DE3339098C2 - Kraftstoffeinspritzpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe zum Ver­ sorgen einer Brennkraftmaschine mit flüssigem Kraftstoff gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine Kraftstoffpumpe dieser Art ist bereits aus der AT-PS 307 808 bekannt. Bei der bekannten Kraftstoffpumpe ist die Pum­ penbuchse, in der die Bohrung für den Pumpenstößel bzw. -kolben ausgebildet ist, mit einem Flansch versehen, welcher an einer Stufe anliegt, die durch einen internen Flansch des Pumpenge­ häuses gebildet wird. Da die Klemmkraft, welche zwischen dem Pumpengehäuse und der Pumpenbuchse wirksam ist, sehr hoch ist, wird auf diese Weise eine Metall/Metall-Dichtung zwischen der Pumpenbuchse und dem Gehäuse geschaffen. Auf der einen Seite dieser Dichtung befindet sich die Kraftstoffeinlaßkammer, wäh­ rend auf der anderen Seite der Dichtung ein kleiner Ringraum vorgesehen ist, durch den ein Kraftstoff/Schmieröl-Gemisch zu einem Auslaß abgeführt wird. Dabei wird die eine Seite des Ringraums durch die Metall/Metall-Dichtung abgedichtet, während auf der anderen Seite des Ringraums ein Dichtungselement vorge­ sehen ist, welches in eine Nut der Buchse eingelegt ist. Wenn nun diese üblicherweise wohl als elastomere Dichtung ausgelegte Dichtung bei der bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe versagen sollte, könnte folglich aufgrund der beschriebenen Konstruktion Kraftstoff in das Schmiersystem gelangen, was speziell bei der Verwendung von Schweröl als Kraftstoff zu erheblichen Problemen führen könnte. Das Schmieröl würde nämlich durch den Kraft­ stoff, insbesondere das Schweröl, regelrecht verschmutzt, wo­ durch seine Fähigkeit, für eine angemessene Schmierung zu sor­ gen, verringert würde, wobei außerdem die Gefahr eines Verstop­ fens von Schmierölkanälen durch das bei Umgebungstemperatur sehr zähflüssige, gegebenenfalls sogar feste Schweröl herbeige­ führt würde.

Ausgehend vom Stand der Technik und der vorstehend aufgezeigten Problematik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe dahingehend zu verbes­ sern, daß zuverlässig verhindert wird, daß Kraftstoff in den Schmierölkreislauf gelangt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Kraftstoffein­ spritzpumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Kraftstoff­ einspritzpumpe gemäß der Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung noch näher erläutert, deren einzige Figur einen Längsschnitt durch die erfindungs­ gemäße Kraftstoffeinspritzpumpe zeigt.

Im einzelnen zeigt die Zeichnung eine Kraftstoffpumpe mit einem hohlen Gehäuse 10, in dem eine Stufenbohrung 11 vorgesehen ist. In der Bohrung 11 ist ein Pumpen­ zylinder bzw. eine Pumpenbuchse 12 angeordnet, deren Mantelfläche mit Stufen versehen ist, wobei eine Stufe vorgesehen ist, welche gegen eine Stufe in der Bohrung 11 anlegbar ist. Die Pumpenbuchse 12 ist in dem Grund­ körper bzw. dem Gehäuse 10 dadurch gesichert, daß sie sich an einem geteilten Druckventilgehäuse 13 abstützt, welches durch ein Klemmelement 14 in seiner Lage gehalten wird, welches seinerseits mit Schrauben an dem Gehäuse 10 befestigt ist. Das Druckventilgehäuse 13 definiert einen Hochdruck-Kraftstoffauslaß 15 und nimmt eine Hochdruckventilanordnung 16 auf.

Die Pumpenbuchse 12 ist mit einer Bohrung 17 versehen, in der ein Pumpenstößel bzw. Pumpenkolben 18 gleitver­ schieblich angeordnet ist. Die Bohrung 17 und der Pum­ penkolben 18 definieren zusammen mit einem Teil des Ventilgehäuses 13 eine Pumpenkammer 19, mit der der Auslaß 15 über die Ventilanordnung 16 in Verbindung steht.

