DE3249300T1

DE3249300T1 - Vorrichtung zum Liefern von abgemessenen Flüssigkeitsmengen

Info

Publication number: DE3249300T1
Application number: DE19823249300
Authority: DE
Inventors: Michael Leonard Willeton Western Australia McKay
Original assignee: Orbital Engine Co Pty Ltd
Current assignee: Orbital Engine Co Pty Ltd
Priority date: 1981-12-31
Filing date: 1982-12-30
Publication date: 1984-11-15
Also published as: JPS59500016A; SE8304675L; GB8321224D0; ES518701A0; EP0097678A1; CA1183048A; GB2123091A; PH20932A; US4554945A; WO1983002319A1; IT1153952B; BR8208038A; GB2123091B; IT8225050A0; DE3279737D1; SE451506B; ES8401573A1; EP0097678B1; SE8304675D0; EP0097678A4

Description

JISL

Vorrichtung zum Liefern von abgemessenen Flüssigkeitsmengen '.

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Vorrichtung zur Lieferung von abgemessenen Flüssigkeitsmengen, wie zum Beispiel der Zufuhr von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine.

In der folgenden Beschreibung der Erfindung wird insbesondere Bezug genommen auf eine Vorrichtung zum Abmessen von Kraftstoff, aber es ist selbstverständlich, daß die Erfindung nicht auf dieses besondere Ausführungsbeispiel begrenzt ist.

Ein bei bekannten Vorrichtungen zur Lieferung von abgemessenen Kraftstoffmengen auftretendes Problem besteht in dem Vorhandensein von Leck-Kraftstoff und dieses Problem wird durch die bei der Einspritzung von abgemessenen Kraftstoffmengen auftretenden relativ hohen Drücken verstärkt.

Kh

Bei üblichen Vorrichtungen wird der Druck durch einen mechanischen Mechanismus, zum Beispiel einen Kolben, aufgebaut, der direkt auf den Kraftstoff wirkt. Bei diesen Konstruktionen müssen wirksame Dichtungen zwischen Kolben und der den Kolben aufnehmenden Kammer vorgesehen sein, da an dem Kolben vorbeifließende Leckflüssigkeit die Abmeßgenauigkeit beeinflußt. Es muß berücksichtigt werden, daß die abgemessene Kraftstoffflüssigkeit für jeden Zyklus relativ gering ist, so daß jedweder Verlust merkbar die Genauigkeit der Kraftstoffabmessung beeinflussen kann.

In dem FR-Patent 521 309 ist eine Vergaserpumpe für Zweitaktmaschinen beschrieben, bei der eine bestimmte Luftmenge unter Druck dem Arbeitszylinder der Maschine zugeführt wird und eine abgemessene ·* Kraftstoffmenge wird durch die Luftmenge bei dem Weg zum Zylinder mitgerissen. Dabei ist der Kraftstoff nicht wirklich eingespritzt, sondern er wird mit Hilfe des Luftstroms mitbewegt, wobei der Luftstrom den Kraftstoff zerstäubt, so daß er mit dem Luftstrom mitgerissen wird. Da diese Druckschrift nicht ein wirkliches Einspritzsystem offenbart, unterliegt der Kraftstoff nur relativ geringen Drücken, insbesondere da der Kraftstoff zu keinem Zeitpunkt in den Arbeitszylinder der Maschine gegen den Druck im Arbeitszylinder eingespritzt werden muß. Entsprechend treten die Dichtungsprobleme nicht auf und die feinen Toleranzen, die in üblichen Kraftstoffeinspritzsystemen vorhanden sein müssen, werden bei einem Gegenstand entsprechend der Druckschrift nicht verlangt.

Zusätzlich muß die Kammer, in der die Kraftstoffmenge abgemessen wird, bei jeder Umdrehung des Motors in den Luftdurchgang hinein und aus dem Luftdurchgang heraus bewegt werden. Dabei würden daher erhebliche Abnutzungen der arbeitenden Teile auftreten, die zu KraftstoffVerlusten führen müssen, wobei bei dieser Konstruktion der Kraftstoffverlust in einem Verlust der Genauigkeit des zugemessenen Kraftstoffs resultiert, Außerdem bewirken die notwendige Bewegung und die Geschwindigkeit und Frequenz dieser Bewegung merkbare Trägheitskräfte, die der Genauigkeit der Kraftstoffabmessung entgegenstehen.

Das FR-PS 2 050 728 offenbart eine Anordnung zum Zumessen von Kraftstoff bei einem Einspritzsystem, bei der der Kraftstoff aus einer Zumeßkammer durch ein unter hohem Druck stehendes Gas verdrängt, das die abgemessene Kraftstoffmenge in den Arbeitszylinder des Motors einspritzt. Abgesehen von seinen hohen Einspritzdrücken ist das Einspritzsystem dieses früheren Patentes hinsichtlich der anderen Betrachtungen sehr ähnlich zu dem des ER-Patents 521 309. Auch hier wird verlangt, daß die Kammer, in der der Kraftstoff gemessen wird, zwischen einer Stellung, in der sie den Kraftstoff erhält, und einer Stellung, in der der Kraftstoff aus der Kammer durch unter hohen Drücken stehendes Gas ausgelassen wird, hin und her bewegt werden muß.

