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Vorrichtung zum dosierten Verteilen von Flüssigkeiten, insbesondere
Zerstäuber Die Erfindung/Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum dosierten Verteilen
von Flüssigkeiten, insbesondere einen Zerstäuber, mit einer Druckkammer, in die
die i'lüssigkeit durch eine Zuleitung eingeleitet und aus insb der sie durch eine
Düse od. dgl. Austrittsöffnungi verteilt ausgeleitet wird, und bei der eine elastisch
verformbare ligand zur Drucksteuerung der in der Druckkammer befindlichen Fldssigkeit
dient.
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Derartige Vorrichtungen sind bereits bekannt. So wird beispielsweise
eine im wesentlichen inkompressible hldssigkeit in einen Behälter eingefüllt, der
über ein Jteigrohr mit einer Düse verbunden ist. Die in der Druckkammer befindliche
Flüssigkeit kann dadurch unter veränderbaren Druck gesetzt werden, daß die Druckkammer,
d. h. der Behälter, Uber ein Rohr mit einer Gummiblase in Verbindung steht, so daß
bei Zusammendrücken derselben k'lssigkeit Uber das oteigrohr in die Düse gedrückt
und dort je nach der Druckkraft mehr oder weniger fein zerstäubt verteilt wird.
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Anstelle der Gummiblase werden bei anderen Vorrichtungerl dieser Art
auch Kolben-Zylinder-Aggregate verwendet. Der Nachteil dieser Vorrichtungen besteht
vor
allem in ihrer verhältnismäßig großen Trägheit, so daß diese nicht für sehr kurzzeitige
und kurzzeitig aufeinanderfolgende Verteilungen verwendet werden können. Außerdem
bereitet die exakte Dosierung der BLüssigkeitsverteilung Schwierigkeiten.
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Der Erfindung/Seuerung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile
zu vermeiden. So soll bei geringem mechanischen Aufwand und einfacher Handhabung
eine Vorrichtung der eingangs genannten Art geschaffen werden, mit der eine rasche
FLüssigkeitsverteilung und eine exakte Dosierung der jeweils verteilten Menge erreichbar
ist.
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Die Erfindung/Neuerung besteht darin, daß die verformbare Wand aus
elektrisch leitfähigem Material besteht und in Nachbarschaft einer elektrischen
Spule angeordnet ist, deren Feldänderungen die verformbare Wand zu einer Schwingung
anregt, die zu einer Druckänderung in der in der Druckkammer befindllchen Fliissigkeit
fUhrt.
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Anstelle der bisher mechanisch bewegtenelastisch verformbaren Wand
wird gemäß der Srfindung/Neuerung eine unter Verwendung elektrischer Lvelder bewegte,
elastisch verformbare Wand verwendet. Dabei ist die elektrische Spule zweckmäßigerweise
so angeordnet, daß die in ihr und um sie erzeugten elektrischen Felder die verformbare
Wand 90 optimal wie möglich beeinflussen. Ist die verformbare Wand beispielsweise
eben ausgebildet, dann ordnet. man die Windungen der elektrischen
Spule
so an, daß ihre Achse und daher auch die Achse des elektrischen Feldes dieser Spule
etwa senkrecht auf die verformbare Wand stehen. Die elektrischen Beldänderungen
rufen in der Wand aus elektrisch leitfähigem Material, insbesondere aus Aluminium,
Kupfer, Gold, Silber und/oder einer Legierung, wie Messing, Bronze od. dgl., mit.solchen
Elementen,Ströme hervor, die eine Schwingung in dieser Wand anregen, die mehr oder
weniger stark gedämpft ist.Je nach dem Abstand und der Zuordnung der elektrischen
Spule zur verformbaren Wand, nach der Gestaltung und ZusammenaZzung dieser Wand
und nach deren Aufhängung kann die Ansprechgeschwindigkeit und die Intensität der
Druckerzeugung durch die Wand eingestellt werden. Dabei ist es zweckmäßig, die Eigenfrequenz
der verformbaren Wand genügend weit außerhalb des Bereiches der Frequenz der zu
erzeugenden Druckstöße bzw. der Flüssigkeitsdosierung zu wählen.
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Damit sich die Druckstöße nicht durch die Zuleitung fortpflanzen und
daher fiir das dosierte Verteilen der Flüssigkeit weitgehend verlorengehen, weist
die Zuleitung nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung/Neuerung Engstellen auf,
die einer Druckfortpflanzung bzw. einem Flüssigkeitstransport kurzzeitig einen Widerstand
entgegensetzen. Dieser Widerstand sollte so bemessen sein, daß eine Druckfortpflanzung
durch die Zuleitung erst dann stattfindet, wenn bereits die gewünschte Flüssigkeitsmenge
durch die Austrittsöffnung ausgelassen ist. Die Zuleitung kann zu diesem Zweck auch
als Drallkanal ausgebildet sein.
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Die Austrittsöffnung ist insbesondere ein Ventil, das die Flüssigkeitsverteilung
normalerweise sperrt und das bei Betätigung der verformbaren Wand öffnet.
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In Umkehrung dieser Maßnahme kann das Ventil auch derart ausgebildet
bzw. angeordnet sein, daß ein kontinuierlicher Flüssigkeitsstrom verteilt wird und
durch die Wand erzeugte Druckänderungen jeweils zu einem mehr oder weniger langen
und/oder starken Absperren der Flüssigkeitsverteilung führen.
