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Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Fördermenge eines Pumpenkolbens
einer Brennstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung der Fördermenge eines Pumpenkolbens
einer Brennstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, bei welchem eine Prüfflüssigkeit,
beispielsweise Brennstoff, während einer Anzahl von Pumpenkolbenhüben oder einer
definierten Meßzeit in ein Meßgefäß, welches über den gesamten Meßbereich im wesentlichen
gleichbleibende Querschnittsgröße aufweist, beispielsweise in ein zylindrisches
Meßgefäß, gespritzt wird und aus dem gemessenen Volumen der Prüfflüssigkeit und
der Anzahl der Pumpenkolbenhübe oder der Meßzeit und der Pumpendrehzahl die Fördermenge
des Pumpenkolbens je Hub ermittelt wird. Bei den bekannten Einspritzpumpenprüfständen
dieser Art wird die Prüfflüssigkeit während einer vorbestimmten Anzahl von Hüben
in durchsichtige Meßgläser gespritzt, wobei jedem Pumpenelement ein Meßglas zugeordnet
ist.
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Nach Beendigung des Meßvorganges wird an einer am Meßglas befindlichen
Skala das geförderte Volumen abgelesen und registriert, worauf das Meßglas entleert
wird. Es muß somit nach jedem Prüfvorgang eine Entleerung erfolgen, wofür ein gewisser
Zeitaufwand erforderlich ist, da ja das möglichst vollständige Entleeren einer viskosen
Flüssigkeit eine gewisse Zeitspanne erfordert.
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Außerdem stellt die visuelle Beobachtung bei der Ablesung, welche
vom Auge des Beobachtenden abhängig ist, eine Fehlerquelle dar.
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Beim Entleeren der Meßgläser werden die gesamten Wandungen der Meßgläser
mit der Prüfflüssigkeit benetzt und durch das beim Entleeren im Meßglas zurückbleibende
Volumen der Prüfflüssigkeit wird das Prüfergebnis beeinträchtigt.
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Die Erfindung setzt sich nun zur Aufgabe, ein Prüfverfahren und eine
-vorrichtung zu schaffen, welche einerseits ein von Beobachtungsfehlern freies Prüfergebnis
ermöglicht und anderseits
Fehlerquellen weitgehend ausschaltet und
zeitsparend ist. L)as erfindungsgemäße Verfahren hesteht in wesentlichen darin,
daß mehrere Messungen nacheinander im selben Meßgefäß ohne Entleerung desselben
durchgeführt werden wobei jeweils ei Beginn n einer Messung das Ausgangsniveau und
bei beendeter Messung das Endniveau im Meßgefaß abgefühlt wird und aus der Niveaudifferenz
das geförderte Volumen ermittelt wird. Dadurch, daß mehrere Messungen nacheinander
ohne dazwischenliegende Entleerung des Mengefäßes durchgeführt werden, wird die
für die Entleerung erforderliche Zeit erspart. Die Wände des Meßgefäßes oberhalb
des Niveaus der Flüssigkeit werden, da der Strahl, welcher ja in üblicher Weise
gedämpft wird, die Wände nicht berührt, nicht benetzt, so daß das Volumen des Benetzungsfilmes
die nächstfolgende Messung nicht verfälscht. Dadurch, daß das Niveau bei Beginn
der Messung und bei beendeter Messung selbsttätig festgestellt wird, entfallen auch
menschliche Beobachtungsfehler. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit
eine Verkürzung der Präfzeit und eine größere Genauigkeit der Prüfung. Das Verfahren
kann nun in der Weise durchgeführt werden daß in üblicher Weise die während der
Meßperiode erfolgende Hubzahl des Pumpenkolbens vorbestimmt und das geförderte Volumen
gemessen wird. Gemäß der Erfindung können aber auch das zu fördernde Volumen der
Prüfflüssigkeit vorbestimmt und die zur Erreichung dieses Volumens crforderlichen
Pumpenhilbe gezählt werden. Dies ist dadurch ermöglicht, daß das Ausgangs- und Endniveau
selbsttätig festgestellt wird und in einem Stcuer- und Meßgerät die zur Erreichung
des Endniveaus erforderliche Hubzahl registriert und mit dem elngestellten Volumen
in Beziehung gesetzt wird. Es kann aber letzten Endes auch gemäß der Erfindung die
Prüfzeit vorbestimmt werden und das während der Prüfzeit geförderte Volumen gemessen
und die Anzahl der Mübe gezählt werden. Durch Schaltungsveränderungen im Steuergerät
ist es in allen Fällen möglich, die Prüfzeit und das vorbestimmte Volumen entsprechend
der geforderten Genauigkeit zu verändern.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die
Größe des Aufnahmevolumens
des Meßgefäßes für mehrere Prüfvorgänge bemessen ist, daß das MeWjefäß einen durch
ein öffenbares Ventil verschlossenen Bodenablauf aufweist und daß außerhalb des
Meßgefäßes wenigstens ein Geber angeordnet ist, der in an sich bekannter Weise,
vorzugsweise in optoelektronischer Weise nach dem Durchlicht- oder Reflexionslichtverfahren
oder durch Kapazitätsmessung das Niveau im Meßgefäß feststellt und mit einem Steuer-
und Meßgerät verbunden ist, welchem auch die Signale einer die Umdrehungen der Welle
der zu prüfenden Einspritzpumpe zählenden Einrichtung zugeführt werden. Auf diese
Weise kann eine Messung nach der andern erfolgen, wobei die Meßergebnisse jeder
Messung irn Steuer- und Meßgerät ausgewertet werden können. Die Anzahl der Messungen,
welche zwischen zwei Entleerungen des Meßgefäßes durchgeführt werden können, ist
von der Größe des Meßgefäßes und von der Länge einer Meßperiode abhängig. Diese
Bemessung kann so erfolgen, daß auch bei Pumpen mit großen Fördermengen der Meßvorgang
nicht durch Entleerung des Meßgefäßes unterbrochen werden muß.