Der Unterschied zwischen den Gegenständen der beiden FR-Patente besteht darin, daß bei dem einen das die Kammer tragende Glied einer Wechselbewegung unterzogen wird, während bei der anderen eine Drehbewegung auftritt. Das Ausmaß der Bewegung des

die Kammer tragenden Teils entsprechend dem FR-Patent 2 050 728 ist relativ gering, was hinsichtlich der Verringerung der Abnutzung wünschenswert ist, wobei allerdings keine kontinuierliche rotierende Bewegung, sondern eine schwingende Bewegung auftritt. Das Kammerteil schwingt bei jedem Zyklus für jede viertel Drehung in eine andere Richtung mit einer festen Periode zwischen jeder Bewegung. Diese Art von unterbrochener Bewegung erhöht selbstverständlich die Abnutzungsgeschwindigkeit zwischen den sich bewegenden Flächen, wodurch daher die Aufrechterhaltung einer wirksamen Dichtung zwischen den zwei sich bewegenden Teilen ein großes Problem bildet. Wie schon oben angeführt, treten auch hier Trägheitskräfte auf, die einen gegenteiligen Effekt auf die Abmeßgenauigkeit ausüben. ,

Es wurde dargelegt, daß die in beiden FR-Patente offenbarten Konstruktionen eine in einem beweglichen Teil gebildete Kammer verwenden, die für jede Kraftstofflieferung durch einen Bewegungszyklus hindurchgehen muß. Bei diesen französischen Konstruktionen treten daher grundsätzlich die gleichen Probleme auf, die immer dann vorhanden sind, wenn versucht wird, die abgemessene Kraftstoffmenge in einer in einem bewegbaren Teil vorgesehenen Kammer aufzunehmen und dann bei gewünschter Kraftstoffzuführung die Bewegung dieses Teils durchzuführen. Beide französischen Konstruktionen weisen daher alle mit den üblichen Einspritzsystemen verbundenen Probleme auf, zum Beispiel enge Fertigungstoleranzen für die verlangten Abdichtungen, die durch hohe Geschwindigkeiten und hohe Frequenzen auftretende Abnutzung

und die Auswirkungen der Trägheitskräfte auf die

Me

Zumeßgenau.igkeit.

In der US-PS 2 280 317 wird eine Kraftstofffatimeßvorrichtung vorgeschlagen, bei dar eine abgemessene Flüssigkeitsme'nge in einer Kammer ange-

• 5 ■■ ordnet ist und Druckluft wird der Kammer zugeführt, um den Kraftstoff in den Arbeitszylinder des Motors zu drücken. Bei diesem Vorschlag wird ein Kolbenverdichter durch den Motor angetrieben, um die Druckluft der Kammer abgestimmt mit dem Motorzyklus zuzuführen und die Kraftstoffmenge in der Kammer wird mechanisch gesteuert.

In einem Ausführungsbeispiel wird der Zeitraum der Zuführung des Kraftstoffs in die Kammer verändert, um so die Kraftstoffmenge zu steuern, während in einem anderen Ausführungsbeispiel der * gesamte Raumgehalt der Kammer verändert wird. Beide Ausführungsbeispiele sind für eine manuelle Betätigung der Kraftstoffmengensteuerung beschrieben, und es ist offensichtlich, daß die Vorrichtungen für im wesentlichen konstanten Geschwindigkeitsbetrieb mit stufenweiser Geschwindigkeitsänderung vorgesehen sind. Auf diesen Vorschlägen basierenden Konstruktionen sind bei üblichen Anforderungen an Kraftfahrzeuge nicht annehmbar und insbesondere bei Kraftfahrzeugen, bei denen erhebliche Geschwindigkeits- und Lastveränderungen auftreten und ein schnelles Ansprechen auf diese Änderungen

verlangt wird.
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In dem AU-Patent 523 968 ist eine Vorrichtung zur Zumessung von Kraftstoffmengen für eine Maschine vorgeschlagen, bei der Druckluft einer die abgemessene Kraftstoffmenge enthaltenden Kammer zugeführt wird, um den Kraftstoff aus der Kammer zu

O

verdrängen. Bei dieser Ausführung wird ein den Druck hervorrufender Kolben vermieden und somit die Notwendigkeit eine wirksame Kolbendichtung aufrechtzuerhalten, wie es bei üblichen kommerziellen Kraftstoffeinspritzsystemen verlangt wird.

In diesem AU-Patent wird die in jedem Zyklus gelieferte Flüssigkeitsmenge durch Verändern des durch die Zuführung von Luft in die Kammer verdrängten Kraftstoffvolumens geregelt. In einem Ausführungsbeispiel wird die Kraftstoffüllung der Kammer eingestellt und in einem anderen Ausführungsbeispiel wird das Volumen der Kammer zwischen Eintrittsstelle des Gases und Auslaßstelle des Kraftstoffs aus der Kammer verstellt. Diese Ausführungsbeispiele sind für hohe Geschwindigkeiten, wie sie bei üblichem Fahrzeugbetrieb auf-.* treten, bei dem schnelle und wesentliche Änderungen in der Kraftstoffmenge verlangt werden, ausgelegt, wobei außerdem nur wenige Präzisionsteile notwendig sind.

