AT133399B

AT133399B - Ventillose Einspritzpumpe für Schwerölmaschinen.

Info

Publication number: AT133399B
Authority: AT
Inventors: Jacques Egide Serste
Original assignee: Jacques Egide Serste
Priority date: 1930-11-29
Filing date: 1931-11-23
Publication date: 1933-05-26

Description

Ventillose Einspritzpumpe fiir Schweri ! imasehinen.
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kolben) unter dem Einflusse einer bei der Betätigung des erstgenannten Kolbens aufgespeicherten Kraft steht, sind bekannt. Bei den bekannten Anordnungen wird der Gegenkolben im Zeitpunkte der Freigabe eines Druekschlitzes derart verzögert, dass der zwischen ihm und dem andern Kolben eingeschlossene Brennstoff kurz vor Beginn der Einspritzung auf den nötigen Einspritzdruck gebracht wird, worauf die Einspritzung durch Weiterschreiten des Druckkolbens und durch den Federdruck, der auf den Gegenkolben ausgeübt wird, erfolgt.

Auch die Erfindung bezieht sich auf eine ventillose Einspritzpumpe, bei der in einem Gehäuse zwei Kolben betätigt sind, von denen der eine durch äussere Krafteinwirkung betätigt wird ; erfindungsgemäss wird aber die Ausströmöffnung dann plötzlich geöffnet, wenn der auf die im Pnmpenkörper befindliche Fliissigkeit lastende Druck die für das Einspritzen geeignete Höhe erreicht hat, worauf eine auf den nicht mechanisch betätigten Kolben wirkende Ausgleichfeder einen gleichmässigen Druck auf die Flüssigkeit bis zu ihrer vollständigen Entleerung bewirkt.

Während also bei den bekannten Einrichtungen die Einspritzung unregelmässig und unter mechanischem Antrieb vor sich geht, vollzieht sich die Arbeit bei dem Erfindungsgegenstand allein mittels Federkraft, wobei eine Austrittsöffnung plötzlich geöffnet wird und die Entleerung des gefederten Kraftstoffes durch den Rückgang des durch die Feder belasteten Kolbens erfolgt. Durch den Erfindungsgegenstand wird bis zum Ende der Einspritzung ein einheitlicher Einspritzdruck erzielt.

Die Zeichnungen stellen beispielshalber zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dar.

Fig. 1 und 2 sind zwei schematische Schnitte, die dazu dienen, den Grundgedanken auseinanderzusetzen, auf welchem die vorliegende Einspritzpumpe beruht. Fig. 3 ist ein Achsenschnitt einer ersten Ausführungsform der Einspritzpumpe bei der Ruhe-oder Bereitschaftsstellung. Fig. 4 ist ein gleichartiger Schnitt der Pumpe bei der Arbeitsstellung, d. h. während der Einspritzung des brennbaren Gemisches. Fig. Ï und 6 sind die Querschnitte nach A-B und C-D der Fig. 3. Fig. 7 und 8 sind die Querschnitte
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Fig. 12 stellt in grösserem Massstabe einen Längsschnitt durch das vordere Ende der Düse dar. Fig. 13 ist ein Aehsenschnitt einer zweiten Ausführungsform der Pumpe bei der Ruhe-oder Bereitschaftsstellung.

Fig. 14 ist eine gleichartige Darstellung dieser Pumpe bei der Arbeitsstellung, d. h. beim vollen Einspritzen.

Fig. 15 und 16 zeigen einen Längsschnitt einer Ausführungsform der Zumessvorrichtung, bei der gemäss Fig. 15 die Einspritzung eben beendet ist, während nach Fig. 16 die Ansaugung eben erfolgt ist. Fig. 17 zeigt eine andere Art der Füllung. Fig. 18 zeigt eine andere Anordnung der Einspritz-und Fiillelemente sowie der Regelhülse. Fig. 19 zeigt eine Einzelheit der in Fig. 18 dargestellten Regelhiilse. Fig. 20 zeigt eine weitere Anordnung der Einspritz, und Füllelemente mit einer doppelten Regelhülse. Fig. 21 zeigt eine Einzelheit der in Fig. 20 dargestellten doppelten Regelhülse.