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Die Messung kann nun derart erfolgen, daß jeweils die folgende Pumpeneinheit
einer mehrstelligen Einspritzpumpe an eine Prüfdüse zugeschaltet wird oder jeweils
die folgende Düse in den Bereich des Meßgefäßes gebracht wird. Auf diese Weise können
mittels eines Meßgefäßes alle Pumpeneinheiten einer mehrstelligen Einspritzpumpe
geprüft werden. Es ist aber auc möglich, eine Anzahl von Meßgefäßen vorzusehen,
welche der Anzahl der Pumpeneinheiten der größten zu prüfenden Einspritzpumpe entspricht.
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Die Messung kann hiebei in üblicher Weise durch ein Ablenkblech eingleitet
und abgeschlossen werden, welches den Eintritt des Meßstrahles in das Meßgefäß freigibt
und unteruricht.
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Gemäß der Erfindung kann nun die Anordnung so getroffen sein, daß
der Geber höhenbeweglich ist und in einer ersten Hönenstellung das Ausgangsniveau
zu Beginn der Messung feststellt und in einer zweiten Höhenstellung des Endniveau
bei beendeter Messung, nachdem der Pumpenkolben eine bestimmte Anzahl von Ilüben
durchgeführt hat oder eine bestimmte Meßzeit abgelaufen ist, feststellt, wobei der
Geber durch einen Motor, vorzugsweise über eine
Schraubenspindel,
in Höhenrichtung angetrieben ist. In dem Steuerind Meßgerät werden dann die Höhen
des Ausgangsniveau und des ndniveaus festgestellt und es wird die Niveaudifferenz
gebildet ind mit der während der Meßperiode erfolgten Hubzahl in Beziehung jesetzt.
Die Hubzahl kann vorbestimmt sein oder es kann auch die meßzeit vorbestimmt sein,
da ja die Hubzahl ohnedies gezählt wird.
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Vorzugsweise ist hiebei gemäß der Erfindung wenigstens ein ndbergrenzungsschalter
für die höchste Höhenverstellung des Getiers vorgesehen, welcher ein wahrnehmbares
Signal auslöst. Sollte Iie Größe des Meßgefäßes nicht für die vollständige Durchführung
ter letzten Messung ausreichen, so wird dies angezeigt, und die lessung kann nach
Entleerung des Meßgefäßes wiederholt werden. gemäß der Erfindung können aber auch
mehrere Geber in verschle-@enen Höhenlagen ortsfest angeordnet sein, wobei die Anzahl
der pumpenkolbenhübe während der Niveauveränderung zwischen zwei Sebern bestimmt
wird. Auf diese Weise wird somit das bei gedem Prüfvorgang geförderte Volumen vorbestimmt
und die hubzahl gehält. Dadurch wird eine Vereinfachung erreicht, da die Bestim-@ung
der Höhenlagenveränderung des Gebers entfällt. Hiebei könnengemäß der Erfindung
Paare von knapp übereinander angeordneten eiern vorgesehen sein, wobei die Anzahl
der Pumpenhübe jeweils während der Niveauveränderung vom oberen Geber des tiefer
engeordneten Geherpaares zum unteren Geber des höher angeordneten @eberpaares bestimmt
wird. Das Volumen zwischen zwei Gebern eines aares nun hiebei aufgefüllt werden,
was einen Zeitaufwand erordert, der in Anbeträcht der automatischen Schaltung sehr
kurz st, jedoch kann die Ausgangsstellung für die folgeende Messung uf diese Weise
genauer festgelegt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann es Meßgefäß
mit einem kommunizierenden Gefäß verbunden und der eber oder die Geber am kommunizierenden
Gefäß angeordnet sein. er in das Meßgefäß strömende Strhl der Prüfflüssigkeit wird
war in einem Strahlberuhiger beruhigt, so daß die Schaumbildung m Meßgefäß weitgehend
vermieden wird. Dadurch aber, daß die Messung an einen kommunizierenden Gefäß erfolcjt,
ist der störende ;ffekt einer Schaumbildung völlig ausgeschaltet. Der Scnaum hat
inerseits ein geringes Gewicht und anderseits entspricht dieses gewicht auch dem
tatsächlichen Volumen der im Schaum enthaltenen Prüfflüssigkeit. Das Niveau im kommunizierenden
Gefäß, welches,
da cs nicht durch Schaum beeinträchtigt ist, leicht
durch den Geber gemessen werden kann, entspricht daher genau dem tatsächlichen Niveau
der Prüfflüssigkeit im Meßgefäß.