Das Ausführungsbeispiel, bei dem die zugemessene Kraftstoffmenge durch die jeweiligen Positionen der Gaseintrittsstelle und der Kraftstoffauslaßstelle gesteuert wird, ist besonders aufgrund der Genauigkeit und der Wiederholbarkeit über einen weiten Bereich der abzumessenden Mengen für Kraftfahrzeuge geeignet. Allerdings ist bei der offenbarten Vorrichtung zur Steuerung der Stellung des den Gaseinlaß tragenden Teils, das in die die abgemessene Flüssigkeit aufnehmende Kammer hineinragt, eine effektive Dichtung zwischen dem Teil und der Wand der Kammer, durch die das Teil hindurchragt, notwendig. Außerdem können die verschiedenen statischen und kinetischen Kräfte ,

JS.

denen das Teil während der Einstellbewegung für die zugemessene Kraftstoffmenge unterworfen ist, die Genauigkeit der Zumessung, insbesondere in Hinsicht auf die Wiederholbarkeit, beeinflussen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Lieferung von zugemessenen Flüssigkeitsmengen zu schaffen, deren Konstruktion vereinfacht und deren Wirkungsgrad und Genauigkeit verbessert ist, wobei die aufgrund der Leckverluste auftretenden möglichen Schwierigkeiten verringert werden sollen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Liefern von abgemessenen Flüssigkeitsmengen mit einem starren Gehäuseblock, der eine Zumeßkammer und eine Gaszufuhrkammer aufweist, einem Zumeßglied, das in dem Gehäuseblock linear verschiebbar aufgenommen ist und eine Verbindung zwischen Gaszufuhrkammer und Zumeßkammer für den Gasstrom ermöglicht, wobei das Zumeßglied in die Zumeßkammer in Richtung der linearen Bewegung eintaucht,

Mitteln zum Steuern der linearen Bewegung des Zumeßgliedes in dem Gehäuseblock, um die Eintauchtiefe in die Zumeßkammer zu steuern, einer weiteren Kammer in dem Gehäuseblock, die zwischen Gaszufuhrkammer und Zumeßkammer angeordnet ist, wobei das Zumeßglied durch sie hindurchragt, Mitteln, die mit der Zumeßkammer in Verbindung stehen und an eine Flüssigkeitsquelle anschließbar sind, um die Zufuhr von Flüssigkeit in die Zumeßkammer zu ermöglichen,

Mitteln, die von der Zumeßkammer aufgenommen sind und über die eine Verbindung für einen Gasstrom von der Gaszufuhrkammer zu der Zumeßkammer herstellbar

ist, wobei Flüssigkeit in der Zumeßkammer durch das Gas aus der Gaszufuhrkammer verdrängt wird. Vorzugsweise umfassen die Mittel zum Herstellen einer Verbindung für den Gasstrom ein Ventil, das öffnet, wenn der Druck in der Gaszufuhrkammer den Druck in der Zumeßkammer um einen vorgebbaren Wert überschreitet.

Vorzugsweise taucht das Zumeßglied in die Gaszufuhrkammer ein und weist einen in Längsrichtung sich erstreckenden Durchgang auf, wobei die Mittel zur Herstellung der Verbindung in diesem Durchgang angeordnet sind.

Die Einbeziehung des Ventils in die Zumeßkammer und die Betätigung des Ventils in Abhängigkeit von dem Druck in der Gaszufuhrkammer vermeidet die Notwendigkeit nach einer aufwendigen Ventilbetätigungsvorrichtung, die von der Gaszufuhrkammer betätigt werden muß und mit dem in dem bewegbaren Zumeßglied befestigten Ventilkörper verbunden sein muß. Da dieser externe Ventilmechanismus nicht notwendig ist, werden Reibungs- und Trägheitskräfte, die auf das Zumeßglied wirken, verringert, wodurch das Zumeßglied genauer und empfindlicher anspricht, um die abzumessende Flüssigkeitsmenge zu verändern. Da der Gasdruck weitgehend mit dem Zumeßglied sich im Gleichgewicht befindet, werden die durch das Steuersystem zu handhabenden Kräfte verringert.

Die Mittel zum Steuern der Bewegung des Zumeßgliedes umfassen ein in dem Gehäuseblock gelagertes Betätigungsorgan, das relativ zu diesem bewegbar ist und das mit einem Teil in die weitere Kammer

hineinragt, wobei dieser Teil in der weiteren Kammer operativ mit dem Zumeßglied in der Weise verbunden ist, daß die Bewegung des Betätigungsorgans relativ zu dem Gehäuseblock die lineare Bewegung des Zumeßgliedes bewirkt. Da die Einführung von unter Druck stehendem Gas, wie Luft, zur Verdrängung der zugemessenen Flüssigkeitsmenge aus der Zumeßkammer verwendet wird und da die abgemessene Menge die Flüssigkeit ist, die sich zwischen dem Ende des Zumeßgliedes und der Auslaßöffnung in der Zumeßkammer befindet, wird ein Abfließen der Flüssigkeit zwischen der Zumeßkammer und der weiteren Kammer nicht in einer Ungenauigkeit der abgemessenen Flüssigkeitsmenge resultieren. Auch der Gasverlust von der Gaszufuhrkammer zu der weiteren Kammer um das Zumeßglied herum ist annehmbar, da er nicht die _f Betriebsweise und die Genauigkeit der Vorrichtung beeinflußt. Die möglichen Toleranzen der Vorrichtung bezüglich Verlust sowohl von der Zumeß- als auch von der Gaszufuhrkammer zu der weiteren Kammer erlauben einfache Lager ohne Flüssigkeitsabdichtungen, die für die verschiebbare Lagerung des Zumeßgliedes verwendet werden können. Zusätzlich zu denKostenersparnissen verringert diese Möglichkeit den Reibungswiderstand gegen die Bewegung des Zumeßgliedes, wodurch die Ansprechbarkeit und Genauigkeit des Zumeßgliedes zur Verstellbarkeit der zuzumessenden Flüssigkeitsmenge verbessert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im folgenden in Zusammenhang mit der Zeichnungen näher beschrieben. Die Vorrichtung wird in Kraftstoffeinspritzsystemen für eine Sechszylinderbrennkraftmaschine verwendet. Es ist aber

