. The piston I is stepped in a manner known per se and has a bore D which extends in the longitudinal direction and which goes into an upper bore that crosses the piston horizontally. The latter is provided in a tapered piston part, so that an annular space F results between this and the bore of the pump body corresponding to the thicker piston part. The fuel is fed in through a pipe G opposite the lower, stepped end of the piston and the fuel is discharged through a pipe H which opens into the pump body opposite the space F. The threaded piston I accommodates a spring J between a nut T and a hood X screwed onto the pump body R, which presses it downwards, but the downward stroke can not only be limited by nuts screwed onto the piston thread outside the hood X, but can also be regulated. A washer made of leather Q is expediently inserted between the latter and the hood. The plunger A is also influenced by a spring I (which is mounted in a socket U that can be screwed onto the plunger and is thus adjustable and is supported at its upper end against the pump body or its base plate Y. The plunger is supported by the stuffing box M and the piston through the stuffing box L in the pump body R sealed P, P 'are two drain plugs to fill before starting the engine. the screw P, blocking a channel O from whose diameter is large enough to the upper part of the chamber e, P2 represents a small screw for emptying chamber E and for discharging the water that is suspended in any fuel that is lighter than water. W is a movable ring for dismantling the piston downwards.

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.The mode of operation is as follows: If piston I and tappet A are at the end of the stroke, As indicated in Fig, r, as the thumb S continues to turn, the The plunger is lifted in the direction of the arrow f, but after a certain stroke has been covered, it strikes against the piston (Abt. z) and blocks its channel D, for what purpose the The piston expediently tapers off conically and the plunger has a corresponding conical pan B has. If the plunger continues to move upwards, the piston becomes taken away (section 3), whereby through the line H: a certain amount of liquid is pressed by the piston, which in a known manner by regulation the size of the thumb stroke can be regulated, for example by adjusting the length de & variable, cross-sectional thumb on its shaft by hand variable speed motors and a controller Motors rotating at the same speed.

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.As can be seen, the piston grows as the piston rises together I and the plunger A, the annular space E around the tapered piston end and around the having the same cross section. Plunger A so that the fuel from the supply line G into room E (Dept. 2 and 3). As a result of the speed of its movement and the resulting considerable inertia (rnv212) sets the piston its stroke movement continues to a small extent, while the plunger A, which is a smaller one Possesses inertia and is braked very quickly by a powerful spring I (bleeding and moves downward at a speed V.

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.The piston muzzle and the tappet socket arrive. therefore out of touch, not lingering, so that channel D, is released and fuel into the pump chamber is sucked by the very rapid downward movement of the plunger A at the beginning.

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.The almost instantaneous opening of channel D1 at the end of the printing period causes this pressure in line H to drop suddenly and instantaneously Stopping the injection. --Avoid - at the end of the same, the introduction of the relatively large, last drop injected under decreasing pressure in the engine.

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).The downward movement of the Süößels A in the direction f with a through the speed V controlled by the thumb S decreases after a certain time, until it finally stops completely (Fig. 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.The piston is initially moved independently by the spring J downwards with a velocity v, which gradually increases, and as soon as v + dv > V + rlV, - that is, as soon as the velocity of the piston is greater than that of the blast, it increases The volume of the chamber E gradually decreases, so that the liquid arriving from G is pressed.

Infolge der Trägheit der Flüssigkeit hat das Drücken der Flüssigkeit leine Druckerhöhung zur Folge, welche einer richtigen Pumpenfüllung förderlich ist.As a result of the inertia of the liquid, the liquid has been pushed This does not result in a pressure increase, which is conducive to correct pump filling.

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.At the end of the stroke, the piston I is through along a very short distance the very strong cushioning through the resilient or elastic washer Q, e.g. B. a washer "Trep" braked.

Der Abwärtshub des Kolbens entspricht der Füllperiode der Pumpe.The downward stroke of the piston corresponds to the filling period of the pump.

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.It should be noted that the synchronism of the piston and the tappet possibly very simply by unscrewing the hub X by one or more gears or can be created or canceled by lifting the piston I h.

