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Druckprüfgerät zum Prüfen der Dichtheit von Pumpenelementen für Kolbeneinspritzpumpen
Die Erfindung betrifft ein Druckprüfgerät zum Vergleich der Dichtheit eines zu prüfenden Pumpenelementes für Kolbeneinspritzpumpen mit der Dichheit eines Bezugspumpenelementes, und das aus einer den Prufkraftstoff enthaltenden und ihn den Pumpenelementen zuführenden Wanne mit Bodenöffnungen zum Einsetzen der Pumpenelemente und einem auf die Kolben der zu vergleichenden Pumpenelemente wirkenden, durch eine Hilfskraft anhebbaren Waagebalken besteht, mit dem sich bei begrenztem Hubweg an den Enden der Arme des Waagebalkens entsprechend der unterschiedlichen Dichtheit der Pumpenelemente verschiedene Förderwege der Pumpenkolben einstellen, die mit Wegemessuhren gemessen und zur Ermittlung der Dichtheit des zu prüfenden Pumpenelementes verglichen werden.
Um einen genügend hohen Druck und bei Mehrzylindermaschinen ausserdem eine etwa gleiche Fördermenge an allen Düsen zu erreichen, müssen die Kolben in den Zylindern der Pumpenelemente dicht schliessend laufen, und die Pumpenelemente müssen untereinander eine weitgehend gleiche Dichtheit oder Durchlässigkeit aufweisen.
Die Prüfung der Elemente auf Passungstoleranzen reicht erfahrungsgemäss nicht aus, um diese Bedingung zu erreichen, da axiale und radiale Formfehler an Pumpenkolben und-zylindern nur mit grossem messtechnischem Aufwand ermittelt werden können, und somit eine genaue Bestimmung des Spaltes zwischen Pumpenkolben und-Zylinder nicht möglich ist.
Sind infolge unzureichender Dichtheit einiger Pumpenelemente bei einer Mehrzylinder-Einspritzpumpe die für die betreffenden Zylinder der Brennkraftmaschine gelieferten Brennstoffmengen zu gering, so ist auch der Einspritzdruck an den entsprechenden Einspritzdüsen zu niedrig. Die Leistungsfähigkeit des Motors sinkt, und es ergibt sich ein unregelmässiger Motorenlauf.
Bei derartigen Betriebsstörungen, insbesondere wenn die Undichtheit einzelner Pumpenelemente zu erhöhtem Kraftstoffverlust führt, werden sämtliche Pumpenelemente der betreffenden Einspritzpumpe ohne Überprüfung erneuert. Der grösste Teil der ausgebauten Pumpenelemente könnte jedoch mit neuen Pumpenelementen gleicher Dichtheit wieder eingebaut und weiterverwendet werden, wodurch ein erheblicher Nutzen eintreten würde. Eine geeignete Auswahl gut aufeinander abgestimmter Pumpenelemente sowohl zum Einbau als auch zum Regenerieren von Mehrzylinder-Einspritzpumpen ermöglicht es, weitgehend gleiche Einspritzdrücke und Einspritzmengen an allen Einspritzdüsen zu erzielen.
Es sind Prüfverfahren und Geräte bekannt, deren Prüfergebnis von den physikalischen Eigenschaften des Prüfmediums, z. B. dem Einfluss der Zähigkeit und damit gleichzeitig von der Temperatur abhängig ist. Hinzu kommt, dass durch die Fertigungstoleranzen solcher Prüfgeräte keine untereinander vergleichbaren Prüfergebnisse erreicht werden. Bei einem bekannten Differenzdruckmesser wird ein besonders erzeugter Solldruck und der innerhalb einer bestimmten Zeit eine messbare Leckölmenge zum Austritt bringende Druckmittels zweier Messdosen und einem von diesen Drücken verstellten Differenzialpotentiometer gemessen und die Ölverlustmenge elektrisch angezeigt. Das Gerät ist vielseitig verwendbar, aber für Reihenprüfungen von Pumpenelementen umständlich, empfindlich und in der Anschaffung kostspielig.
Ein anderes, speziell für die Vergleichsprüfung von Pumpenelementen geeignetes Gerät sieht den
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Einsatz zweier Elemente, u. zw. eines Vergleichs- und eines zu prüfenden Elementes in einer gemein- samen Ölwanne vor, aus der heraus sie mit dem Treibstoff gefüllt und von dem Prüfdruck wieder entleert werden. Beide Elemente sind oben dicht abschliessbar und können von unten her über einen an ihren Kol- ben angreifenden Waagebalken mit einer zum Ölaustritt zwischen den Laufflächen ausreichenden Kraft beaufschlagtwerden. Die Kraft wird zweckmässig so gross gewählt, dass sie etwa der im Betrieb auftre- tendenFörderkraft oder dem Öffnungsdruck des Pumpenaustrittventils entspricht.