32A9300 selbstverständlich, daß die Vorrichtung bei anderen Anwendungen benutzt werden kann, bei denen die Lieferung von unterschiedlichen Flüssigkeitsmengen verlangt wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung;

Fig. 2 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung längs der Schnittlinie 2-2 in Fig. 1; 10

Fig. 3 einen, vergrößerten Längsschnitt des Zurneßstabes,·

Fig. 4 einen Querschnitt der Vorrichtung längs der Schnittlinie 4-4 in

Fig. 1;

Fig. 5 einen Querschnitt der Vorrichtung längs der Schnittlinie 5-5 in Fig. 1.

Entsprechend Fig. 1 umfaßt die Zumeßvorrichtung ein Gehäuseblock 10, in dem sechs einzelne parallel zueinander angeordnete Zumeßeinheiten 11 aufgenommen sind. Die Anschlußstutzen 12, 13 dienen als Anschluß an eine Kraftstoffzulaufleitung und eine Kraftstoffrücklaufleitung, und sie stehen mit entsprechenden in dem Gehäuseblock vorgesehenen Förder leitungen für den Zulauf und .. _Λ Rücklauf des Kraftstoffs zu und von jeder der Zumeßeinheiten 11 in Verbindung. Jede Zumeßeinheit 11 ist mit einem eigenen Anschluß 14 für den zugemessenen Kraftstoff versehen, an den eine Leitung angeschlossen werden kann, die die Meßeinheit mit der Einspritzdüse verbindet.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht längs der Achse einer der Meßeinheiten 11, in der ein in den Lagern 17, 18 gleitend aufgenommener Zumeßstab 15 dargestellt ist, der in die Luftzufuhrkammer 19 und die Zumeßkammer 20'hineinragt. Der innere Aufbau des Zumeßstabes 15 wird später beschrieben. Jeder der sechs Zumeßstäbe 15 geht durch eine allen gemeinsame Nebenschlußsammelkammer 16, die durch eine in dem Gehäuseblock 10 vorgesehenen Höhlung und eine an dem Gehäuseblock 10 dichtend befestigte Abdeckplatte 21 gebildet wird.

Jeder Anschlußstutzen 14 ist fest in dem Gehäuseblock 10 aufgenommen, wobei eine Dichtung 22 vorgesehen ist. Dabei weist jede Anschlußstutzeneinheit 14 für den zugemessenen Kraftstoff ein Einwegventil 9 auf, das öffnet, wenn der Druck ', in der Zumeßkammer 20 einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, so daß Kraftstoff und Luft aus der Zumeßkammer durch den Anschlußstutzen 14 geliefert werden kann. Jede Zumeßkammer weist eine Kraftstoffeinlaßöffnung 25 und eine Kraftstoffauslaßöffnung 26 auf, die über entsprechende Ventile 27, 28 gesteuert werden. Jedes Ventil 27,28 wird federbeaufschlagt in der offenen Position gehalten und wird abhängig von der Beaufschlagung mit Gasdruck auf die jeweiligen Membranen 29, 30, die in Membrankammern 31, 32 angeordnet sind, . geschlossen. Jede der Membrankammern 31, 32 steht ständig mit der Luftleitung 33 in Verbindung, die wiederum über die Leitung 35 in gleichmäßiger Verbindung mit der jeweiligen Luftzufuhrkammer 19 in Verbindung steht.

Einen vergrößerten Querschnitt des Zumeßstabes 15 zeigt Fig. 3. Der Zumeßstab weist ein röhrenförmiges

\ Teil 40 auf, das an seinem unteren Ende einen Ventilsitzeinsatz 41 und an seinem oberen Ende einen Federanschlageinsatz 42 vorsieht. Der Ventilkörper 43 wird von einem Ventilstößel gehalten, der sich axial durch das röhrenförmige Teil 40 erstreckt. Die Feder 45 ist in dem oberen Ende des röhrenförmigen Teils 40 um den Stößel 44 herum angeordnet, wobei sie sich an einem an dem Ende des Stößels 44 befestigten zweiten Federanschlag 46 abstützt. Sich diametral gegenüberliegende öffnungen 47 sind in der Wand des röhrenförmigen Teils 40 vorgesehen, so daß eine freie Verbindung zwischen der Luftzufuhrkammer 19 und dem Inneren des röhrenförmigen Teils, wie in Fig. gezeigt, besteht. Die Feder 45 ist in der Weise vorgespannt, daß der Ventilkörper 43 in seiner Ruhestellung gegen den Ventilsitz 41 gedrückt wird», übersteigt der Druck in der Luftzufuhrkammer 19 einen vorbestimmten Wert, so hebt der Ventilkörper 43 von dem Ventilsitz 41 ab, so daß Luft aus der Luftzufuhrkammer 19 durch das röhrenförmige Teil in die Zumeßkammer 20 strömen kann.

