DE3501379A1

DE3501379A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe

Info

Publication number: DE3501379A1
Application number: DE19853501379
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 7037 Magstadt Pape
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1985-01-17
Filing date: 1985-01-17
Publication date: 1986-07-17
Also published as: GB2171464B; GB2171464A; US4677951A; GB8600987D0; JPS61167156A

Description

1380

, 13806

21.12. 198U Bö/Kc

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart

Kraftstoffeinspritzpumpe
Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs aus. Bei einer solchen durch die DE-OS 32 ^3 3^8 bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art weist der Verteiler einen aufgesetzten Bolzen auf, der als Anker innerhalb einer Magnetspule verschiebbar ist, wobei auf den Verteiler an dessen anderem Ende eine Rückstellfeder wirkt und wobei dort ferner auf den Verteiler der bewegliche Teil eines Gebers in Form eines Blechstreifens mit einer schräg verlaufenden Steuerkante aufgesetzt ist. Zu diesem beweglichen Geberteil gehört ein ortsfester Geberteil und eine aufwendige elektrische Auswerteinrichtung. Dieser bei der bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe vorgesehene Weggeber dient zum Auslösen eines Steuerimpulses für ein Zumeßmagnetventil, wobei mit Hilfe des Weggebers die Relativverdrehung des Verteilers erfaßt wird. Der Geber gibt somit kein unmittelbares Signal für die Axialstellung des Verteilers ab, sondern nur ein mittelbares Signal dieser Stellung zur unmittelbaren Steuerung des Zumeßtaktes.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß eine sichere Verstellung des beweglichen Teils eines Weggebers für die tatsächliche Axialstellung des Verteilers ermöglicht wird zugleich mit einer platzsparenden Verwirklichung eines elektromagnetischen Stellwerk. Dabei ist insbesondere der Raumbedarf in axialer Richtung kleingehalten und es wird der magnetische Widerstand des Nebenluftspaltes zwischen dem Bund am Kupplungsteil und dem Außengehäuse des elektromagnetischen Stellwerkes reduziert, was einen hohen Wirkungsgrad des Stellwerks sichert.

Insbesondere nach der Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ergibt sich eine in axialer Richtung platzsparende Bauweise durch die konzentrische Anordnung des im Stellsinne wirksamen Teils des Ankers zum Mittelkern des Elektromagneten, der sich in die Ausnehmung bei der Verstellung des Verteilers hineinbewegt. Die vom Verteiler auf den Anker übertragende Drehbewegung verringert dabei in vorteilhafter Weise die Hysterese im Stellverhalten, da somit der wesentliche Einfluß der Haftreibung ausgeschaltet wird. Durch die Rotation kann es nur zur Gleitreibung kommen, die weiterhin durch Kraftstoffspülung des den Anker aufnehmenden Raumes reduziert wird. Dieser Kraftstoff wirkt sich zudem als dämpfendes Medium aus, wenn die Eintauchtiefe des Mittelkerns in die Ausnehmung verändert wird.. Die zwischen Zwischenring und Gehäuse des Elektromagneten angeordnete Druckfeder ist leicht zugänglich angeordnet.. Positiv ist zur Erhöhung des Wirkungsgrades des Elektromagneten die Ausgestaltung gemäß Anspruch U, womit der magnetische Widerstand verringert wird. Mit Hilfe der Ausgestaltung nach Anspruch

3 läßt sich eine gewünschte Verstellcharakteristik ohne großen Aufwand erzielen. In besonders vorteilhafter Weise ergibt die Ausgestaltung nach Anspruch 7 eine platzsparende und auch hinsichtlich der Weggeberbetätigung massenarmen Bauweise.

