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Nauchno-proizvodstvennoe Obiedinenie Avtozapravochnoi
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Tekhniki USSR, Serpukhov, UdSSR Verfahren zur Volumendosierung eines
Flüssigkeitsgemisches sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die vorliegende
Erfindung liegt auf dem Gebiet der Meßtechnik und bezieht sich auf ein Verfahren
zur Volumendosierung eines Flüssigkeitsgemisches sowie auf eine Einrichtung zur
Durchführung des Verfahrens.
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Die vorliegende Erfindung kann besonders vorteilhaft bei Zapfsäulen
zur Ausgabe eines Kraftstoffgemisches aus Benzin und öl angewandt werden, welches
für Zweitakt-Verbrennungsmotoren bestimmt ist.
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Bereits bekannt sind Verfahren zur Volumendosierung eines Flüssigkeitsgemisches
aus einer Hauptkomponente mit größerem Volumen und mindestens einer Zusatzkomponente
mit kleinerem Volumen, bei denen die getrennte Dosierung jeder Komponente, ihre
anschließende Vermischung und die Ausgabe einer Gemischteilmenge unter gleichzeitiger
Registrierung ihres Volumens erfolgt, das durch Summieren der Volumina der Teilmengen
der Haupt- und der Zusatzkomponente erhalten wird.
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Ebenfalls sind Einrichtungen zur Durchführung des genannten Verfahrens,
die beispielsweise in Form von Zapfsäulen zur Ausgabe eines Gemisches aus Benzin
und öl ausgeführt sind und in deren Gehäuse unabhängige Dosierungssysteme für die
Hauptkomponente (Benzin) und die Zusatzkomponente (Öl) montiert sind, von denen
jedes System eine Pumpe und einen mit ihr in Verbindung stehenden Zuteiler mit einem
Schieberventil besitzt, das mit dem Schieberventil des anderen Systems kinematisch
verbunden ist.
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Außerhalb des Gehäuses ist ein Verteilerhahn angeordnet, der eine
Mischkammer besitzt, die mit den beiden Zuteilern mittels flexiblen Schläuchen in
Verbindung steht. Eine jede solche Zapfsäule verfügt ferner über einen Zähler für
die Volumina der Gemischteilmengen mit Anzeigern der Einzel- und der Gesamtausgabe
des Gemisches.
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Bei den bekannten Einrichtungen ist der Zuteiler der Hauptkomponente
(Benzin) in Form eines Flüssigkeitszählers ausgeführt, während der Zuteiler der
Zusatzkomponente (öl) als Hydraulikzylinder mit einem schwimmenden Kolben ausgebildet
ist, der auf seiner Mantelfläche eine Ringnut aufweist, in die an einer Seite ein
konischer Kolbenhubbegrenzer eingreift, welcher mit einem Handgriff zur Einstellregelung
der Gemischzusammensetzung verbunden ist.
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bekannt
Die aufeinanderfolgende Zuführung der Zusatzkomponenten
zu den Räumen des besagten Hydraulikzylinders wird durch das Schieberventil bewerkstelligt,
das vom Flüssigkeitszähler gesteuert wird.
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Die Anzeiger des Zählers für die Volumina der Gemischteilmengen sind
mit den beiden Zuteilern über ein summierendes Ausgleichsgetriebe verbunden.
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Mit dem Kolben des Zuteilers der Zusatzkomponente ist das summierende
Ausgleichs getriebe mittels eines Kurbelzangengetriebes verbunden, das die hin-
und hergehende Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung umwandelt. Der hauptsächliche
Nachteil der bekannten Einrichtungen zur Volumendosierung von Flüssigkeitsgemischen
ist die Notwendigkeit der Anordnung von summi er enden Ausgleichsgetrieben in den
Zählern für die Volumina der Gemischteilmengen. Diese Getriebe haben einen komplizierten
Aufbau, welcher die Einrichtungen komplizierter macht und die erforderliche Anzeigegenauigkeit
der Anzeiger der Einzel- und der Gesamtausgabe des Gemisches nicht gewährleisten
kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Volumendosierung
eines Flüssigkeitsgemisches und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
zu schaffen, die es gestattet, in den Zählern für die Volumina der Teilmengen summierende
Ausgleichsgetriebe zu vermeiden und dadurch den kinematischen Aufbau der Einrichtung
unter gleichzeitiger Erhöhung ihrer Betriebssicherheit und der metrologischen Kennwerte
zu vereinfachen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem erfindungsgemäß
die Hauptkomponente in einem Volumen gleich dem Gemischvolumen dosiert und aus diesem
Volumen ein Volumen verdrängt wird, das der Summe der Teilmengenvolumina der Zusatzkomponenten
gleich ist.
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Eine solche Lösung gestattet es, das Volumen der Teilmenge des Gemisches
nach dem Volumen der Teilmenge der Hauptkomponente zu regeln und dadurch die Summierung
der Teilmengenvolumina der Komponenten zu vermeiden.
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Die erwähnte Aufgabe wird auch in einer Einrichtung gemäß Patentanspruch
2 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zuteiler der Zusatzkomponente in Form
eines Blocks von zwei gleichen, parallel zueinander angeordneten doppeltwirkenden
Hydraulikzylindern ausgeführt ist, deren Kolben mit Möglichkeit ihrer gleichzeitigen
Verschiebung während der Dosierung um einen gleich großen Hub in entgegengesetzten
Richtungen und mit Möglichkeit einer Einstellregelung dieses Hubes kinematisch miteinander
verbunden sind, wobei zwei Räume dieser Hydraulikzylinder als die Zusatzkomponente
dosierende Räume dienen, die an der gleichen Seite ihrer Kolben liegen, während
die ihnen gegenüberliegenden Räume während der Dosierung jeweils mit dem Eintritts-
bzw.
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dem Austrittshohlraum des Zuteilers der Hauptkomponente zur Entnahme
aus der von ihm bereits abgemessenen Teilmenge eines Volumens, das dem Volumen der
Teilmenge der Zusatzkomponente gleich ist, nacheinander in Verbindung gebracht werden.
