DE2527305A1

DE2527305A1 - Kraftstoffpumpe fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2527305A1
Application number: DE19752527305
Authority: DE
Inventors: John Charles Perry
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-06-19
Filing date: 1975-06-19
Publication date: 1976-01-02
Also published as: JPS5115804A; US3967606A

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-I N G. H. Fl N CKE DIPL.- ING. H. BOHR DIPL.-ING. S. STAEGER

Patentanwalt« Dr. Fincke ■ Bohr ■ Staeger ■ 8 München 5 · Mülleritraße

B MÜNCHEN B, M0!lerstra8e 31 Fernruf: (089)*246060 Telegramme: Claims München Telex: 5 23903 claim d

Mopp* No. A 1 9 Bitte in der Antwort angeben

19. Juni 1975

Beschreibung

des Herrn John Charles Perry Vista, Kalifornien / USA

betreffend

"Kraftstoffpumpe für Brennkraftmaschinen"

Priorität: 19.6.1971* _ USA

Die Erfindung betrifft allgemein Brennkraftmaschinen von der Art mit einem hin- und herbeweglichen Kolben, dessen Hin- und Herbewegung periodische Druckschwankungen im Motorkurbelgehäuse verursacht. Im besonderen ist die Erfindung auf eine neuartige Kraftstoffpumpe für solche Brennkraftmaschinen gerichtet.

509881/0458

Borverbindung ■ Bayer. Vereinibank Mönchen, Konto 620404 · Postscheckkonto ι München 27044-802

Wie sich aus der nachfolgenden Beschreibung ergibt, kann . die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe für eine Vielfalt von Arten und Größen von Brennkraftmaschinen verwendet werden. Eine besonders vorteilhafte Anwendungsform der Kraftstoffpumpe besteht jedoch für eine kleine Brennkraftmaschine von der Art, wie sie in ferngesteuerten Modellflugzeugen u. dgl. verwendet wird. Die Kraftstoffpumpe wird nachfolgend im Zusammenhang mit dieser besonderen Ausführungsform beschrieben.

Ein typischer Modellflugzeugmotor ist ein Einzylinder-Zweitaktmotor mit einem Körper, der durch den eigentlichen Zylinder und ein Kurbelgehäuse gebildet wird. Die Kurbelgehäusekanuner ist am vorderen und am hinteren Ende des Kurbelgehäuses offen und diese offenen Enden sind durch eine vordere und eine hintere Endplatte abgeschlossen, die mit dem Kurbelgehäuse verschraubt sind. In der vorderen Endplatte ist eine Kurbelwelle gelagert, die ein inneres Kurbelzapfenende innerhalb der Kurbelgehäusekanuner aufweist, das durch eine Pleuelstange mit einem im Zylinder hin- und herbeweglichen Kolben verbunden ist, und ein äusseres Kupplungsende aufweist, das sich nach aussen aus der Brennkraftmaschine heraus zur Befestigung eines Propellers erstreckt. Die hintere Kurbelgehäuseendplatte der herkömmlichen Brennkraftmaschine dient lediglich· als Verschluß für das hintere Ende des Kurbelgehäuses.

Kraftstoff und Luft werden der Brennkraftmaschine durch einen Vergaser mit einem Ansaugluft-Venturirohr und eine Kraftstoffdüse zugeführt, die in die VenturiVerengung mündet. Das Venturirohr steht mit der Motorgehäusekurbelkammer über ein Ventil in Verbindung, das in einem zeitlich gesteuerten Verhältnis zur Hin- und Herbewegung des Kolbens in der Weise öffnet und schließt, daß Luft in die Kammer während jedes Aufwärtshubes des Kolbens gesaugt wird und dann aus der Kammer

509881/0458

in den Zylinder während des folgenden Abwärtshubes des Kolbens verdrängt wird. Die entstehende Luftströmung durch das Venturirohr erzeugt in der Verengung einen Unterdruck, der' Kraftstoff in den Ansaugluftstrom vom Motorkraftstofftank über die Kraftstoffdüse gesaugt wird. Der Vergaser besitzt ein Drosselventil, das zur Regelung der Luft- und Kraftstoffströmung zum Motor und damit der Motordrehzahl verstellbar ist.

Dieses Verfahren der Ausnutzung des Unterdrucks im Venturirohr des Vergasers zum Erzeugen einer Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine hat mehrere Nachteile, die dem Fachmann für den Bau von Modellflugzeugen bekannt sind und daher nicht im einzelnen dargelegt zu werden brauchen. Es genügt, zu erwähnen, daß die Kraftstoff-Zufuhrmenge zur Brennkraftmaschine ausserordentlich empfindlich für die Kraftstoffbehälterbedingungen, den Kraftstoffstaudruck und für die auf den Kraftstoff wirkenden Flugkräfte sind, besonders bei Einstellungen des Drosselventils für Leerlauf und langsame Drehzahlen, was zur Folge hat, daß die Brennkraftmaschine oft mit einem übermässig mageren oder übermässig fetten Gemisch läuft und häufig stehenbleibt. Ausserdem kann, da das Motorschmieröl im Kraftstoff enthalten ist, die Zufuhr eines übermässig mageren Gemisches zum Motor zu ernsten Motorschäden führen.

Mit dem Ziel, die vorerwähnten und andere Nachteile des vorangehend beschriebenen einfachen Unterdruckansaug-Kraftstoffsystems zu vermeiden, wurde eine Vielfalt von Oberdruck-Kraftstoffsystemen entwickelt. Die meisten dieser Überdruckkraftstoffsysteme haben in der einen Weise die Druckschwankungen ausgenutzt, die im Kurbelgehäuse von Einzylinder-Zweitaktmotoren, beispielsweise bei Modellflugzeugmotoren, während des Motorbetriebs auftreten. In diesem Zusammenhang

509881 /0458

ist es bekannt, daß während des Betriebs eines solchen Motors jeder Aufwärtshub des Kolbens einen Unterdruck im Kurbelgehäuse erzeugt, der ein Kraftstoff-Luftgemisch aus dem Vergaser über ein dann offenes Ventil ansaugt. Während des folgenden Abwärtshubes des Kolbens schließt das Ventil und das Gemisch wird aus dem Kurbelgehäuse in den Motorzylinder verdrängt, wodurch ein Überdruck im Kurbelgehäuse erzeugt wird. Daher werden während des Motorbetriebs abwechselnde Unterdruck- und Oberdruckimpulse im Kurbelgehäuse erzeugt.

Es wurden Versuche durchgeführt, diese Druckimpulse dazu auszunutzen, eine Kraftstoffpumpwirkung herbeizuführen oder in anderer Weise eine Kraftstoffzufuhr unter Druck zu erzielen. Beispielsweise wurden pulsierende Druckpumpen mit Betätigung durch die Kurbelgehäusedruckschwankungen erprobt. Diese Pumpen waren jedoch aus dem Grunde nicht erfolgreich, als sie mit dem Motorkurbelgehäuse durch Rohre od. dgl. verbunden waren, welche die Druckschwankungen an der Pumpe oberhalb einer bestimmten Motordrehzahl dämpften. Weitere Druck-Kraftstoffzufuhrsysteme mit Ausnutzung der Kurbelgehäusedruckimpulse sind nicht völlig erfolgreich oder zufriedenstellend zur Verwendung für Modellflugzeuge aus dem Grunde, daß ihnen Kraftstoffdruck-Regeleinrichtungen fehlen, die erforderlich sind, um einen relativ konstanten Kraftstoffdruck über den gesamten Motorbetriebsbereich zu erhalten, oder weil Kraftstoffdruck-Regelanordnungen verwendet wurden, die zur Verwendung für Modellflugzeuge schlecht geeignet sind wegen ihrer Größe und Kompliziertheit oder wegen ihrer Abhängigkeit vom Unterdruck zum Ansaugen von Kraftstoff über den Vergaser.

Beispielsweise ist eines der am häufigsten verwendeten Druck-Kraftstoff systeme für Modellflugzeugmotoren das sogenannte "zeitlich gesteuerte Kurbelgehäusedrucksystem¹¹. Bei diesem

509881/0458

System ist der Kraftstoffbehälter mit dem Motorkurbelgehäuse durch ein Verbindungsstück verbunden, das nur Überdruckimpulse zum Behälter gelangen läßt. Dies hat zur Folge, daß sich der Behälterdruck auf mehrere Druckpfunde aufbauen kann, wenn der Motor mit hohen Drehzahlen läuft. Wenn der Motor zurückgedrosselt wird, verursacht dieser hohe Tankdruck eine Überflutung des Motors. Andererseits führt, wenn die Leerlaufeinstellung des Kraftstoffsystems vorgenommen wird, um dem hohen Druck Rechnung zu tragen, der sich während des Motorbetriebs mit hoher Drehzahl aufgebaut hat, ein Betrieb mit niedriger Motordrehzahl bei druckentlastetem Kraftstofftank zur Zufuhr eines übermässig mageren Gemisches zum Motor, wodurch die Gefahr entsteht, daß der Motor Schaden erleidet oder der Motorbetrieb zum Stillstand kommt.