Die Pumpenbuchse 12 ist von einer Kraftstoffzuführ­ kammer 20 umgeben, welche vorzugsweise in dem Gehäuse 10 vorgesehen ist und im Betrieb mit einer Quelle ver­ bunden ist, aus der der Kraftstoff unter Druck zuge­ führt wird. Mit der Kammer 20 stehen zwei einander gegenüberliegende Einlässe 21, 22 in Verbindung, die auf der Innenseite der Bohrung 17 in einer solchen La­ ge münden, daß sie von dem Kolben 18 bei der Einwärts­ bewegung desselben verdeckt werden. Die Einlaßöffnung 21 dient dabei im wesentlichen als Füllöffnung, durch welche Kraftstoff aus der Kammer 20 in die Pumpenkammer 19 fließen kann, wenn die innere Öffnung von dem Kolben 18 freigegeben wird. Der Einlaß 22 dient in erster Li­ nie als Überströmöffnung, obwohl auch über diesen Ein­ laß Kraftstoff in die Pumpenkammer 19 eintreten kann. Der Pumpenkolben 18 ist mit einer wendelförmigen Steuerschulter versehen, welche die Überströmöffnung 22 freigeben kann, so daß die Kraftstoffmenge, welche während der Einwärtsbewegung des Pumpenkolbens 18 durch die Überströmöffnung abfließt, gesteuert werden kann.

Der Kolben 18 steht über das von dem Ventilgehäuse 13 abgewandte Ende der Bohrung 17 vor und steht dort in Kontakt mit einem Mitnehmer, dessen Hülsenteil 23 in der Zeichnung gezeigt ist und von einem erweiterten Teilstück der Bohrung 11 gleitverschieblich aufgenommen wird. Der Mitnehmer ist nach außen - in der Zeichnung nach unten - mittels einer Druckfeder 24 in Form einer Schraubenfeder vorgespannt. Der Mitnehmer besitzt einen Boden, welcher von dem Ende des Kolbens 18 erfaßt wird. Der Mitnehmer wird im Gebrauch entweder von einer Nocke oder von einem Stößel erfaßt, der seinerseits durch eine Nocke betätigt wird, wobei die Nocken von der zur Kraftstoffmaschine gehörigen Brennkraftmaschine betätigt werden, so daß der Kolben 18 von der Brennkraftmaschine zeitlich gesteuert betätigt wird.

Die Winkelstellung des Kolbens 18 (bezüglich seiner vertikalen Drehachse) wird durch eine Zahnstange 25 gesteuert, deren Zähne mit der Zahnung einer Buchse 26 kämmen, die bezüglich der Pumpenbuchse 12. drehbar ist und mit dem Kolben 18 über einen Vorsprung am Kolben in Verbindung steht, welcher im Gleitsitz von einem Schlitz in der Buchse 26 aufgenommen wird.

Die Kraftstoffpumpe arbeitet in üblicher Weise. Wenn der Kolben 18 nach innen bewegt wird und wenn die Ein­ lässe 21 und 22 dann von dem Kolben 18 verschlossen werden, dann steigt der Druck in der Pumpenkammer 19 an, bis das Hochdruckventil geöffnet wird und der Kraft­ stoff durch den Auslaß 15 zu einem Einspritzventil der zugehörigen Brennkraftmaschine fließt, und zwar so lange, bis die wendelförmige Steuerkante am Kolben 18 die Überströmöffnung 22 freigibt.

Von dem in der Pumpenkammer 19 unter Druck stehenden Kraftstoff tritt ein Leckstrom in den Arbeitsspalt aus, der zwischen dem Kolben 18 und der Wand der Bohrung 17 vorhanden ist. Dieser Leckstrom wird von einer ersten Ringnut 27 in der Wand der Bohrung 17 aufgenommen. Die Ringnut 27 steht über einen Kanal 28 unmittelbar mit der Kraftstoffeinlaßkammer 20 in Verbindung. Der größte Teil des Kraftstoffs, der als Leckstrom längs der Ar­ beitsspalts austritt, wird somit in der Ringnut 27 ge­ sammelt und zu der Kraftstoffeinlaßkammer 20 zurück­ geleitet.