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Gemaß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann im Meßgefäß
ein Abstreifer vorgesehen sein, welcher bei oder nach Öffnung des den Bodenablauf
verschließenden Ventils aus einer obersten Stellung abwärtsbewegt wird und welcher
nur bei seiner Abwärtsbewegung an der Innenwand des Meßgefäßes anliegt. Dieser Abstreifer
entfernt den nach der Entleerung an der Innenwand des Gefäßes verbleibenden Film
der Prüfflüssigkeit und es wird daher die Meßgenauigkeit auch nicht durch an der
Innenwand des Meßgefäßes anhaftende Reste der Prüfflüssigkeit verfälscht.
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Gemäß der Erfindung ist die Ausbildung der Fördervolumenmessung zweckmäßig
so getroffen, daß der Geber der Niveaubestimmung im Meßglas mit einen abrufbaren
und rückstellbaren Speicher des Steuer- und Meßgerätes verbunden ist, in welchem
mindestens ein Ausgangswert und ein Endwert bzw. die Differenz dieser Werte speicherbar
sind, und daß die Ausgänge des Speichers und der als Hubzähler ausgebildeten, die
Umdrehungen der elle der Einspritzpumpe zählenden Einrichtung mit den Eingängen
eines Quotientenbildners verbunden sind, der die Fördermenge der Einspritzpumpe
je Hub ermittelt und an den eine Anzeige- oder Registriervorrichtung angeschlossen
ist. Auf diese Weise könne alle Meßwerte digital bestimmt werden und es kann das
Endergebnis, n;imlich die Fördermenge eines Pumpenkolbens, in einfacher Weise, beispielsweise
ziffernmäßig, angezeigt werden.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand von Aussführungsbeispielen
schematisch erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die Gesamtanordnung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Messung der Fördermenge eines Pumpenkolbens einer Brennstoffeinspritzpumpe
für Brennkraftmaschinen; die Fig. 2 und 3 zwei Anordnungen von Meßgefäßen und den
zugehörigen Gebern für eine mehrstellige Fördervolumenmessung; Fig. 4 eine bevorzugte
Ausbildung eines Meßyefäßes; die Fig. 5 und 6 zwei spezielle Anordnungen der Geber
am Meßgefäß mit zugehörigen wesentlichen Teilen der Meßschaltung; Fig. 7 eine Ausführungsform
eines Abstreifers für das Meßgefäß und die Fig. 8 und 9 eine andere Ausführungsform
des Abstreifers.
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Bei der Anordnung nach Fig. 1 wird die auf einem prüfstand angeordnete
Einspritzpumpe 1 deren Welle mit 2 bezeichnet ist, mit gleichbleibender Drehzahl
angetrieben. Die Umdrehungen werden durch einen mit 3 angedeuteten Aufnehmer registriert,
welcher induktiv arbeitet. In einem Tank 4 wird die Prüfflüssigkeit, beispielsweise
Brennstoff, durch eine Kühlschlange 5 und durch eine 1leizschlange G auf konstanter
Temperatur gchalten. Durch eine Pumpe 7 wird die Flüssigkeit über ein Regulierventil
8 durch eine Leitung 9 in den Ansaugraun der Einspritzpumpe 1 geführt. Das überschüssige
Spülvolumen strömt aus dem Saugraum der Einspritzpumpe 1 über ein Uberströmventil
10 ab und gelangt über eine Leitung 11 zurück in den Tank 4. Die Prüflings-Einspritzpumpe
1 arbeitet somit mit gleichbleibender Temperatur der Flüssigkeit und durch einen
an den Aufnehmer 3 angeschlossenen Drehzahlregler 12 wird die Drehzahl der zu prüfenden
Einspritzpumpe 1 konstant gehalten.
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Die Einspritzdüse 13 wird über eine Leitung 14 jeweils an das zu prüfende
Pumpenelement der Einspritzpumpe 1 angeschlossen.
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Das Meßgefäß 15 weist einen durch ein ötfenbares Ventil 16 verschlossenen
Bodenablauf 17 auf. Das Ventil 16 wird durch einen Elektromagneten 18 gesteuert.
Unterhalb der Einspritzdüse 13 ist ein Ablenkblech 19 angeordnet, welches eine Durchtrittsöffnung
20 aufweist und durch eine Feder 21 nach links gezogen wird. In dieser Stellung
wird der aus der Einspritzdüse 13 austretende Strahl durch das Ablenkblech 19 unterbunden
und durch Einschalten eines Hubmagneten 22 wird das Ablenkblech 19 nach rechts gezogen,
so daß die Öffnung 20 den aus der Einspritzdüse 13 austretenden Strahl freigibt
und dieser in das Meßgefäß 15 gelangt. In hiebei ist ein üblicher Strahldämpfer
der Einspritzdüse nachgeschaltet, um eine Schaumbildung im Meßgefäß 15 zu verhindern
oder zu vermindern.