Es wurde zwar ein verbessertes System dieser letzteren Art mit Druckregelung entwickelt, um die vorerwähnten Probleme zu vermeiden. Dieses verbesserte System ist immer noch empfindlich für einen Kraftstoff-Staudruck, verhältnismässig kompliziert und erfordert beträchtliche Abänderungen des Motors, so daß es nicht völlig zufriedenstellend ist.

Gegenstand der Erfindung ist eine verbesserte Kraftstoffpumpe für Brennkraftmaschinen, beispielsweise für die vorerwähnten Modellflugzeugmotoren, von der Art, bei welcher periodische Druckschwankungen in der Motorkurbelgehäusekammer durch die Hin- und Herbewegung eines Motorkolbens erzeugt werden. Die Kraftstoffpumpe besitzt eine Kraftstoffρumpteinrichtung mit einem pulsierenden druckempfindlichen pumpenden Element oder Pulsator, wie es nachfolgend bezeichnet wird, und ist am Motorgehäuse so angebracht, daß der pumpende Pulsator unmittelbar der Kurbelgehäusekammer ausgesetzt ist, so daß die Druckschwankungen in der Kammer während des Motorbetriebs den Pulsator mit einer pulsierenden Pumpbewegung antreiben. Die Pumpeinrichtung tritt aufgrund dieser Pump-

509881/0458

. bewegung des Pulsators in Tätigkeit, um einen Kraftstofffluß von einem Kraftstoffeinlaß zu einem Kraftstoffauslaß ' der Pumpe zu bewirken. Der Kraftstoffeinlaß ist mit einem Kraftstofftank verbunden, während der Kraftstoffaus laß mit dem Motorvergaser verbunden ist, so daß die Pumpe Kraftstoff unter Druck vom Tank zum Vergaser zur Vermischung mit der Motoransaugluft fördert.

Wie erwähnt, wird die Erfindung hier in Verbindung mit einer Kraftstoffpumpe für einen Modellflugzeug-Motor beschrieben. Diese Kraftstoffpumpe besitzt ein Gehäuse mit einem Anbauflansch, der in seiner Größe so bemessen und geformt ist, daß er an das hintere Ende des Kurbelgehäuses eines herkömmlichen Motors anstelle der hinteren Kurbelgehäuse· abschlußplatte des herkömmlichen Motors verschraubt werden kann. Das innere Ende des Pumpengehäuses ist an der Innenseite des .Anbauflansches unmittelbar der Kurbelgehäusekammer ausgesetzt. In diesem Zusammenhang ist es von Bedeutung, zu erwähnen, daß die Kraftstoffpumpe als Originalteil des Motors eingebaut oder als gesonderte Einheit zum Einbau in herkömmliche Motoren anstelle der hinteren Kurbelgehäuseabschlußplatte in den Handel gebracht werden kann.

Der pumpende Pulsator des beschriebenen Motors ist eine Pumpenmembran, die den Druckschwankungen in der Motorkurbelgehäusekammer Über öffnungen im inneren Ende des Pumpengehäuses unmittelbar ausgesetzt ist. Diese Druckschwankungen erzeugen eine pulsierende Pumpbewegung der Membran, die in Verbindung mit einer Pumpenventilanordnung im Kraftstoffkanal durch die Pumpe eine Pumpwirkung zur Folge hat, durch welche Kraftstoff durch den Kanal vom Pumpeneinlaß zum Pumpenauslaß gepumpt wird.

Der beschriebene Anbau der Pumpe unmittelbar an das Motorgehäuse derart, daß der pumpende Pulsator unmittelbar der

509881/0458

• τ ·

MotorkurbeIgehäusekanuner ausgesetzt ist, bildet ein Hauptmerkmal der Erfindung, da hierdurch ermöglicht wird, daß die Druckschwankungen in der Kammer voll und sofort auf don Pulsator zurückwirken, um einen wirksamen PumpVorgang über den ganzen Bereich des Motorbetriebs von Leerlauf bis Vollgas herbeizuführen. Weitere wichtige Merkmale der Erfindung bestehen in einem neuartigen Druckregelventil und in einem Kraftstoffabsperrventil, welche Ventile direkt in die Pumpe eingebaut sind, um einen im wesentlichen konstanten Kraftstoffdruck am Pumpenauslaß über den ganzen Bereich des Motorbetriebs aufrecht zu erhalten und ein Lecken von Fluid durch die Pumpe unter der Wirkung des Kraftstoff-Staudrucks oder anderer Kräfte beim Stillstand des Motors zu verhindern. Die Kraftstoffpumpe hat ferner einen einfachen, neuartigen, völlig selbständigen Aufbau aus Moduln, der keinerlei Änderung des Motors noch irgendeine andere Installation erfordert als eine Kraftstoffleitung vom Kraftstofftank zur Pumpe, sowie eine Kraftstoffleitung von der Pumpe zum Vergaser. Schließlich ist, da die Kraftstoffpumpe Kraftstoff unter im wesentlichen konstantem Druck zum Motor unter allen Betriebsbedingungen fördert, die Gefahr von Motorschäden dadurch, daß der Motor zu mager läuft, ausgeschaltet und kann eine grossere Vergaserbohrung mit der dadurch ermöglichten Erhöhung der Motorleistung verwendet werden.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht im Aufriß eines Modellflugzeug-Motors mit angebauter erfindungsgemäßer Kraftstoffpumpe, wobei ein Teil des Motors der übersichtlicheren Darstellung halber weggebrochen gezeigt ist;

Fig. 2 in vergrössertem Maßstab eine schaubildliche Ansicht der Kraftstoffpumpe, von ihrem äusseren Ende aus gesehen;

509881/0458

Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, vom inneren Ende der Pumpe aus gesehen;

Fig. U in vergrössertem Maßstab eine Seitenansicht der Kraftstoffpumpe, wobei ein Teil des Pumpengehäuses der übersichtlicheren Darstellung halber weggebrochen gezeigt ist;

Fig. 5 eine auseinandergezogene schaubildliche Ansicht der Pumpe, wobei deren Gehäuse der übersichtlicheren Darstellung halber weggelassen ist;

Fig. 6 in vergrössertem Maßstab eine Schnittansicht der Pumpe;

Fig. 7 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 7-7 in Fig.

In Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine 10 dargestellt, in diesem Falle ein Modellflugzeugmotor, an den eine erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe 12 angebaut ist. Mit Ausnahme der Kraftstoffpumpe ist der Motor von herkömmlicher Art, so daß sich hier eine nähere Beschreibung erübrigt.

Der Motor 10 besitzt ein Gehäuse IH mit einem normalerweise oberen Zylinder 16 und einem normalerweise unteren Kurbelgehäuse 18. Das Kurbelgehäuse hat ein offenes vorderes und hinteres Ende. Vom Kurbelgehäuse 18 erstreckt sich gleichachsig zu diesem und dessen vorderes Ende abschliessend ein vorderes Motorgehäuse 20 mit einer hinteren Anbauplatte 22 und einem vorderen, im wesentlichen rohrförmigen Teil 24. Die Anbauplatte 22 ist durch Schrauben (nicht gezeigt) am vorderen Ende des Kurbelgehäuses befestigt. An der Ober-

509881/0458

seite des Gehäuseteils 24 befindet sich ein Nippel 26, in welchen der Motorvergaser 28 eingesetzt ist. Bei einem herkömmlichen Modellflugzeugmotor ist das hintere offene Ende des Kurbelgehäuses 18 durch ein hinteres Gehäuse bzw. eine hintere Platte abgeschlossen, die mit dem hinteren Ende des Kurbelgehäuses verschraubt ist. Bei dem in den Zeichnungen gezeigten Motor ist diese hintere Platte durch die Kraftstoffpumpe 12 ersetzt, die nachfolgend näher beschrieben wird. Es genügt hier zu erwähnen, daß die Kraftstoffpumpe das hintere Ende des Kurbelgehäuses abschließt.

Im Zylinder 16 ist ein Kolben 30 beweglich. Der Kolben 30 ist durch eine Pleuelstange (nicht gezeigt) mit dem Kurbelzapfen (nicht gezeigt) einer Kurbelwelle 32 verbunden, die in einem Lager innerhalb des vorderen Motorgehäuses 20 gelagert ist. Das vordere Ende der Kurbelwelle erstreckt sich über das vordere Ende des Gehäuses hinaus, um ein Kupplungsende zur Befestigung eines Propellers 34 zu bilden.