Wenn die Pumpe zur Förderung von Schweröl oder der­ gleichen benutzt wird, welches gegebenenfalls erhitzt werden muß, ehe es mit der Pumpe gefördert werden kann, dann ist es erforderlich, den Kolben und die Bohrung zu schmieren. Dies geschieht mittels einer zweiten Ringnut 29, welche im Abstand von der ersten Ringnut 27 angeordnet und zwischen dieser und dem vom Ventil­ gehäuse 13 abgewandten Ende der Bohrung 17 vorgesehen ist. Die zweite Ringnut 29 ist mit einem Schmierölein­ laß 30 verbunden, der in dem Gehäuse 10 vorgesehen ist. Der Einlaß 30 ist im Betrieb mit dem Schmiersystem der Brennkraftmaschine verbunden, so daß das Schmieröl der Maschine für die erforderliche Schmierung zwischen dem Kolben 18 und der Wand der Bohrung 17 sorgt. Es hat sich gezeigt, daß trotz der Rückführung des Leckstroms über die erste Ringnut 27 ein gewisser Teil des Kraftstoffs zu der zweiten Ringnut 29 fließen und sich dort mit dem Schmieröl mischen kann. Dies kann beispielsweise bei einem kurzfristigen Anstieg des Kraftstoffdrucks in der Kraftstoffeinlaßkammer 20 eintreten, wenn Kraftstoff über die Überströmöffnung 22 abfließt, um die Kraft­ stoffeinspritzung zu beenden.

Um ein derartiges Mischen von Kraftstoff und Schmier­ öl zu verhindern, ist in der Wand der Bohrung 17 eine dritte Ringnut 31 vorgesehen, die zwischen der ersten Ringnut 27 und der zweiten Ringnut 29 liegt. Die dritte Ringnut 31 ist über einen Kanal 32 mit einem Auslaß 33 in dem Gehäuse 10 verbunden, wobei der Auslaß 33 im Be­ trieb mit einem Ablauf in Verbindung steht. Die in der Nut 31 gesammelte Flüssigkeit, welche zu dem Auslaß 33 fließt, ist eine Mischung aus Kraftstoff und Öl und wird in einem geeigneten Behälter gesammelt und in regelmäßigen Abständen weggeschüttet.

Bei der vorstehend angegebenen Lösung ergeben sich Probleme hinsichtlich der Abdichtung zwischen der Pumpenbuchse 12 und der Wand der Bohrung 11, so daß Schmieröl und verschmutztes Öl zwischen dem Einlaß 30 und dem Auslaß 33 fließen können.

Bei einer üblichen Kraftstoffpumpe würden die Stufen an der Pumpenbuchse 12 einerseits und der Wand der Bohrung 11 andererseits unmittelbar unter der Kraft­ stoffeinlaßkammer 20 angeordnet. Bei der erfindungs­ gemäßen Konstruktion dienen die genannten Stufen je­ doch der Schaffung einer ringförmigen Dichtung zwischen der Pumpenbuchse 12 und der Wand der Bohrung 11 in dem Bereich zwischen dem Einlaß 30 und dem Auslaß 33. Nor­ malerweise würde man an dieser Stelle eine Abdichtung mit Hilfe eines in einer Ringnut angeordneten elasto­ meren Dichtungselementes herbeiführen. Derartige Dich­ tungselemente sind nämlich bei niedrigen Temperaturen völlig befriedigend. Wenn jedoch mit der Pumpe erhitzter Kraftstoff gefördert werden soll, dann kann ziemlich schnell eine Verschlechterung der Dichtwirkung des Dichtungselementes eintreten. Bei einem Ausfall der Dichtung wäre es aber möglich, daß das Schmieröl mit Kraftstoff verschmutzt wird. Erfindungsgemäß werden daher die Stufen an der Pumpenbuchse 12 und an der Wand der Bohrung 11, die der axialen Positionierung der Buchse innerhalb des Gehäuses 10 dienen, zwischen dem Einlaß 30 und dem Auslaß 33 vorgesehen. Die Stoßstelle dieser beiden Stufen ist mit dem Bezugszeichen 34 be­ zeichnet. An der Stoßstelle 34 ergibt sich ein Metall/ Metall-Kontakt zwischen der Buchse 12 und dem Gehäuse 10, so daß über den Spalt zwischen den beiden Bauteilen kein Kraftstofffließen kann, wodurch eine Verschmutzung des Schmieröls verhindert wird. Unterhalb vom Schmieröl­ einlaß 30 ist ein elastomeres Dichtungselement 35 vor­ gesehen, welches so weit wie möglich verhindert, daß Schmieröl direkt in den Raum gelangt, in dem sich der Mitnehmer befindet. Außerdem ist zwischen dem Gehäuse 10 und der Buchse 12 in dem Bereich zwischen der Kraft­ stoffeinlaßkammer 20 und dem Auslaß 33 ein elastomeres Dichtungselement 36 vorgesehen, um dort eine Dichtung zu schaffen. Obwohl die Verwendung einer Dichtung an dieser Stelle nicht voll befriedigend ist, bewirkt die Dichtung zumindest eine Reduzierung eines Kraftstoff- Leckstroms zum Auslaß 33 auf ein Minimum. Außerdem tritt selbst bei einem Versagen der Dichtung noch keine Ver­ schmutzung des Schmieröls durch Kraftstoff ein.

