DE3602097C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Mischen von Kraftstoff und Öl für eine Zweitakt-Brenn­ kraftmaschine mit einer in einem Gehäuse angeordneten, mittels einer bewegbaren Membran in einen ersten Be­ reich und einen zweiten Bereich unterteilten Arbeits­ kammer, einer durch eine Bewegung der Membran antreib­ baren Ölpumpe und einem Öleinlaß, einem Kraftstoffein­ laß und einem Gemischauslaß.

Die US-PS 43 83 504 zeigt eine Vorrichtung zum Mischen von Kraftstoff und Öl für eine Zweitakt-Verbrennungs­ kraftmaschine. Diese Vorrichtung weist eine in einem Ge­ häuse angeordnete Arbeitskammer auf, welche mittels einer bewegbaren Membran in einen ersten Bereich und in einen zweiten Bereich unterteilt ist. Durch den Druck des zugeführten Kraftstoffs und/oder durch die Ausströ­ mung von Kraftstoff und Öl wird eine Kolbenanordnung gegen die Wirkung einer Vorspannfeder verschoben, was zu einer Veränderung der Volumen im Bereich der Arbeitskam­ mer führt. Durch den erzeugten Druckunterschied wird eine Ventileinrichtung betätigt, welche ein Ausströmen des Kraftstoffölgemisches ermöglicht. Weiterhin wird durch die Bewegung der Kolbenanordnung ein weiterer Kol­ ben in Bewegung gesetzt, durch welchen Öl in die Ar­ beitskammer eingepumpt wird. Die Zumischung des Öls er­ folgt in direkter Abhängigkeit von dem Druck des zuge­ führten Kraftstoffs und dem Druck des abgeleiteten Kraftstoff-Ölgemisches. Das kann unter bestimmten Be­ triebsbedingungen dazu führen, daß überhaupt kein Öl zu­ geleitet wird, was zu einem alsbaldigen Versagen der Brennkraftmaschine führen würde.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und sicherem Betrieb Kraft­ stoff und Öl mischt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen durch eine Bewegung der Membran bewegbaren Schieber mit einer ersten Stellung, in der der Kraftstoffeinlaß mit dem ersten Bereich und in der der zweite Bereich mit dem Gemischauslaß verbunden sind, sowie mit einer zweiten Stellung, in der der Kraftstoffeinlaß mit dem zweiten Bereich und in der der erste Bereich mit dem Gemischaus­ laß verbunden wird, wobei die Bewegung der Membrane nur durch die auf sie einwirkenden unterschiedlichen Druck­ kräfte des Kraftstoffs und des Ölgemisches hervorgerufen wird. Zum Betrieb des Ventils ist nur ein sehr geringer Druckunterschied erforderlich, da keine gegen eine Mem­ bran wirkende Federkraft überwunden werden muß. Das er­ findungsgemäße Mischventil zeichnet sich durch eine hohe Betriebssicherheit aus. Im Falle einer Betriebsstörung des Ventils wird die Kraftstoffzufuhr unterbrochen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen beschrieben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines mit dem erfin­ dungsgemäßen Ventil versehenen Bootsmotors,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mischventils,

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich der Ansicht von Fig. 2, wo­ bei sich das Ventil jedoch in einer geänderten Betriebsstellung befindet,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 der Fig. 2,

Fig. 5 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbei­ spiel des erfindungsgemäßen Öl-Kraftstoffmisch­ ventils,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 der Fig. 5, und

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 der Fig. 5.

In Fig. 1 ist ein Antriebssystem 200 für ein Wasserfahr­ zeug dargestellt, welches eine Antriebseinheit 202 mit einer drehbar gelagerten Schraube 204 umfaßt und mittels einer Klemmvorrichtung 206 an einem Spiegel 208 eines Bootes befestigt werden kann. Eine Antriebswelle 210 steht in Betriebsverbindung mit der Schraube 204 sowie mit einer Zweitakt-Brennkraftmaschine 212. Ein Mischven­ til 2 dient der Mischung von Kraftstoff aus einem Tank 5 mit Öl aus einem Tank 7 und überführt die Öl-Kraftstoff­ mischung mittels eines Auslasses 10 zur Unterdruck- oder Einlaßseite einer Kraftstoffpumpe 11.