Während des Betriebs des Motors wird der Kolben 30 mit einer hin- und hergehenden Bewegung innerhalb des Zylinders 16 angetrieben, wodurch die Kurbelwelle 32 und damit der Propeller 34 zur Drehung angetrieben werden. Während jedes Aufwärtshubes des Kolbens wird ein Unterdruck bzw. teilweises Vakuum in der Kurbelgehäusekammer 36 erzeugt, durch das ein Kraftstoff/Luft-Gemisch vom Vergaser 28 über eine nicht gezeigte Ventilöffnung in der Kurbelwelle angesaugt wird, welche Ventilöffnung während des Kolbenaufwärtshubes öffnet. Während des folgenden Abwärtshubes des Kolbens schließt die Kurbelwellen-Ventilöffnung und die Kraftstoff/Luft-Ladung wird aus der Kammer 36 in den Zylinder 16 oberhalb des Kolbens durch einen Einlaßschlitz (nicht gezeigt) verdrängt. Die Ladung wird während des Aufwärtshubes verdichtet und durch die Motor-

509881/0458

zündkerze (nicht gezeigt) gezündet. Die Verbrennung des Gemisches hat zur Folge, daß der Kolben einen Abwärtshub ausführt, vor dessen Ende die Abgase aus dem Zylinder durch einen Auslaßschlitz (nicht gezeigt) und die Motorauslaßöffnungen 38. abgeleitet werden. Hierauf wiederholt sich das Arbeitsspiel. Der Vergaser 28 besitzt ein Drosselventil mit einem Betätigungsarm 40 zur Regelung der Luft- und Kraftstoff strömung zum Motor und damit der Motordrehzahl.

Aus der vorangehenden Beschmbung des Motors 10 ergibt sich, daß durch die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 30 periodische Druckschwankungen erzeugt werden, die aus abwechselnden Überdruck- und Unterdruckimpulsen innerhalb der KurbelgehSusekammer 36 bestehen. Wie sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Kraftstoffpumpe 12 ergibt, betätigen diese Druckschwankungen bzw. -Impulse die Pumpe, um Kraftstoff unter Druck vom Motorkraftstofftank (nicht gezeigt) zum Vergaser 28 zu pumpen. Der Kraftstoff fließt aus dem Tank zur Pumpe über einen Schlauch 42, der mit dem Pumpeneinlaß 44 verbunden ist, und von der Pumpe zum Vergaser über einen Schlauch 46, der mit dem Pumpenauslaß 4 3 verbunden ist.

Nachfolgend wird die Kraftstoffpumpe 12 in Verbindung mit Fig. 2-6 beschrieben. Im wesentlichen besitzt die Kraftstoffpumpe ein Gehäuse 50, das eine Kraftstoffpumpeinrichtung 52 mit einem pulsierenden Kraftstoffpumporgan 5 3 oder Pulsator, wie er nachfolgend bezeichnet wird, enthält, der mit einer pulsierenden Pumpbewegung beweglich ist. Die Pumpeinrichtung tritt als Folge dieser Pumpbewegung des Pulsators in Tätigkeit, um Kraftstoff aus dem Pumpeneinlaß 44 zum Pumpenauslaß 48 über einen Kraftstoffkanal 54 innerhalb der Pumpe zu pumpen. In diesem Kraftstoffkanal ist ein Kraftstoff absperrventil 56 angeordnet, um ein Lecken von Kraftstoff durch den erwähnten Kanal zu verhindern, wenn die Pumpe

- 10 -

509881/0458

in Ruhe ist, und ein Kraftstoffdruck-Regelventil 58 zur Regelung des Kraftstoffvorderdruckes, um einen im wesentlichen konstanten Kraftstoffdruck am Pumpenauslaß 48 unabhängig von der Pulsatorfrequenz des Pumpenpulsators 5 3 aufrecht zu erhalten, wenn die Pumpe in Betrieb ist.

Die Kraftstoffpumpe 12 ist am Motor 10 so angebaut, daß der pumpende Pulsator 5 3 unmittelbar der Motorkurbelgehäusekammer 36 über öffnungen 60 in der Pumpe ausgesetzt ist. Der Pulsator ist daher den Druckschwankungen bzw. -Impulsen in der Kammer während des Motorbetriebs unmittelbar ausgesetzt. Diese Druckschwankungen treiben den Pulsator mit seiner pulsierenden Pumpbewegung an, um Kraftstoff unter im wesentlichen konstantem Druck aus dem Kraftstofftank zum Motorvergaser 28 zu pumpen und mit der durch den Vergaser hindurchtretenden Ansaugluft zu vermischen. Wenn der Motor zum Stillstand kommt, schließt das Kraftstoffabsperrventil 56, um ein Lecken von Kraftstoff zum Vergaser unter der Kraft des KraftstoffStaudruckes, einer Siphonwirkung oder anderer auf den Kraftstoff wirkender Kräfte zu verhindern.

Was die Einzelheiten der dargestellten besonderen Kraftstoffpumpe betrifft, so wird das Pumpengehäuse 50 durch eine innere und eine äussere Hülse 6 2 und 64 gebildet, die teleskopisch ineinander passen und durch ^ewindeeingriff miteinander gekuppelt sind. Die innere Hülse 6 2 weist einen nach innen gerichteten Flansch 66 mit einer inneren axial gerichteten Lippe 68 an ihrem äusseren oder oberen Ende auf, wie sich aus Fig. 6 ergibt. Die äussere Hülse 64 ist mit einem nach innen gerichteten Flansch 70 an ihrem äusseren bzw. unteren Ende ausgebildet. Um das innere oder obere Ende der Aussenhülse herum befindet sich eine Anbauplatte bzw. ein Anbauflansch 72, der in seinem Umriß dem Anbauflansch 22 des vorderen Motorgehäuses 24 ähnlich ist und mit öffnungen zur Aufnahme von Schrauben versehen ist, um den Flansch am

- 11 -

509881/0458

hinteren Ende des Motorkurbelgehäuses 18 befestigen zu können. Die Hülsen 62, 64 sind mit Gewinden 71 versehen, die miteinander in Eingriff stehen.

Innerhalb des Pumpengehäuses 50 ist gleichachsig ein Stapel 76 von Elementen angeordnet, die eine Anzahl von modulartigen Elementen umfassen, die nachfolgend als Moduln bezeichnet werden und vorzugsweise im Spritzgußverfahren aus Kunststoff hergestellt werden, und von oben nach unten in Fig. und 6 mit 76, 78, 80, 82, 84 und 86 bezeichnet sind. In der nachfolgenden Beschreibung werden diese Moduln als oberes Modul 76, Obergangsmodul 78, Ventilmodul 80, Klappenmodul 8 2, Pumpenmodul 84 und Drosselmodul 86 bezeichnet. Der Elementestapel 76 umfaßt zusätzlich zu diesen Moduln eine obere Dichtung 88, eine Obergangsdichtung 90, eine Reglermembran 92, eine Klappenventilscheibe 94 und eine biegsame Membran 5 3, welche der vorangehend erwähnte Pulsator ist. Die obere Dichtung 88 ist zwischen der Lippe 68 des inneren Gehäusehülsenflansches 66 und einem nach aussen gerichteten Flansch 96 am inneren bzw. unteren Ende des oberen Moduls 76 angeordnet. Die Obergangsdichtung 90 ist zwischen dem oberen Modul und dem Öbergangsmodul 7 8 angeordnet. Die Reglermembran 92 ist zwischen dem Obergangsmodul 78 und dem Ventilmodul 80 angeordnet. Das Klappenventilmodul 94 ist zwischen dem Klappenmodul 8 2 und dem Pumpenmodul 84 angeordnet. Schließlich ist die Pumpenmembran 5 3 zwischen dem Pumpenmodul 84 und dem Drosselmodul 86 angeordnet. Die verschiedenen Elemente des Stapels 76 sind zwischen den Schultern 66 und 70 der Pumpengehäusehülsen 6 2, 64 fest zusammengespannt.

Das obere Modul 76 weist einen zylindrischen Teil 98 auf, der sich vom Modulflansch 96 axial durch und über das äussere bzw. obere Ende der inneren Pumpengehäusehülse 6 2 er-

- 12 -

5 0 9881/0458

streckt. Von der Innen- oder Unterseite des Moduls erstrecken sich zwei einander diametral entgegengesetzte Bohrungen 100, 102 nach oben bzw. aussen, deren untere Enden seitlich in radiale Ausnehmungen 104, 105 in der unteren Modulflache münden. Wie in Fig. 5 gezeigt, nehmen diese Ausnehmungen in ihrer Breite zu ihren äusseren Enden hin fortschreitend zu.

Der Kraftstoffpumpeneinlaß 44 wird durch einen Nippel gebildet, der in das abstehende Ende 98 des oberen Moduls 76 eingeschraubt ist und einen Kraftstoffkanal enthält, der in das obere Ende der Bohrung 100 mündet. Der Kraftstoffpumpenauslaß 48 wird durch einen Nippel gebildet, der ebenfalls in das abstehende Ende des oberen Moduls diametral entgegengesetzt zum Einlaßnippel eingeschraubt ist und einen Kraftstoffkanal enthält, der in das obere Ende der Bohrung 102 mündet.