Zeichnung

Zwei Ausfuhrungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur ein erstes Ausführungsbeispiel in Form eines Schnitts durch den erfindungswesentlichen Teil einer Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem topfartigen Anker, Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer abgewandelten Ausführung des Weggebers und Figur 3 eine Draufsicht auf den den ortsfesten Weggeberteil tragenden Teil gemäß Figur 2.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Zeichnung in Figur 1 ist der obere Teil einer Kraftstoff einspritzpumpe der Verteilerbauart wiedergegeben mit einem Gehäuse 1, in das in einer Bohrung 2 eine Buchse 3 eingepreßt ist, die eine durchgehende Bohrung U aufweist, innerhalb der ein Verteiler 5 gelagert ist. Es handelt sich dabei um einen Verteiler derart, wie er auch in der DE-OS 32 U 3 3^8 beschrieben ist. Dieser Verteiler ist längsverschiebbar und wird rotierend durch hier nicht weiter gezeigte Mittel angetrieben. Auf dem aus der Buchse 3 herausragenden Ende ist auf einem Zapfen 6 des Verteilers ein topfartiger Anker 7 aufgesetzt, der z. B. zur drehfesten Verbindung auf dem Zapfen aufgeschrumpft sein kann. Der Anker ist rotationssymmetrisch geformt mit einer axialen Bohrung 2 zur Aufnahme des Zapfens 6 und

einer koaxial daran anschließenden kreiszylindrischen Ausnehmung 30, Die die Ausnehmung 10 umgebende Wand 11 weist eine in Richtung zum Zapfen hin zunehmende Wandstärke auf» Am Außenumfang weist der Anker einen Bund auf mit einer ebenen axial von der Buchse 3 weggerichteten, tragenden Ringstirnfläche 1^. Auf diese ist ein Zwischenring 16 aufgesetzt, der mit der Ringstirnfläche 1k ein Gleitlager bildet und auf seiner entgegengesetzten Stirnseite 18 eine Auflage für eine Druckfeder 19 bildet, die sich andererseits an einer stirnseitigen, ringförmigen Abdeckplatte 21 des Spulenkörpers 22 eines Elektromagneten 23 abstützt. Dieser ist Teil eines elektromagnetischen Stellwerks mit einem Mittelkern 2U, der koaxial zur Achse des Verteilers 5 bzw. des Ankers 7 liegt, den zylindrischen Innenteil des Spulenkörpers 22 ausfüllt und mit einem kreiszylindrischen, der Ausnehmung 10 angepaßten Paßteil 25 zum Anker hin vorsteht. Aus der gegenüberliegenden Seite geht der Mittelkern 2k in ein stirnseitiges Joch 26 über und stellt den magnetischen Fluß mit einem magnetisch leitenden Außenmantel 28. des Elektromagneten her. Der Außenmantel ist zumindest auf seiner Innenseite kreiszylindrisch, überragt in axialer Richtung des Spulenkörper 22 und umgibt den Anker mit einem geringen Abstand unter Bildung eines Luftspaltes 29· Dieser Luftspalt wird auch durch den Zwischenring 16 und über die gesamte axiale Verstellänge des Ankers und des Zwischenringes eingehalten.

Die Spule des Spulenkörpers 22 wird über Zuleitungen 30 mit Strom von einem Steuergerät 31 versorgt. Dieses erhält Rückmeldesignale von einem hier nicht weiter ausgeführten Weggeber 32, dessen beweglicher Teil 33 auf dem Ende einer Welle 3¹*· sitzt, die im Gehäuse der Kraftstoffeinspritzpumpe gelagert ist und an ihrem anderen Ende eine Kurbelscheibe 35 aufweist. Auf der sitzt exzentrisch zur Achse der Welle ein Kupplungszapfen 37, der in eine Ausnehmung 38 in der zylindrischen Wand des Zwischenrings λ6 eingreift.