In Fig. 2 ist das Öl-Kraftstoff-Mischventil 2 darge­ stellt, welches einen Kraftstoffeinlaß 4 einen Ölein­ laß 6, 8 und einen Öl-Kraftstoffauslaß 10 aufweist (Fig. 4). Der Kraftstoffeinlaß 4 steht in Verbindung mit dem Kraftstofftank 5, während der Öleinlaß 6, 8 mit dem Öltank 7 verbunden ist. Der Öl-Kraftstoffauslaß 10 steht mit der Unterdruck- oder Ansaugseite der Kraftstoffpumpe 11 in Verbindung. Eine Überleitungskammer 12 in einem Ventilgehäuse 14 steht über axial in einem Abstand zu­ einander angeordnete Einlaßkanäle 16, 18 mit dem Kraft­ stoffeinlaß 4 in Verbindung. Weiterhn ist die Kammer 12 mittels eines Auslaßkanals 20 mit dem Öl-Kraftstoffaus­ laß 10 verbindbar, wie in den Fig. 2 und 4 mittels einer gestrichelten Linie dargestellt ist. Das Ventilgehäuse 14 umfaßt eine Druckdifferenz-Arbeitskammer 22, welche mit einer bewegbaren Membran 24 versehen ist. Die Mem­ bran weist Stützplatten 26, 28 auf, und teilt die Ar­ beitskammer 22 in einen ersten und in einen zweiten Be­ reich 30, 32, welche mittels der Membran 24 gegeneinan­ der abgedichtet und getrennt sind und ein wechselseitig veränderbares Volumen in Abhängigkeit von einer Hin- und Herbewegung der Membran 24 aufweisen. Ein erster Über­ führungskanal 34 stellt über einen Überleitungskanal 36 eine Verbindung zwischen der Überleitungskammer 12 und dem ersten Bereich 30 der Arbeitskammer 22 auf der Seite der Stützplatte 28 her. Ein zweiter Überführungskanal 38 stellt über einen Überleitungskanal 40 eine Verbindung zwischen der Überleitungskammer 12 und dem zweiten Be­ reich 32 der Arbeitskammer 22 auf der Seite der Stütz­ platte 26 der Membran 24 her.

In der Überleitungskammer 12 ist ein Takt-Schie­ ber 42 vorgesehen, welcher einen ersten Taktbereich auf­ weist (Fig. 2), welcher eine Verbindung zwischen dem Kraftstoffeinlaß 4 und dem ersten Überführungskanal 34 und zwischen dem zweiten Überführungskanal 38 und dem Öl-Kraftstoffauslaßkanal 20 ermöglicht. Der durch den Kraftstoffeinlaß 4 eintretende Kraftstoff fließt durch den Einlaßkanal 16, durch die Überleitungskammer 12, durch den Überleitungskanal 36 und durch den Überfüh­ rungskanal 34 in den ersten Bereich 30 der Arbeitskam­ mer 22, um die Membran 24 nach links (Fig. 2) zu bewe­ gen und um dadurch den Bereich 30 zu vergrößern und den Bereich 32 zu verkleinern. Auf diese Weise wird Kraft­ stoff aus dem Bereich 32 durch den Überführungskanal 38, den Überleitungskanal 40 und durch die Überleitungskam­ mer 12 dem Öl-Kraftstoffauslaßkanal 20 zugeführt. Eine Ölpumpe 44, welche nachstehend beschrieben wird, wird durch die Bewegung der Membran angetrieben, um Öl von den Öleinlässen 6, 8 zu dem Öl-Kraftstoffauslaßkanal 20 zu pumpen, wobei dies bevorzugterweise über einen Ölka­ nal 46 erfolgt, welcher mit dem Kraftstoffeinlaß 4 ver­ bunden ist. Der Schieber 42 weist einen zweiten Taktbereich auf (Fig. 3), welcher eine Verbindung zwischen dem Kraft­ stoffeinlaß 4 und dem zweiten Überführungskanal 38 so­ wie zwischen dem ersten Überführungskanal 34 und dem Öl- Kraftstoffauslaßkanal 20 ermöglicht. In dem zweiten Takt strömt Kraftstoff durch den Kraftstoffeinlaß 4, den Ein­ laßkanal 18, die Überleitungskammer 12, den Überleitungs­ kanal 40 und den Überführungskanal 38 in den zweiten Be­ reich 32 der Arbeitskammer 22 und bewegt die Membran nach rechts (Fig. 3), wodurch der Bereich 32 vergrößert und der Bereich 30 verkleinert werden. Dadurch wird Kraftstoff aus dem Bereich 30 durch den Überführungska­ nal 34, den Überleitungskanal 36 und die Überleitungs­ kammer 12 zum Öl-Kraftstoffauslaßkanal 20 überführt.

Der Schieber 42 ist über eine sich axial erstreckende Kolbenstange 48 mit der Membran 24 betriebsverbunden und wird dadurch zwischen den obengenannten ersten und zweiten Takten hin- und herbewegt. In dem dargestell­ ten Ausführungsbeispiel umfaßt der Schieber 42 ein Wegeventil, welches in Form eines axial hin- und herbe­ weglichen Ventilkörpers 50 ausgebildet ist. Die rechte Stellung des Ventilkörpers 50 entspricht dem obenge­ nannten ersten Takt, in welchem die obengenannten Ver­ bindungskanäle geöffnet sind und in welchem eine Ver­ bindung zwischen dem Kraftstoffeinlaß 4 und dem zweiten Überführungskanal 38 und zwischen dem ersten Überfüh­ rungskanal 34 und dem Öl-Kraftstoffauslaßkanal 20 und zwischen den ersten und zweiten Überführungskanälen 34, 38 unterbrochen ist. In der in Fig. 3 dargestellten linken Position des Ventilkörpers 50, welche dem oben­ genannten zweiten Takt entspricht, werden die obenge­ nannten Verbindungswege geöffnet und eine Verbindung zwischen dem Kraftstoffeinlaß 4 und dem ersten Überfüh­ rungskanal 34 und zwischen dem zweiten Überführungska­ nal 38 und dem Öl-Kraftstoffauslaßkanal 20 und zwischen den ersten und zweiten Überführungskanälen 34 und 38 unterbrochen. Der Ventilkörper 50 steht in mechanischer Verbindung mit der Kolbenstange 48 der Membran 24 und wird durch eine axiale Hin- und Herbewegung der Kolben­ stange betätigt.

