Titel

PUMPENAGGREGAT ZUM ZU FÜHREN VON KRAFTSTOFF, BEVORZUGT DI ESEL, ZU EIN EM VERBRENNUNGSMOTOR

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Pumpenaggregat zum Zuführen von Kraftstoff, bevorzugt Diesel, zu einem Verbrennungsmotor.

Im Besonderen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Pumpenaggregat des Typs, der einen Pumpenkörper, mindestens einen im Pumpenkörper ausgebildeten Zylinder, einen im Zylinder verschieblich angeordneten Kolben und eine Betätigungsvorrichtung, um den Kolben bei einem Ansaughub zum Ansaugen des Kraftstoffs in den Zylinder und bei einem Verdichtungshub zum Verdichten des im Zylinder enthaltenen Kraftstoffs zu bewegen, umfasst.

Das Pumpenaggregat umfasst ferner eine Saugleitung zum Ansaugen des Kraftstoffs in den Zylinder, ein Saugventil, das entlang der Saugleitung angebracht ist, um das Zuführen des Kraftstoffs in den Zylinder selektiv zu steuern, eine Druckleitung zum Drücken des Kraftstoffs zum Verbrennungsmotor und ein Druckventil, das entlang der Druckleitung angebracht ist, um das

Zuführen des Kraftstoffs zum Verbrennungsmotor selektiv zu steuern.

Die Druckleitung verläuft koaxial zu einer Längsachse des Zylinders, und in ihr ist verschieblich ein Verschlussteil des Druckventils angeordnet.

Das Verschlussteil des Druckventils ist somit axial dem Kolben zugewandt und ist zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung der Druckleitung beweglich. Das Verschlussteil weist einen im Wesentlichen kugelförmigen Kupplungsabschnitt auf, der so gestaltet ist, dass er sich fluiddicht mit einem im Wesentlichen kegelstumpfförmigen Kupplungsabschnitt der Druckleitung kuppelt, wenn sich das Verschlussteil in seiner Schließstellung befindet.

Die bekannten Pumpenaggregate des oben genannten Typs weisen einige Nachteile auf, die hauptsächlich darauf beruhen, dass der Kolben während seines Verdichtungshubs im Innern des Zylinders Druckwellen erzeugt, die zwischen dem Verschlussteil des Druckventils und dem Kolben parallel zur Längsachse des Zylinders mindestens während der Anfangsphase des

Verdichtungshubs des Kolbens, d. h. wenn das Druckventil noch geschlossen ist, abprallen.

Die Hin- und Herbewegung der Druckwellen zwischen dem Verschlussteil und dem Kolben bewirkt die Entstehung von Dampfblasen und deren Implosion an den Kupplungsabschnitten des Verschlussteils und der Druckleitung.

Das Implodieren der Dampfblasen führt durch Kavitation zum Verschleiß des Verschlussteils und der Druckleitung an den jeweiligen Kupplungsabschnitten und beeinträchtigt dadurch die einwandfreie fluiddichte Kupplung des

Verschlussteils mit der Druckleitung.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Pumpenaggregat zum Zuführen von

Kraftstoff, bevorzugt Diesel, zu einem Verbrennungsmotor auszuführen, das die oben beschriebenen Nachteile nicht aufweist und einfach und günstig in der Ausführung ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Pumpenaggregat zum Zuführen von Kraftstoff, bevorzugt Diesel, zu einem Verbrennungsmotor nach den beigefügten Ansprüchen ausgeführt.

Diese Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die eine nicht einschränkende Ausführungsform darstellen. In diesen zeigen: Figur 1 eine erste schematische Schnittansicht, mit zur Verdeutlichung weggelassenen Teilen, einer bevorzugten Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Pumpenaggregats;

Figur 2 eine zweite schematische Schnittansicht, mit zur Verdeutlichung weggelassenen Teilen, des Pumpenaggregats aus Figur 1;

Figur 3 eine schematische Schnittansicht eines Details des Pumpenaggregats aus den Figuren 1 und 2;

Figur 4 eine schematische Schnittansicht einer ersten Variante des Details aus Figur 3 und

Figur 5 eine schematische Schnittansicht einer zweiten Variante des Details aus Figur 3.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 wird mit 1 ein Pumpenaggregat zum Zuführen von Kraftstoff, bevorzugt Diesel, zu einem Verbrennungsmotor (nicht dargestellt) im Ganzen bezeichnet.

Das Pumpenaggregat 1 umfasst eine Kolbenpumpe 2 zum Zuführen des Kraftstoffs zu dem genannten Verbrennungsmotor (nicht dargestellt) und eine Vorförderpumpe 3, beispielsweise eine Zahnradpumpe, zum Zuführen des Kraftstoffs zu der Pumpe 2.