Kurz zusammengefasst : Die Pumpe gemäss der Erfindung weist zwei bewegliche Körper oder Kolben 8
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Leitungen b mit einer Einspritzdüse, die so angeordnet ist, dass sie das Schweröl in die Brennkammer der Maschine mittels Druckluft einbläst, in Verbindung gesetzt.

Es werde angenommen, dass die beiden Kolben sieh in der in Fig. 1 eingetragenen Stellung befinden.

Der freie Raum 14 ist mit 01 gefüllt. Wird nun durch eine äussere Kraft der obere Kolben 8 herunter-
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Öl im Raum 14 unter Druck setzt. Da der Boden dieses Raumes vom bewegliehen zweiten Kolben 10 gebildet wird, geht dieser unter Zusammendruckung seiner Feder 1 : 2 gleichzeitig herunter bis zu dem Augenblicke, in welchem er die zur iaschi. ne gehenden Druckleitungen b freilegt (Fig. 2).

In diesem Augenblicke wird das im Raum 14 enthaltene Öl durch die vereinigte Wirkung der beiden Kolben ausgetrieben, indem der obere Kolben unter dem Antrieb der äusseren Kraft seinen Abwärtsgang fortsetzt und der untere Kolben 10 unter dem Antrieb seiner Gegenfeder 12 das Bestreben hat, bis zu dem Augenblicke, in welchem die beiden Kolben zusammentreffen, wieder emporgehen. Nachdem auf diese Weise das Öl ausgetrieben ist, hört die äussere Kraft auf, auf den oberen Kolben 8 zu wirken. Dieser geht unter der Einwirkung seiner Feder 6 wieder empor, und der unter dem Drucke der Feder 12 stehende Kolben 10 folgt ihm.

Sobald der Kolben 10 die Mündung der Druckleitungen b abgesperrt hat, bleibt er stehen, und der Kolben 8 setzt allein seinen Aufwärtsgang fort, indem er im Raum 14 eine Luftleere herstellt. In dem Augenblicke, in welchem der Kolben 8 die Mündung der Leitungen a abdeckt, wird durch diese Luftleere das Öl des Vorratsbehälters angesaugt, und es stürzt in den Raum M, indem es ihn anfüllt. Nunmehr
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liche Spiel beginnt von neuem.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass der Kolben 10 zwar als Absperrorgan für die Austritts- öffnungen dient, zugleich aber auch als ein elastisches Kissen, das einen gleichmässigen Druck während
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verhütet, dass die Druckleitungen verstopft sein sollten.

Dieser Grundgedanke der Einspritzpumpe wird praktisch beispielsweise in den Ausführungsformen verkörpert, die in den Fig. 3 bis 8 bzw. 12 und 13 dargestellt sind.

Die in den Fig. 3 bis 12 dargestellte Einspritzpumpe weist einen Ölbehälter 1 auf, der mit einem EinfÜllkanal1'versehen ist. Im Behälter ist ein Schiffchen 2 verschiebbar, das eine Durchbrechung mit geneigter Fläche aufweist. Auf diese Fläche wirkt das seliiefe Stück. 3'einer Kolbenstange. 3, die in einen Kolben 4 endet, der in einer Kammer 5 auf-und niederbeweglieh ist und durch eine Schraubenfeder 6 nach oben gedrückt wird. Das untere Ende des schiefen Stückes. 3' der Kolbenstange : J ist an einen mit dem Pumpenkolben 8 in einem Stück angefertigten Führungsteil 7 angeschlossen.