Axial durch die Obergangsdichtung 90, das Obergangsmodul 78, die Reglermembran 92 und das Ventilmodul 80 erstrecken sich axial diametral entgegengesetzte Bohrungspaare 108,110. Die oberen Enden der Bohrungen 108 sind nach oben zum äusseren Ende der Ausnehmung 104 des oberen Moduls offen. Die unteren Enden dieser Bohrungen münden seitlich in eine radiale Ausnehmung 112 an der Unterseite des Ventilmoduls 80. Die oberen Enden der Bohrungen 110 münden nach oben in das aussere Ende der Ausnehmung 106 des oberen Moduls. Die unteren Enden der Bohrungen 110 münden seitlich in eine zylindrische Ausnehmung 114 an der Oberseite des Ventilmoduls 80, welche Ausnehmung an ihrer Oberseite durch die Reglermembran 92 überbrückt und abgeschlossen ist. Diese Membran überbrückt und schließt ferner die Unterseite einer Ausnehmung 116 an der Unterseite des Obergangsmoduls 78 ab.

Das innere Ende der unteren Ventxlmodulausnehmung 112 mündet

- 13 -

£09881/0458

nach unten in einen Klappenventilkanal 118 im Klappenmodul 82. Das Klappenmodul besitzt einen zweiten Klappenventilkanal 120 diametral entgegengesetzt zum Kanal 118. Dieser zweite Kanal mündet nach oben in eine radiale Ausnehmung 122 an der Unterseite des Ventilmoduls 80, welche Ausnehmung radial nach innen in einen mittlren Ventilhohlraum 124 im letztgenannten Modul mündet. Der Ventilhohlraum 124 mündet nach oben in die obere Ausnehmung 114 des Ventilmoduls über einen Ventilkanal 126, der zur 3ildung eines flanschartigen Ventilsitzes 128 zwischen der Ausnehmung 114 und dem Hohlraum 12·» verengt ist.

Das Pumpenmodul 84 weist eine gleichachsige Ausnehmung 130 an seiner Unterseite auf, welche Ausnehmung an der Unterseite durch die Pumpenmembran 5 3 überbrückt und abgeschlossen ist; die Ausnehmung 130 steht mit dem Klappenventilkanal 118 über einen Klappenventilkanal 132 und mit dem Klappenventilkanal 120 über einen Klappenventilkanal 134 in Verbindung. An der Oberseite des Pumpenmoduls 84 ist eine Ausnehmung 136 ausgebildet, in welche die Ventilkanäle 118, 132 münden. An der Unterseite des Klappenmoduls 8 2 ist eine Ausnehmung 138 ausgebildet, in welche die Ventilkanäle 120, 134 münden.

Wie erwähnt, fließt während des Betriebs der Pumpe 12 Kraftstoff vom Pumpeneinlaß 44 zum Pumpenauslaß 48 durch den Kraftstoffkanal 54.. Dieser Kraftstoffkanal umfaßt in Aufeinanderfolge vom Einlaß zum Auslaß die Bohrung 100 und die Ausnehmung 104 im oberen Modul, die Bohrungen 108 des Oberpangsmoduls und des Ventilmoduls sowie die Ausnehmung 112, die Klappenventilkanäle 118, 132, die durch die Pumpenmodulausnehmung 130 und die Pumpenmembran 5 3 gebildete Kammer, die Klappenventilkanäle 134, 120, die Ventilmodulausnehmung 122 und den Hohlraum 124, den Ventilkanal 126, die durch die Ventilmodulausnehmung 114 und die Reglermembran 92 gebildete Kammer, die Bohrungen Ho des Obergangs- und des Ventilmoduls und

- 14 -

509881/0458

die Ausnehmung 106 des oberen Moduls sowie die Bohrung 102. In der nachfolgenden Beschreibung wird die durch die Pumpenmembran 53 und die Pumpenmodulausnehmung 130 gebildete Kammdr als Pumpenkammer 130 bezeichnet. Die durch die Peglermembran 9 2 und die Ventilmodulausnehmung 114 gebildete Kammer wird als Reglerkammer 114 bezeichnet. Die Klappenventilkanäle 118, 132 werden als Einlaß- und Auslaß-Saugkanäle bezeichnet und die Klappenventilkanäle 134, 120 als Einlaß- und Auslaßvorderkanäle.

Wie erwähnt und wie nachfolgend näher erläutert wird, wird der Pumpenpulsator bzw. die Pumpenmembran 5 3 mit einer pulsierenden Pumpbewegung durch die Druckschwankungen bzw. -Impulse in der Motorkurbelgehäusekammer 36 angetrieben. Die Klappenventilscheibe 94 besitzt eine Klappenventilanordnung 140, die in Verbindung mit der pulsierenden Pumpbewegung der Membran 5 3 arbeitet, um den Kraftstoffluß durch die Klappenventilkanäle 118, 132,. 134, 120 so zu regeln, daß Kraftstoff vom Pumpeneinlaß 44 über die Pumpenkammer 130 und die Feglerkammer 114 zum Pumpenauslaß 48 gepumpt wird.

Für diesen Zweck weist die Klappenventilanordnung 140 zwei angelenkte Klappenventile 142, 144 an der Ventilscheibe 94 auf. Bei der dargestellten besonderen Pumpe wird die Ventilscheibe durch eine dünne Scheibe aus flexiblem Material, wie Kunststoff, gebildet, die in der in Fig. 5 gezeigten Weise zur Bildung der Klappenventile 14 2, 144 geschlitzt ist, welche Ventile rechteckige lamellenförmige Elemente sind, die an ihrem einen Ende mit der Scheibe aus einem Stück bestehen derart, daß die Ventile aus der und in die Ebene der Scheibe flexibel oder ablenkbar sind. Durch die Elastizität des Ventilscheibenmaterials werden die Ventile nachgiebig in ihren normalen Stellungen (in Fig. 6 gezeigt) gehalten, in welchen sie sich in der Ebene der Scheibe befinden. In der

- 15 -

509881/0458

nachfolgenden Beschreibung werden die Klappenventile 14 2, als Saug- bzw. Förderventile bezeichnet.

Wie erwähnt und wie in Fig. 6 dargestellt, ist die Klappenventilscheibe 94 zwischen dem Klappenmodul 8 2 und dem Pumpenmodul 84 angeordnet. Das Saugklappenventil 14 2 ist in der Pumpenmodulausnehmung 136 angeordnet und liegt in seiner normalen Stellung flach gegen die benachbarte Fläche des Klappenmoduls 8 2 an, wobei sein äusseres bewegliches Ende auf dem Einlaßsaugkanal 118 aufliegt und diesen verschließt. Das Vorderklappenventil 144 ist in der Klappenmodulausnehmung 138 angeordnet und liegt in seiner normalen Stellung flach gegen die benachbarte Fläche des Pumpenmoduls 84 an, wobei sein äusseres bewegliches Ende auf dem Einlaßförderkanal 134 aufliegt und diesen verschließt. Diese Modulflächen, gegen welche die Klappenventile in ihren normalen oder Schließstellungen anliegen, werden als Klappenventilsitze bezeichnet. Die Modulausnehmungen 136, 138 bilden Klappenventil-Spie!ausnehmungen, die eine rechteckige Form wie die Klappenventile haben und in ihrer Größe so bemessen sind, daß sie das Ablenken der Klappenventile von ihren Ventilsitzen weg und aus der Ebene der Klappenventilscheibe 94 heraus in die Offenstellungen ermöglichen. Aus Fig. 7 ergibt sich, daß die Auslaßsaug- und Förderklappenventilkanäle 132, 120 ausserhalb der äusseren beweglichen Enden der Klappenventile 14 2, 144 angeordnet sind, so daß die letzterwähnten Kanäle durch die Ventile unbedeckt bleiben und mit den Einlaßsaugkanälen 118, 134 in Verbindung stehen, wenn sich die Ventile in ihren Offerebellungen befinden.

Zur Darlegung der Arbeitsweise der vorangehend beschriebenen Pumpe 12 sei angenommen, daß sich die Pumpenmembran 5 3 mit einer pulsierenden Bewegung auf die Pumpenkammer 130 zu und von dieser weg bewegt und daß der Pumpeneinlaß 44 mit einem Kraftstoffvorrat verbunden ist. Während jedes Hubes der Membran 5 3 von der Pumpenkammer weg (Saughub) wird ein Unterdruck

- 16 -

509881/0458

in der Kammer erzeugt, so daß das Saugventil 142 von seinem Sitz abgehoben bzw. geöffnet wird, während das Förderventil 144 auf seinen Sitz zur Auflage bzw. in die Schließstellung kommt, und Kraftstoff in die Kammer durch die Saugkanäle 118, 132 vom Pumpeneinlaß 44 angesaugt wird. Der folgende Hub der Membran 5 3 zur Pumpenkammer 130 (Förderhub) erzeugt einen Oberdruck in der Kammer, so daß das Saugventil 14 2 auf seinen Sitz bzw. in seine Schließstellung kommt, während das Förderventil 144 von seinem Sitz abgehoben bzw. geöffnet wird und Kraftstoff aus der Kammer durch die Förderkanäle 134, 120 und die Reglerkammer 114 zum Pumpenauslaß 48 verdrängt wird. Die pulsierende Bewegung der Membran 5 3 hat daher zur Folge, daß Kraftstoff vom Pumpeneinlaß zum Pumpenauslaß gepumpt wird.