Bilden sich Blasen. in der Kammer E, so werden sie durch die Schraube P1 abgelassen. Sie behindern nicht den Pumpenbetrieb.Bubbles form. in chamber E, they are through the screw P1 drained. They do not interfere with the operation of the pump.

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.As can be seen, the pump works without valves, yes, it does Use of the usual automatic which protects the spray line from overload Valve superfluous, as it does this protective work itself. Of the When the liquid is pressed, piston I suffers a buoyancy which corresponds to the downward pressure exerted in the annular space is directed. As a result of the chosen proportions, the resultant is up directed, but with normal running it is less than the pressure of spring J; increases but if the pressure in the pump rises abnormally, the piston lifts off the plunger; so that the channel Di is exposed. This gives an actual safety valve.

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.In engines with several cylinders, the possibility must be reckoned with that one or more cylinders will not be fed, for which reason a connection is switched on between the suction line and the pressure line that is the case with normal. Operation is prevented by a locking pin, while according to the invention it is sufficient for the same purpose to lift the piston I by turning the hood X so that it comes outside of the beer barrel of the plunger A.

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.It can be useful when moving from one fuel to another be able to change the timing of injection, which can be done by adjusting the nuts N can be done. It is therefore possible to delay the injection or to advance it allow.

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.To let out the air and fill the pump with fuel, the corresponding setting is made by hand, unlike other engines that have a small auxiliary pump provided for this purpose. In fact, it is sufficient to lift the piston through the hood X to release the channel D, whereupon the pointed screws are unscrewed so that. the liquid arriving from the container, which is not held up by any valve, fills the pump.

Die Vorrichtung kann auch zur Einführung von Wasser oder anderen Flüssigkeiten, gegebenenfalls unter Druck, in die Motoren dienen.The device can also be used to introduce water or other liquids, possibly under pressure, serve in the engines.

Die Erfindung läßt innerhalb ihres Bereiches mannigfaltige Abänderungen zu.The invention is susceptible to various modifications within its scope to.

Claims (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.PATENT CLAIMS: i. Piston pump, in particular fuel injection pump for internal combustion engines, with an annular pump chamber formed by a stepped piston, characterized in that a T-shaped fuel supply channel (D) is provided inside the piston, which with a channel part located transversely to the piston axis into the pump chamber (F) and with an axial channel part into a fuel supply space (E), namely opposite a tappet (A) controlled by a cam, which, like the piston, is spring-loaded and, when it is raised by the cam, strikes the piston end after having passed a dead stroke, while the mouth of the axial channel part closes off and at the same time lifts the piston, so that the liquid in the T-shaped channel and the annular pump chamber is conveyed to the point of consumption, while on the return stroke the plunger is removed from the piston, its return stroke is limited by a stop (N), detaches and the suction is permitted. z. Pump according to claim i, characterized in that a weaker spring (7) is provided for the piston than for the plunger (spring I ()) and the piston is braked vigorously at the end of the return stroke by a resilient washer (Q) or a similar device so that the piston moves back at a slower speed than the tappet and both parts separate from one another, releasing the mouth of the axial channel (D) On the other hand, the tensions of the springs (J, I () are so dimensioned that when the cam stops moving the tappet, the piston suddenly moves away from the tappet, so that the pump chamber and the supply chamber (E) are suddenly connected to one another, a sudden pressure reduction in the pump chamber . and as a result of which a sudden cut-off of the injection is achieved. q .. Pump according to claim i, characterized in that, that the methods are chosen such that the piston weight, the strength of its loading spring and the downward pressure exerted by the liquid on the annular surface of the stepped piston are less than the upward pressure exerted on the piston as soon as the required maximum delivery pressure is reached, so that the piston rises, separates from the tappet, exposes the opening of the fuel supply channel (D) and relieves the pump chamber. 5. Pump according to claim i, characterized in that the stop which the piston carries at its end protruding from the pump body is adjustable so that the distance between the piston and the tappet corresponding to the initial dead stroke of the tappet is changed and the beginning of the Injection can be moved forward or backward. 6. Pump according to claim i, characterized in that the pump offers. further running drive can be switched off and switched off by lifting the piston (I) outside of the area of the plunger (A) so that the channel (D) crossing the piston remains in the open position.