Die Steuerung der Luftzufuhr zu der Leitung 35 bzw. zu der Luftzufuhrkammer 19 erfolgt abhängig von den Arbeitszyklen der Maschine über das Magnetventil 50. Abhängig von der Anzahl der in dem Gehäuseblock 10 aufgenommenen Zumeßeinheiten und von dem Arbeitszyklus der Zylinder des Motors, denen der Kraftstoff zugemessen wird, kann für jede Meßeinheit 11 ein eigenes Magnetventil vorgesehen sein, oder zwei oder mehr Meßeinheiten können durch dasselbe Magnetventil gesteuert werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist für jede Zumeßeinheit 11 ein Magnetventil 50 vorgesehen.

Eine gemeinsame Luftzuführungsleitung 51 läuft durch

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den Gehäuseblock hindurch, wobei jedem Magnetventil 50 jeweils eine Abzweigung 52 zugeordnet ist, über die die Luft zugeführt wird. An der äußeren Stirnfläche des Gehäuseblocks 10 ist ein Verbindungsstutzen 53, an die eine Luftzuführungsleitung angeschlossen werden kann. Wenn das Magnetventil erregt ist, wird der Ventilkörper 55 des Magnetventils 50 in einer Stellung gehalten, in der die Luftzuführungsleitung 51 von der Leitung,35 abgetrennt ist, wobei gleichzeitig die Leitung 35 mit der Druckausgleichsöffnung 56 verbunden ist. Wenn das Magnetventil nicht erregt ist, drückt der Druck in der Luftzuführungsleitung 51 den Ventilkörper 55 in eine Stellung, in der die Leitung 35 von der Druckausgleichsöffnung 56 abgetrennt ist und die Luftzuführungsleitung 51 an die Leitung * 35 angeschlossen ist. In dieser Stellung wird daher zusammengedrückte Luft den Membrankammern 31, 32 und der Luftzufuhrkammer 19 zugeleitet. Diese Zufuhr der Druckluft zu den Membrankammern 31, 32 bewirkt ein Schließen der Kraftstoffeinlaß- und Auslaßöffnungen 25, 26 und der Ventilkörper 43 im Zumeßstab 15 wird in die Offenstellung gedrückt. Auf diese Weise gelangt Druckluft in die Zumeßkammer 20, so daß der dahn darin herrschende Druck genügend hoch ist, um das Ventil 9 zu öffnen und den zugemessenen Kraftstoff über den Stutzen 14 an die Maschine zu liefern. Weitere Informationen bezüglich des Grundvorgangs der Zumessung von Kraftstoff für einen Motor kann aus dem AU-Patent No. 523 entnommen werden.

Der Grad des Eintauchens der Zumeßstäbe 15 in die jeweiligen Zurneßkammerη 20 wird bezugnehmend auf

die Fig. 1, 2,, 4 und 5 durch ein Betätigungsorgan 60 geregelt, das verschiebbar in dem Gehäuseblock 10 parallel zu den Zumeßstäben 15 aufgenommen ist. Das Betätigungsorgan 60 ist mit den Zumeßstäben 15 über einen Kreuzkopf 61 verbunden. Der Kreuzkopf 61 ist fest mit dem Betätigungsorgan 60 durch Schrauben 62 verbunden und eine Rückstellfeder 63, die um das Betätigungsorgan 60 herum angeordnet ist, liegt in einer Vertiefung 64 in dem Gehäuseblock und stößt gegen die Unterseite des mittleren Teils des Kreuzkopfes 61 an. Die Feder 63 ist derart vorgespannt, daß sie das Betätigungsorgan 60, den Kreuzkopf 61 und damit die Zumeßstäbe 15,wie in den Fig. 1 und 4 gezeigt, nach oben zwingt, wodurch der Grad des Eintauchens der Zumeßstäbe 15 in die Zumeßkammern 20 verringert wird und somit die während jedes Einspritzzyklus zu liefernde Kraftstoffmenge erhöht wird.

In Fig. 2 ist der Zumeßstab 15 in seiner tiefsten Stellung gezeigt und jeder Zumeßstab 15 trägt eine Hülse 65, die über an beiden Enden der Hülse vorgesehene Flansche 66 mit dem jeweiligen Stab 15 verspannt ist. Die Hülsen 65 sind in entsprechenden öffnungen in dem Kreuzkopf 61 angeordnet, wobei der obere Flansch 66 gegen die obere Fläche des Kreuzkopfes anstößt und eine Feder 67 zwischen dem unteren Flansch 66 und der Unterseite des Kreuzkopfes angeordnet ist. Die Federn sind von ausreichender Stärke, so daß bei normalen Betriebsbedingungen die Hülsen 65 und die Zumeßstäbe 15 sich nicht in Längsrichtung in bezug auf den Kreuzkopf 61 bewegen und die Stäbe 15 der Bewegung des Betätigungsorgans 60 und des Kreuzkopfes 61 genau folgen.Die Federn vermeiden allerdings die Notwendigkeit einer starren Verbindung

zwischen dem Kreuzkopf 61 und den Hülsen 65, so daß Herstellungstoleranzen bei den entsprechenden Bauteilen möglich sind.