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Dieser Strahidämpfer ist in der Zeichnung nicht dargestellt.
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Außerhalb des Meßgef äßes 15 ist ein Geber 23 höhenverschicbbar geführt.
Ein Elektromotor 24 verstellt mittels einer Schraubspindel 25 den Geber 23 in der
Höhenrichtung. Durch den Geber 23 wird nun die Ausgangslage des Niveaus im Meßgefäß
15 festgestellt und ein mit der Schraubspindel 25 verbundener Hubgeber 26 erzeugt
ein ein Maß für die Höhenlage des Gebers 23 darstellendes Signal.
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Nac1 beendeter Messung, beispielsweise nach einer bestimmten llubzahl,
wird der Hubmagnet 22 abgeschaltet und damit der Strahl der Düse 13 unterbrochen.
Hierauf wird der Geber 23 durch den Motor 24 so weit angehoben, bis er das Endniveau
der Messung im Meßgefäß 15 erfaßt. Von dieser Stellung ausgehend kann dann die nächste
Messung in analoger Weise durchgeführt werden, so lange, bis der Geber 23 zu einem
Endsehalter 27 gelangt oder der Flüssigkeitsspiegel einen Geber 27a erreicht. In
diesem Falle ist die letzte Messung unvollständig und muß daher wiederholt werden,
was durch ein Signal angezeigt wird. Bei beendeter Messung wird der Bodenablauf
dadurch das Ventil 16 geöffnet und die Prüfflüssigkeit kann über einen Trichter
28 und eine Leitung 29 in den Tank 4 zurüchfließen. 30 ist ein Abstreifer, der durch
einen Elektromotor 31 über eine Schraubspindel 32 aus seiner in der Zeichnung dargestellten
Ausgangslage abwärtsbewegt wird und den an der Innenwand des Meßgefäßes 15 haftenden
Flüssigkeitsfilm abstreift.
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Hierauf wird der Abstreifer 30 wieder in seine Ausgangslage durch
den ElekLjomotor 31 zurückverschoben, der Bodenablauf 17 geschlossen, der Geber
23 in seine untere Ausgangslage zurückbewegt und die Messungen können fortgesetzt
werden. Die @ Höhenlagen des Gebers 23 werden mit llilfe des Hubgebers 26 in einem
Speicher 33 registriert.
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Nach Einstellung einer gewünschten Einspritzpumpendrehzahl mit Hilfe
des Drehzahlreglers 12 sowie einer einer Anzahl von Umdrehungen der Welle 2 entsprechenden
Anzahl von Pumpenhüben an einem Vorwahlzähler 34, der einem Hubzähler 35 zugeordnet
ist, kann ein Meßvorgang durch Drücken einer Starttaste 36 über ein Steuergerät
37 eingeleitet werden. Iliebei wird unter Steuerung durch das Steuergerät 37 der
Motor 24 in Gang gesetzt und die Ausgangslage des Gebers 23 gegebenenfalls nach
Einfüllen einer kleinen, willkürlich gewählten Anfangsmenge an Prüfflüssigkeit in
das Meßgefäß 15, dem ülüssigkeitsstand im Meßgefäß angeglichen. Diese Lage des Gebers
23 wird über den liebgeber 26 dem Speicher 33 als Anfangswert eingegeben. Nach durchgeführter
Speicherung des Anfangswertes erhält das Steuergerät 37 ein Signal dafür, daß der
Flüssigkeitsspiegel im Meßgefäß angefahren wurde.
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Danach wird über das Steuergerät der Hubmagnet 22 erregt, welcher
das Ablenkblech 19 nach rechts zieht. Der Fördervolumenstrom aus
@er
Einspritudüse 13 kann @un durch die Üffnung 20 in das Meßjefäß 15 gelangen. Gleichzeitig
mit der Ansteuerung des Hubmagneten 22 wird der Hubzähler 35 in Zählbereitschaft
versetzt.
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)er im Hubzähler enthaltene Istwert wird fortlaufend mit dem im Vorwahlzähler
34 gespeicherten Sollwert verglichen und beim Ereichen der übereinstimmung zwischen
Istwert und Sollwert erfolgt eine Meldung an das Steuergerät 37, welches daraufhin
die Errejung des ElubmacJneten 22 unterbricht. Dadurch wird das Einlassen ion Prüfflüssigkeit
in das Meßgefäß 15 unterbunden. Anschließend wird über das Steuergerät 37 der Motor
24 in Gang gesetzt, welcher Icn Geber 23 wieder so lange verfährt, bis dieser den
neuen Flüsigkcitsstand erfaßt hat. Darauf liefert der Hubgeber 26 wieder in ein
Maß für die Höhenlage des Gebers 23 darstellendes Signal in den Speicher 33. Nach
erfolgter Speicherung bewirkt das Steuergerät 37 die Abfrage des Istwertes vom Itubzähler
35 sowie lie Abfrage der Differenz der beiden gespeicherten Höhenlagen @us dem Speicher
33. Bei definiertem und über die gesamte Höhe es Meßgefäßes 15 gleichbleibendem
Innendurehmesser ist die Diferenz der Höhenlagen dem Pördervolumen proportional.