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Bei einer solchen konstruktiven Ausführung des Zuteilers der Zusatzkomponente
ist das Volumen der Teilmenge des Gemisches dem Volumen der Teilmenge der Hauptkomponente
gleich. Auf diese Weise kann aus dem kinematischen Schema des Zählers für die Volumina
der Gemischteilmengen das in konstruktiver Hinsicht komplizierte Ausgleichsgetriebe
vermieden werden, das die Volumina der Teilmengen der Haupt- und der Zusatzkomponente
summiert. Hierbei kann als Zähler für die Teilmengenvolumina ein Zähler verwendet
werden, der in Tanksäulen zum Einsatz gelangt, was es erlauben wird, die Gemischausgabesäule
mit der Tanksäule zu vereinheitlichen.
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Durch die Tatsache, daß in den Zähler für die Volumina der Gemischteilmengen
das Ausgleichsgetriebe vermieden wird, werden die Anzeigegenauigkeit dieses Zählers
erhöht und dadurch die metrologischen Eigenschaften der Einrichtung insgesamt verbessert.
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Zweckmäßigerweise besteht der eigentliche Zylinder eines jeden Hydraulikzylinders
aus zwei gleichen seine Räume bildenden Hülsen, die in einem den beiden Hydraulikzylindern
gemeinsamen Zuteilergehäuse unter Bildung eines Zwischenraums zwischen ihnen gleichachsig
angeordnet sind, wobei in jeder dieser Hülsen ein eigener Kolben untergebracht ist,
der sich gegenüber dem Kolben in der gleichachsigen Hülse, mit welchem zusammen
er an derselben Kolbenstange starr befestigt ist, befindet, während die kinematische
Verbindung zwischen den Kolben der beiden Hydraulikzylinder mittels eines gleicharmigen
Hebels erfolgt, der sich im Zwischenraum zwischen den gleichachsigen Hülsen der
Hydraulikzylinder befindet und auf einer Schwenkachse befestigt ist, die in einer
zu der durch die Achsen der Hydraulikzylinder gehenden Ebene senkrechten Richtung
verläuft, wobei die Enden dieses Hebels mit den Mitten der beiden Kolbenstangen
gelenkig verbunden sind und die Einstellregelung der Hublänge der Kolben mittels
eines Schraubenanschlags erfolgt, dessen Schraube im Zuteilergehäuse senkrecht zur
Achse des genannten Hebels angeordnet ist und an ihrem Ende einen konischen Begrenzer
trägt, der mit einem anderen Hebel zusammenwirkt, welcher am Ende der Schwenkachse
des zweiarmigen Hebels starr befestigt ist.
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Die in jedem Hydraulikzylinder vorhandenen zwei Hülen mit den untereinander
durch eine Kolbenstange verbundenen Kolbentgewährleisten eine gleichmäßige Belastung
der Kolben und ihre zügige Bewegung, was die Betriebszuverlässigkeit des Zuteilers
der Zusatzkomponente und seine Lebensdauer erhöht sowie die Vermischung der Komponenten
in jedem Hydraulikzylinder ausschließt,
wodurch ebenfalls die Arbeit
des Zuteilers verbessert und die Anzeigegenauigkeit des Zählers erhöht werden.
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Die Verbindung der Kolbenstangen der Kolben der Hydraulikzylinder
mittels eines gleicharmigen Hebels gestattet es, einen gleichen Hub dieser Kolben
in konstruktiver Hinsicht am zuverlässigsten und einfachsten sicherzustellen, was
die Genauigkeit der Dosierung der Zusatzkomponente erhöht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Schieber
des Schieberventils des Zuteilers der Zusatzkomponente in Form eines Rotors ausgebildet,
der auf seiner Außenfläche vier gleichmäßig an deren Kreisumfang verlaufende Längsnuten
aufweist, und im Schieberventilgehäuse untergebracht, das sich im Gehäuse des Zuteilers
seitens der Hohlräume desselben befindet, die die Zusatzkomponente dosieren, wobei
in den Wänden des Schieberventilgehäuses Durchgangsöffnungen ausgeführt sind, von
denen eine den Hohlraum dieses Gehäuses mit einem die Zusatzkomponente dosierenden
Raum und die anderen Öffnungen mit drei im Zuteilergehäuse gleichachsig mit dem
Schieber ausgeführten Ringnuten verbindet, wovon die eine äußere Nut mit dem Druckraum
der Pumpe für die Zusatzkomponente, die andere äußere Nut mit der Mischkammer des
Verteilerhahns und die mittlere Nut mit dem anderen die Zusatzkomponente dosierenden
Raum des Zuteilers in Verbindung steht.
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Das Schieberventil einer solchen Bauart schließt die Notwendigkeit
aus, eine übersetzung ins Schnelle vom Zähler für die Gemischteilmengen zum Zuteiler
der Zusatzkomponente zu verwenden, was die Funktionssicherheit des Zählers für die
Gemischteilmengen und dessen Anzeigegenauigkeit bei einer relativ einfachen konstruktiven
Lösung erhöht.
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Es ist weiterhin zweckmäßig, daß jede äußere Ringnut mit dem Hohlraum
des Schieberventilgehäuses mittels zwei diametral angebrachten
Öffnungen
in Verbindung steht, deren Achsen einen Winkel von 900 einschließen, wobei die mittlere
Ringnut mit dem Innenraum des genannten Gehäuses mittels einer Öffnung in Verbindung
steht, deren Achse in bezug auf die Achsen der genannten diametral angebrachten
Öffnungen unter einem Winkel von 450 liegt, während die Achsen der Öffnungen, die
den Hohlraum des Gehäuses mit den Räumen der Hydraulikzylinder verbinden, unter
einem Winkel von 90° angeordnet sind.