Im Bereich der Membran 24 wird durch die Verbindung durch die Überführungskanäle 34 und 38 mit dem Einlaß 4 und dem Auslaß 10 eine Druckdifferenz erzeugt, wobei sich die Unterdruckseite der Membran 24 mit jedem Zyk­ lus ändert, wobei dies von der Position des Ventilkör­ pers 50 abhängt. Die Kolbenstange 48 verbindet die Mem­ bran 24 über eine federvorgespannte Totgangauslöseein­ richtung 52 mit dem Ventilkörper 50. Wenn sich die durch die Membran 24 angetriebene Kolbenstange 48 nach links bewegt, nimmt sie den Totgang der federvorgespannten Totgangauslöseeinrichtung 52 auf, bis ein Umschlagpunkt erreicht ist, nach welchem der Ventilkörper 50 aus sei­ ner rechten Position durch die Totgangauslöseeinrich­ tung 52 nach links bewegt wird (Fig. 2 und 3). Kraft­ stoff, welcher durch den Kraftstoffeinlaß 4 eintritt, fließt daraufhin durch den Einlaßkanal 18, die Überlei­ tungskammer 12, den Überleitungskanal 40 und den Über­ führungskanal 38 in den Bereich 32 der Arbeitskammer, um die Membran 24 nach rechts zu bewegen. Eine durch die Membran 24 verursachte Bewegung der Kolbenstange 48 nach rechts nimmt den Totgang der federvorgespannten Totgangauslöseeinrichtung 52 auf, bis ein Umschlagpunkt erreicht wird, ab welchem der Ventilkörper 50 mittels der Totgangauslöseeinrichtung 52 nach rechts in seine rechte Position bewegt wird (Fig. 2). Daraufhin wieder­ holt sich der Zyklus. Der Ventilkörper 50 wird nahe des Endes der jeweiligen Bewegung der Kolbenstange 48 zwi­ schen seiner rechten und seiner linken Position hin- und herbewegt, wobei der Totgang in jedem Takt vor der Betätigung aufgenommen wird. Eine Schraubenfeder 54 speichert während der Aufnahme des Totgangs Energie und gibt diese Energie zur Unterstützung der Betätigung und der Bewegung des Ventilkörpers 50 anschließend wieder ab.

Die Kolbenstange 48 weist einen zentralen Bereich 56 mit reduziertem Durchmesser auf, durch welchen die erste und zweite axial beabstandete Anschlagschulter 58 bzw. 60 an den Bereichen 62 und 64 mit größerem Durchmesser ausgebildet sind. Der Ventilkörper 50 ist ein im wesent­ lichen ringförmiges Bauteil, welches in axialer Richtung in der zylindrischen Überleitungskammer 12 hin- und her­ bewegbar ist, um verschiedene Kanäle frei zu geben und zu öffnen oder abzudecken und abzudichten, wobei diese Kanäle die axial beabstandeten Überleitungskanäle 36, 40 sowie die axial beabstandeten Einlaßkanäle 16 und 18, welche mit dem Kraftstoffeinlaß 4 in Verbindung stehen, umfassen. Der Ventilkörper 50 weist einen zentralen Be­ reich 66 mit verringertem Außendurchmesser auf, welcher einen radialen Spalt 68 zur inneren Wandung 70 der Überleitungskammer 12 schafft. Die axial äußeren Enden 72 und 74 des Ventilkörpers 50 ergeben eine Abdichtung gegen die innere Wandung 70 der Kammer 12.

