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Druckgesteuerte BrennstoffabsperrvorrichtuHg für Breunkriftnmschiuln.
Die Erfindung betrifft eine druckgesteuerte Brennstoffabsperrvorrichtung für Brennkraftmaschinen, die mit einem Brennstoffventil versehen ist, das geschlossen wird. wenn die Maschine stillsteht, und geöffnet wird, wenn sich die Maschine in Bewegung setzt.
Es sind derartige Vorrichtungen bekannt, bei welchen ein an passender Stelle der Brennstoffzuführungsleitung angeordnetes Ventil mit einer Membrane in Verbindung steht, die einen Teil der Wandung der Brennstoffkammer bildet, in der sich das erwähnte Ventil bewegt. Der in der Ansaugleitung der Maschine herrschende Druck oder auch der'Druck des Öles werden auf die Aussenseite der erwähnten Membrane übertragen.
Eine solche Vorrichtung weist jedoch Nachteile auf. Es ist bekanntlich sehr schwierig, für die Brennstoffflüssigkeiten undurchdringliche Membranen herzustellen, wobei solche Membranen ausserdem wenig widerstandsfähig sind. Eine Membrane läuft unter den vorerwähnten Bedingungen Gefahr, sich sehr schnell abzunutzen bzw. unbrauchbar zu werden. Tatsächlich ist beim Leerlauf des Motors der Unterdruck, der in der Saugleitung herrscht, sehr gross, und der Unterschied des Druckes, der dann zwischen der Innenseite der Membrane, die von dem Brennstoff bespült wird. und der Aussenseite dieser dem erwähnten Unterdruck unterworfenen Membrane besteht, ist für die Aufrechterhaltung der Undurchdringlichkeit sehr ungünstig. Der beschriebene Druekuntersehied wird noch grösser, wenn man den Öldruck für die Steuerung der Membrane benutzt.
Die Absperrvorrichtung gemäss der Erfindung ist mit zwei Membranen versehen, von denen die eine die Öffnung des Brennstoffventils bewirkt, während die andere ausschliesslich dem Zweck dient, den Brennstoffraum, in dem sich das Ventil bewegt, nach aussen abzudichten und damit auch gleichzeitig den Brennstoff von der erstgenannten, ausserhalb des Brennstoffraumes angeordneten Membrane fernzuhalten. Das Schutzbegehren der weiteren Ansprüche bezieht sich nur auf besondere Ausbildungen dieser Erfindung.
Beispielsweise kann die das Öffnen des Brennstoffventils steuernde Membrane dem Unterdruck unterworfen werden, der in der Zuführungsleitung der Maschine herrscht. In diesem Fall ist die Membrane mit verhältnismässig grosser wirksamer Fläche ausgeführt, und daher spricht sie schon bei geringen Druckunterschieden an.
In Anwendung auf eine mit Vorverdichter versehene Maschine kann die eine Fläche der das Öffnen des Ventils steuernden Membrane dem in der Zuführungsleitung herrschenden Druck und die andere Fläche dem Druck beim Auslass des Vorverdichters unterworfen sein.
Endlich kann der Schmieröldruek der Maschine zur Steuerung der Absperrvorrichtung benutzt werden.
In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt : Fig. 1 veranschaulicht schematisch im Längsschnitt eine Vorrichtung nach der Erfindung, bei der das Brennstoffventil durch den in der Saugleitung herrschenden Unterdruck betätigt wird. Fig. 2 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung. Fig. 3 veranschaulicht eine andere Ausführungsform eines Einzelteiles der Vorrichtung nach Fig. 1.
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Einrichtung nach Fig. 2 in Anwendung auf einen überladenen Motor.
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Fig. a stellt eine abgeänderte Ausführungsl'orm der in Fig. 2 veranschaulichten Vorrichtung dar, bei welcher das Brennstoff ventil durch den Öldruck betätigt wird.
Die in Fig. 1 veranschaulichte Vorrichtung umfasst eine Kammer 1 für die Aufnahme des durch die Leitung 2 zugeführten Brennstoffs, wobei der Brennstoff durchfluss durch das Ventil 3 geregelt wird und der Austritt des Brennstoffs durch die Leitung 4 erfolgt. Im übrigen hat die Strömungsrichtung des Brennstoffs nur geringen Einfluss, so dass die Leitungen 2 und 4 auch miteinander vertauscht werden können.