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- Sr -

Je nach dem wie das elektromagnetische Stellwerk von dem Steuergerät angesteuert wird, erzeugt der Elektromagnet 23 eine mehr oder weniger große magnetische Kraft, durch die der Anker T auf das Paßteil 25 gezogen wird. Dieser Kraft wirkt entgegen die Rückstellkraft der Druckfeder 19, die sich auf dem Zwischenring 16 abstützt und diesen auf seinem Lager auf der Stirnringfläche 1k hält. Der Zwischenring macht somit jede axiale Bewegung des Ankers mit und überträgt diese über die Welle 3¹* auf den beweglichen Teil 33 des Weggebers 32. Je nach Stromstärke taucht das Paßteil 25 mehr oder weniger weit in die Ausnehmung 10 ein, wobei der magnetische Fluß zur Wand 11 über den durch das Spiel zwischen Paßteil und Ausnehmung gebildeten Luftspalt verläuft. Die magnetische Leitfähigkeit nimmt im ausgeführten Beispiel durch die zunehmende Wandstärke bei zunehmender Eintauchtiefe zu. Durch die Gestaltung der Wandstärke kann hier die Kraftwirkung des Magneten modifiziert werden und eine ausgesuchte 'Verstellcharakteristik in Relation zur aufgebrachten Stromstärke am Magneten eingestellt werden. Der Magnetfluß verläuft weiter über den Bund 12 und gegebenenfalls auch den Zwischenring 16 zu dem diese Teile umgebenden Außenmantel 28 des Elektromagneten. Auch hier kann der magnetische Widerstand bei kleinem Luftspalt und bei großer Übertragungsfläche zum Außenmantel klein gehalten werden. Vorteilhaft wird der den Anker aufnehmende Raum in hier nicht weiter dargestellter Weise mit Kraftstoff gespült, so daß neben der Kühlung des Elektromagneten auch eine Reduzierung der Reibung bei sich berührenden Teilen und Gleitlager erzielt wird. Auch wirkt sich die Kraftstoffüllung der Ausnehmung 10 als Dämpfungsglied aus, das oszillierenden Positionsschwankungen des Verteilers entgegenwirkt. Die Drehbewegung des Ankers vermindert zu dem die Hysterese bei einer Verstellung, da im Betrieb ausschließlich Gleitreibung entstehen kann, eine Haftreibung mit erhöhtem Reibfaktor also ausgeschlossen ist.

-tr- ι iß C

Die Übertragung der Axialverstellung des Verteilers 5 zum beweglichen Teil 33 des Weggebers 32 mit Hilfe des gleitenden Zwischenrings läßt sich auch bei einer Ausführung verwirklichen j bei der mit Hilfe eines entsprechend abgewandelten elektromagnetischen Stellwerks der Verteiler mit zunehmender Stellkraft vom Stellwerk hinwegbewegt wird. Der Vorteil besteht in einer großen tragenden Stellfläche, mit der in Zusammenwirkung mit einer Kraftstoffspülung Reibverluste und Verschleiß an der Angriffsstelle der Rückstellkraft klein gehalten werden.

Eine besonders vorteilhafte Anlenkung des Weggebers an den Zwischenring zeigt die Ausgestaltung nach Figur 2. Dort ist ebenfalls nur der obere Teil einer Kraftstoffeinspritzpumpe gleicher Bauart wie zu Figur 1 beschrieben wiedergegeben» Auf dem Zapfen β des Verteilers 5 ist bei dieser Ausführungsform ein Anker k^ aufgesetzt, der dort mit einem Spannstift U2 befestigt ist. Der Anker U1 hat einen kreiszylindrischen Außenmantel ^3 und eine kegelstumpfformige koaxiale Ausnehmung kh, die mit der Spitze zum Zapfen 6 weist. In dieser Ausnehmung ragt ein entsprechend kegelstumpfförmig gestalteter Teil ^6 des Kerns kj eines Elektromagneten 1*8. Der Kern geht in einen zylindrischen Außenmantel k9 über, zwischen dem und dem Kern.U7 ein kreisringförmiger, zylindrischer Spulenkörper angeordnet ist. Der Innenzylinder 51 des Spulenkörpers 50 erstreckt sich etwa bis zum Ende des kegelstumpfförmigen Teils U6 des Magnetkerns. In den Durchmesser des Innenzylinders 51 ist der Anker U1 eingepaßt, der, wenn die im Spulenkörper 50 angeordnete Magnetspule 52 stromdurchflossen ist in den Innenzylinder 51 hinein zum Gegenpol, dem kegelstumpfförmigen Teil U6 gezogen wird.