Obwohl die vorangehend beschriebene Pumpwirkung zur Folge hat, daß Kraftstoff aus dem Kraftstofftank zum Motor 10 gefördert wird, reicht diese Pumpwirkung allein für sich selbst nicht aus, einen zufriedenstellenden Motorbetrieb herbeizuführen, der ausserdem eine Kraftstofförderung zum Motor mit einem im wesentlichen konstanten Druck erfordert. Ausserdem ist es wünschenswert, ein Lecken von Kraftstoff durch die Pumpe zu verhindern, wenn der Motor zum Stillstand kommt, um eine Überflutung des Motors und eine Verunreinigung des Flugzeugs oder dessen Halterung durch Kraftstoff zu vermeiden. Diese Aufgaben, ein Lecken von Kraftstoff zu verhindern, und den Kraftstoffdruck zu regeln, werden von dem Kraftstoff-Absperrventil 56 bzw. dem Kraftstoffdruckregelventil 58 wahrgenommen .

Die Ventile 56 und 58 haben ein gemeinsames Element in Form eines Ventilschaftes 146, der sich zwischen dem Reglerhohlraum 124 und der Reglermembran 92 und durch den Ventilkanal 126 sowie die Reglerkammer 114 gleichachsig hierzu erstreckt, Am oberen Ende des Ventilschaftes in Fig. 6 befindet sich

- 17 -

509881/0458

ein Flansch 148, der gegen die benachbarte Seite der Reglermembran anliegt und ein gleichachsiger Pfosten 150, der sich durch eine mittige öffnung in der Membran erstreckt. Am oberen Ende des Pfostens ist mit Preßsitz ein Bund 15 2 angeordnet, der gegen die Reglermembran so anliegt, daß die letztere fest zwischen dem Bund und dem Schaftflansch 118 eingespannt ist, um den Ventilschaft 146 sowohl an der Membran zu befestigen als auch abzudichten.

Um den Ventilschaftpfosten 150 herum ist eine Druckfeder 154 angeordnet, die sich durch in Ausfluchtung befindliche Bohrungen 156, 158 im oberen Modul und im Obergangsmodul 76 bzw. 78 erstreckt und sich an ihren Enden gegen den .VentilBchaftbund 152 und eine Stellschraube 160 abstützt, die in das obere Modul eingeschraubt ist. Die Feder 154 belastet die Reglermembran 92 zur Reglerkammer 114 und den Ventilschaft 14 6 zum Ventilsitz 128. Der Raum oberhalb der Membran steht über eine Entlüftungsöffnung 161 mit der Aussenluft in Verbindung.

Am Ventilschaft 146 ist innerhalb des Reglerhohlraums 124 ein ReglerventilteHer 16 2 mit einer kugelig gekrümmten Sitzfläche befestigt, die dem Ventilsitz 128 zugekehrt ist. Auf dem Schaft ist innerhalb der Reglerkammer 114 ein Absperrventilteller 164 mit einer kugelig gekrümmten Sitzfläche lose angeordnet, die dem Ventilsitz 128 zugekehrt ist, und einer verhältnismässig scharfen ringförmigen Kante, die dem Ventilschaftflansch zugekehrt ist. Wie in Fig. 6 gezeigt, ist ein beträchtliches Spiel zwischen den Ventilschaft 146 und dem Ventilteller 164 vorhanden, so daß der Teller eine Relativbewegung mit Bezug auf den Schaft ausüben kann.

Aus der vorangehenden Beschreibung des Kraftstoffabsperrven- tils und des Druckregelventils 56 bzw. 58 ergibt sich, daß

- 18 -

509881/0458

^A195

auf die Druckregelmembran 92 und damit auf den Ventilschaft 146 zwei entgegengesetzte Kräfte wirksam sind, nämlich die durch den Kraftstoffdruck in der Druckregelkammer 114 ausgeübte Kraft und die durch die Feder 154 ausgeübte Gegenkraft. Hieraus folgt, daß, wenn der Kraftstoff innerhalb der Regelkammer atmosphärischen Druck oder einen geringeren Druck hat, die kombinierte Kraft der Feder 154 und der Atmosphärendruck auf die Membran die letztere, gesehen in Fig.6, nach unten auslenken, bis der Kraftstoffabsperrventilteller 164 gegen die Oberseite des Ventilsitzes 128 zur Anlage kommt, wodurch der Ventilkanal 126 geschlossen wird. Dies ist die Schließstellung des KraftstoffabsperrventiIs 56, in welcher das Letztere das Lecken von Kraftstoff durch die Pumpe verhindert. Es ist in diesem Zusammenhang erwähnenswert, daß infolge des losen Sitzes des Ventiltellers 164 auf dem Ventilschaft 146 und der kugeligen Sitzfläche des Tellers der letztere voll gegen den Ventilsitz 128 anliegt, um den Ventilkanal 126 auch dann abzudichten, wenn der Ventilschaft und/oder die Regelmembran aus ihren in Fig. 6 gezeigten Ausfluchtungsstellungen verkantet sind. Mit anderen Worten, der Ventilteller 164 kann sich falls erforderlich, seitlich zur Auflage auf dem Ventilsitz wegen des Tellerschaftspiels verschieben und der Teller sitzt voll auf dem Ventilsitz über einen Bereich von Winkelstellungen des Tellers mit Bezug auf den Sitz wegen der gekrümmten Sitzfläche des Tellers. Durch die Anlage der scharfen ringförmigen Kante des Ventiltellers 164 an dem Ventilschaftflansch 148 wird der Teller gegen den Flansch abgedichtet.

Es sei nun angenommen, daß der Kraftstoffdruck im Reglerhohlraum 124 allmählich zunimmt. Bei einem Mindestdruckwert, der durch die Kraft der Feder 154 auf die Membran 92 bestimmt wird, sind der Kraftstoffdruck und die Federkraft auf den Ventilteller 164 gegeneinander ausgeglichen. Durch einen weiter zunehmenden Kraftstoffdruck im HohlraumwLrd

- 19 -

5G9881/0458

dann der Ventilteller und die Membran, gesehen in Fig. 6, nach oben verlagert, wodurch der Kraftstoffabsperrventilteller 164 zur Aufwärtsbewegung vom Ventilsitz 128 weg zum öffnen des Ventilkanals 126 freigegeben wird und Kraftstoff in die Reglerkaramer gelangen kann. Der zunehmende Kraftstoffdruck in der Kammer wirkt dann unmittelbar auf die Reglermembran, um die letztere weiter zu verlagern. Durch diese Aufwärtsverlagerung der Membran wird der Druckregelventilteller 16 2 nach oben zur Unterseite des Ventilsitzes 128 gezogen, wodurch der ringförmige Strömungsraum zwischen dem Sitz und dem letztgenannten Teller allmählich verengt und die Kraftstoffzufuhr zur Reglerkammer gedrosselt wird. Der Kraftstoffdruck in der Kammer beginnt dann abzunehmen, was eine Abwärtsverlagerung der Membran und des Reglerventiltellers 16 2 durch die Feder 154 zur Folge hat. Hierdurch wird wiederum der Kraftstoffluß zur und der Kraftstoffdruck in der Reglerkammer erhöht.

Es sei nun die Arbeitsweise der Kraftstoffpumpe 12 im Lichte der vorangehenden Beschreibung der Ventile 56, 58 unter der Annahme betrachtet, daß der Pumpeneinlaß 44 mit einem Kraftstoff vorrat verbunden ist und die Pumpenmembran 5 3 anfänglich im Stillstand ist. Unter diesen Bedingungen hält die Ventilfeder 154 das Kraftstoffabsperrventil 56 geschlossen, so daß dessen Ventilteller 164 am Ventilsitz 128 anliegt, um das Lecken von Brennstoff durch die Pumpe unter der Kraft des Kraftstoffstaudruckes und/oder anderer auf den Kraftstoff wirkender Kräfte verhindert wird. Die Kraftstoffpumpe befindet sich daher völlig im Ruhezustand und das Lecken von Kraftstoff durch die Pumpe ist blockiert.