Das obere Ende 68 des Betätigungsorgans 60 ist mit der bewegbaren Armatur des Elektromagnetmotors 69 oder andere geeignete Antriebsvorrichtungen verbunden, wobei der Motor 69 bei Erregung das Betätigungsorgan 60 nach unten gegen die Kraft der Feder 63 erzwingt. Dem Motor 69 wird elektrische Energie entsprechend dem Kraftstoffbedarf der Maschine zugeführt, und die Größe der nach unten gerichteten Bewegung des Betätigungsorgans und damit der Zumeßstäbe 15 ist proportional zur dem Motor 69 zugeführten Energie. Die nach unten gerichtete Bewegung des Betätigungsorgans 60 wird durch einen in dem Gehäuseblock 10 befestigte^ einstellbaren Anschlag 70 begrenzt. Eine zwischen dem Betätigungsorgan 60 und dem Gehäuseblock 10 angeordnete Balkdichtung 71 verhindert ein Eindringen von Kraftstoff oder verschmutzter Luft von der Nebenschlußkammer 16 in den Motor 69.

Die Lager 17, 18, die verschiebbar den Zumeßstab 15 aufnehmen, dienen nicht als Dichtung gegen den Austritt von Luft oder Kraftstoff aus der Luftzufuhrkammer oder aus der Zumeßkammer. Entsprechend kann die Passung zwischen dem Zumeßstab 15 und den Lagern 17, 18 in der Weise gewählt werden, daß der Reibungswiderstand beim Verschieben des Zumeßstabes 15 gering ist. Die durchtretende Luft und entsprechend der durchfließende Kraftstoff werden in der Sammelkammer 16 gesammelt und über die Leitung 71 von dort in den Raum 72 geleitet, der mit dem Kraftstoffrücklaufstutzen 13 in Verbindung steht. Der Kanal 73 sieht eine Verbindung

zwischen den Membranen 29, 30 auf der gegenüberliegenden Seite der Membrankammer 31, 32 und der Kammer 16 vor. Dadurch kann Kraftstoff abgeführt werden, der zwischen den Ventilstößeln der Ventile 27, 28 und ihren Führungen 27a, 28a herausdringt, so daß eine Ansammlung von Flüssigkeit . in diesem Bereich vermieden wird, durch die eine sichere Betriebsweise der Membranen 29, zur Schließung der Ventile 27, 28 beeinträchtigt würde.

Durch die Sammlung des Leckanteils des Kraftstoffs und seine Zuführung zu dem Rücklaufstutzen und entsprechend zu der KraftstoffVersorgung wird eine Verschmutzung der Atmosphäre durch Leckkraftstoff vermieden und die Ausnutzung des Kraftstoffs verbessert.

Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Liefern von abgemessenen Flüssigkeitsmengen, gekennzeichnet durch:

einen starren Gehäuseblock (10) , der eine Zumeßkammer (20) und eine Gaszufuhrkammer (19) aufweist; . ./. .

ein Zumeßglied (15), das in dem Gehäuseblock (10) linear verschiebbar aufgenommen ist und eine Verbindung zwischen Gaszufuhrkämmer (19) und Zumeßkammer (20) für den Gasstrom ermöglicht; Mittel (60,61,63,65) zum Steuern der linearen Bewegung des Zumeßgliedes (15) in dem Gehäuseblock (10) um die Eintauchtiefe in die Zumeßkammer (20) zu steuern;

eine weitere Kammer (16) in dem Gehäuseblock (10), die zwischen Gaszufuhrkämmer (19) Und Zumeßkammer (20) angeordnet ist, wobei das Zumeßglied (15) durch sie hindurchragt; Mittel, die mit der Zumeßkammer (19) in Verbindung stehen und an eine Flüssigkeitsquelle anschließbar sind, um die Zufuhr von Flüssigkeit in die Zumeßkammer (20) zu gewährleisten; Mittel (41,43,45), die von der Zumeßkammer (20) aufgenommen sind und über die eine Verbindung für einen Gasstrom von der Gaszufuhrkammer (19) zu der Zumeßkammer (20) herstellbar ist, wobei Flüssigkeit in der Zumeßkammer (20) durch das Gas aus der Gaszufuhrkammer (19) verdrängt wird.