Der Kolben 8 ist im oberen Teil des Pumpenkörpers 9 beweglich, in dessen unterem Teil sich ein Kolben 10 verschieben
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obere Fläche des Führungsteiles 11 ist, wie insbesondere aus Fig. 9 ersichtlich, geneigt und legt sich bei der Ruhe- oder Bereitschaftsstellung gegen einen zweiarmigen Keil 18, dessen Zweck weiter unten erläutert werden wird. Zwischen den beiden Kolben 8 und 10 besteht für gewöhnlich ein freier Raum 14. der, wenn die Pumpe sich in der Ruhe-oder Bereitschaftsstellung befindet, durch einen Kanal 15 des Kolbens S mit dem Ölbehälter 1 in Verbindung steht und bei Druckausübung auf das Öl mit der Druekleitllng 16 in Verbindung steht.

Am Schiffchen 2 ist eine Düse oder Nadel 17 befestigt, die sich mit dichter Passung in einem Sitz M verschiebt und mit einem in der Achsrichtung verlaufenden Kanal 19 versehen ist, der mit kleinen im
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pumpe Druckluft in den Kanal 21 schickt. Sobald der Kolben 4 unter der Belastung durch Druckluft (bei pneumatischem Antrieb) oder durch ein mechanisches Organ (bei mechanischem Antrieb) in der Kammer 5 sich abwärts bewegt, bewirkt das schiefe Stück, 3' der Stange. 3, dass das Schiffchen 2 samt der
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unten geht.

Kurz nach Beginn der Abwärtsbewegung des Kolbens 8 wird die Mündung 15'des Kanals 13 vom Pumpenkörper 9 abgedeckt, so dass das in der Kammer 14 eingeschlossene Öl zwischen den beiden
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Kanals21gegenübertritt.

Diese sämtlichen Verstellungen gehen gleichzeitig vor sich und haben einerseits die Wirkung, dass das Öl unter einem bestimmten hohen Druck durch die vereinigte Wirkung des (durch eine äussere Kraft betriebenen) Kolbens 8 und des Kolbens 70 (der das Bestreben hat. unter der Einwirkung seiner unter gewünschter Spannung stehenden Feder 73 nieder emporzugehen) aus der Kammer 1. in die Kanäle 16
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mit dem Kolben 4 wieder in die Höhe.

Ihm folgt der durch seine Feder 1 : 2 getriebene Kolben 10, der in dem Augenblicke zum Stillstand kommt. wenn sein Führungsteil 11 gegen die Regelungskeile 73 an- schlägt. In diesem Augenblicke hat der Kolben 10 die Mündung des Kanals 16 abgedeckt, und die beiden Kolben 8 und 10 gehen auseinander. Indem der Kolben 8 seinen Wiederemporgang fortsetzt, stellt er
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grosse Strecke emporzusehen, was offensichtlich eine Veränderung der Höhe der Kammer 14 herbei- führt. Auf diese Weise kann die jedesmal einzuspritzende Ölmenge vollkommen entsprechend der der Maschine auferlegten Belastung geregelt werden.

Bei der in den Fig. 13 und 14 dargestellten Abänderung besteht der obere Kolben 8, der sich im Pumpenkörper 9 verschiebt und durch seine Feder 6 nach oben getrieben wird, mit der Nadel 17 aus einem Stück ; das seitlich verschiebbare Schiffchen 2 ist vollständig weggelassen. Den unteren Kolben 10 bildet eine Hülse 10', die mit sanfter Reibung auf den oberen Teil der Nadel 77 und in den Pumpenkörper 9 gesetzt ist. Diese Hülse 10'endet nach unten in einen Führungsteil 11, dessen geneigte Fläche mit den Regelungskeilen 13 zusammenarbeitet, und wird wie beim ersten Ausführungsbeispiel durch
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in Verbindung steht.

Die Nadel 17 weist einen mittleren Kanal 25 auf, der oben mit der Kammer 14 in Verbindung steht und dessen unterer Teil 25' nach der Umfläche der Nadel 77 hin abgekröpft ist und mit den Einspritzkanälen 2. in Verbindung steht. Im unteren Teil der Nadel 77 befindet sich ein gesonderter anderer zentraler Kanal 79. der mit den radialen Austrittskanälen 20 im Nadelkopf in Verbindung steht und mit dem an eine Luftpumpe angeschlossenen Kanal 21 in Verbindung gesetzt werden kann.