Da die Dichtheit der Elemente mehr oder weniger unterschiedlich ist, stellt sich der Waagebalken entsprechend den unterschiedlichen Wegen der von ihm bewegten Kolben schräg ein, und es werden mit je einer Wegemessuhr die von den Waagebalkenenden zurückgelegten Wege gemessen. Jede Wegemessuhr ist räumlich fest angeordnet. Für eineReihenprüfung von Pumpenelementen gegenüber einem Vergleichs- element besteht der Nachteil, dass einmal das Vergleichselement nicht immer genau den gleichen Weg anzeigt, da die Lastverteilung am Waagebalken je nach den in beiden Elementen erzeugten Drücken un- terschiedlich sein wird. Die für die Wegdifferenzmessung erforderliche Differenzbildung zwischen beiden
Elementen erfordert daher eine gewisse Konzentration bei der Rechenarbeit.
Erschwerend kommt hinzu, dass zum andern die Ablesefehler an den beiden Messuhren sich ungünstig addieren können und dass bei Reihenprüfungen die Konzentration zur Errechnung der Differenz eine schnelle Ermüdung des Prüfenden sowie weitere Fehler in der Ablesung zur Folge haben. Beim Auswechseln der Elemente fliesst ausserdem das in der Wanne befindliche Öl nach unten ab.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Druckprüfgerätes, mit dem in einfacher Weise eine
Untersuchung von Pumpenelementen auf einen zulässigen Differenzwert an Leckölverlusten gegenüber einem Vergleichselement, das entsprechend den Erfordernissen verschieden ausgewählt sein kann, mög- lich ist, so dass eine Abstimmung von Pumpenelementen untereinander erfolgen und der geschilderte Mangel leicht behoben werden kann.
Die Erfindung geht von den bekannten Geräten aus und hat zur Aufgabe, eine für die Reihenprüfung einzelner Pumpenelemente geeignete Vorrichtung zu schaffen, bei der ein Vergleichselement einer bestimmten Type ständig im Einsatz bleibt, so dass der Differenzwert in der Wegmessung gegenüber diesem unmittelbar zur Anzeige gelangt.
Eine weitere Aufgabe für die Ausgestaltung des Gerätes besteht darin, dass Ölverluste durch das Auswechseln der Elemente vermieden werden und die Zuführung einer beliebig wählbaren Kraftquelle zum Betätigen des Waagebalkens möglich ist.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch gelöst, dass nur eine einzige Wegemessuhr vorgesehen ist und zur unmittelbaren Anzeige der Wegedifferenz ihr Fühlstift mit den von dem einen Ende des Waagebalkens bewegten Teilen und ihr Gehäuse mit den von dem andern Ende des Waagebalkens bewegten Teilen verbunden ist und dass vorzugsweise für das zu prüfende Pumpenelement und das Bezugspumpenelement je eine besondere den Prüfkraftstoff aufnehmende Messkammer vorgesehen ist.
Gemäss einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist die Wegemessuhr an einem mit der Abstützfläche für den Kolben des Bezugspumpenelementes verbundenen Arm befestigt, wobei der Fühlstift auf einem mit der Abstützfläche für den Kolben'des zu prüfenden Pumpenelementes verbundenen Arm aufsitzt. Zum Messen der Wegdifferenz kann eine optische oder elektrische Messeinrichtung vorgesehen werden.
Zum Einsetzen des zu prüfenden Pumpenelementes und des Bezugspumpenelementes sind in die Böden der getrennt angeordneten, den Prüfkraftstoff aufnehmenden Messkammern auswechselbare Hülsen vorgesehen. Jede der Messkammern ist durch einen Kanal mit einem gemeinsamen Vorratsbehälter verbunden. Durch die Auswechselbarkeit der Hülsen ist es möglich, Pumpen- und Vergleichselemente verschiedener Typen einsetzen zu können.
Die Entleerung und das Füllen der Messkammern kann vorzugsweise mittels eines im Vorratsbehälter durch einen Hebel bewegbaren Kolbens geschehen, so dass die ständige Wiederbenutzung des gleichen Prüföles möglich ist.