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Eine derartige Anordnung der Öffnungen im Gehäuse des Schieberventils
des Zuteilers der Zusatzkomponente gewährleistet volle Entlastung des Schiebers
von radialen Belastungen und vermindert dadurch die Belastungen des Zählers für
die Volumina der Gemischteilmengen und des mit ihm verbundenen Zuteilers der Hauptkomponente,
was den Grad der Betriebssicherheit der Einrichtung im ganzen, ihre Lebensdauer
sowie die Anzeigegenauigkeit erhöht.
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Nachstehend wird eine mögliche Ausführungsform der Erfindung unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1
eine schematische Darstellung der Gesamtvorderansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung
zur Volumendosierung eines Kraftstoff-Flüssigkeitsgemisches aus zwei Komponenten
(Benzin und Öl); Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeils "A" in Fig. 1; Fig.
3 ein prinzipielles hydraulisches Schema der Einrichtung; Fig. 4 eine Gesamtansicht
der Benzinpumpe in Seitenansicht im Längsschnitt;
Fig. 5 einen
Schnitt in der Ebene V-V der Fig. 4; Fig. 6 eine Gesamtansicht des Zuteilers der
Hauptkomponente (Benzin) in Seitenansicht im Längsscbnit; Fig. 7 eine Gesamtansicht
des Zuteilers der Zusatzkomponente (Öl) in einem teilweisen Längsschnitt durch die
Achsen der Hydraulikzylinder; Fig. 8 einen Schnitt in der Ebene VIII-VIII der Fig.
7; Fig. 9 eine Ansicht in Richtung des Pfeils "B" der Fig. 7; Fig. 10 einen Schnitt
in der Ebene X-X der Fig. 7; Fig. 11 einen Schnitt in der Ebene XI-XI der Fig. 7;
Fig. 12 einen Schnitt in der Ebene XII-XII der Fig. 7; Fig. 13 einen Schnitt in
der Ebene XIII-XIII der Fig. 7; Fig. 14 ein kinematisches Schema des Zählers für
die Volumina der Gemischteilmengen, und Fig. 15 eine Gesamtansicht des Zählers für
die Volumina der Gemischteilmengen in Vorderansicht.
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Das Verfahren zur Volumendosierung eines Flüssigkeitsgemisches, bestehend
aus einer Hauptkomponente, die ein größeres Volumen hat, und aus mindestens einer
Zusatzkomponente mit einem kleinerenVolumen, besteht in der getrennten Dosierung
einer jeden der Komponenten, ihrer anschließenden Vermischung und Ausgabe einer
Gemischteilmenge unter gleichzeitiger Registierung ihres
Volumens.
Gemäß der Erfindung wird die Hauptkomponente in einem Volumen gleich dem Gemischvolumen
dosiert und aus diesem Volumen ein Volumen verdrängt, das der Summe der Volumina
der Teilmengen der Zusatzkomponenten gleich ist. Selbstverständlich muß das Volumen
der Teilmenge der Hauptkomponente größer sein als das Gesamtvolumen der Teilmengen
der Zusatzkomponenten.
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Eine solche Lösung schließt das notwendige Summieren der Teilmengen
der Komponenten des Flüssigkeitsgemisches aus, und das Volumen des letzteren bestimmt
man nach dem Volumen der Teilmenge der Hauptkomponente.
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Als Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Volumendosierung
eines Flüssigkeitsgemisches wird nachstehend eine Einrichtung zur Volumendosierung
eines Kraftstoff-Flüssigkeitsgemisches eingehend beschrieben, welches aus zwei Komponenten
besteht und bei welchem die Hauptkomponente Benzin und die Zusatzkomponente Öl ist.
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Die Einrichtung zur Dosierung des Kraftstoff-Flüssigkeitsgemisches
"Benzin-Öl" enthält ein Gehäuse 1 (Fig. 1 und 2), das als Säule einer beliebigen
bekannten Konstruktion ausgebildet ist, in dem unabhängige Hydrauliksysteme zur
Dosierung von Benzin und Öl montiert sind, während außen am Gehäuse 1 ein Verteilerhahn
2 mit einer Mischkammer 3 (Fig. 3) angebracht ist, die mittels flexiblen Schläuchen
4 und 5 mit einem Zuteiler 6 für Benzin bzw. mit einem Zuteiler 7 für Öl der besagten
Hydrauliksysteme in Verbindung steht.
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Die Einrichtung besitzt ferner einen Zähler 8 für das Volumen der
Teilmengen des Gemisches "Benzin-Öl" mit Anzeigern 9 und 10 der Einzel- bzw. der
Gesamtausgabe des Gemisches und einem (nicht dargestellten) Anzeiger der Gesamtausgabe
von Öl, welche in Fenstern eingebaut sind, welche im oberen Teil des Einrichtungsgehäuses
1
an der vorderen und der hinteren Wand desselben ausgeführt sind.
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Das Hydrauliksystem zur Dosierung von Benzin enthält eine Benzinpumpe
11, deren Saugraum über einen Filter 12 und ein Rückschlagventil 13 mit einem nicht
dargestellten Benzinbehälter verbunden ist, während der Druckraum über einen Gasabscheider
14 mit einer Schwimmerkammer 14a und ein Ventil 15 mit dem Eintrittshohlraum des
Zuteilers 6 für Benzin verbunden ist.
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Das Hydrauliksystem zur Doseriung von Öl enthält eine Zahnrad-Ölpumpe
16 einer beliebigen bekannten Bauart, deren Saugraum über ein anderes Rückschlagventil
13a mit einem nicht dargestellten Ölbehälter verbunden ist, während der Druckraum
mit dem Zuteiler 7 für öl in Verbindung steht. Die beiden Pumpen 11 und 16 werden
von einem Elektromotor 17 angetrieben. In den Leitungen, die die Zuteiler 6 und
7 mit den flexiblen Schläuchen 4 und 5 verbinden, sind Indikatoren 18 und 19 in
Form von Glasbüchsen eingebaut, die zur Sichtkontrolle der Füllung der Hydrauliksysteme
mit Benzin und Öl bestimmt sind.