Es sei nun angenommen, daß die Pumpenmembran 5 3 mit ihrer pulsierenden Pumpbewegung angetrieben wird. Durch diese Pumpbewegung der Membran wird Kraftstoff vom Kraftstoffvorrat über

- 20 -

S09881/0458

die Pumpenkammer 130 in den Druckreglerhohlraum 124 gepumpt, wodurch eine nach oben gerichtete Öffnungskraft auf den gewöhnlich geschlossenen Kraftstoffabsperrventilteller 164 ausgeübt wird. Diese Öffnungskraft wird fast sofort ausreichend, um den Ventilteller und damit die Reglermembran 92 nach oben entgegen der Kraft der Ventilfeder 15»* zu verlagern, was einen freien Kraftstoffluß vom Hohlraum 121 in die Reglerkammer 114 unter der Reglermembran und aus der Kammer zum Pumpenauslaß 48 ermöglicht.

Wenn eine gewisse Drosselung des Kraftstofflusses von der Pumpe durch den Pumpenauslaß angenommen wird, wird die Reglerkammer rasch mit Kraftstoff gefüllt, worauf der Kraftstoff in der Kammer eine nach oben gerichtete Kraft auf die Reglermembran 92 ausübt und die letztere nach oben entgegen der Reglerfederkraft verlagert.

Diese AufwärtsVerlagerung der Reglermembran 92 durch den Kraftstoffdruck in der Reglerkammer 114 wird der Reglerventilteller 16 2 allmählich zum Ventilsitz 128 gezogen, wodurch der Kraftstoffluß in die Reglerkammer 114 allmählich gedrosselt wird. Wenn angenommen die Drosselung des Kraftstoffflusses von der Pumpe konstant bleibt, dauert die Aufwärtsverlagerung der Reglermembran 92 und damit das Fließen des Reglerventils 58 durch den Kraftstoffdruck in der Reglerkammer 114 an, bis das schließende Reglerventil den Kraftstoffluß in die Kammer ausreichend drosselt und dadurch der Kammerdruck etwas abnimmt. Die Ventilfeder 154 beginnt dann das Reglerventil 58 weiter zu öffnen und mehr Kraftstoff in die Reglerkammer zur Erhöhung des Kammerdruckes eintreten zu lassen. Das Reglerventil 58 bewirkt daher die Aufrechterhaltung in der Reglerkammer 114 und damit am Pumpenauslaß 48 eines verhältnismässig konstantenKraftstoffdruckes, der durch die Kraft bestimmt wird, die auf die Reglermembran 92 durch die Ventilfeder 154 ausgeübt wird. Wenn sich der Widerstand gegen den

- 21 -

509881/0458

Kraftstoffluß aus der Pumpe verändert, stellt sich das Reglerventil 58 automatisch zur Aufrechterhaltung des konstanten Kraftstoffdruckes mit einer neuen Durchflußmenge ein, welche durch die neue Drosselung des Kraftstofflusses bestimmt wird. Daher öffnet sich, wenn die Drosselung des Kraftstofflusses aus der Pumpe abnimmt, das Kraftstoffdruckregelventil weiter, um den konstanten Kraftstoffdruck bei einem erhöhten Durchfluß aufrecht zu erhalten, der durch die verminderte Drosselung des Kraftstofflusses bedingt ist. Eine Zunahme der Drosselung des Kraftstofflusses hat die entgegengesetzte Wirkung zur Folge. Der konstante Kraftstofförderdruck der Pumpe läßt sich durch Verstellen der Ventilfederstellschraube 160 einstellen, die für diesen Zweck leicht zugänglich ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Kraftstoffpumpe 12 am hinteren Ende des Kurbelgehäuses 18 des Motors 10 anstelle der hinteren Kurbelgehäuseabschlußplatte des herkömmlichen Motors angebaut. Für diesen Zweck ist die Aussenhülse 64 des Kraftstoffpumpengehäuses 50 in ihrer Größe so bemessen, daß sie gleitend in das hintere offene Ende des Kurbelgehäuses bis zu einer Stellung geschoben werden kann, in welcher der Pumpengehäuseflansch 72 gegen die hintere Kurbelgehäusefläche anliegt. Der Flansch wird mit dem Kurbelgehäuse in der gleichen Weise wie die Abschlußplatte des herkömmlichen Motors verschraubt.

Nach dem Anbau an den Motor 10 ist das innere Ende des Pumpengehäuses 50 unmittelbar der Kurbelgehäusekammer 36 ausgesetzt. Dieses innere Gehäuseende ist das naheliegende Ende des Gehäuses in Fig. 3 und das untere Ende des Gehäuses in Fig. 6. Wie bereits beschrieben, und in den Zeichnungen gezeigt, überbrückt das Drosselmodul 86 das innere Gehäuseende und ist diesem ausgesetzt. Dieses Drosselmodul besitzt einen

- 22 -

509881/0458

A 195

Flansch 166, der um das Pumpenmodul 84 herum sitzt, und einen Flansch 168, der sich durch die Endöffnung in der Pumpengehäusehülse 64 erstreckt, um das Drosselmodul zu zentrieren. Durch das Drosselmodul erstreckt sich eine Anzahl verhältnismässig großer öffnungen 170, durch welche die Pumpenmembran 5 3 unmittelbar der Motorkurbelgehäusekammer 36 ausgesetzt ist. Die nach aussen gerichtete Fläche 172 des Drosselmoduls 86 ist, wie in Fig. 6 gezeigt, ausgespart, um zwischen dem Modul und der Pumpenmembran einen Spielraum zu schaffen, der die pulsierende Pumpbewegung der Membran aufnimmt. Das Drosselmodul beschränkt jedoch jeden Einwärtspumphub der Membran zur Motorkurbelgehäusekammer 36. Wie bereits erwähnt und in Fig. 1 gezeigt, sind der Kraftstoffpumpeneinlaß 44 und der -Auslaß 48 mit einem Kraftstofftank bzw, mit dem Motorvergaser 28 über Kraftstoffleitungen bzw. Schläuche 42 bzw. 46 verbunden.

Die Arbeitsweise der Pumpe 12 mit dem Motor 10 ergibt sich aus der vorangehenden Beschreibung. Wie erwähnt, bewirkt die hin- und hergehende Bewegung des Motorkolbens 30 in seinem Zylinder 16 Druckschwankungen bzw. -Impulse in der Motorkolbengehäusekammer 36, Diese Druckschwankungen wirken unmittelbar auf die Pumpenmembran 53, um die letztere mit ihrer pulsierenden Pumpbewegung anzutreiben und dadurch Kraftstoff vom Motorkraftstofftank zum Motorvergaser unter einem verhältnismässig konsteinten Förderdruck zu pumpen, der durch die Einstellung der Pumpenventilfeder-Einstellschraube 154 bestimmt wird, und mit einer Fördermenge, die durch die Einstellung des Vergaserdrosselventils bestimmt wird. Wie sich aus dem Vorangehenden ergibt, wird durch das öffnen der Drosselklappe zur Erhöhung der Motordrehzahl die Drosselung des Kraftstofflusses von der Pumpe verringert, was einen erhöhten Kraftstoffluß bei dem konstanten Kraftstofförderdruck zur Folge hat. Das Schließen des Drosselventils hat die entgegengesetzte Wirkung. Die Stellschraube ist am äusse-

- 23 -

609881/0458

ren Ende der Pumpe zur Verstellung leicht zugänglich, um den Kraftstofförderdruck zu regeln.

Die erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe hat mehrere Vorteile, die sich aus der vorangehenden Beschreibung ergeben, so daß sich hier eine nähere Darlegung erübrigt. Ein Vorteil besteht beispielsweise in dem Umstand, daß Kraftstoff dem Motorvergaser mit konstantem Druck zugeführt wird, der durch die Einstellung der Reglerverstellschraube 154 bestimmt wird und zwar unabhängig von dem Kraftstoffstaudruck, den auf den Kraftstoff wirkenden Flugkräften und anderen Kräften, die das Bestreben haben, den Kraftstoffdruck und damit den Motorbetrieb zu verändern. Die Verstellschraube 154 ist am äusseren Ende der Pumpe zur Verstellung leicht zugänglich, um einen gewünschten Kraftstofförderdruck zu erhalten. Der direkte Anbau der Pumpe an den Motor derart, daß die Pumpenmembran 5 3 unmittelbar den Druckschwankungen in der Motorkurbelgehäusekammer 36 ausgesetzt ist, ermöglicht einen wirksamen Kraftstoffpumpenbetrieb. Diese Vorteile beseitigen die Notwendigkeit, den Vergaserventurirohr-Unterdruck dazu auszunutzen, Kraftstoff zum Motor zu saugen, was die Verwendung einer grösseren Vergaserbohrung mit dadurch bedingter erhöhter Einlaßluftströmung und Motorleistung ermöglicht. Durch die Modulkonstruktion der Pumpe wird deren Gestaltung und Zusammenbau erleichtert, wodurch sich verringerte Kosten ergeben und die Wartung und Instandsetzung der Pumpe, falls erforderlich, vereinfacht ist. In diesem Zusammenhang ist in Fig. 5 erkennbar, daß die Moduln der Pumpe durch zusammenpassende Stifte 174 und Löcher 176 an den Moduln in der richtigen Weise ausgerichtet werden, wodurch der richtige Zusammenbau der Pumpe erleichtert wird. Ein weiteres neuartiges Merkmal der Pumpe besteht in deren Druckregel- und Vollabsperrventilen 56, 58. Wie erwähnt, ist beispielsweise der Absperrventilteller 164 lose auf dem Ventilschaft 146 angeordnet, und weist

- 24 -

509881/0458

eine kugelige Sitzfläche auf derart, daß er volle Auflage auf seinem Ventilsitz 128 erhält, um den Kraftstoffluß selbst dann zu blockieren, wenn der Ventilschaft nicht genau mit der Ventilsitzachse ausgefluchtet ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Druckregelventilen, wird der Rege!ventilteller 164 zu einem Ventilsitz 128 gezogen, um den Kraftstofffluß zu drosseln, was eine Vereinfachung der Konstruktion des Ventils ergibt und die Notwendigst zusätzlicher Elemente, die bei herkömmlichen Regelventilen notwendig sind, ausschaltet.