Die Messkammer für das Bezugspumpenelement ist gemäss der Erfindung mit einem Verschlussdeckel verschliessbar, an dem eine Abschlussplatte für das zu prüfende Pumpenelement befestigt ist. Die Entleerung der Messkammer ist daher nicht bei jedem Prüfvorgang erforderlich.
Zur schnelleren Handhabung des Gerätes ist auf dem Deckel des Vorratsbehälters eine Andrückvorrichtung für die Abschlussplatte des Pumpenelementes angeordnet, die mit der Abschlussplatte durch ein Kugelgelenk verbunden ist.
Eine weitere vorteilhafte Gestaltung des Gerätes ergibt sich erfindungsgemäss dadurch, dass der Vorratsbehälter mit den Messkammern und den Lagerungen für die Waagebalkenstütze eine bauliche Einheit bildet, insbesondere mit ihnen aus einem Stück gegossen ist.
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An Stelle der Wegemessuhr kann als optische Messeinrichtung an dem einen vom Waagebalken ver- stellten Führungsbolzen eine lichtstrahlerzeugende Optik, am andern ein gekrümmter Spiegel oder ein sich bei der Bewegung drehender Spiegel angebracht sein. Der reflektierte Lichtstrahl wird dann als Zei- ger gegenüber einer Skala benutzt.
Für eine elektrische Messung sind verschiedene Wege möglich. Ein an dem Arm --37-- befestigter
Potentiometer folgt dem sich mit dem Arm --38-- mehr oder weniger verstellenden Schleifer, so dass der sich einstellende Spannungsabgriff ein Mass für die Wegdifferenz ist. Aber auch das Gitter einer
Elektronenröhre und sein Anodenstrom bzw. eine entsprechende Transistorenschaltung können zur Dif- ferenzmessung ebenso wie eine Brückenschaltung benutzt werden.
Die Messungen mit dem Prüfgerät, dessen Gehäuse zweckmässig aus einem Gussstück besteht, sind äusserst einfach durchzuführen. Nach jedem Prüfvorgang wird mittels des Hebels --34-- der Kolben --33-- gesenkt, worauf das Öl aus den Messkammern-3 ; 4-in den Vorratsbehälter --5-- zurückfliesst. Die Hülsen-7 ; 8- lassen sich dann leicht und ohne Ölverlust aus den Messkammern --3 ; 4-- herausnehmen, um ein neues Pumpenelement --9-- zu weiterer Prüfung einsetzen zu können. Die Prüfung von Pumpen- elementen ist mit dem neuen Gerät schnell und einfach sowie fehlerfrei durchführbar. Die Ausbildung des Gerätes ermöglicht seine leichte Bedienung und macht es weitgehend unabhängig von Typenunter- schieden.
Diese Vorzüge gestatten eine Anwendung auch in Reparaturbetrieben und erleichtern die Aus- wahl geeigneter Pumpenelemente und deren Zusammenstellung für Mehrzylinderpumpen, wodurch der bisher hohe unwirtschaftliche Ausfall vieler Pumpenelemente weitgehend vermieden wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Druckprüfgerät zum Vergleich der Dichtheit eines zu prüfenden Pumpenelementes für Kolbenein- spritzpumpen mit der Dichtheit eines Bezugspumpenelementes, und das aus einer den Prüfkraftstoff enthaltenden und ihn den Pumpenelementen zuführenden Wanne mit Bodenöffnungen zum Einsetzen der Pumpenelemente und einem auf die Kolben der zu vergleichenden Pumpenelemente wirkenden, durch eine Hilfskraft anhebbaren Waagebalken besteht, mit dem sich bei begrenztem Hubweg an den Enden der Arme des Waagebalkens entsprechend der unterschiedlichen Dichtheit der Pumpenelemente verschiedene Förderwege der Pumpenkolben einstellen, die mit Wegemessuhren gemessen und zur Ermittlung der Dichtheit des zu prüfendenPumpenelementes verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine einzige Wegemessuhr (39)
vorgesehen ist und zur unmittelbaren Anzeige der Wegdifferenz ihr Fühlstift (40) mit den von dem einen Ende des Waagebalkens bewegten Teilen und ihr Gehäuse mit den von dem andern Ende des Waagebalkens bewegten Teilen verbunden ist und dass vorzugsweise für das zu prüfende Pumpenelement (9) und das Bezugspumpenelement (10) je eine besondere den Prüfkraftstoff aufnehmende Messkammer (3, 4) vorgesehen ist.