Die beiden Meßwerte, nämlich Hubanzahl und Höhendifferenz des Flüssigkeitsspiegels,
im Meßgefäß, gelangen an die Eingänge eines Quetientenpildners 38, in welchem das
Fördervolumenergebnis in mm³/Hub rmittelt wird und an welchem eine Anzeige- oder
Registriervorichtung 39 zur digitalen Ausgabe des Meßergebnisses angeschlosen ist.
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Der nächste Meßvorgang kann sofort ohne zwischenzeitliche entleerung
des Meßgefäßes 15 angeschlossen werden. Dabei gelangt om Steuergerät 37 ein internes
Rückstellsignal an den Hubzähler 5 und zugleich wird, da im Speicher 33 die Daten
eines vorherehenden Meßvorganges ohne Entleerung des Meßgefäßes gespeichert ind,
die letztgültige Lage des Gebers 23 als Ausgangswert geommen. Im übrigen laufen
bei den weiteren Messungen die g leichen orgänge ab wie bei der ersten Messung.
bine Entleerung des Meßgefäßes 15 kann auf zwei Arten erfolen, u.zw. entweder durch
eine Rückstelltaste 40 oder selbsttätig it Hilfe des Endschalters 27 oder des Gebers
27a.
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Bei Betätigung der Rückstclltastc 40 werden über das Steuergerät
37 der Elektromagnet 18 erregt und der Motor 31 in Gang gesetzt. Der Elektromagnet
18 öffnet das Ventil 16 für den Bodenablauf 17, so daß der Inhalt des Meßgefäßcs
15 in den Tank 4 zurückfließen kann. Der Motor 31 bewegt über die Schraubspindel
32 den Abstreifer 30 entlang der inneren Wand des Meßgefäßes 15 in Richtun(J zum
Bodenablauf 17, so daß die an der Meßgefäßwand haftende Prüfflüssigkeit abgestreift
wird. Nach der Entleerung des Meßgefäßes wird der Abstreifer 30 in seine Ausgangsstellung
zurückgeführt, das Ventil 16 vercchlicßt den Bodenablauf 17 und alle Meßwertanzeigen
bzw. Speicher werden auf Null gestellt.
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Die vollautomatische Entleerung kann auf zwei Arten crfolgen.
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Ist nach einem Fördervolumenmeßvorgang das Restvolumen im Meßgefäß
15 kleiner als das Fördervolumen des nächsten Meßvorganges, so wird während dieses
Meßvorganges das Meßgefäß 15 überfüllt.
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Diese überfüllung kann nun wahlweise über den Endschalter 27 oder
den Geber 27a angezeigt werden. Ist ein Geber 27a vorgesehen, so erhält beim überschreiten
scines Niveaus durch den Flüssigkeitsstand das Steuergerät 37 den gleichen Befehl
wie bei Betätigullg der Rückstelltaste 40. Als optische Anzeigte kann hiebei in
der Rückstelltaste 40 ein Blinklicht aufleuchten, welches erst beim Betätigen der
Starttaste 36 abgeschaltet wird.
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Wenn ein Endschalter 27 vorgesehen ist, so wird dieser von dem den
Flüssigkeitsstand verfolgenden Geber 23 betätigt, bevor der maximal mögliche Flüssigkeitsspiegel,
der bei überfüllung der Höhe des Meßgefäßrandes entspricht, erreicht wird. Als Endschalter
muß nicht tatsächlich ein mechanisch betätigbarer Schalter angeordnet werden, sondern
es kann statt dessen auch eine Marke für den I1ubgeber 26 vorgesellen werden. Beim
Ansprechen des Endschalters 27 oder des Gebers 27a erfolgt eine vollständige Entleerung
des Meßgefäßes 15, wie dies im Zusammenhang mit der Funktion der Rückstelltaste
40 beschrieben wurde.
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Schließlich ist noch eine mit dem Steuergerät 37 verbundene Stopptaste
41 vorhanden. Diese bietet die Möglichkeit, außer dem vorstehend beschriebenen vollautomatischen
Meßvorgang den Meßvorgang nach jeder beliebigen Meßhubanzahl zu unterbrechen. Nach
Betätigung der Stopptaste 41 wird das Meßergebnis wie nach einem vollständigen Meßvorgang
angezeigt.
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Das an hand der Anordnung gemäß Elig. 1 beschriebene Meßvcrfahren
ist für beliebig viele Meßstellen anwendbar. Aus Gründen der einfacheren Erklärung
wurde jedoch im vorstehenden Beschreibungsabschnitt nur auf eine ei neige Meßstelle
Bezug genommen.
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Anstelle des induktiven Aufnehmers 3 zum Zählen der Umdrehungen der
Welle 2 kann auch ein optoelektronischer oder kapazitiver Aufnehmer verwendet werden.