Das Ventil 3 wird von einer Membrane 5 getragen, die einen Teil der Wandung der Kammer 1 bildet. Anstatt die Aussenfläche der Membrane 5 dem in der Saugleitung des Motors herrschenden Unterdruck auszusetzen, wie dies gewöhnlich erfolgt, wird diese Aussenfläche dem Atmosphärendruck oder einem diesem benachbarten Druck unterworfen. Bei dem dargestellten Beispiel wird diese Aussenfläche von atmosphärischer Luft bespült. Die Membrane 5 wird auf diese Weise sehr schwachen Kräften unterworfen, da die Drücke auf ihre beiden Flächen nur sehr wenig voneinander verschieden sind ; dieser Umstand gewährleistet, die Aufrechterhaltung ihrer Dichtigkeit.
Die Verschiebungen des Ventils 3 werden durch eine Druckübertragungseinrichtung bewirkt, die von der Membrane 5 unabhängig ist. Diese Einrichtung kann in irgendeiner bekannten Weise ausgeführt sein. In der Fig. 1 ist ein Manometergehäuse dargestellt, das aus einer durch eine Membrane 7 geschlossenen Kammer 6 besteht ; die Membrane ist durch eine Feder 8 gespannt. Die Membrane 7 ist mit dem Ventil 3 durch die Stange 9 verbunden ; die Gesamtanordnung wird durch den Kolben 10 geführt, der sich in dem Zylinder 11 bewegt. Eine Leitung 12 verbindet die Kammer 6 mit der Saugleitung des Motors.
Wenn der Motor sich in Ruhe befindet und wenn infolgedessen der Unterdruck in der Zuführungleitung gleich Null ist, so hält die Feder 8 das Ventil 3 gegen seinen Sitz fest. Wenn dagegen der Motor läuft, so wird der Unterdruck auf die Membrane 7 übertragen, die sich hiebei biegt, indem sie die Feder 8 zusammendrückt und die Öffnung des Ventils 3 bewirkt bzw. die Öffnung 13 regelt.
Im allgemeinen wird die Stärke der Feder 8, die lediglich die Aufgabe einer Rückschlagfeder hat, mit bezug auf die Membrane 7 so bemessen, dass die schwächsten Unterdrücke, die in der Saugleitung bei den verschiedenen Betriebsstufen herrschen, imstande sind, das Ventil 3 weit zu öffnen, wobei der Kolben 10 sich an die Hinterwand des Zylinders 11 anlegt.
Die in der Fig. 1 dargestellte Vorrichtung kann an einer beliebigen Stelle der Brennstoffzuführungsleitung angebracht werden.
Der Druck des Brennstoffs wirkt sich auf das Ventil 3 aus, und wenn dieses Ventil geöffnet ist, so beeinflusst er auch die Membrane 5. Wenn dieser Druck beträchtlich ist, so hat er das Bestreben, das Ventil 3 mit einer gewissen Kraft zu öffnen, u. zw. unabhängig von dem Unterdruck, der durch die Leitung 12 auf die Membrane 7 übertragen wird.
Es ist dann erforderlich, die Kraft der Feder 8 hinreichend gross zu wählen, damit der Brenn- stoffdruck in allen Fällen nicht imstande ist, das Öffnen des Ventils zu bewirken. Bei grösserer Kraft der Feder 8 muss man die Abmessungen der Membrane 7 gleichfalls grösser wählen. Welchen Druck auch immer der Brennstoff haben mag, so wird es doch immer möglich sein, eine Feder 8 sowie eine Membrane 7 zu wählen, die in der Lage sind, in richtiger Weise die Betätigung des Ventilkegels 3 zu regeln.