Die abgeänderte Pumpe arbeitet auf die folgende Weise : Geht der Kolben 8 unter Zusammen-
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wird zwischen dem Kolben 8 und der Hülse oder dem rohrförmigen Kolben 10'unter Druck gesetzt. Dieser geht dann unter Zusammendrückung seiner Feder 12 ebenfalls nach unten. Die mit dem Kolben 8 aus einem Stück bestehende Nadel 77 geht offensichtlich in ihrem Sitz 18 ebenfalls nach unten und deckt die Austrittsmündungen der Kanäle 25 ab, während sie gleichzeitig den Mündungsquerschnitt des Kanals 19 dem Austrittsquerschnitt des mit der Luftpumpe verbundenen Kanals 21 gegenüberbringt.

Infolgedessen regelt man gleichzeitig die Einspritzung des in der Kammer 14 enthaltenen Öles durch die Kanäle 2-3, 25'und 2- unter der vereinigten Wirkung der beiden Kolben und die Einspritzung der durch die Kanäle 21 und 19 9 ankommenden Druckluft durch die radialen Kanäle 20. Wie beim ersten Beispiel treffen die beiden Strahlen in der Weise zusammen (Fig. 14). dass eine vollkommene Zerstäubung des eingespritzten Öles herbeigeführt wird.

Sobald das Öl aus der Kammer 14 herausgedrückt ist, geht der Kolben S unter Entspannung seiner
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folgt. bis der Kolben 10'die Regelungskeile 13 trifft, die ihn aufhalten. Bei Fortsetzung seines Emporganges stellt der Kolben 8 die Luftleere in der Kammer 14 bis zu dem Augenblicke her, in welchem er den Kanal 24 freilegt. In diesem Augenblicke stürzt sich das Öl des Behälters 7 in die Kammer und füllt sie von neuem für die folgende Einspritzung.

Beim Wiederemporgehen nimmt der Kolben 8 offensichtlich die Nadel 77 mit, die in ihren Sitz 18 zurückkehrt. dabei die Öleinspritzkanäle 23 absperrt und die Verbindung zwischen den Druekluftkanälen 21 und 19 unterbricht. Nunmehr ist die Pumpe für die folgende Einspritzung bereit.

Wie beim ersten Beispiel kann das Fassungsvermögen der Kammer 14 nach Wunsch mittels der Regelungskeile 7. 3 geregelt werden, die mit der geneigten oberen Fläche des Führungsteiles 11 des rohrförmigen Kolbens 10'zusammenarbeiten.

Selbstverständlich kann der obere Kolben 8 durch eine beliebige äussere Kraft, eine mechanische. pneumatische, hydraulische, elektrische usw. angetrieben werden.
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ein durch den Nocken 26 betätigtes Element 10 bewegt, das durch die Feder 12 zurückgedrückt wird. Dieses Element 10 drückt mittels des Kolbens 4, der unter der Einwirkung der Feder 6 steht, dem einzuspritzenden Brennstoff in die Kammer 14. Eine Regelhulse 10'regelt durch ihre lotrechte bzw. seit- liche Verschiebung und durch Ausstossen die Höhe des Inhaltes der Kammer 14. Durch eine Ölreserve 1
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und 16'.

Betrachtet man nun zunächst die Fig. 15 und 16, so sieht man, dass bei der Fiillstellung gemäss Fig, 16 der Brennstoff aus dem Reservebehälter 1 über die Leitung 25'und 25 in die Kammer 14 eintritt. Der Nocken 26, der den Kolben 10 betätigt, drückt in der Hülse 10'hoch und gleichzeitig bei dieser Bewegung die Übersehussbrennstoffmenge aus der Kammer 14 in den Reservebehälter, bis der Kanal 25' auf den unteren Teil der Hülse 10'trifft. Von diesem Augenblick an findet der Brennstoff keinen Ausweg mehr, so dass der Kolben 4 hochgedrückt wird, der die Feder 6 so lange zusammendrückt, bis sieh der Kanal 76 gegenüber dem Kanal 16'befindet.