Das Pumpenaggregat 1 weist einen Pumpenkörper auf, der ein Gehäuse 4 umfasst, das mit einer zentralen Bohrung 5 versehen ist, die eine Längsachse 6 besitzt, und mit mindestens einer seitlichen Bohrung 7 (normalerweise einer Vielzahl von Bohrungen 7, die gleichmäßig um die Achse 6 verteilt sind), die eine Längsachse 8 besitzt, die quer zur Achse 6 verläuft und sich ausgehend von der Bohrung 5 radial nach außerhalb des Gehäuses 4 erstreckt. Jede Bohrung 7 wird von einem Kopfteil 9 verschlossen, das in Kontakt mit dem Gehäuse 4 angeordnet ist und eine Verlängerung 10 aufweist, die koaxial zur Achse 8 in die Bohrung 7 hineinragt.

Das Kopfteil 9 weist eine zentrale Bohrung 11 auf, die durch das Kopfteil 9 hindurch koaxial zur Achse 8 ausgebildet ist, und umfasst einen eingeengten Zwischenabschnitt 12, der zwischen zwei aufgeweiteten Abschnitten 13a, 13b angeordnet ist, wobei der Abschnitt 13a der Bohrung 5 zugewandt ist und einen Zylinder 14 der Kolbenpumpe 2 definiert.

Im Zylinder 14 ist verschieblich ein Kolben 15 angeordnet, der unter dem Schub einer Betätigungsvorrichtung 16 mit einer geradlinigen Hin- und Herbewegung beweglich ist, die einen Saughub zum Ansaugen des Kraftstoffs in den Zylinder 14 und einen Verdichtungshub zum Verdichten des im Zylinder 14 enthaltenen Kraftstoffs umfasst.

Die Vorrichtung 16 umfasst eine rohrförmige Hülse 17, die verschieblich in der Bohrung 7 koaxial zur Achse 8 angeordnet ist, sich um den Zylinder 14 herum erstreckt und einen ringförmigen Innenflansch 18 aufweist, der radial aus einer Innenfläche der Hülse 17 herausragt und diese Hülse 17 in zwei zylindrische Abschnitte 19, 20 teilt, wobei der Abschnitt 19 der Bohrung 5 zugewandt ist.

Die Vorrichtung 16 weist ferner einen Stößel 21 auf, der einen im Wesentlichen zylindrischen Kupplungsblock 22 umfasst, der durch Übermaß im Abschnitt 19 festgehalten ist, im Kontakt mit dem Flansch 18 angeordnet ist und eine

Stößelrolle 23 trägt.

Die Rolle 23 ragt vom Block 22 aus zur Bohrung 5 vor und ist drehbar mit dem Block 22 gekuppelt, um in Bezug auf diesen Block 22 um eine eigene

Längsachse 24 zu drehen, die im Wesentlichen senkrecht zur Achse 8 verläuft.

Der Flansch 18 trägt einen ringförmigen Teller 25, der sich um den Kolben 15 herum erstreckt, in den Abschnitt 20 der Hülse 17 koaxial zur Achse 8 eingesetzt ist und einen äußeren Umfangsrand, der axial dem Flansch 18 zugewandt ist, und einen inneren Umfangsrand, der axial einem Boden des Kolbens 15 zugewandt ist, aufweist.

Die Vorrichtung 16 umfasst ferner eine Druckfeder 26, die zwischen der

Verlängerung 10 und der Hülse 17 koaxial zur Achse 8 angebracht ist und zwischen dem Kopfteil 9 und dem Teller 25 sitzt, um den Teller 25 in Kontakt mit dem Flansch 18 zu bewegen und normalerweise zu halten und die Rolle 23 in Kontakt mit einem Nocken 27 zu bewegen und normalerweise zu halten, der an einer Außenfläche eines Zwischenabschnitts einer Antriebswelle 28 ausgebildet ist, die durch die Bohrung 5 hindurch angebracht ist, um in Bezug auf das Gehäuse 4 um die Achse 6 zu drehen.

Das Kopfteil 9 nimmt in seinem Innern ein Saugventil 29 zum Saugen des Kraftstoffs in den Zylinder 14 und ein Druckventil 30 zum Drücken des Kraftstoffs zum Verbrennungsmotor (nicht dargestellt) auf.

Das Ventil 29 ist in einer Saugleitung 31 angebracht, die eine senkrecht zur Achse 8 verlaufende Längsachse 32 aufweist, und umfasst einen zylindrischen Ventilkörper 33, der sich um die Achse 32 herum erstreckt und axial entlang der Leitung 31 durch einen Verschlussdeckel 34, der in die Leitung 31 geschraubt ist, festgehalten wird.