Der Geber 23 und der Endschalter 27a können nach dem Durchlicht- bzw. Reflexionslichtverfahren
arbeiten oder auch von kapazitiver Art sein. Vorzugsweise werden hiefür jedoch optoelektronische
Vorrichtungen verwendet. Statt der Vorbestimmung der Hubzahl mit einem Vorwahl zähler
34 könnte auch eine Vorwahl der Meßzeit eingeführt werden.
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Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung ermöglicht einen vollautomatischen
Meßvorgang, der unabhängig von der gewählten Hubzahl sofort die Anzeige des Meßergebnisses
in mm³/Hub ermöglicht, wobei sämtliche unsystematischen Fehler wegfallen. Dadurch,
daß in ein und dasselbe Meßglas mehrere Füllungen gefahren werden können, ohne daß
eine zwischenzeitliche Entleerung erfolgen muß, können die einzelnen Meßvorgänge
rascher aufeinanderiolgen. Dic Auswertung geht ebenfalls rascher vor sich, da eine
visuelle Volumen ablesung vom Meßglas entfällt. Schließlich kann bei einem Ausfall
der Mcßelektronik, wenn Skalen auf den Meßgläsern vorhanden sind, nach dem bekannten
diskontinuierlichen Meßverfahren mit visueller Ablesung weitergemessen werden.
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Abänderungen von Einzelheiten der Anordnung gemäß Fig. 1 für eine
mehrstellige Fördervolumenmessung sind in den Fig. 2 und 3 angegeben. lliebei sind
jeweils vier Meßgefäße 15a, 15b, 15c und 15d sowie diesen zugeordnete höhenverschiebbargeführte
Geber 23a, 23b, 23c und 23d vorgesehen. Gemäß Fig. 2 besitzt jeder Geber für seine
Itöhenverstellung einen eigenen Elektromotor 24a, 24b, 24c bzw. 24d, wogegen gemäß
Fig. 3 alle vier Geber auf einem gemeinsamen Galgen 42 sitzen, der von einem einigen
Elektromotor 24 antreibbar ist. Bei der letzteren Anordnung muß eine Vorwahleinrichtung
für die anzufahrenden Meßstellen vorhanden sein, damit bei Pumpen mit kleinerer
Elementanzahl als Meßstellenanzahl nicht jedes Meßgefäß angefahren wird, sondern
nur jene Meßgefäße, mit denen tatsächlich gemessen wird.
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Eine Verbesserung der Genauigkeit der Niveaumessung ist durch die
Ausbildung des Meßgefäßes nach Pig 4 erzielbar. liebei ist das eingentliche Meßgefäß
15 mit einem kommunizierenden Meßschenkel 43 ausgestattet, welcher einen kleineren
Innendurchmesser aufweist als das Meßgefäß 15. Der Geber 23 wird an dem Meßschenkel
43 entlanggeführt. Durch diese Maßnahme wird eine Schaumbildung im Bereich der Niveaumeßstelle
für den Flüssigkeitsspiegel vermieden während ein gegebenenfalls im Meßgefäß 15
vorhandener Schaum die Meßgenauigkeit nicht beeinträchtigt, und Flüssigkeitsstandfehlmessungen
durch schwankende Flüssigkeitsspiegel werden klein gehalten.
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Anstatt mit einem beweglichen Geber zum Erfassen der Füllstande im
Meßgefäß kann auch mit mehreren entlang der Höhenrichtung des Meßgefäßes ortsfest
angeordneten Gebern gearbeitet werden. Ein Ausführungsbeispiel hiefür ist in Fig.
5 dargestellt, wobei nur die gegenüber der Anordnung nach Fig. 1 unterschiedliehen
Bauteile bzw. Wirkverbindungen in der Figur gezeigt sind.
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Entlang des Meßgefäßes 15 sind Geber 23e, 23f und 23g in unterschiedl
ichen Höhenlagen angeordnet, wobei zwischen den Gebern 23e und 23f ein Meßvolumen
V1 und zwischen den Gebern 23e und 23g ein Meßvolumen V2 bestimmt ist. Zum Durchführen
des Meßverfahrens kann entweder das Meßvolumen V1 oder das Meßvolumen V2 über eine
Volumen-Vorwahleinrichtung 44 vorgewählt werden, die über einen Schalter 45 einen
der oberen Geber 23f, 23g mit einem Schalteingang des Hubzählers 35 verbindet und
zugleich ein dem zugehörigen Volumen entsprechendes Signal an den Quotientenbildner
38 schaltet. ü einen Meßvorgang aktiviert der unterste Geber 23e beim Ansprechen
den Hubzähler 35 von seiner Nullstellung ausgehend und der jeweils angeschaltete
obere Geber beendet durch sein Ansprechen den Zählvorgang des liubzählers. Die Anordnung
ist nicht auf die dargestellten zwei Meßvolumina V1 und V2 beschränkt, sondern es
können n beliebig viele Meßvolumina vorgesehen werden, beispielsweise, um Einspritzpumpen
mit sehr unterschiedlichen Fördermengen innerhalb vernünftiger Meßzeiten bzw. mit
gewünschten kleinen zu erwartenden Meßfehlern untersuchen zu können. Nach Einstellen
des gewünschten Meßvolumens wird nach Drücken der Starttaste 3G über das Steuergerät
37 der Hubmagnet 22 erregt, so daß der Durchtritt zum Meßgefäß 15 freigegeben wird
und die von der
Einspritzpumpe gefördete Prüfflüssigkeit in das
Meßgefäß gelangt.