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Der Anker kl weist an seinem untersten, dem Verteiler 5 zugewandten Ende einen Bund 5^ auf mit einer ebenen, axial vom Verteiler 5 weggerichteten Ringstirnfläche 55. Auf diese ist ein Zwischenring 57 aufgesetzt, der aus einer innenliegenden Hülse 58, die von dem zylindrischen Außenmantel k3 des Ankers U1 geführt ist, eine diese Innenhülse umgebende Außenhülse 59 und ein beide Hülsen verbindenden Steg 60 besteht. Mit dem Steg 60 liegt der Zwischenring 57 auf der Ringstirnfläche 55 auf und der Außenmantel der Außenhülse 59 gleitet in einer zylindrischen Ausnehmung 62 des Gehäuses 1 der Kraftstoffeinspritzpumpe. Der die zylindrische Ausnehmung 62 tragende Teil des Gehäuses 1 ist mit dem Außenmantel kS magnetisch leitend verbunden und dient zur Aufnahme des Elektromagneten. Zwischen dem Steg 6θ des Zwischenrings 57 und der axialen Stirnseite 6k des Spulenkörpers 50 ist die Druckfeder 19 eingespannt und hält den Zwischenring auf der Ringstirnfläche 55 unabhängig von der Stellung des Verteilers 5. Der Zwischenring 57 weist als Verdrehsicherung einen Längsschlitz 65 auf, in den ein radial in das Teil 63 des Gehäuses eingesetzter Stift 66 ständig im Eingriff ist unabhängig von der Axialstellung des Zwischenringes.

Insoweit entspricht der Zwischenring 57 durchaus dem Zwischenring l6 vom Ausführungsbeispiel nach Figur 1, nur daß er eine separate Verdrehsicherung aufweist und exakter mit Hilfe der Innenhülse geführt ist. Durch die Außenhülse 59 wird auch vorteilhaft der Magnetfluß verlustarm vom Anker k1 zum Außenmantel ^9 geleitet.

Abweichend vom Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist nun jedoch auf dem Außenmantel der Außenhülse 59 ein Isolierstück 67 aufgebracht, das einen Schleifer 68 trägt. Dieser ist der bewegliche Teil eines Weggebers 69, dessen orts-

3^Γ.ύ1379

A f* Q/Sl lh

-χ-

fester Teil auf der Stirnfläche 70 eines in einer Radialbohrung 71 des Gehäuses 1 eingesetzten Trägers 72 angeordnet ist. Der Träger ist in der Bohrung in bezug auf den beweglichen Teil 68 des Weggebers «justierbar durch übliche, bekannte Mittel. Der ortsfeste Teil 73 des Weggebers besteht aus einer Widerstandsbahn 7^ und einer Kontaktbahn 75» die übergreifend von dem Schleifer 68 kontaktiert werden (Figur 3). Kontaktbahn und Widerstandsbahn sind in bekannter Weise mit Anschlüssen versehen, die durch den Träger 72 nach außen geführt werden.

Neben den bereits oben und zu Figur 1 genannten Vorteile weist diese Ausgestaltung den Vorteil auf, daß der Zwischenring exakt eeführt wird, daß ein optimaler Magnetfluß durch den geringen Wandabstand zwischen Zwischenring und Anker einerseits und Zwischenring und Gehäuseteil 63 andererseits erreicht wird und daß ferner eine platzsparende und massearme Verwirklichung der Wegsignalgebung entsprechend der Axialstellung des Verteilers erzielt wird. Die beschriebene Einrichtung weist eine kompakte Bauweise und eine geringe Anzahl von bewegten Teilen auf.