Der Ventilkörper 50 weist in seinem Inneren einen axia­ len Kanal 76 auf, wobei die axial äußeren Enden 78 und 80 des inneren axialen Kanals 76 in ihrem Durchmesser so bemessen sind, daß die obenerwähnten, einen größeren Durchmesser aufweisenden Bereiche 62 und 64 der Kolben­ stange 48 axial durchführbar sind. Der innere axiale Kanal 76 des Ventilkörpers 50 weist einen zentralen Be­ reich 82 mit vergrößertem Durchmesser auf. Auf dem zen­ tralen Bereich 56 mit verringertem Durchmesser der Kol­ benstange 48 und in dem zentralen Bereich 82 mit ver­ größertem Durchmesser des Ventilkörpers 50 sind in axial frei verschiebbarer Weise erste und zweite Scheiben 84, 86 angeordnet. Jede der Scheiben 84 und 86 weist einen inneren Durchmesser auf, welcher geringer ist als der Durchmesser der Kolbenstange an den mit größerem Durch­ messer versehenen Bereichen 62 und 64, so daß die Schul­ tern 58 und 60 als Anschläge für die Scheiben 84 und 86 dienen. Jede der Scheiben 84 und 86 weist einen Außen­ durchmesser auf, der größer ist als der innere Durchmes­ ser der axial äußeren Enden 78 und 80 des inneren Kanals 76 des Ventilkörpers 50, so daß die Enden 78 und 80 An­ schläge für die Scheiben 84 und 86 ausbilden.

Die Schraubenfeder 54 erstreckt sich in axialer Richtung zwischen den Scheiben 84 und 86 um den zentralen Bereich 56 mit geringerem Durchmesser der Kolbenstange 48 und innerhalb des inneren axialen Kanals 76 des Ventilkör­ pers 50. Die Feder 54 spannt die Scheiben 84 und 86 in axialer Richtung auseinander vor. Eine ringförmige Hülse 88 ist zwischen den Scheiben 84 und 86 um den zentralen Bereich 56 mit verringertem Durchmesser der Kolbenstange 48 und innerhalb des inneren axialen Kanals 76 des Ven­ tilkörpers 50 angeordnet. Die Hülse 88 weist eine axiale Länge auf, welche geringer ist als die des Ventilkörpers 50. Eine Feststelleinrichtung 90, welche in der Über­ leitungskammer 12 vorgesehen ist, wirkt auf den Ventil­ körper 50 ein, um diesen in einer bestimmten Position zu halten, bis die Feststelleinrichtung 90 auf mechanische Weise überwunden wird. Der zentrale Bereich 66 mit redu­ ziertem Außendurchmesser des Ventilkörpers 50 weist eine zur Feststellung geeignete Gestalt auf, etwa eine Ausnehmung oder eine Auswölbung oder einen Steg 92, wel­ cher mit einer radial vorgespannten elastischen Einrich­ tung in der Wandung 70 der Überleitungskammer 12 zusam­ menwirkt, wie etwa eine Kugel 94, welche durch eine Fe­ der 96 nach unten vorgespannt ist (Fig. 2 und 3).

Wenn sich beim Betrieb die Kolbenstange 48 nach links bewegt, kommt die Anschlagschulter 58 der Kolbenstange 48 in Eingriff mit der Scheibe 84, welche die Feder 54 zusammendrückt, bis die Scheibe 84 mit der Hülse 88 in Berührung kommt. Dieser Zustand ist in Fig. 2 darge­ stellt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Totgang aufgehoben und eine feste mechanische Verbindung der Anschlagschul­ ter 58 der Kolbenstange 48 über die Scheibe 84, die Hülse 88, die Scheibe 86 mit dem axial inneren Endan­ schlag 80 des Ventilkörpers 50 geschaffen. Eine weitere nach links gerichtete Bewegung der Kolbenstange 48 über­ windet die Feststelleinrichtung 90, so daß die Kugel 94 entlang einer Abschrägung 98 gegen die Vorspannung der Feder 96 bewegt wird. In Fig. 2 ist der Ventilkörper 50 direkt vor Erreichen des Umschlagpunktes dargestellt, wobei die Kugel 94 sich auf der Abschrägung 98 befindet. Wenn die Kugel 94 die obere Kante der Abschrägung 98 beim Übergang zu dem Steg 92 erreicht, wird die Feder 54 freigegeben und schleudert den Ventilkörper 50 in axia­ ler Richtung nach links, so daß dieser die oben be­ schriebene linke Position (Fig. 3) erreicht.

Bei einer Bewegung der Kolbenstange 48 nach rechts ge­ langt die Anschlagschulter 60 in Kontakt mit der Scheibe 86, welche daraufhin die Schraubenfeder 54 zusammen­ drückt, bis die Scheibe 86 in Anlage an die Hülse 88 kommt. Daraufhin wird der Totgang aufgehoben und eine feste axiale mechanische Verbindung von der Anschlag­ schulter 60 der Kolbenstange 48 über die Scheibe 86, die Hülse 88 mit der Scheibe 84 hergestellt, welche ge­ gen das axial innere Ende 78 des Ventilkörpers 50 ge­ halten wird, so daß eine weitere Bewegung der Kolben­ stange nach rechts die Feststelleinrichtung 90 überwin­ det, woraufhin die Feder 54 freigegeben wird und den Ventilkörper 50 nach rechts in seine in Fig. 2 darge­ stellte rechte Position bringt.