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Das im Hydrauliksystem für die Benzinzuführung installierte Filter
12 dient zur Reinigung des Benzins von mechanischen Beimischungen. Die Filterelemente
werden am Stutzen des Filterdeckels angebracht und sind zwecks Reinigung oder Auswechselung
abnehmbar. Im Gehäuse des Filters 12 ist in der Eintrittsöffnung das Rückschlagventil
13 montiert, welches zum Zurückhalten des Benzins in den Innenleitungen der Einrichtung
im Betriebsruhezustand dient.
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Die Benzinpumpe 11 kann eine beliebige bekannte Bauart haben.
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Im vorliegenden Beispiel wird eine Zellen-Benzinpumpe 11 verwendet.
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Die Welle 20 (Fig. 4) des Rotors 21 der Benzinpumpe 11 ist in zwei
Kugellagern 22 gelagert, die im Deckel 23 eines Gehäuses 24 angeordnet und mittels
Gummimanschetten 25 abgedichtet sind.
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Die Welle 20 des Rotors 21 wird von der Welle des Elektromotors 17
über einen Riementrieb und eine Riemenscheibe 26, die am Ende der Welle 20 sitzt,
in Umdrehungen gesetzt.
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Während der Drehung des Rotors 21 werden seine Arbeitsschieber 27
(Fig. 5) unter Einwirkung der Fliehkraft an die Wände der Kammer 28 des Gehäuses
24 der Benzinpumpe 11 angedrückt und fördern den Brennstoff aus dem Saugraum des
Gehäuses 24 in den Druckraum,wobei die Anordnung der Räume von der Drehrichtung
der Welle 20 des Rotors 21 abhängt. Die Benzinpumpe 11 besitzt ein Überströmventil
29, das in einer die Hohlräume des Gehäuses verbindenden Öffnung 30 angeordnet ist.
Die Einstellregelung des Überströmventils 29 wird durch Drehen einer Nachstellschraube
31 bewerkstelligt.
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Der Gasabscheider 14 (Fig. 3) kann eine beliebige bekannte Konstruktion
haben, die es gestattet, ihn sowohl mit den Filterelementen als auch ohne sie zu
verwenden. Der Gasabscheider 14 ist in seinem oberen Teil mit der Schwimmerkammer
14a in Verbindung gesetzt. In der oberen Wand des Gehäuses der Schwimmerkammer 14a
ist eine Öffnung 32 zum Austritt der angesammelten Luft vorhanden, während für die
Abführung von Benzin in den Boden der Schwimmerkammer 14a ein Stutzen mit Ventil
33 und Schwimmer 34 eingebaut ist. Je nach der Ansammlung des Benzins geht der Schwimmer
34 hoch und das Ventil 33 gibt die Öffnung im Stutzen zur Abführung des Benzins
in das Filter 12 frei. Das obere Ventil 15 ist zwischen dem Gasabscheider 14 und
dem Zuteiler 6 für Benzin, der als Flüssigkeitszähler ausgeführt ist, angeordnet.
Bei nicht arbeitender Einrichtung verhindert dieses Ventil 15 den Rücklauf des durch
den Zuteiler 6 schon abgemessenen Benzins. Außerdem dient das Ventil 15 zum Ausgleich
des Druckes in der nicht
arbeitenden Einrichtung, wo unter der
Wirkung der äußeren Faktoren im Meßsystem ein Überdruck von Benzin entstehen kann.
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In diesem Fall wirkt das Benzin über die Öffnung im Teller des Ventils
15 auf ein nicht gezeigtes zusätzliches Ventil ein, öffnet dieses und gleicht den
Druck im Benzinsystem aus, wobei ein Teil des Benzins in die Schwimmerkammer 14a
abgeleitet wird.
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Der Zuteiler 6 für Benzin ist in Form eines Vierkolben-Flüssigkeitszählers
ausgeführt, dessen Kolben 35 (Fig. 6) Dichtungsmanschetten 36 besitzen, die an den
Zylinder 37 angedrückt sind, welche als im Gehäuse 38 des Zuteilers 6 angeordnete
Hülsen ausgebildet sind. Die Kolben 35 sind paarweise an zwei Kulissen 39 befestigt,
die Schlitze aufweisen, in welche die Kurbel 40 einer Kurbelwelle 41 eingreift,
die einen Schieber 42 trägt, der im Gehäuse 43 eines Schieberventils untergebracht
ist. Die Kurbelwelle 41 ist mit der Ausgangswelle 44 des Zuteilers 6 für Benzin
verbunden.
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Der Schieber 42 ist an das Gehäuse 38 des Zuteilers 6 durch eine Buchse
45 mit Hilfe einer Feder 46 angedrückt. Als Dichtung zwischen dem Eintrittshohlraum
47 und dem Austrittshohlraum 48 des Gehäuses 43 des Schieberventils wird ein Schott
49 verwendet. Der Hub der Kolben 35 ist durch vier einstellbare Anschläge 50 begrenzt,
durch welche die Genauigkeit bei der Dosierung von Benzin gewährleistet wird. Eine
Regelung des Hubs der Kolben 35 ist deshalb möglich, weil die Kurbel 40 der Kurbelwelle
41 in die Schlitze der Kulissen39 mit einem Spielraum eingreift, in dessen Grenzen
der Hub der Kolben 35 geregelt wird. Der Zuteiler 7 für Öl ist nach der Erfindung
in Form eines Blocks von zwei parallel zueinander angeordneten doppeltwirkenden
Hydraulikzylindern (in Fig. 7 ist nur ein Zylinder, und zwar der linke Hydraulzylinder
im Schnitt dargestellt) ausgeführt. Die Kolben 51 (Fig. 7) dieser Hydraulikzylinder
sind miteinander kinematisch verbunden
mit der Möglichkeit ihrer
gleichzeitigen Verschiebung während der Dosierung, um einen gleichgroßen Hub in
entgegengesetzten Richtungen und mit der Möglichkeit einer Einstellregelung der
Größe dieses Hubs zur Veränderung des Verhältnisses der Komponenten des Kraftstoff-Flüssigkeitsgemisches
"Benzin-Öl".