Der in der Kammer 14 eingeschlossene Brennstoff findet
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wodurch die Einspritzung über die Kanäle 25, 16 und 16' (Fig. 15) erfolgt.

Wenn der Nocken 26 der Feder 12 die Möglichkeit gibt, den Kolben 10 nach unten zurückzuführen und damit die Verbindung zwischen den Kanälen 16 und 16'zu unterbrechen, bildet sich ein Vakuum
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Menge abzustossen.

Die in Fig. 17 dargestellte Anordnung gleicht im allgemeinen der Anordnung gemäss Fig. 15 und Iss.

Sie unterscheidet sieh aber durch die Füllmethode, durch die Kammer 1 und das Abstossen der Über- schussmenge in die Kammer 1'. Hier dient derselbe Kanal 25', 16 zur Fiillung und Einspritzung, während der Kanal 15 zur Regelung der einzuspritzenden Menge infolge des Ausstossens der Überschussmenge. das je nach der Stellung der Hülse 10'mehr oder weniger früh erfolgt, wobei die Überschussmenge über den Kanal 15, 15'in die Reservekammer l'gelangt.

Gemäss Fig. 18 ist der Kolben 10 als Zylinder ausgebildet, in dem der Kolben 4 gleiten kann. Die Hülse erhält in diesem Falle eine konzentrische Bewegung. Die Basis der Hülse erhält eine Ausnehmung, deren eine Fläche, wie Fig. 19 zeigt, gegenüber der Hülsenbasis geneigt ist. Wenn die Kammer 14 gefüllt
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nachdem diese mehr oder weniger in dem einen oder andern Sinne gedreht ist. Wenn der Eintritt des Kanals 25'durch die Hülse 10'verschlossen ist, findet die Unterdrueksetzung des Brennstoffes so lange statt, bis die Kanäle 16, 16'einander gegenüber sind, so dass die Einspritzung, wie bereits beschrieben, erfolgen kann. Gemäss Fig. 20 trägt der Zylinder 10 am Boden der Kammer 14 eine sich über dem halben
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Bohrungen 28 steht.

Dann erfolgt die Einspritzung in derselben Weise wie in dem vorhergehenden Falle.

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Claims

PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Ventillose Einspritzpumpe für Schwerölmaschinen mit Drucklufteinblasung durch eine Spritzdüse und einem Ein- und Ausströmkanäle besitzenden Gehäuse, in dem sich zwei Kolben bewegen, von denen der eine durch äussere Krafteinwirkung betätigt wird, während der andere unter dem Einflusse einer bei der Betätigung des erstgenannten Kolbens aufgespeieherten Kraft steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmöffnung dann plötzlich geöffnet wird, wenn der auf die im Pumpenkörper befindliche EMI4.7 <Desc/Clms Page number 5> mechanisch betätigten Kolben wirkende Ausgleichfeder einen gleichmässigen Druck auf die Flüssigkeit bis zu ihrer vollständigen Entleerung bewirkt.

2. Einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der von der äusseren Kraft angetriebene Kolben (8) gleichzeitig zwangsweise eine als Düse ausgebildete Nadel (17) verstellt, die mit einem Ölkanal (22) versehen ist, die am Ende der Unterdrucksetzung des Öles mit dem zwischen den beiden Kolben (8 und 10) enthaltenen Raum (14) in Verbindung gesetzt wird, ferner mit einem Druckluftkanal (19), der gleichzeitig mit einer Luftpumpe (durch den Kanal 21) verbunden wird, derart, dass aus der Düsennadel zwei gesonderte Strahlen von Öl und Druckluft austreten, die einander in an sich bekannter Weise unter einem vorgeschriebenen Winkel treffen, um eine vollkommene Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffes hervorzurufen (Fig. 3,4, 13,14).

3. Einspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (, 3) des oberen Kolbens (8) einen schiefen Teil (. 3') besitzt, der auf eine entsprechende schiefe Ebene eines im Ölbehälter (1) verschiebbaren Schiffchens (2) einwirkt und aus einem Stück mit der nadelförmigen Düse (17) besteht, die in einem Sitz (18) geführt ist (Fig. 3,4).

4. Einspritzpumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Kolben (8) mit der nadelförmigen Düse (17) aus einem Stück besteht und der rohrförmige untere Kolben (10) die Nadel (17) nach Art einer Hülse umgibt, indem er zwischen seiner ringförmigen oberen Fläche und einer ringförmigen inneren Abstufung des oberen Kolbens (8) einen Raum (14) freilässt, der die Saug-und Druckkammer für das Öl bildet (Fig. 13,14).

5. Einspritzpumpe nach den Ansprüchen 1, 2 und 3 oder nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Kolben (10) mit einem Führungsteil (11) versehen ist, der eine geneigte obere Fläche aufweist, die beim Emporgang dieses Kolbens (10) gegen die entsprechend geneigte Fläche eines gegabelten Keiles (1. 3) trifft, der mehr oder weniger weit vorgetrieben oder zurückgezogen wird, um den Aufwärtshub des Kolbens (10) in entsprechendem Betrage zu regeln (Fig. 3,4, 9,13, 14).

6. Einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden beweglichen Körper (10, 4) der Pumpe von einer Hülse (10') umgeben sind, die so durchgebildet und angeordnet ist, dass sie entweder in lotrechter Richtung oder durch Drehung um ihre eigene Achse eingestellt werden kann, um die Grösse des Inhaltes der Verdichtungskammer (14) zwischen den beiden beweglichen Körpern zu regeln (Fig. 15,16, 17,18).

7. Einspritzpumpe nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der untere bewegliche Körper (10) eine axiale Bohrung (25) hat, die über eine seitliche Bohrung (25') mit der Ölreserve (1) in Verbindung steht und durch eine weitere seitliche Bohrung (16) mit dem Einspritzkanal (16') verbunden ist, während der obere (4) und untere bewegliche Körper (10) von einer Hülse (10') u'Tgeben sind, die in lotrechter Richtung so einstellbar ist, dass der seitliche Kanal (25') je nach der zwischen den Körpern (10) und (4) zu verdichtenden und einzuspritzenden Menge in einem vorbestimmten Punkt verschlossen werden kann (Fig. 15, 16).

8. Einspritzpumpe nach den Ansprüchen 1 und 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölreservebehälter (1) so angeordnet ist, dass der bewegliche Körper (10) nur mehr einen seitlichen Kanal (16) erhält, der gleichzeitig zur Füllung und Einspritzung dient, während der Körper (4) einen Kanal (15, 15') besitzt, der zur Regelung der einzuspritzenden Mengen durch das Herausdrücken der Überschussmenge aus der Kammer (14) in einen weiteren Reservebehälter (1') dient, das mehr oder weniger früh, je nach der Stellung der Hülse (10'), erfolgt (Fig. 17).

9. Einspritzpumpe nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (10') durch eine konzentrische Drehung geregelt werden kann und an ihrem unteren Ende eine Ausnehmung od. dgl. besitzt, deren eine Fläche der Hülsenbasis gegenüber geneigt ist, so dass der Kanal (25') bei seiner Aufwärtsbewegung die Hülsenwand (10') mehr oder weniger früh trifft, je nachdem die Hülse in Abhängigkeit von der einzuspritzenden Menge mehr oder weniger in dem einen oder andern Sinne gedreht wird (Fig. 19).

10. Einspritzpumpe nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche EMI5.1 erstreckt und die bei der abwechselnden Aufwärts-und Abwärtsbewegung an einer Reihe von Bohrungen (28) vorbeigeht, die über eine Schlitzöffnung (29) der Hülse (10') mit der Ölreservekammer (1) in Verbindung stehen, so dass das Herausdrücken der Überschussmenge so lange erfolgen kann, bis der obere Rand des Schlitzes (29) nicht mehr mit der Nut (27) über die Bohrungen (28) in Verbindung steht (Fig. 20,21).