Das Ventil 29 umfasst ferner ein Verschlussteil 35, das durch den Ventilkörper 33 hindurch angebracht ist, um sich zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung des Ventils 29 zu bewegen. Das Verschlussteil 35 wird von einer Feder 36, die zwischen dem Ventilkörper 33 und einem ringförmigen, am

Verschlussteil 35 quer zur Achse 32 angebrachten Teller 37 sitzt, in seine Schließstellung bewegt und normalerweise dort gehalten.

Das Ventil 30 steuert das Zuführen des Kraftstoffs entlang einer Druckleitung, die durch das Kopfteil 9 hindurch durch die Abschnitte 12 und 13b definiert wird, und umfasst ein becherförmiges Verschlussteil 38, das verschieblich im Abschnitt 13b angeordnet ist und zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung des Ventils 30 beweglich ist. Das Verschlussteil 38 wird von einer Feder 39, die zwischen dem Verschluss 38 und einer im Abschnitt 13b angebrachten Anschlaghülse 40 sitzt, in seine Schließstellung bewegt und normalerweise dort gehalten.

Gemäß der Darstellung in Figur 3 sind die Abschnitte 12, 13b untereinander durch eine Schulter verbunden, die mit einem im Wesentlichen

kegelstumpfförmigen Kupplungsabschnitt 41 versehen ist, der so gestaltet ist, dass er sich fluiddicht mit einem im Wesentlichen kugelförmigen

Kupplungsabschnitt 42 des Verschlussteils 38 kuppelt.

Das Verschlussteil 38 wird axial durch eine freie Endfläche 43 begrenzt, die dem Kolben 15 zugewandt ist, und ist mit einer Kavität 44 versehen, die eine im Wesentlichen halbkugelige Form aufweist und sich nach außen hin an einem im Wesentlichen ebenen und senkrecht zur Achse 8 verlaufenden mittleren

Abschnitt 45 der Fläche 43 öffnet.

Die in Figur 4 dargestellte Variante unterscheidet sich von der Darstellung in Figur 3 nur dadurch, dass in ihr das Verschlussteil 38 entfernt wurde und durch ein Verschlussteil 46 ersetzt wurde, das eine Verlängerung 47 aufweist, die in den Abschnitt 12 hineinragt, und axial durch eine im Wesentlichen ebene und senkrecht zur Achse 8 verlaufende Endfläche 48 begrenzt wird.

Die Verlängerung 47 weist einen Querschnitt auf, der kleiner als der Querschnitt des Abschnitts 12 ist, und ist mit einer Kavität 49 versehen, die eine im

Wesentlichen zylindrische Form aufweist, koaxial zur Achse 8 verläuft und sich nach außen hin an der Fläche 48 öffnet.

Die Kavität 49 kommuniziert mit dem Abschnitt 12 über eine Vielzahl von radialen Bohrungen 50, die gleichmäßig um die Achse 8 herum verteilt sind und durch eine Seitenwand der Kavität 49 hindurch quer zur Achse 8 ausgebildet sind.

Die in Figur 5 dargestellte Variante unterscheidet sich von der Darstellung in Figur 3 nur dadurch, dass in ihr das Verschlussteil 38 entfernt wurde und durch ein Verschlussteil 51 ersetzt wurde, das axial durch eine freie Endfläche 52 begrenzt wird, die dem Kolben 15 zugewandt ist.

Das Verschlussteil 51 ist mit einer Kavität 53 versehen, die eine Ringform aufweist, sich um die Achse 8 herum erstreckt und sich nach außen hin an einem seitlichen, im Wesentlichen kugelförmigen Abschnitt 54 der Fläche 52 öffnet.

Im Betrieb erzeugt der Kolben 15 während seines Verdichtungshubs Druckwellen im Zylinder 14.

Mindestens während der Anfangsphase des Verdichtungshubs des Kolbens 15, d. h. wenn das Druckventil 30 noch geschlossen ist, prallen die Druckwellen zwischen den Verschlussteilen 38, 46, 51 und dem Kolben 15 mit einer Hin- und Herbewegung ab, die die Entstehung von Dampfblasen bewirkt.

Die Kavitäten 44, 49, 53 ermöglichen es, die Dampfblasen in ihrem Innern zu konzentrieren, verhindern, dass die Druckblasen die Kupplungsabschnitte 41, 42 erreichen, verhindern den Verschleiß durch Kavitation der Kupplungsabschnitte 41, 42 und garantieren dadurch die einwandfreie fluiddichte Kupplung der Verschlussteile 38, 46, 51 mit dem Kopfteil 9.