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Der Zuteiler 7 für öl besitzt ein Schieberventil 52, das während der
Dosierung diejenigen Räume 53 der genannten Hydraulikzylinder, die an ein und derselben
Seite ihrer Kolben 51 (in der Fig. 7 sind es die oberen Räume, welche im weiteren
ölräume genannt werden) liegen, nacheinander mit dem Druckraum der Ölpumpe 16 (Fig.
3) und mit der Mischkammer 3 des Verteilerhahns 2 verbindet, während die den genannten
Ölräumen 53 gegenüberliegenden Benzinräume 54 dieser Hydraulikzylinder nacheinander
jeweils mit dem Eintrittshohlraum 47 des Zuteilers 6 für Benzin über ein direktes
Ventil 54a (Fig. 9) und mit dem Austrittshohlraum 48 dieses Zuteilers 6 über ein
Rückschlagventil 54b in Verbindung gesetzt werden. Die beiden Ventile 54a und 54b
sind im Deckel ausgeführt, der am Gehäuse 55 des Zuteilers 7 für Öl seitens der
Benzinräume 54 der Hydraulikyzlinder befestigt ist.
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Somit dosieren die ölräume 53 (Fig. 7) der Hydraulikzylinder das Öl,
während die ihnen gegenüberliegenden Benzinräume 54 aus dem vom Zuteiler 6 bereits
abgemessenen Benzinstrom ein ebensolches Volumen entnehmen.
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Erfindungsgemäß besteht der eigentliche Zylinder eines jeden Hydraulikzylinders
aus zwei gleichen, seine Räume 53 und 54 bildenden Hülsen 53a, die gleichachsig
in dem den beiden Hydraulikzylindern gemeinsamen Gehäuse 55 des Zuteilers 7 unter
Bildung eines Zwischenraumes zwischen ihnen angeordnet sind. In jeder dieser Hülsen
53a befindet sich ein Kolben 51,
der gegenüber dem Kolben 51 in
der gleichachsigen Hülse 53a, mit welchem er zusammen an derselben Kolbenstange
51a starr befestigt ist, angeordnet ist, Die kinematische Verbindung zwischen den
Kolben 51 der beiden Hydraulikzylinder erfolgt mittels eines gleicharmigen Hebels
56, der sich im Zwischenraum zwischen den gleichachsigen Hülsen 53a befindet und
auf einer Schwenkachse 57 (Fig. 8) befestigt ist, die in senkrechter Richtung zu
einer Ebene angeordnet ist, welche durch die Achsen der Hydraulikzylinder geht,
während die Enden dieses Hebels 56 mit den Mitten der beiden Kolbenstangen 51a gelenkig
verbunden sind. Die Einstellregelung der Hublänge der Kolben 51 erfolgt mittels
eines Schraubenanschlags, bei dem die Schraube 58 im Gehäuse 55 des Zuteilers 7
für Öl senkrecht zur Achse 57 des genannten Hebels 56 angeordnet ist und an ihrem
Ende einen konischen Begrenzer 59 trägt, der mit einem anderen Hebel 60 zusammenwirkt,
welcher am Ende der Schwenkachse 57 des zweiarmigen Hebels 56 starr befestigt ist.
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Die axiale Verschiebung des konischen Begrenzers 59 erfolgt durch
Drehen der Schraube 58 mittels eines (nicht dargestellten) Handgriffes, der am äußeren
Ende dieser Schraube 58 befestigt ist, welches über die Seitenwand des Einrichtungsgehäuses
1 hinausragt.
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Das Verhältnis der Komponenten des Gemisches "Benzin-Öl" wird nach
einem Limbus 61 verändert, der an einem Zahnrad 62 gleichachsig mit diesem befestigt
ist. Dieses Zahnrad 62 wirkt mit einem auf der Schraube 58 des Anschlags befestigten
Zahnrad 63 zusammen. Der Zeiger 64 ist am Gehäuse 55 des Zuteilers 7 für Öl befestigt.
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An dem anderen Ende der Achse 57 des zweiarmigen Hebels 56 ist eine
Kurbel 65 (Fig. 7) befestigt, deren Ende mit einer Zugstange 66 gelenkig verbunden
ist, die wiederum mit einem Hebel 67 zusammengelenkt ist, der eine Überholkupplung
68 in Drehung versetzt, welche die schwingende Bewegung der Achse der Kurbel 65
in die Drehbewegung eines (nicht dargestellten) Anzeigers der Gesamtausgabe von
Öl umwandelt. Dieser Anzeiger ist im Gehäuse des Zuteilers 7 für Öl (Fig. 3, 9)
montiert.
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Erfindungsgemäß ist der Schieber 69 (Fig. 7 und 10-13) des Schieberventils
52 (Fig. 7) des Zuteilers 7 für Öl als Rotor ausgebildet, der auf seiner Außenfläche
vier gleichmäßig an deren Kreisumfang verlaufende Längsnuten 70 aufweist. Der Schieber
69 ist im Gehäuse 71 des Schieberventils 52 angeordnet, der seinerseits im Gehäuse
55 des Zuteilers 7 an der Seite der Ölräume 53 desselben untergebracht ist.
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In den Wäuden des Gehäuses 71 des Schieberventils 52 sind Durchgangsöffnungen
72 (Fig. 7 und 11), 73 (Fig. 10), 74 (Fig. 12) und 75 (Fig. 13) ausgeführt, von
denen eine Öffnung 72 den Innenraum dieses Gehäuses 71 mit dem Ölraum 53 des (in
Fig. 7) linken Hydraulikzylinders verbindet, während die anderen Öffnungen 73, 74
und 75 den besagten Innenraum mit drei im Gehäuse 55 des Zuteilers 7 (gleichachsig
mit dem Schieber 69) ausgeführten Ringnuten 76, 77, 78 in Verbindung setzen. Hierbei
steht die eine äußere Ringnut 76 mit dem Druckraum der Ölpumpe 16, die andere äußere
Ringnut 78 mit der Mischkammer 3 des Verteilerhahns 2 und die mittlere Ringnut 77
mit dem Ölraum 53 des (in Fig. 8) rechten Hydraulikzylinders des Zuteilers 7 in
Verbindung.