Die Ölpumpe 44 umfaßt einen Kolben 102, welcher in Be­ triebsverbindung mit der Membran 24 steht, wobei dies bevorzugterweise dadurch erfolgt, daß der Kolben 102 an dem anderen Ende der Kolbenstange 48 gelagert ist. Der Kolben 102 ist in einer Pumpkammer 104 des Ventilgehäu­ ses 14 hin- und herbewegbar. Die Pumpkammer wird durch den Kolben 102 in einen ersten und einen zweiten Be­ reich 108 unterteilt, welche durch den mittels eines O-Rings 110 abgedichteten Kolben 102 voneinander iso­ liert und getrennt sind und ein in Abhängigkeit von einer Bewegung des Kolbens veränderbares Volumen aufwei­ sen. Der erste Bereich 106 wird in dem ersten Takt in seinem Volumen verringert, während der zweite Bereich 108 vergrößert wird, wobei dies während der Bewegung des Kolbens 102 nach links erfolgt, wodurch Öl aus dem Bereich 106 gepumpt wird. Der zweite Bereich 108 wird während des zweiten Taktes in seinem Volumen verringert, während der erste Bereich 106 in seinem Volumen vergrö­ ßert wird, wobei dies durch eine Bewegung des Kolbens 102 nach rechts erfolgt, wobei Öl aus dem zweiten Be­ reich 108 gepumpt wird.

Der erste und der zweite Bereich 106, 108 stehen über Rückschlagventile 116, 118 jeweils in Verbindung mit einem ersten und einem zweiten Einlaßkanal 112, 114, so daß während einer Bewegung des Kolbens 102 nach links Öl durch das Rückschlagventil 118 in den Bereich 108 ge­ saugt wird, und so daß während einer Bewegung des Kol­ bens 102 nach rechts Öl durch das Rückschlagventil 116 in den Bereich 106 gesaugt wird. Erste und zweite Aus­ lässe 120, 122 der ersten und zweiten Bereiche 106, 108 stehen jeweils mit einem ersten bzw. einem zweiten Rück­ schlagventil 124, 126 in Verbindung. Während einer Bewe­ gung des Kolbens 102 nach links wird Öl aus dem Bereich 102 durch das Rückschlagventil 124 und den Auslaß 120 in den Ölkanal 46 gepumpt. Während einer Bewegung des Kolbens 102 nach rechts wird Öl durch das Rückschlagven­ til 126 von dem Bereich 108 durch den Auslaß 122 in den Ölkanal 46 gepumpt.

Der Ölkanal 46 leitet Öl von den Auslässen 120 und 122 der Pumpkammer 104 zu dem Öl-Kraftstoffauslaß 10. Der Ölkanal 46 steht bevorzugterweise in Verbindung mit dem Kraftstoffeinlaß 4. Ein in Fig. 2 durch eine gestrichel­ te Linie dargestelltes Verschlußventil 128 kann in dem Ölkanal 46 vorgesehen sein, um einen Ölfluß durch diesen zu verhindern. Das wiederum verhindert, daß Öl aus dem ersten und dem zweiten Bereich 106, 108 der Pumpkammer 104 ausgepumpt wird, was wiederum zur Folge hat, daß der Kolben 102 blockiert wird. Dadurch wird auch eine Bewegung der Kolbenstange 148 verhindert, was zu einer Unterbin­ dung der Bewegung der Membran 24 führt, so daß die Kraftstoffzufuhr insgesamt unterbrochen ist.

Während jeder Hin- und Herbewegung der Kolbenstange 48 wird somit Öl gefördert, wobei dies während jedes der beiden oben beschriebenen Takte erfolgt, so daß über den gesamten, die beiden Takte umfassenden Zyklus ein Pumpen von Öl erfolgt. Das Öl wird in die Überleitungskammer 12 gepumpt, um zu dem Öl-Kraftstoffauslaß am Auslaßkanal 20 gefördert zu werden. Eine Blockierung dieser Ölförderung zu dem Öl-Kraftstoffauslaß unterbindet einen Betrieb der Ölpumpe, wodurch wiederum eine Betätigung der Kolben­ stange verhindert wird, was zur Folge hat, daß auch eine Betätigung der Membran 24 unterbleibt. Auf diese Weise wird auch die Zufuhr von Kraftstoff unterbunden. Auf diese Weise zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrich­ tung zum Mischen von Kraftstoff und Öl durch ein hohes Maß an Betriebssicherheit aus.

In den Fig. 5 bis 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Öl-Kraftstoffmischventils 302 dargestellt, das im prinzipiellen Aufbau dem oben be­ schriebenen Öl-Kraftstoffmischventil entspricht. Es wird daher auf die obige Beschreibung Bezug genommen, wobei gleiche und identische Bauteile mit um eine um jeweils 300 erhöhte Bezugsziffer bezeichnet sind (der Kraft­ stoffeinlaß 4 ist in den Fig. 5 bis 7 daher z. B. mit der Bezugsziffer 304 versehen). Bei der Richtungsangabe der hin- und herbeweglichen Bauteile (z. B. Kolbenstange 48 gegenüber 348) ist zu berücksichtigen, daß die Darstel­ lungen in den Fig. 6 und 7 gegenüber denen in 2 und 3 in einer anderen Lage dargestellt sind.

Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ist eine zweite, sich in axialer Richtung erstreckende Kolbenstange 388 im Ab­ stand und im wesentlichen parallel zu der Kolbenstange 348 angeordnet und mit der Membran 324 sowie mit der Stützplatte 326 mittels einer aufgesteckten Scheibe 390 verbunden und wird somit in axialer Richtung bewegt. Die Kolbenstange 388 weist eine Feststelleinrichtung 392 auf, welche mit dem Ventilkörper 350 zusammenwirkt, um diesen in einer vorbestimmten Stellung zu halten, wenn die Kolbenstange 388 sich in einer vorgegebenen Position befindet, und um eine axiale Bewegung des Ventilkörpers 350 zu ermöglichen, wenn sich die Kolbenstange 388 in einer anderen Position befindet. Der zentrale Bereich mit reduziertem Außendurchmesser 366 des Ventilkörpers 350 weist eine zur Feststellung geeignete Form auf, etwa eine Ausnehmung oder eine hervortretende Schwelle oder einen Steg 394, welcher mit einer Kugel 396 sowie einer zur Feststellung geeigneten Ausbildung der Kolbenstange 388 zusammenwirkt, wobei die­ se Ausbildung der Kolbenstange 388 in Form einer Stufe 398 ausgebildet ist, die zwischen Ausnehmungen 400 und 402 angeordnet ist. Die Feststellkugel 396 befindet sich in einer radialen Öffnung 404 in einer Seitenwandung 406 der Überleitungskammer 312 zwischen den zur Feststellung geeigneten Ausbildungen des Ventilkörpers 350 und der Kolbenstange 388. Die zur Feststellung geeignete Ausge­ staltung der Kolbenstange 388 weist nockenartige Ober­ flächenbereiche auf, welche z. B. durch die Abschrägungen zu den Stufen 398 vorgesehen sind, um die Kugel 396 in die Überleitungskammer 312 gegen den zentralen Bereich 366 mit reduziertem äußeren Durchmesser des Ventilkör­ pers 350 zu drücken, um diesen in seiner Stellung zu halten, was durch eine Verhinderung einer axialen Bewe­ gung des Stegs 394 des Ventilkörpers 350 bewirken wird. Die Kolbenstange 388 weist zurückversetzte Oberflächen­ bereiche 400, 402 auf, welche eine Rückbewegung der Ku­ gel 396 in radial nach außen gerichteter Richtung aus dem axialen Bewegungsweg des Ventilkörpers 50 an der Stelle des Steges 394 zur Freigabe des Ventilkörpers er­ möglichen.

Beim Betrieb bewegt sich die Kolbenstange 348 nach rechts (Fig. 7) bzw. nach oben (Fig. 6), wodurch die Anschlagschulter 358 der Kolbenstange in Eingriff mit der Scheibe 384 kommt, woraufhin diese die Feder 354 zu­ sammendrückt. Die Kolbenstange 388 bewegt sich in der gleichen Richtung und wirkt mit dem Ventilkörper 350 zu­ sammen, um diesen mittels der Stufe 398, welche die Ku­ gel 396 radial nach innen gegen den Bereich verminder­ ten Außendurchmessers des Ventilkörpers 350 drückt, in seiner Position zu halten, um eine nach oben gerichtete axiale Bewegung des Stegs 394 an der Kugel 396 vorbei zu verhindern. Eine weitere Bewegung der Kolbenstange 388 nach oben bewegt die Feststelleinrichtung, um den Ventil­ körper 350 freizugeben, wobei die Feder 354 den Ventil­ körper 350 nach oben in seine obere Position verschiebt, d. h. eine weitere Bewegung der Kolbenstange 388 bewegt die Ausnehmung 402 in eine radial fluchtende Stellung mit der Kugel 396, so daß letztere sich in radialer Rich­ tung nach außen in die Ausnehmung 102 bewegen kann, so daß der Steg 394 des Ventilkörpers 350 in axialer Rich­ tung nach oben an der Kugel entlang bewegt werden kann. In der entgegengesetzten Bewegungsrichtung bewegt sich die Kolbenstange 348 in axialer Richtung nach unten, wobei die Anschlagschulter 360 in Eingriff mit der Schei­ be 368 kommt, worauf diese die Feder 354 zusammendrückt. Auch die Kolbenstange 388 bewegt sich nach unten und wirkt mit dem Ventilkörper 350 zusammen, um diesen in seiner Stellung zu halten, da die Stufe 398 auf mecha­ nische Weise die Kugel 396 radial nach innen gegen den mit einem geringeren Durchmesser versehenen Bereich des Ventilkörpers 350 drückt, so daß der Steg 394 sich nicht in axialer Richtung nach unten an der Kugel 396 vorbei­ bewegen kann. Eine weitere Bewegung der Membran 324 und der Kolbenstange 388 nach unten führt zu einer Bewegung der Feststelleinrichtung, so daß diese den Ventilkörper 350 freigibt, woraufhin die Feder 354 den Ventilkörper 350 axial nach unten in seine untere Position bewegt, d. h. die Ausnehmung 400 bewegt sich in eine radial fluch­ tende Stellung zu der Kugel 396, so daß sich letztere radial nach außen bewegen kann und so daß der Steg 394 des Ventilkörpers 350 axial nach unten an der Kugel 396 vorbeibewegt werden kann.