1 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mittel zur Herstellung einer Verbindung für den Gasstrom ein Ventil (41,43) umfassen, das öffnet, wenn der Druck in der Gaszufuhrkammer (19) den Druck in der Zumeß- 5 kammer (20) um einen vorgebbaren Wert über schreitet. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zumeßglied (15) in ίο die Gaszufuhrkammer (19) eintaucht, daß es einen in Längsrichtung sich erstreckenden Durchgang aufweist und daß die Mittel (41,43) zum Herstellen der Verbindung in diesem Durchgang angeordnet sind. 15 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Kammer (16) zum Sammeln von Leckgas und Leckflüssigkeit aus der Gaszufuhrkammer (19) und Zumeßkammer (20) 20 dient und mit einem Gas- und Flüssigkeitsablauf (71) versehen ist. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die 25 Mittel (60,61,63,65) zum Steuern der linearen Bewegung des Zumeßgliedes (15) in der weiteren Kammer (16) operativ mit dem Zumeßglied (15) verbunden sind. 30 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mittel zum Steuern der linearen Bewegung ein in dem Gehäuseblock (10) relativ zu diesem bewegbares Betätigungsorgan (60) umfaßt, das mit einem Teilbereich in der 35 weiteren Kammer (16) angeordnet ist, wobei
ι - .

7. 4- 32493UU 1 dieser Teilbereich in der weiteren Kammer operativ mit dem Zumeßglied (15) verbunden ist, so daß die Bewegung des Betätigungsorgans (60) relativ zu dem Gehäuseblock (10) die 5 lineare Bewegung des Zumeßgliedes (15) bewirkt. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß das Betätigungsorgan (60) derart in dem Gehäuseblock (10) gelagert ist, daß es sich relativ zu ihm bewegt, in einer Richtung 10 parallel zu der linearen Bewegung des Zumeß gliedes (15) . Vorrichtung nach.einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der 15 Gehäuseblock (10) eine Vielzahl von unab hängigen Zumeßkammern (20) und eine ent sprechende Anzahl von unabhängigen Gaszufuhr kammern (19) und eine entsprechende Anzahl von zugehörigen Zumeßgliedern (15) umfaßt, 20 9. und daß die weitere Kammer (16) zwischen den Zumeßkammern (20) und den zugehörigen Gaszufuhrkammern (19) angeordnet ist, wobei 10. alle Zumeßglieder durch die weitere Kammer (16) hindurchragen. 25 Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß das Betätigungsorgan (60) operativ mit allen Zumeßgliedern (15) verbunden ist. 30 Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß betätig bare Mittel (50) zur Zuführung von Gas zu der Gaszufuhrkammer (19) oder zu einer vorgegebenen Anzahl von Gaszufuhrkammern (19) vorgesehen 35 sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine individuell zu öffnende Auslaßöffnung vorgesehen ist, die mit der oder den Zumeßkammern (20) in Verbindung steht, um eine Lieferung von Flüssigkeit aus der Zumeßkammer zu erlauben.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Auslaßöffnung (14) in Abhängigkeit von dem Druck in der Zumeßkammer geöffnet wird, wenn ihr Gas aus der zugehörigen Gaszufuhrkammer (19) zugeführt wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Zumeßkammer (20) und die in sie eintauchenden Zumeßglieder in der Weise ausgebildet sind, daß die Eintauchtiefe des Zumeßgliedes (15) in die Zumeßkammer (20) die Menge der aus der Zumeßkammer bei Zuführung von Gas verdrängten Flüssigkeit bestimmt.

TAB: HW

International Priority Paid 13. Mai 1983

World Intellectual Property
Organization (WIPO)
34 dhemin des Colombettes
1211 Geneva 20

SWITZERLAND

Betr.: Internationale Anmeldung No. PGT/AU82/OO225

Internationaler Anmeldetag - 30. Dezember 1982 Prioritätsanmeldung Anmeldetag - 31. Dezember 1981 Anmelder: ORBITAL ENGINE COMPANY PROPRIETARY LIMITED - McKAY, Michael Leonard

Hiermit werden folgende Änderungen bezüglich der obigen Internationalen Anmeldung eingereicht.

1. Anspruch 1, Zeilen 8 und 9 sind zu streichen.

2. Anspruch 4, Zeile 3, nach "chambers" ist "and is adapted for connection to a gas and liquid drain" einzufügen.

3. Anspruch 5 ist zu streichen.

4. Ansprüche 6 bis 14 einschließlich sind in neue Ansprüche 5 bis 13 umzunumerieren.

5. Anspruch 6 (neu numeriert), Zeile 1, "6" ist durch "5" zu ersetzen.

6. Anspruch 7 (neu numeriert), Zeile 1, "7" ist durch "6" zu ersetzen.

7. Anspruch 9 (neu numeriert), Zeile 1, "9" ist durch "8" zu ersetzen.

8. Anspruch 9 (neu numeriert), Zeile 2, "7 oder 8" ist durch "6 oder 7" zu ersetzen.

9. Anspruch 12 (neu numeriert), Zeile 1, "12" ist durch "11" zu ersetzen.

10. Anspruch 13 (neu numeriert), Zeile 1, "12 oder 13" ist durch "11 oder 12" zu ersetzen.

Die obigen Verbesserungen sind in den neu eingereichten Seiten 13, 14 und 15 berücksichtigt, die die ursprünglichen Seiten 13, 14, 15 ersetzen sollen.

In dem Internationalen Recherchenbericht wurde das Australische Patent Nr. 523 968 bezüglich der Ansprüche als einziger relevanter Stand der Technik zitiert. In dieser früheren Druckschrift umfaßt die offenbarte Konstruktion eine Gaszufuhrkammer, die aus zwei in ständiger Verbindung über den Durchgang 34 stehenden Kammern besteht. Daher ist bei diesem früheren Gegenstand keine Sammelkammer zwischen der Gaszufuhrkammer und der Zumeßkammer vorhanden.