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Gemäß der Erfindung steht jede äußere Ringnut 76 und 78 mit dem Innenraum
des Gehäuses 71 des Schieberventiles 52 mittels
zwei diametral
angebrachten Öffnungen 73 bzw. 75, deren Achsen unter einem Winkel von 900 angeordnet
sind, in Verbindung. Die mittlere Ringnut 77 steht mit dem Innenraum des genannten
Gehäuses 71 mittels der öffnung 74 in Verbindung, deren Achse in bezug au die Achsen
der erwähnten diametral angebrachten Öffnungen 73 und 75 unter einem Winkel von
450 angeordnet ist, während die Achsen der Öffnungen 72 und 74, welche den Innenraum
des Gehäuses 71 mit den Ölräumen 53 der Hydraulikzylinder verbinden, unter einem
Winkel von 900 angeordnet sind.
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Eine solche konstruktive Lösung des Schieberventils 52 des Zuteilers
7 für Öl gestattet es, den Schieber 69 desselben von den radialen Belastungen zu
entlasten. Der Zähler 8 (Fig. 3) für die Volumina der Teilmengen des Brennstoffgemisches
"Benzin-Öl" besitzt zwei Anzeiger:Einen Anzeiger 9 (Fig. 1, 14 und 15) für die Einzelausgabe
des Gemisches und einen Rollenanzeiger 10 für die Gesamtausgabe des Gemisches.
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Die vorstehend beschriebene konstruktive Ausführung des Zuteilers
7 für Öl gemäß der Erfindung ermöglicht es, aus dem kinematischen Schema des Zählers
8 für die Volumina der Gemischteilmengen das in konstruktiver Hinsicht komplizierte
und im Betrieb unzuverlässiges Ausgleichsgetriebe, das die Volumina der Teilmengen
von Benzin und Öl summiert, zu vermeiden. Im vorliegenden Beispiel der Realisierung
der Erfindung ist als Zähler 8 für die Volumina der Gemischteilmengen ein solcher
Zähler verwendet, bei dem die Anzeiger 9 und 10 nur mit dem Zuteiler 6 für Benzin
kinematisch verbunden sind.
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Der Zähler 8 für die Volumina der Gemischteilmengen ist im oberen
Teil des Einrichtungshäuses 1 montiert und wird von der Ausgangswelle 44 (Fig. 6)
des Zuteilers 6 für Benzin betätigt. Mit dieser Welle 44 ist mittels einer Kupplung
die
Eingangswelle 79 (Fig. 14) des Zählers 8 verbunden, die über
ein Zahnradgetriebe 80, eine senkrechte Welle 81 und ein Kegelradgetriebe 82 mit
der Welle 69a (Fig. 7) des Schiebers 69 des Schieberventils 52 des Zuteilers 7 für
Öl in kinematischer Verbindung steht.
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Der Anzeiger 9 der Einzelausgabe des Gemisches "Benzin-Öl" besitzt
zwei Skalenscheiben 83 (Fig. 15) mit Zeigern 84, die in Fenstern eingesetzt sind,
welche in der vorderen und der hinteren Wand des Einrichtungsgehäuses 1 ausgeführt
sind. Der Antrieb der Welle 85 der Zeiger 84 des Anzeigers 9 erfolgt mittels eines
Klinkenschaltwerkes, das aus einem auf dieser Welle 85 befestigten Sperrad 86 und
zwei Klinken 87 und 88 besteht, die auf jeweiligen Exzenterachsen 87a und 88a befestigt
sind.
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Der Anzeiger 10 der Gesamtausgabe des Gemisches ist als Rollenanzeiger
ausgeführt. Seine Antriebswelle 89 ist mit der Welle 81 des Zählers 8 kinematisch
verbunden. Die Kinematik des Zählers 8 für die Volumina der Gemischteilmengen ist
ebenso ausgeführt, wie in bekannten Zählern, die in Tanksäulen verwendet werden.
In dem vorliegenden Beispiel verschieben sich die Zeiger 84 des Anzeigers 9 der
Einzelausgabe des Gemisches bei Ausgabe von 1 Liter Benzin um eine Teilung der Skalenscheibe
83, während eine volle Umdrehung der Zeiger 84100 Litern Benzin entspricht.
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Die Rückstellung der Zeiger 84 des Anzeigers 9 in die Nullage erfolgt
beim Einschalten der Einrichtung für die Ausgabe einer neuen Gemischteilmenge. Dazu
ist es erforderlich, auf den Knopf 90 (Fig. 1) zu drücken, der an der Seitenwand
des Einrichtungsgehäuses 1 montiert und mittels eines Hebels 91 (Fig. 14) mit den
Exzenterachsen 87a und 88a der Klinken 87 und 88 verbunden ist, die mit dem Sperrad
86 außer Eingriff gehen, wobei
sich die Welle 85, die das Sperrad
86 und die Zeiger 84 trägt, durch die Wirkung einer Feder 92 in die Nullage bis
zum Anschlag dreht. Beim Loslassen des Knopfes 90 wird die Einrichtung in Gang gesetzt.
Der Verteilerhahn 2. kann eine beliebige bekannte konstruktive Lösung haben.