Die Ölpumpe 344 weist einen Kolben 502 auf, welcher mit der Membran 324 betriebsverbunden ist, wobei dies in bevorzugter Weise dadurch erfolgt, daß der Kolben 502 an dem anderen Ende der Kolbenstange 348 gelagert ist. Der Kolben 502 ist in einer Pumpkammer 504 in dem Ge­ häuse 314 hin- und herbewegbar. Die Pumpkammer wird durch den Kolben 502 in einen ersten 506 und einen zwei­ ten 508 Bereich unterteilt, welche durch den mittels eines O-Rings 510 abgedichteten Kolben 502 gegeneinan­ der isoliert und abgedichtet sind. Das Volumen der Be­ reiche ist in Abhängigkeit von einer Bewegung des Kol­ bens 502 invers variabel. Während einer Bewegung des Kolbens 502 nach rechts (Fig. 7) bzw. nach oben (Fig. 6) im ersten Takt wird der erste Bereich 506 in seinem Vo­ lumen verkleinert, während der zweite Bereich 508 ver­ größert wird, um Öl aus dem Bereich 506 zu pumpen. Bei einer Bewegung des Kolbens nach links (Fig. 7) bzw. nach unten (Fig. 6) in dem zweiten Takt wird der zweite Be­ reich 508 in seinem Volumen verkleinert und der erste Bereich 506 vergrößert, um Öl aus dem zweiten Bereich 508 zu pumpen.

Ein erster und ein zweiter Öleinlaßkanal 512, 514 steht über ein Rückschlagventil 516, 518 in Verbindung mit dem ersten bzw. dem zweiten Bereich 506, 508, so daß während einer Bewegung des Kolbens nach rechts (Fig. 7) Öl durch das Rückschlagventil 518 in den Bereich 508 ge­ saugt wird und daß während einer Bewegung des Kolbens nach links (Fig. 7) Öl durch das Rückschlagventil 516 in den Bereich 506 eingesaugt wird. Ein erster bzw. ein zweiter Auslaß 520, 522 des ersten bzw. des zweiten Be­ reiches 506, 508 sind über ein erstes bzw. ein zweites Rückschlagventil 524, 526 miteinander verbindbar. Wäh­ rend einer Bewegung des Kolbens nach rechts (Fig. 7) wird Öl von dem Bereich 506 durch den Auslaß 520 und durch das Rückschlagventil 524 in den Ölkanal 346 ge­ pumpt. Während einer Bewegung des Kolbens nach links (Fig. 7) wird Öl aus dem Bereich 508 durch den Auslaß 522 und durch das Rückschlagventil 526 in den Ölkanal 346 überführt.

Der Ölkanal 346 überführt Öl von den Auslässen 520, 522 der Pumpkammer 504 zu dem Öl-Kraftstoffauslaß 310. Der Ölkanal 346 ist bevorzugterweise mit dem Kraftstoffein­ laß 304 verbunden. In dem Ölkanal 346 kann ein Verschluß­ ventil 528 vorgesehen sein, um den Ölfluß durch diesen Kanal zu blockieren. Dies wiederum verhindert, daß Öl aus dem ersten und dem zweiten Bereich 506, 508 der Pump­ kammer 504 herausgepumpt wird, was zur Folge hat, daß eine Bewegung des Kolbens 502 gehemmt wird. Dieses führt zu einer Verhinderung einer Bewegung der Kolbenstange 348, wodurch auch eine Bewegung der Membran 324 verhin­ dert wird. Auf diese Weise wird die Kraftstoffzufuhr unterbrochen.