Claims (1)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe zum Versorgen einer Brenn­ kraftmaschine mit flüssigem Kraftstoff, mit einem Pum­ pengehäuse mit einer Stufenbohrung, in der eine Pum­ penbuchse vorgesehen ist, mit einer zwischen der Pumpenbuchse und dem Pumpengehäuse vorgesehenen Kraftstoffeinlaßkammer, mit einem in einer axialen Mittelbohrung der Pumpenbuchse gleitverschieblich angeordneten Pumpenkolben mit einem in der Pumpenbuchse ausgebildeten, mit der Kraftstoffeinlaßkammer verbundenen Kraftstoffeinlaß, der in der Bohrung der Pumpenbuchse in einer solchen Lage mündet, daß er von dem einen Ende des Pumpenkolbens, dessen gegenüberliegendes Ende zur Betätigung durch eine Antriebsnocke oder dgl. über die Bohrung der Pumpenbuchse vorsteht, während eines Einspritzhubes des Pumpenkolbens verschließbar ist, mit einer in der Wand der Bohrung der Pumpenbuchse vorgesehenen, mit der Kraftstoffeinlaßkammer verbundenen ersten Ringnut zur Aufnahme eines Kraftstoffleckstroms aus dem Arbeitsspalt zwischen der Wand der Bohrung der Pumpenbuchse und dem Pumpenkolben, mit einer in axialem Abstand von der ersten Ringnut und zwischen dieser und dem vom Kraftstoffeinlaß abgewandten Ende der Pumpenbuchse im Inneren derselben vorgesehenen zweiten Ringnut, die über Schmierölkanalelemente mit einem in dem Pumpengehäuse vorgesehenen Schmieröleinlaß verbunden ist, dem im Betrieb zur Schmierung des Kolbens in der Bohrung der Pumpenbuchse unter Druck stehendes Schmieröl aus einer Schmierölquelle zuführbar ist, und einer in der Wand der Bohrung der Pumpenbuchse zwischen der ersten Ringnut und der zweiten Ringnut ausgebildeten dritten Ringnut, welche über einen Kanalabschnitt mit einem Auslaß verbunden ist, der mit einem Ablauf in Verbindung steht, und mit einem zwischen der Außenwand der Pumpenbuchse und der Innenwand der Bohrung des Pumpengehäuses vorgesehenen Dichtring, dadurch gekennzeichnet, daß an der Pumpenbuchse (12) einerseits und an der Wand der Bohrung (11) des Pumpengehäuses (10) andererseits zusammenwirkende Stufen (Stoßstelle 34) vorgesehen sind, die zwischen dem Schmieröleinlaß (30) und dem mit der dritten Ringnut (31) verbundenen Auslaß (33) angeordnet sind und eine Dichtung zwischen diesem Auslaß (33) und dem Schmieröleinlaß (30) bilden und daß der Dichtring zwischen dem mit dem Ablauf verbundenen Auslaß (33) und der Kraftstoffkammer (20) angeordnet ist.