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Ist das Ventil mit einem kegeligen Sperrkörper ausgerüstet, der sich
nach außerhalb der Druckkammer verbreitert, so kann ohne Verwendung zusätzlicher
Elemente ein Flüssigkeitsverteilungs- bzw. Zerstäubungskegel erreicht werden, was
für viele Anwendungszwecke sehr zweckmäßig ist.
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Sofern eine Zuleitung für eine rasche lKachlieferung von Flüssigkeit
in die Druckkammer nicht ausreicht, werden mehrere verwendet.
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Eine sehr einfache Maßnahme zur Betätigung der elektrischen Spule
besteht darin, daß Kondensatorentladungen erzeugt werden, so daß die dabei entstehenden
Stromänderungen das elektrische Feld der Spule im gleichen Takt ändern.
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Anhand der Figuren 1 bis 3 sind Beispiele der Erfindung/Neuerung im
folgenden näher beschrieben.
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Fig. 1 ist ein Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße/neuerungsgemäße
Zerstäubervorrichtung, die auf eine Zerstäubungskammer aufgebaut ist; Fig. 2 und
3 sind elektrische Schaltbilder, die als Beispiele für die Erregung der elektrischen
Spule der erfindungsgemäßen/neuerungsgemäßen Vorrichtung dienen.
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Gemäß Fig. 1 ist die Vorrichtung zum dosierten Verteilen von Flüssigkeiten
auf eine Zerstäubungskammer 2, beispielsweise einen Motorzylinder, aufgesetzt, indem
die Grundplatte 3mit Hilfe von Schrauben 4 auf diejenige Srnd der Zerstäubungskammer
2 aufgeschraubt ist, die eine entsprechende Öffnung aufweist. Die Grundplatte 3
bildet mit dem Zylinder 5 und der elastisch verformbaren Wand 6 sowie dem Ventil
7 die Begrenzung für die Druckkammer 8, in die über die Zuleitung 9 Flüssigkeit
eingeleitet wird. Die Zuleitung 9 ist mit Engstellen versehen, die der stoB-artigen
Druckfortpflanzung durch die Zuleitung 9 einen nicht unerheblichen Widerstand entgegensetzen.
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Das Ventil 7 besteht aus einem Zapfen mit einem am unteren Zapfenende
befindlichen konischen Sperricörper ia, der auf einem Ventilsitz 7b in der Grundplatte
3 unter der Wirkung einer schraubenförmigen Druckfeder 10 anliegt. In dieser Normalstellung
wird keine Flüssigkeit durch die durch den Sperrkörper 7a und den Ventilsitz 7b
definierte Öffnung verteilt. Wird dagegen die aus Aluminium bestehende, verformbare
Wand 6 um einen bestimmten Betrag nach unten in die Druckkammer 8 hinein ausgelenkt,
ohne daß sich dieser Druck unmittelbar über die Zuleitung 9 fortpflanzen kann, dann
drückt die Flüssigkeit
den Sperrkörper 7a eine bestimmte Strecke
nach unten, so daß sich dieser vom Ventilsitz 7b abhebt, und eine entsprechende
Flüssigkeitsmenge wird als Sprühstrahl 11 fein zerstäubt in der Zerstäubungskammer
2 verteilt.
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Die Auslenkung der verformbaren Wand 6 erfolgt durch ein elektrisches
Feld, das in der insbesondere als mehrlagige Wicklung ausgebildeten elektrischen
Spule 12 erzeugt wird, wenn diese mit elektrischem Strom beaufschlagt wird. Die
elektrische Spule 12 ist in die Spulenplatte 13 aus elektrisch nicht leitfähigem
Kunststoff eingebettet. Diese Spulenplatte 13 ist mit Hilfe von Kopfschrauben 14
auf den Zylinder 5 aufgeschraubt.
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Die Spulenplatte 13 ist außerdem mit lediglich schematisch dargestellten,
elektrischen Anschlußklemmen versehen, an die die elektrischen Leitungen angeschlossen
werden, mit deren Hilfe Strom zur elektrischen Spule 12 geleitet wird. Zu diesem
Zweck dient beispielsweise ein Taktgeber 15, der in diesem Beispiel symbolisch mit
einer Kondensatorent ladungse inrichtung versehen ist. Ein Anwendungsbeispiel dieser
Vorrichtung ist insbesondere eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Verbrennungsmotoren
für relativ kurzzeitige und kurzzeitig aufeinanderfolgende Einspritzvorgänge.
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Gemäß Fig. 2 wird im Taktgeber 15 eine elektrische Schaltungsanordnung
verwendet, bei der eine in Kraftfahrzeugen befindliche Thyristor-Zündungsanlage
verwendet wird, die lediglich gemäß dem im rechten Teil durch unterbrochenen Linienzug
dargestellten Kasten durch eine Paralielechaltung von verschiednen Schwingkreisen
mit Je einem Thyristor ausgelegt ist. Diese
Schwing- und Thyristorkreise
sind entsprechend der Zeitdauer und des Abstandes der Zündfolgen eingestellt.
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Gemäß Fig. 7 werden anstelle jeweils eines eigenen Kondensators jedes
Schwingungskreises nur ein einziger Xondensator für sämtliche Schwingungskreise
verwendet, so daß jeweils lediglich eine andere Induktivität in den entsprechenden
Schwingkreisen eingeschaltet werden muß.
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Unter Umständen kann die verformbare Wand auch magnetisierbare Werkstoffe
aufweisen, die durch elektromagnetische Felder beeinflußbar sind.
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- Patent-/Schutzansprüche -