Wie erwähnt, ist die erfxndungsgemäße Kraftstoffpumpe in Verbindung mit ihrer Verwendung für ein Modellflugzeug beschrieben, obwohl die Pumpe natürlich auch zur Verwendung bei anderen Motoren von der eingangs beschriebenen Art geeignet ist.

Patentansprüche;

- 25 -

509881/0458

Claims

A 195

P a t e η t a n Sprüche

Kombination, gekennzeichnet durch

eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinder, der an einem Ende zu einer Kurbelgehäusekammer offen ist, und einem Kolben, der in dem Zylinder mit einer hin- und hergehenden Bewegung beweglich ist, die periodische Druckschwankungen innerhalb der Kurbelgehäusekammer erzeugt und eine Kraftstoffpumpe, die unmittelbar an der Wand der Kurbelgehäusekammer angebaut ist und einen Kraftstoffeinlaß, einen Kraftstoffaus laß und eine Kraftstoffpumpeinrichtung mit einem pumpenden Pulsator besitzt, der der Kurbelgehäusekammer unmittelbar ausgesetzt und mit einer pulsierenden Pumpbewegung durch die erwähnten Druckschwankungen beweglich ist, um Kraftstoff von dem erwähnten Einlaß zu dem erwähnten Auslaß zu pumpen.

2. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe durch eine Membranpumpe gebildet wird und der pumpende Pulsator eine Pumpenmembran ist.

3. Kombination nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe ein Gehäuse besitzt, das die Pumpeinrichtung enthält und an seinem einen Ende unmittelbar der Kurbelgeh&usekammer ausgesetzt ist und die Pumpenmembran den Druckschwankungen durch mindestens eine Öffnung in dem erwähnten Gehäuseende ausgesetzt ist.

^A195

4. Kombination nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse innerhalb.einer öffnung in der erwähnten Kammerwand angeordnet ist und sich das erwähnte eine Gehäuseende innerhalb der Kurbelgehäusekammer befindet.

Kombination nach Anspruch 1, dadurchpekennzeichnet, daß der Motor ein Einzylindermotor mit einem Gehäuse ist, das den erwähnten Zylinder und die Kammer enthält und eine Kurbelwelle in diesem Gehäuse gelagert ist und sich mit einem Abtriebsende aus dem Gehäuse nach aussen an einem Ende der Kurbelgehäusekammer erstreckt, die Kraftstoffpumpe ein Gehäuse besitzt, welches die erwähnte Pumpeinrichtung enthält und innerhalb einer öffnung in der erwähnten Kammerwand am entgegengesetzten Ende der Kammer angeordnet ist, wobei sich das eine Ende des erwähnten Gehäuses innerhalb der erwähnten Kammer befindet, und

der pumpende Pulsator den Druckschwankungen durch mindestens eine öffnung in dem erwähnten Gehäuseende ausgesetzt ist.

6. Kombination nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe durch eine Membranpumpe gebildet wird und der pumpende Pulsator durch eine Pumpenmembran.

7. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe einen Kraftstoffkanal aufweist, der mit dem Pumpeneinlaß und dem Pumpenauslaß inVerbindung steht, und

- 27 -

509881/0458

Ag-

die Kraftstoffpumpe mit einem Kraftstoffabsperrventil in dem erwähnten Kanal versehen ist und dazu dient, das Lecken von Kraftstoff durch den erwähnten Kraftstoffkanal zu verhindern, wenn der Förderdruck der Pumpeinrichtung geringer als ein gegebener Druck ist.

Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe einen Kraftstoffkanal aufweist, der mit dem Pumpeneinlaß und dem Pumpenauslaß in Verbindung steht und

die Kraftstoffpumpe mit einem Kraftstoffdruckregelventil in dem erwähnten Kanal versehen ist, um einen relativ konstanten Kraftstoffdruck am Pumpenauslaß aufrecht zu erhalten.

Kombination nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe mit einem Kraftstoffabsperrventil in dem erwähnten Kanal versehen ist, um das Lecken von Kraftstoff durch den erwähnten Kraftstoffkanal zu verhindern, wenn der Förderdruck der Pumpeinrichtung geringer als ein gegebener Druck ist.

10. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe einen Kraftstoffkanal aufweist, der mit dem Pumpeneinlaß und -Auslaß in Verbindung steht, und die Kraftstoffpumpe umfaßt ein Kraftstoffdruckregelventil in dem erwähnten Kanal zur Aufrechterhaltung eines verhältnismässig konstanten Kraftstoffdruckes am Pumpenauslaß, welche8 Regelventil eine Fegelkammer zwischen der Pumpeinrichtung und dem Pumpenauslaß mit diesen in Ver-

- 28 -

509881/0458

bindung stehend aufweist, eine Feglermembran, welche die eine Seite der erwähnten Kammer begrenzt, einen Ventilsitz um den erwähnten Kanal herum zwischen der Pumpeinrichtung und der Reglerkammer, einen Reglerventilteller in dem erwähnten Kanal zwischen der Pumpeinrichtung und dem Ventilsitz, eine Einrichtung, welche die Membran und den Ventilteller miteinander verbindet derart, daß durch eine Erhöhung des Kraftstoffdruckes in der erwähnten Kammer die Membran in einer Richtung verlagert wird, um den Ventilteller zu dem erwähnten Ventilsitz zu ziehen, um den Kraftstoffluß in die erwähnte Kammer zu drosseln, und eine Feder, die der Verlagerung der Membran in der erwähnten Richtung einen nachgiebigen Widerstand entgegensetzt.

11. Kombination nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,daß ein Organ von ausserhalb der Kraftstoffpumpe zugänglich ist, das zur Einstellung der durch die Feder auf die Membran ausgeübten Kraft dient.

12, Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe einen Kraftstoffkanal aufweist, der mit dem Pumpeneinlaß und -Auslaß in Verbindung steht, und die Kraftstoffpumpe umfaßt ein Kraftstoffabsperrventil, um das Lecken von Kraftstoff durch den erwähnten Kanal zu blockieren, wenn der Förderdruck der Pumpeinrichtung geringer als ein gegebener Druck ist, welches Absperrventil eine Kraftstoffkammer in dem erwähnten Kanal zwischen der Pumpeinrichtung und dem Pumpenauslaß und mit diesem in Verbindung stehend aufweist, ferner eine Membran,

- 29 -

509881/0458

welche die eine Seite der Kammer begrenzt, einen Ventilsitz um den erwähnten Kanal herum zwischen der erwähnten Kammer und der Pumpeinrichtung und gegenüberliegend der Membran, eine Feder zur Belastung der Membran zum Ventilsitz, einen Ventilteller innerhalb der erwähnten Kammer, und eine Einrichtung, welche den Ventilteller und die Membran miteinander verbindet, so daß eine Verlagerung der Membran zum Ventilsitz eine Bewegung des Ventilteilers zum Sitz zur Folge hat, um das Lecken von Kraftstoff durch den erwähnten Kanal zu verhindern.

13. Kombination nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß

die erwähnte Verbindungseinrichtung durch einen Ventilschaft gebildet wird, der sich durch die Ventilöffnung erstreckt, welche durch den Ventilsitz begrenzt wird, sowie durch eine Mittelöffnung im Ventilteller, und die Ventiltelleröffnung mit Bezug auf den Ventilschaft erweitert ist, um eine selbstzentrierende Bewegung des Ventiltellers mit Bezug auf den Ventilschaft und den Ventilsitz zu ermöglichen.

Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe ein Gehäuse besitzt, das einen Stapel von Moduln mit öffnungen enthält, welche einen Kraftstoffkanal begrenzen, der mit dem Pumpeneinlaß und -Auslaß in Verbindung steht, sowie eine Ausnehmung, welche mit dem Pulsator eine Pumpenkammer begrenzt, die einen Teil des erwähnten Kanals bildet, und eine Ventilanord-

- 30 -

509881/0458

·3ι.

nung zur Regelung des Kraftstofflusses in die bzw. aus der Pumpenkammer entsprechend der erwähnten pulsierenden Pumpbewegung des Pulsators in der Weise, daß ein Kraftstoffluß durch den erwähnten Kanal von dem erwähnten Einlaß zu dem erwähnten Auslaß stattfindet.