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Der Flüssigkeitsspiegel im Meßgefäß durchläuft nun den ortsfesten
Geber 23e, wodurch der Zähler 35 in Gang gesetzt wird. Nach Erfassung eines dem
vorgewählten Volumen entsprechenden Flüssigkeitsstandes durch den Geber 23f oder
23g wird der Zähler 35 abgeschaltet und ein Signal an das Steuergerät 37 weitergeleitet.
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Dieses beendet die Messung durch Entregung des Hubmagneten 22, fragt
dann die gezählte Hubzahl vom Zähler 35 und das gewählte Meßvolumen von der Vorwahleinrichtung
44 ab und bewirkt die Weiterleitung dieser Werte an den Quotientenbildner 38, von
dem das Resultat an die Anzeige- oder Registriervorrichtung 39 gelangt.
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Anschließend an die Ausgabe des Meßergebnisses erfolgt über das Hteuergerät
37 das öffnen des Magnetventils 16, 13 und sehließlich die Betätigung des Abstreifers
mittels des Motors 31.
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Wenn das Meßgefäß 5 entleert ist, kann sofort mit dem nächten Meßvorgang
begonnen werden. Bei auf einen vorher bereits abgelaufenen Meßvorgang folgender
Betätigung der Starttaste 36 wird vorerst der ijubzähler 35 auf Null gesetzt, ehe
die Betätigung des Hubmagneten 22 erfolgt und ein neuer Meßvorgang abzulaufen beginnt.
Die Stoptaste 41 dient zum Abbrechen eines laufenden Meßvorganges, wobei selbsttätig
sofort die Entleerung des Meßgefäßes 1 5 veranlaßt wird, so daß ein neuer Meßvorgang
folgen kann.
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Die Anordnung gemäß Fig. 5 könnte durch Vorsehen von in gleichen
Abständen von einander entlang des Meßgefäßes 15 angebrachten Gebern 23 zur aufeinanderfolgenden
Aufnahme und Messung mehrerer Füllungen ohne zwischenzeitliche Entleerung des Meßgefäßes
ausgenützt werden, jedoch wäre in einem solchen Fall mit größeren Meßungenauigkeiten
wegen des nicht eindeutig zu definierenden Anfangspegels für jede folgende Messung
zu rcnen.
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Der vorstehend erwähnte Mangel ist bei der in Fig. G gezeigten anordnung
behoben, bei welcher paare von knapp übereinander angeordneten Gebern vorgesehen
sind und die Anzahl der Pumpenhübe jcweils während der Niveauveränderung vom oberen
Geber des tiefer angeordneten Geberpaarcs zum unteren Geber des höher angeordneten
Geberpaares bestimmt wird. Der Raum zwischen den beiden knapp übereinander angeordneten
Gebern jedes Paares dient als Anlaufstrecke
für jede folgende
Messung. Die Abstände zwischen den Gebern 23h und 23i, zwischen den Gebern 23j und
23k sowie zwischen den Gebern 231 und 23m entsprechen jeweils dem gleichen vorbestimmten
Meßvolumen V0 Im dargestellten Fall können mit einer vollen Meßglasfüllung drei
Messungen durchgeführt werden. In der Praxis kann das Meßgefäß 15 selbstverständlich
für eine größere Anzahl aufeinanderfolgender Meßvolumina V0 ausgelegt sein. Für
dieses vorbestimmte Meßvolumen V0 wird jeweils die Anzahl der Hübe (Anzahl der Umdrehungen
der Einspritzpumpenwelle) gemessen und daraus das llubvolumen bestimmt.
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Bei der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung wird durch Drücken der
Starttaste 3G über das Steuergerät 37 der Hubmagnet 22 betätigt und damit der Durchgang
zwischen Einspritzdüse und Meßgefäß freigegeben. Durch den im Meßgefäß ansteigenden
Flüssigkeitsspiegel wird beim Erreichen des Gebers 23h der Ilubzähier 35 eingeschaltet
und beim Erreichen des Gebers 23i der Hubzähler 35 abgeschaltet und in dem dazwischenliegenden
Intervall die Hübe der zu untersuchenden Einspritzpumpe gezählt. Nach Signalisierung
eines Endes des Meßvorganges durch den Geber 23i bzw. in nachfolgenden Meßvorgängen
durch den Geber 23k bzw. den Geber 23m wird über das Steuergerät 37 und den Hubmagnet
22 der betreffende Meßvorgang beendet und der Zählerstand des Ilubzählers 35 über
das Steueryerät 37 zur Anzeige- oder Registriervorrichtung 39 übertragen. Das Meßergebnis
ist dabei, da es sich immer um ein konstantes Meßvolumen handelt, der gemessenen
iiubanzahl umgekehrt proportional, weshalb für die Anzeige zweckmäßig der Kehrwert
des Zählergebnisses gebildet wird. Nach der Anzeige des Meßcrgebnisses kann sogleich
mit der nächsten Messung fortgesetzt werden.