- Leerseite

Claims

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21.12.198ll· Bö/Kc

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1

Ansprüche

Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem rotierend angetriebenen, in einer Bohrung (k) verschiebbaren Verteiler (5), durch dessen Axialstellung die Einspritzdauer und/ oder Einspritzzeit bestimmbar ist, mit einem von einem elektrischen Steuergerät (31) gesteuerten elektromagnetischen Stellwerk (23), durch das der Verteiler (5) ent- '

r gegen einer Rückstellkraft verstellbar ist und mit einem mit dem elektrischen Steuergerät (31) verbundenen Geber (32), durch den die Axialstellung des Verteilers erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ende, des Verteilers ein Kupplungsteil (7) fest verbunden ist,* der an seinem Außenumfang einen Bund (12) aufweist, an dessen axial gerichteter Ringstirnfläche (36) durch eine sich ortsfest abstützende Druckfeder (19) ein Zwischenring (16) gehalten wird, der mit seiner Stirnfläche zusammen mit der axial gerichteten Ringstirnfläche (.1U) ein Gleitlager bildet und mit dem beweglichen Teil (.33) des Weggebers (32) verbunden ist und gegen Verdrehen gesichert ist«

O Π A

1 O

- 2 - i i? O
2. Kraft stoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromagnetische Stellwerk einen Elektromagneten C23) mit einem kreiszylindrisch über den Spulenkörper (22) axial zur Verteilerachse hervorstehenden Mittelkern i,2h, 25) aufweist und der Kupplungsteil (7) als Anker ausgebildet ist mit einer dem Durchmesser des hervorstehenden Mittelkerns (25) entsprechenden kreiszylindrischer Ausnehmung (JO), wobei die Wandstärke der diese umgebenden Wand zum Verteiler hin zunimmt und der Zwischenring (16) auf der zum Elektromagneten hinweisenden Ringstirnfläche (JU) des Bundes (12) aufliegt und zwischen sich und dem Gehäuse des Elektromagneten die Druckfedern (19) einspannt (Figur 1),
3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der die Ausnehmung (10) im Anker (7) umgebenden Wand entsprechend einer durch die gewünschte Stellcharakteristik vorgegebene Funktion verläuft.
U. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spulenkörper (22) des Elektromagneten (23) ein magnetisch leitender Außenmantel (28) umgibt, der auch den Anker (7) zylindrisch umgibt und sich über den gesamten Verstellbereich des Ankers erstreckt.
5« Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Weggeber (32) einen beweglichen und einen ortsfesten Teil aufweist und am Zwischenring (16) eine Kupplungsfläche (38) vorgesehen ist, an der eine mit dem einen der Teile des Weggebers (32) verbundenes Kupplungsteil (37) eingreift.

3:01.379

A A ö ^A ~

— 3 — * ·,
6. Kraft stoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil (37) das Ende eines ortsfesten gelagerten Hebels ist und zugleich als Sicherung gegen Verdrehen des Zwischenringes dient.
7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil der Anker (U1 ) des Stellwerks ist, daß der Weggeber (69) einen beweglichen Teil (68) und einen ortsfesten Teil (lh, 75) aufweist, von denen am Zwischenring (57) der eine Teil unmittelbar befestigt ist und der andere Teil auf einem radial zur Achse des Verteilers (5) in das Gehäuse (1) eingesetzten, einstellbaren Träger (72) befestigt ist (Figur 2).
8. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der als Anker (1*1) ausgebildete Kupplungsteil mit einem axialen Magnetkern (U7, U6) eines Elektromagneten (U8) des elektromagnetischen Stellwerks zusammenarbeitet und der Zwischenring (57) an seinem Umfang einen an eine zylindrisch ausgebildete, magnetflußleitende Wand angrenzt, die in magnetisch leitendem Kontakt mit dem Magnetkern steht.