15. Kombination nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung eine Ventilscheibe zwischen benachbarten Moduln des Stapels und Klappenventile in der erwähnten Scheibe zur Regelung des Kraftstofflusses von dem erwähnten Einlaß zu der Pumpenkammer und aus der Pumpenkammer zum Auslaß aufweist.

16. Kombination nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß

bestimmte der Moduln eine Druckregelkammer zwischen der Pumpenkammer und dem Pumpenauslaß bilden, die Pumpe eine Reglermembran besitzt, welche die Reglerkammer begrenzt, und

eine Ventilanordnung mit der Membran zur Bewegung auf einen Ventilsitz zu bzw. von diesem weg um den erwähnten Kanal verbunden ist, um das Lecken von Kraftstoff durch den erwähnten Kanal zu verhindern, wenn der Förderdruck der Pumpeinrichtung geringer als ein gegebener Druck ist, und einen verhältnismässig konstanten Kraftstoffdruck am Pumpenauslaß aufrecht zu erhalten.

17, Kraftstoffpumpe für eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinder, der an seinem einen Ende zu einer Kurbelgehäuse-

- 31 -

509881 /0458

kammer offen ist und in welchem ein Kolben mit einer
hin- und hergehenden Bewegung beweglich ist, die periodische JDrucks.chwankungen in der erwähnten Kammer erzeugen, gekennzeichnet durch
einen Kraftstoffeinlaß,
einen Kraftstoffauslaß, und

eine Kraftstoffpumpeinrichtung mit einem Pumppulsator, der unmittelbar der Kurbelgehäusekammer ausgesetzt werden kann und mit einer pulsierenden Pumpbewegung durch die erwähnten Druckschwankungen angetrieben werden kann, um Kraftstoff aus dem erwähnten Einlaß zu demerwähnten Auslaß zu pumpen.

18. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe eine Membranpumpe ist und der Pumppulsator durch eine Pumpmembran gebildet wird.

19. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein Gehäuse besitzt, das die Pumpeinrichtung enthält und ein offenes Ende besitzt, das unmittelbar der Kurbelgehäusekammer ausgesetzt werden kann, und
welche Pumpmembran innerhalb des erwähnten offenen Gehäuseendes angeordnet ist, so daß es den Kolbengehäusedruckschwankungen unmittelbar ausgesetzt ist.

20* Kraftstoffpumpe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe ein Kraftstoffabsperrventil in dem erwähnten Kanal umfaßt, um das Lecken von
Kraftstoff durch diesen Kraftstoffkanal zu verhindern,

509881/0^8

^A195

wenn der Förderdruck der Pumpeinrichtung geringer als ein gegebener Druck ist.

21. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe einen Kraftstoffkanal aufweist, welcher den Pumpeneinlaß mit dem Pumpenauslaß verbindet, und

die Kraftstoffpumpe ein Kraftstoffdruckregelventi1 in dem erwähnten Kanal besitzt, um einen relativ konstanten Kraftstoffdruck an dem Pumpenauslaß aufrecht zu erhalten,

22. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe ein Kraftstoffabsperrventil in dem erwähnten Kanal aufweist, das dazu dient, das Lecken von Kraftstoff durch den Kraftstoffkanal zu verhindern, wenn der Förderdruck der Pumpeinrichtung geringer als ein gegebener Druck ist.

23, Kraftstoffpumpe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe einen Kraftstoffkanal besitzt, der mit dem Pumpeneinlaß und mit dem Pumpenauslaß in Verbindung steht, und

die Kraftstoffpumpe umfaßt ein Kraftstoffdruckregelventi1 in dem erwähnten Kanal zur Aufrechterhaltung eines relativ konstanten Kraftstoffdruckes am Pumpenauslaß, welches Regelventil mit einer Regelkammer zwischen der Pumpeinrichtung und dem Pumpenauslaß und mit diesen in Verbindung stehend besitzt, ferner eine Reglermembran, welche die

- 33 -

509881/0458

eine Seite der erwähnten Kammer begrenzt, einen Ventilsitz um den erwähnten Kanal herum zwischen der Pumpeinrichtung und der Reglerkammer, ein Reglerventilteller in dem erwähnten Kanal zwischen der Pumpeinrichtung und dem Ventilsitz, eine Einrichtung, welche die Membran und den Ventilteller miteinander verbindet, derart, daß durch eine Erhöhung des Kraftstoffdruckes in der erwähntenKammer diese Membran in einer Richtung verlagert wird, um den Ventilteller zum Ventilsitz zu ziehen, und dadurch den Kraftstoffluß in die erwähnte Kammer zu drosseln, und eine Feder, welche der Verlagerung der Membran in der erwähnten Richtung einen nachgiebigen Widerstand entgegensetzt.

21. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch ein Organ, das von ausserhalb der Kraftstoffpumpe zugänglich ist und dazu dient, die durch die erwähnte Feder auf die Membran ausgeübte Kraft einzustellen.

25. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe einen Kraftstoffkanal aufweist, der den Pumpeneinlaß und den Pumpenauslaß miteinander verbindet und,

die Kraftstoffpumpe ein Kraftstoffabsperrventil besitzt, das dazu dient, das Lecken von Kraftstoff durch den erwähnten Kanal zu verhindern, wenn der Förderdruck der Pumpeinrichtung niedriger als ein gegebener Druck ist, welches Absperrventil eine Kraftstoffkammer in dem erwähnten Kanal zwischen der Pumpeinrichtung und dem Puxopenauslaß mit diesen in Verbindung stehend besitzt,

- 31 -

50988 1 /0458

eine Membran die eine Seite der erwähnten Kanuner begrenzt, einen Ventilsitz um den erwähnten Kanal herum zwischen der Kammer und der Pumpeinrichtung und entgegengesetzt zu der Membran, eine Feder, durch welche die Membran zu dem erwähnten Ventilsi±z_b_elastet wird,, einen Ventilteller innerhalb der erwähnten Kammer, und eine Einrichtung zur Verbindung des Ventiltellers und der Membran miteinander, so daß eine Verlagerung der Membran in Richtung zum Ventilsitz zur Folge hat, daß der Ventilteller zu diesem Sitz bewegt wird, um das Lecken von Kraftstoff durch den erwähnten Kanal zu verhindern.

26. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Verbindungseinrichtung durch einen Ventilschaft gebildet wird, der sich durch die Ventilöffnung hindurch erstreckt, die durch den genannten Ventilsitz begrenzt wird, sowie durch eine Mittelöffnungim Ventilteller, und

die Ventiltelleröffnung mit Bezug auf den Ventilschaft erweitert ist, um eine selbstzentrierende Bewegung des Ventiltellers mit Bezug auf den Ventilschaft und den Ventilsitz zu ermöglichen.

27. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß diese ein Gehäuse besitzt, das einen Stapel von Moduln enthält, die mit öffnungen versehen sind, welche einen Kraftstoffkanal begrenzen, der mit dem Pumpeneinlaß und dem Pumpenauslaß in Verbindung steht, und eine Ausnehmung mit dem Pulsator eine Pumpenkammer begrenzt, die einen

- 35 -

509881/0458

^A19S

Teil des erwähnten Kanals bildet, und eine Ventilanordnung zur Regelung des Kraftstofflusses in die bzw. aus der Pumpenkammer entsprechend der pulsierenden Pumpbewegung des Pulsators derart, daß ein Kraftstofffluß durch den erwähnten Kanal von dem erwähnten Einlaß zu dem erwähnten Auslaß herbeigeführt wird.

28. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Ventilanordnung eine Ventilscheibe zwischen benachbarten Moduln des Stapels und Klappenventile in der erwähnten Scheibe zur Regelung des Kraftstoffflusses von dem erwähnten Einlaß zu der Pumpenkammer und aus dieser Pumpenkammer zu des erwähnten Auslaß besitzt.

29. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß

bestimmte der Moduln eine Druckregelkammer zwischen der Pumpenkammer und dem Pumpenauslaß bilden, die Pumpe eine Reglermembran aufweist, welche die Reglerkammer begrenzt, und

eine Ventilanordnung, die mit der erwähnten Membran zur Bewegung zu einem Ventilsitz bzw. von diesem weg um den erwähnten Kanal herum verbunden ist, um das Lecken von Kraftstoff durch den erwähnten Kanal zu verhindern, wenn der Förderdruck der Pumpeinrichtung niedriger als ein gegebener Druck ist, und einen relativ konstanten Kraftstoffdruck an dem Pumpenauslaß aufrecht zu erhalten.

Für: John Charles PERRY

PATWTANWALTt

**·. H. FINCKE, DIPmNG. H. K)Hk 2g MPL-ING. S. STAEG«

509881 /0458

Leerseite