Im Gegensatz hiezu verfügt man bei den bekannten Vorrichtungen, bei welchen man unmittelbar den Unterdruck des Motors auf die Aussenfläche der Membrane 5 wirken lässt, nicht über die Ausdehnung der dem Unterdruck unterworfenen Membrane ; wenn daher der Brennstoff druck einen bestimmten Wert überschreitet, so ist die Vorrichtung nicht imstande, noch weiter zu wirken und die Schliessung des Ventils bei der Ausserbetriebsetzung des Motors herbeizuführen. Diesen wesentlichen Übelstand beseitigt die Erfindung.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird, wenn der Motor sich in Ruhe befindet, der Gesamtdruck der Feder 8 auf das Ventil 3 übertragen und hält dieses Ventil gegen seinen Sitz fest. Der erwähnte Druck kann jedoch eine Ermüdung des Ventils herbeiführen und so einen guten Verschluss vereiteln. Diesen Übelstand vermeidet man, indem man zwischen der Druekübertragungsvorrichtung und dem
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durch hievon unabhängige Mittel erreicht wird.
Die Fig. 2 veranschaulicht eine solcherart ausgestaltete Ausführungsform. Der Brennstoff wird durch die Leitung 2 in eine Kammer 24 geführt. Der Austritt des Brennstoffs, der durch das Ventil : 3 geregelt wird, erfolgt durch die Kammer 1 und die Leitung 4. Das Ventil 3 trägt an der der Membrane 5 gegenüberliegenden Seite eine Stange 14, die in dem Zylinder 15 geführt ist. Das Ventil 3 wird durch eine schwache Feder 16 gespannt. Die Stange 9, die mit dem Ventil 3 und der Membrane 5 verbunden ist, bildet dabei nicht mit der Membrane 7 eine feste Verbindung, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, sondern wird von einem Stössel17 betätigt, der seinerseits durch einen Hebel 18 betätigt wird ; dieser ist um eine Achse 19 drehbar.
Das entgegengesetzte Ende 20 des Hebels 18 steht mit einem Teilstück 21 der Membrane 7 durch eine Kurbelstange ? in fester Verbindung.
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Wenn die Membrane 7 durch den durch die Leitung j ! übertragenen Unterdrück herabgedrückt wird, so senkt sich das Ende 20 des Hebels 18, und das Ende 17 hebt sich, wobei die Stange 9 bewegt und ein Heben des Ventilkegels 3 hervorgerufen wird.
Wenn der Motor ausser Betrieb gesetzt wird, so geht die Membrane 7 in ihre Stellung zurück, und der Stossel J senkt sich, ohne den Ventilkegel 3 mit sich fortzuziehen. Dieser Ventilteil wird in die geschlossene Stellung durch die Feder 16 zurückgeführt, die nur schwach ist, so dass der Ventilteil nicht, wie dies nach Fig. 1 durch den ungehemmte Druck der Feder 8 geschieht, gegen seinen Sitz angedrückt wird ; hiedurch wird eine Ermüdung des Ventils 3 verhindert.
Bei der Ausserbetriebsetzung des Motors besteht ein gewisses Spiel zwischen dem Stössel 17 und dem Ende der Stange 9. Der Verschluss des Ventils ist dann vollkommen und die Brennstoffzufuhr abgeschnitten.
Aus Sicherheitsgründen wird die Membrane 5 und das Ventil 3 derart angeordnet. dass der Brennstoffdruek bestrebt ist, dieses Ventil zu schliessen, wie dies aus Fig. 2 hervorgeht. Zu diesem Zwecke genügt es, dass die Öffnung des Ventils 3 einer Raumverminderung der Kammer 1 und seine Schliessung einer Raumvermehrung entspricht. Man erreicht dies, indem man den Ventilkörper 3 in der Weise anordnet, dass sein Öffnen entgegengesetzt der Richtung stattfindet, in der sich die Stangen 9 von dem Ventil 3 wegerstreckt. Auf diese Weise kann die Schliessung des Ventils 3 im Falle eines zufälligen Bruchs der Feder 16 oder der den Ventilkörper mit der Membrane 5 verbindenden Stange erfolgen.
Da hiebei der Brennstoffdruck nicht bestrebt ist, die Öffnung des Ventils 3 zu bewirken, so ist es nicht, wie bei der Erläuterung der Fig. 1. erforderlich, die Kraft der Feder 8 und die Abmessungen
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