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Eine selbsttätige Entleerung des Meßgefäßes 15 erfolgt dann, wenn
die Anzahl der aufeinanderfolgend ohne zwischenzeitliche Entleerung des Meßgefäßes
durchgeführten Messungen mit der maximalen Meßmöglichkeit, gemäß Fig. 6 drei Einzelmessungen,
übereinstimmt. Das Steuergerät 37 betätigt dann, wie bereits an iiand der Fig. 1
erläutert, das Magnetventil 16, 18 und den Motor 31 für den Abstreifer 30.
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Nach Beendigung der Entleerung des Meßgefäßes 1 5 kann sofort mit
den nächsten Meßvorgängen begonnen werden Bei Bet-ätigung der Starttaste 36 wird
stets der Inhalt des Zählers 35 auf Null gesetzt und dann erst über das Steuergerät
37 der [iubmagnet 22 bctätigt und damit der Durchlaß von der Einspritzdüse in das
Meßgefäß 15 freigegeben. Mit der Stopptaste 41 kann ein laufender Meßvorgang abgebrochen
und selbsttätig die Entleerung des Meßgefäßes veranlaßt werden, so daß ein neuer
Meßvorgang angeschlossen werden kann.
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In den Fig. 5 und 6 ist das Meßgefäß als einfaches zylindrisches
Gefäß angedeutet. Selbstverständlich kann aber auch bei diesen Anordnungen ein im
wesentlichen U-förmiges Meßgefäß gemäß Fig. 4 eingesetzt werden, bei welchem die
Prüfflüssigkeit in das eigentliche Meßgefäß 15 eingebracht wird, für die Bestimmung
der Füllstandhöhen der Prüfflüssigkeit jedoch ein eigener Meßschenkel 43 vorhanden
ist.
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In Fig. 7 einerseits und den Fig. 8 und 9 anderseits sind zwei Ausführungsformen
eines Abstreifers für das Meßgefäß dargestellt.
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Der in Fig. 7 gezeigte Abstreifer weist einen durch ein Druckmedium
aufweitbaren, eine geschlossene Ringkammer bildenden Wulst 45 auf, der am Außenumfang
eines Tragringes 46 angeordnet ist. Der Innenraum des reifenförmigen Wulstes 45
ist über eine Schlauchleitung 47 mit einer Druckquelle verbindbar und bei der Abwärtsbewegung
des Abstreifers hydraulisch bzw. pneumatisch aufblasbar, bis er an der Innenseite
des Meßgefäßes 15 anliegt.
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Die zweite, in den Fig. 8 und 9 dargestellte Ausführungsform eines
Abstreifers weist einen als Tragring dienenden ersten Ringtcil 48 mit einem eine
konische Außenfläche besitzenden Abschnitt auf, an welchem ersten Ringteil 48 ein
zweiter Ringteil 49 axial verschiebbar geführt ist, an dessen Außenumfang eine Manschette
50 aus elastisch deformierbarem Material angebracht ist. Der zweite Ringteil 49
liegt dem verjüngten Ende der konischen Außenfläche des ersten Ringteiles 48 gegenüber
und die Manschette 50 steht
in Richtung zu dem verjüngten Ende
der konischen Außenfläche des ersten Ringteiles 48 über den zweiten Izingteil 49
vor. Der zweite Ringteil 49 wird durch eine Feder 51 von dem die konische Außenfläche
aufweisenden Abschnitt des ersten Ringteiles 48 weggedrückt. Bei der Abwärtsbewegung
des Abstreifers wird der die Manschette 50 tragende zweite Ring teil 49 beispielsweise
durch einen Elektromagneten in Richtung zur konischen Außenfläche des ersten Ringteiles
48 verschoben, wodurch der untere freie Rand der Manschette 50 zui- Anlage an die
innere Wand des Meßgefäßes 15 gebracht wird.
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Bei beiden in der Zeichnung dargestellten und vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen des Abstreifers bleibt dessen elastisch verformbarer Teil in der
beim oberen Ende des Meßgefäßes 15 befindlichen Ruhestellung des Abstreifers und
ebenso beim Aufwärtsbewegen des Abstreifers im Meßgefäß nach einem Abstreifvorgang
außcr Berührung mit der Innenseite des Meßgefäßes. Nur beim Abwärtsbewegen des Abstreifers
für einen Abstre vorgang unmittelbar anschließend an die Entleerung des Meßgefäßes
wird der clstisch vcrformbarc Teil mit der Innenseite des Meßgefäßes in Berührung
gebracht und streift die an der Meßgefäßwand haftende Flüssigkeit ab. Auf diese
Weise wird die Mcßglaswand von einem anhaftenden Flüssigkeitsfilm, der bei einer
nachfolgenden Messung eine Verfälschung des Meßergebnisses verursachen könnte, befreit.
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L e e r s e i t e