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Die Arbeitsweise der Einrichtung zur Volumendosierung des Kraftstoff-Flüssigkeitsgemisches
"Benzin-Öl" ist nun folgende: Schaltet man von dem (nicht dargestellten) Steuerpult
der Einrichtung aus den Elektromotor 17 (Fig. 3) ein, wird die Drehbewegung von
seiner Ausgangswelle über einen Riementrieb auf die Welle 20 (Fig. 4) des Rotors
21 der Benzinpumpe 11 übertragen. Während der Drehung des Rotors 21 werden dessen
Arbeitsschieber 27 unter der Wirkung von Fliehkräften an die Innenwände der Kammer
28 angedrückt, und im Saugraum der Benzinpumpe 11 wird ein Unterdruck erzeugt, unter
dessen Einfluß das Benzin aus dem Behälter über das Rückschlagventil 13 (Fig. 3)
und das Filter 12 in den Saugraum der Benzinpumpe 11 strömt und von den Arbeitsschiebern
27 des Rotors 21 in den Druckraum der Benzinpumpe 11 gefördert wird.
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Die Benzinpumpe 11 fördert das Benzin in das Gehäuse des Gasabscheiders
14 (Fig. 3). Beim Einströmen des Benzins in den Gasabscheider 14 vermindert sich
stark die Geschwindigkeit des Benzinstromes infolge der Vergrößerung des Durchgangsquerschnitts,
wobei infolgedessen aus dem Benzin Luft und Dämpfe abgeschieden werden, die sich
im oberen Teil der Kammer des Gasabscheiders 14 ansammeln und durch eine Öffnung
im Stutzen des Kammerdeckels zusammen mit einem Teil von Benzin in die Schwimmerkammer
14a abgeführt werden. Die Benzindämpfe und Luft treten aus der Schwimmerkammer 14a
in die Atmosphäre aus und das Benzin hebt je nach Ansammlung den Schwimmer 34 und
das mit diesem verbundene Ventil 33 hoch, gibt die Öffnung in dem im Boden der Schwimmerkammer
14a angebrachten Stutzen frei
und strömt in das Filter 12. Aus
dem Gasabscheider 14 gelangt das Benzin über das obere Ventil 15 in den Zuteiler
6 für Benzin, genauer gesagt in den Eintrittshohlraum 47 (Fig. 6) des Gehäuses 43
des Schieberventils des Zuteilers 6 und von dort in die Zylinder, deren Kolben 35
unter dem Benzindruck aus einer Endstellung in die andere nacheinander verschoben
werden. Die fortschreitende Bewegung der Kolben 35 zusammen mit den Kulissen 39
wird in die Drehbewegung der Kurbelwelle 41 umgewandelt. Hierbei drehen sich die
Kurbelwelle 41 und der Schieber 42, der das Benzin zwischen den Zylindern verteilt,
während eines Hubs der Kolben 35 um 1800.
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Die Drehung der Kurbelwelle 41 mit dem Schieber 42 bietet die Möglichkeit,
jeden der vier Zylinder des Zuteilers 6 für Benzin nacheinander mit Benzin zu füllen
und dieses zugleich aus dem gegenüberliegenden Zylinder 35 in den Austrittshohlraum
48 des Gehäuses 43 des Schieberventils und weiter in eine Leitung zu verdrängen,
die mittels des flexiblen Schlauchs 4 mit der Mischkammer 3 des Verteilerhahnes
2 in Verbindung steht.
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Die Drehung der Kurbelwelle 41 des Zuteilers 6 für Benzin wird über
dessen Ausgangswelle 44 und eine Verbindungskupplung auf die Eingangswelle 79 (Fig.
14) des Zählers 8 für die Volumina der Gemischteilmengen übertragen und von dieser
Welle 79 über das Zahnradgetriebe 80, die senkrechte Welle 81 und das Kegelradgetriebe
82 an die Welle 69a (Fig. 7) des Schiebers 69 des Schieberventils 52 des Zuteilers
für Öl weitergeleitet.
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Der Schieber 69 setzt während seines Umlaufs die Ölräume 53 des Zuteilers
7 für Öl nacheinander mit dem Druckraum der Olpumpe 16 (Fig. 3) und über eine Austrittsleitung
(mit einem Dreiwegehahn) und den flexiblen Schlauch 5 mit der Mischkammer 3 des
Verteilerhahns 2 in Verbindung.
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Bei der in Fig. 7 und 10-13 dargestellten Lage des Schiebers 69 steht
der Ölraum 53 des (in Fig. 7 abgebildeten) linken Hydraulikzylinders des Zuteilers
7 mit einer Hauptleitung 93 (Fig. 3) (die vom Druckraum der Ölpumpe 16 führt) über
die öffnung 72 (Fig. 11) ;m Gehäuse 71 des Schieberventils 52, seinen Hohlraum "a",
der durch die Nut 70 des Schiebers 69 begrenzt ist und weiter über die Öffnung 73
(Fig. 10), die linke äußere Nut 76 und die Öffnung 94 im Gehäuse 55 des Zuteilers
in Verbindung.
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Das Öl gelangt in den Ölraum 53 in der zur vorstehend angegebenen
Richtung umgekehrten Richtung, d.h. in Richtung der Pfeile "B" (Fig. 10 und 11).
Hierbei strömt ein Teil des Öls aus der Öffnung 94 durch die Nut 76 in der anderen
Richtung und gelangt durch die andere Öffnung 73 in den anderen Hohlraum al des
Gehäuses 71, der diametral entgegengesetzt zum ersten Hohlraum "a" liegt, wodurch
im Hohlraum "a1" ein Öldruck erzeugt wird, der den Öldruck auf den Schieber 69 seitens
des Hohlraumes "a" ausgleicht. Der Schieber 69 wird dabei von den radialen Belastungen
entlastet, was seine Arbeit sowie die Arbeit des mit ihm verbundenen Zählers 8 für
die Volumina der Gemischteilmengen verbessert.