Für und im Auftrag:

ORBITAL ENGINE COMPANY PROPRIETARY

Wayne McMaster

Registered Patent Attorney

Australia

Patentansprüche

(iy Vorrichtung zum Liefern von abgemessenen Flüssigkeitsmengen, gekennzeichnet durch: "

einen starren Gehäuseblock (10), der eine Zumeßkammer (20) und eine Gaszufuhrkammer (19) aufweist; ein Zumeßglied (15), das in dem Gehäuseblock (10) linear verschiebbar aufgenommen ist und eine Verbindung zwischen Gaszufuhrkammer (19) und Zumeßkammer (2o) für den Gasstrom ermöglicht, wobei das Zumeßglied (15) in die Zumeßkammer (20) in Richtung der linearen Bewegung eintaucht; Mittel (60,61,63,65) zum Steuern der linearen Bewegung des Zumeßgliedes (15) in dem Gehäuseblock (10) um die Eintauchtiefe in die Zumeßkammer (20) zu steuern; ■ , eine weitere Kammer (16) in dem Gehäuseblock (10), die zwischen Gaszufuhrkammer (19) und Zumeßkammer (20) angeordnet ist, wobei das Zumeßglied (15) durch sie hindurchragt; Mittel, die mit der Zumeßkammer (19) in Verbindung stehen und an eine Flüssigkeitsquelle anschließbar sind, um die Zufuhrvon Flüssigkeit in die Zumeßkammer (20) zu gewährleisten; Mittel (41,43>45), die von der Zumeßkammer (20) aufgenommen sind und über die eine Verbindung für einen Gasstrom von der Gaszufuhrkammer (19) zu der Zumeßkammer (20) herstellbar ist, wobei Flüssigkeit in der Zumeßkammer (20) durch das Gas aus der Gaszufuhrkammer (19) verdrängt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Herstellung einer Verbindung für den Gasstrom ein Ventil (41,43) umfassen, das öffnet, wenn der Druck in der Gaszufuhrkammer (19) den Druck in der Zumeßkammer (20) um einen vorgebbaren Wert überschreitet. .

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zmmeßglied (15) in die Gaszufuhrkammer (19) eintaucht, daß es einen in Längsrichtung sich erstreckenden Durchgang aufweist und daß die Mittel (41,43) zum Herstellen der Verbindung in diesem Durchgang angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, _f dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Kammer (16) zum Sammeln von Leckgas und Leckflüssigkeit

. aus der Gaszufuhrkammer (19) und Zumeßkammer (20) dient.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Kammer (16) mit einem Gas- und Flüssigkeitsablauf (71) versehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (60,61,63,65) zum Steuern der linearen Bewegung des Zumeßgliedes (15) in der weiteren Kammer (16) operativ mit dem Zumeßglied (15) verbunden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Steuern der linearen Bewegung ein in dem Gehäuseblock (10) relativ zu diesem bewegbares Betätigungsorgan (60) umfaßt, das mit einem Teilbereich in der weiteren Kammer (16) angeordnet ist, wobei dieser Teilbereich in der weiteren Kammer operativ mit dem Zumeßglied (15) verbunden ist, so daß die Bewegung des Betätigungsorgans (60) relativ zu dem Gehäuseblock (10) die lineare Bewegung des Zumeßgliedes (15) bewirkt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (60) derart in dem Gehäuseblock (10) gelagert ist, daß es sich relativ zu ihm bewegt, in einer Richtung parallel zu der linearen Bewegung des Zumeßgliedes (15) .

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseblock (10) eine Vielzahl von unabhängigen Zumeßkammern (20) und eine entsprechende Anzahl von unabhängigen Gaszufuhrkammern (19) und eine entsprechende Anzahl von zugehörigen Zumeßgliedern (15) umfaßt, und daß die weitere Kammer (16) zwischen den Zumeßkammern (20) und den zugehörigen Gaszufuhrkammern (19) angeordnet ist, wobei alle Zumeßglieder durch die weitere Kammer (16) hindurchragen.

10.Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (60) operativ mit allen Zumeßgliedern (15) verbunden ist.

λλ

11. I χ\ 3249300 1 Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß betätigbare Mittel (50) zur Zuführung von Gas zu der Gaszufuhrkaminer (19) oder zu einer vorgegebenen Anzahl von Gaszufuhr- 5 12. kammern (19) vorgesehen sind. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine individuell zu öffnende Auslaßöffnung 10 vorgesehen ist, die mit der oder den Zumeß- kammern (20) in Verbindung steht, um eine Lieferung von Flüssigkeit aus der Zumeßkammer 13. zu erlauben. 15 Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die oder jede Auslaßöffnung , (14) in Abhängigkeit von dem Druck in der Zumeßkammer geöffnet wird, wenn ihr Gas aus der zugehörigen Gaszufuhrkammer (19) 20 14. zugeführt wird. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Zumeß kammer (20) und die in sie eintauchenden 25 Zumeßglieder in der Weise ausgebildet sind, daß die Eintauchtiefe des Zumeßgliedes (15) in die Zumeßkammer (20) die Menge der aus der Zumeßkammer bei Zuführung von Gas verdrängten Flüssigkeit bestimmt. 30 35