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Bei der Verbindung des Ölraumes 53 des (in Fig. 7) linken Hydraulikzylinders
des Zuteilers 7 für Öl mit dem Druckraum der ölpumpe 16 und des rechten Hydraulikzylinders
mit der Mischkammer 3 des Verteilerhahnes 2 verschiebt das in den Ölraum 53 des
linken Hydraulikzylinders gelangende Öl seinen oberen Kolben 51 nach unten, wobei
der mit diesem mittels der Kolbenstange 51a verbundene untere Kolben 51, der sich
im unteren Benzinraum 54 dieses Hydraulikzylinders befindet, sich ebenfalls abwärts
verschiebt, wobei er aus diesem Raum 54 die diesen füllende Benzinteilmenge über
das direkte Ventil 54a (das Rückschlagventil 54b ist dabei geschlossen) in die mit
dem Eintrittshohlraum 47 des Zuteilers 6 für Benzin in Verbindung stehende Hauptleitung
verdrängt.
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Bei der Abwärtsbewegung der Kolben 51 des linken Hydraulikzylinders
dreht sich der mit der Kolbenstange 51a verbundene zweiarmige Hebel 56 entgegen
dem Uhrzeigersinn und die die Kolben 51 des rechten Hydraulikzylinders verbindende
Kolbenstange 51a verschiebt diese Kolben nach oben, wodurch die Ölteilmenge, die
den Ölraum 53 des rechten Hydraulikzylinders füllt, durch seinen oberen Kolben 51
aus diesem Hohlraum 53 in die mittels des flexiblen Schlauches 5 mit der Mischkammer
3 des Verteilerhahnes 2 verbundene Hauptleitung verdrängt wird.
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Gleichzeitig wird der untere Kolben 51 des rechten Hydraulikzylinders
das Benzin aus dem Austrittshohlraum 48 des Zuteilers 6 für Benzin über das Rückschlagventil
54b ansaugen, wodurch aus der durch diesen Zuteiler 6 bereits abgemessenen Benzin
teilmenge in seinen Eintrittshohlraum ein der Ölteilmenge gleiches Volumen verdrängt
wird, weshalb eben das durch den Anzeiger 9 des Zählers 8 registrierte Volumen der
Benzinteilmenge dem Volumen der Mischteilmenge gleich sein wird.
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Der Weg des Öles aus dem Ölraum 53 des rechten Hydraulikzylinders
ist in Fig. 12 und 13 durch Pfeile "B" angedeutet.
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Aus dem Hohlraum 53 tritt das Öl durch die Öffnung 95 (Fig. 12) im
Gehäuse 55 des Zuteilers 7 für Öl in die mittlere Ringnut 77 und aus dieser über
die Öffnung 74 im Gehäuse 71 des Schieberventils 52 in dessen durch die Nut 70 des
Schiebers 69 begrenzten Hohlraum "c" und gelangt dann weiter durch die Öffnung 75
(Fig. 13) im Gehäuse 71 und die Nut 78 in die Öffnung 96 im Gehäuse 55 des Zuteilers
7, die mit einer Hauptleitung 97 (Fig. 3) verbunden ist. Diese Hauptleitung 97 steht
über den flexiblen Schlauch 5 mit der Mischkammer 3 des Verteilerhahns 2 in Verbindung,
durch welchen das fertige Gemisch "Benzin-Öl" dem Verbraucher verabreicht wird.
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Bei der Verbindung des Ölraumes 53 des rechten Hydraulikzylinders
des Zuteilers 7 mit dem Druckraum der ölpumpe 16 und des linken Hydraulikzylinders
mit der Mischkammer 3 des Verteilerhahnes 2 verlaufen die vorstehend beschriebenen
Vorgänge der Volumendosierung des Öls und der Entnahme aus dem bereits abgemessenen
Benzinstrom eines Volumens, das dem Volumen der Ölteilmenge gleich ist, in umgekehrter
Richtung.
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Das Volumen der Einzelausgabe des Kraftstoff-Flüssigkeitsgemisches
"Benzin-Öl" wird von den Zeigern 84 (Fig. 14 und 15) des Anzeigers 9 des Zählers
8 für die Volumina der Gemischteilmengen registriert. Im vorliegenden Beispiel entspricht
die Verstellung dieser Zeiger 84 um eine Teilung der Skalenscheibe 83 der Ausgabe
von 1 Liter Gemisch.
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Der Antrieb der Welle 85 der Zeiger 84 dieses Anzeigers 9 erfolgt
mittels eines Klinkenschaltwerkes von der senkrechten Welle 81 des Zählers 8, die
mit der Ausgangswelle 44 des Zuteilers 6 für Benzin kinematisch verbunden ist. Die
Rückstellung der Zeiger 84 in die Null-Ausgangslage wird, wie bereits oben beschrieben,
durch Drücken auf den Knopf 90 (Fig. 1) an der Seitenwand des Einrichtungsgehäuses
1 vorgenommen.
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Das Gesamtergebnis der Gemischausgabe wird durch den Rollenanzeiger
10 und die Ölausgabe durch einen nicht dargestellten Rollenanzeiger registriert,
der von der überholkupplung 68 (Fig. 8) gesteuert wird, wie dies vorstehend beschrieben
wurde.
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Die Änderung des Verhältnisses der Gemischkomponenten wird durch Änderung
der Ölteilmenge nach dem Limbus 61 mittels eines Handgriffes vorgenommen, der an
der Seitenwand des Einrichtungsgehäuses angebracht ist. Bei der Drehung dieses Handgriffes
wird die Schraube 58 des Schraubenanschlags und der mit dieser verbundene konische
Begrenzer 59 in Drehung versetzt, der über den Hebel 60 den Schwenkwinkel der Achse
57 des zweiarmigen
Hebels 56 und folglich auch die die Ölteilmenge
bestimmende Hublänge der Kolben 51 der Hydraulikzylinder des Zuteilers 7 für Öl
regelt.
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Erfoderlichenfalls kann die vorstehend geschilderte Einrichtung zur
Volumendosierung des Kraftstoffgemisches "Benzin-Ö1" auch als Tanksäule verwendet
werden. Dazu muß der Zuteiler für Öl abgeschaltet werden.
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Durch diese Lösung kann die Einrichtung zur Gemischausgabe mit der
Kraftstoffausgabesäule vereinheitlicht werden, was einen großen ökonomischen Nutzeffekt
erbringt.
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