Während jeder der entgegengesetzten Bewegungen der Kol­ benstange 348 wird Öl gepumpt, so daß das Öl sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Takt und somit wäh­ rend des gesamten Zyklus gepumpt wird. Das Öl wird in die Überleitungskammer 312 gepumpt, um in den Öl-Kraft­ stoffauslaß 320 zu gelangen. Eine Blockierung der Öl­ zufuhr zu dem Öl-Kraftstoffauslaß verhindert einen Be­ trieb der Ölpumpe, was wiederum zur Folge hat, daß die Bewegung der Kolbenstange 348 unterbunden wird, so daß sich auch die Membran 324 nicht mehr bewegen kann. Auf diese Weise wird die Kraftstoffzufuhr insgesamt unter­ brochen. Diese Ausgestaltung führt zu einer besonderen Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Claims (15)

1. Vorrichtung zum Mischen von Kraftstoff und Öl für eine Zweitakt-Brennkraftmaschine mit einer in einem Gehäuse angeordneten, mittels einer bewegbaren Membran in einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich unterteilten Ar­ beitskammer, einer durch eine Bewegung der Membran an­ treibbaren Ölpumpe und einem Öleinlaß, einem Kraftstoff­ einlaß und einem Gemischauslaß, gekennzeichnet durch einen durch eine Bewegung der Membran (24; 324) bewegba­ ren Schieber (42; 342) mit einer ersten Stellung, in der der Kraftstoffeinlaß (4; 304) mit dem ersten Bereich (30; 300) und in der der zweite Bereich (32; 332) mit dem Ge­ mischauslaß (10; 310) verbunden sind, sowie mit einer zweiten Stellung, in der der Kraftstoffeinlaß (4; 304) mit dem zweiten Bereich (32; 332) und in der der erste Bereich (30; 300) mit dem Gemischauslaß (10; 310) verbun­ den sind, wobei die Bewegung der Membrane (24; 324) nur durch die auf sie einwirkenden unterschiedlichen Druck­ kräfte des Kraftstoffs und des Gemisches hervorgerufen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (43; 342) Teil eines Mehrwegeventils ist, welches eine erste Stellung gemäß der ersten Stel­ lung des Schiebers (42; 342) und eine zweite Stellung ge­ mäß der zweiten Stellung des Schiebers (42; 342) auf­ weist, wobei das Mehrwegeventil in seiner ersten Stellung die Verbindung zwischen dem Kraftstoffeinlaß (4; 304) und dem zweiten Bereich (32; 332) und die Verbindung zwischen dem ersten Bereich (30; 300) und dem Gemischauslaß (10; 310) blockiert und in seiner zweiten Stellung die Verbin­ dung zwischen dem Kraftstoffeinlaß (4; 304) und dem er­ sten Bereich (30; 300) und die Verbindung zwischen dem zweiten Bereich (38; 338) und dem Gemischauslaß (10; 310) blockiert.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (42; 342) mittels einer Kolbenstange (48; 348) mit Totgang mechanisch mit der Membran (24; 324) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (42; 342) nahe dem Ende der jeweiligen Bewegungsphase der Kolbenstange (48; 348) in jeder Rich­ tung zwischen seinen Stellungen schaltbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, gekenn­ zeichnet durch eine Energiespeichereinrichtung (Feder 54; 354) zur Speicherung von Energie bei bewegter Kolbenstan­ ge und stehendem Schieber und zur Freigabe der Energie bei Auslösung der Bewegung des Schiebers und zu dessen Bewegung von einer Stellung in die andere.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölpumpe (44; 344) einen Kolben (102; 502) umfaßt, welcher mit der Kolbenstange (48; 348) verbunden ist und während jeder der hin- und hergehenden Bewegungen der Kolbenstange (48; 348) Öl pumpt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (42; 342) in einer zy­ lindrischen Überleitungskammer (12; 312) in dem Gehäuse (14; 314) angeordnet ist, welche einen ersten und einen zweiten Überleitungskanal (36; 40; 336, 340) umfaßt, die in axialer Richtung voneinander beabstandet sind und mit einem ersten bzw. einem zweiten Überführungskanal (34, 38; 334, 338) in Verbindung stehen, sowie axial beabstan­ dete Einlaßkanäle (16, 18; 316, 318), welche mit dem Kraftstoffeinlaß (4; 304) verbunden sind und einen Aus­ laßkanal (20; 320), welcher mit dem Gemischauslaß (10; 310) verbunden ist, und daß in der ersten Stellung des Schiebers (42; 342) die Einlaßkanäle (16, 18; 316, 318) zu dem ersten Überleitungskanal (36; 336) hin und der zweite Überleitungskanal (40; 340) zu dem Auslaßkanal (20; 320) hin geöffnet sind und die Einlaßkanäle (16, 18; 316, 318) von dem zweiten Überleitungskanal (40; 340), der erste Überleitungskanal (36; 336) von dem Auslaßkanal (20; 320) und der erste Überleitungskanal (36; 336) von dem zweiten Überleitungskanal (40; 340) getrennt sind, und daß in der zweiten Stellung des Schiebers (42; 342) die Einlaßkanäle (16, 18; 316, 318) mit dem zweiten Über­ leitungskanal (40; 340) und der erste Überleitungskanal (36; 336) mit dem Auslaßkanal (20; 320) verbunden sind, während die Einlaßkanäle (16, 18; 316, 318) von dem er­ sten Überleitungskanal (36; 336), der zweite Überlei­ tungskanal (40; 340) von dem Auslaßkanal (20; 320) und der zweite Überleitungskanal (40; 340) von dem ersten Überleitungskanal (36; 336) getrennt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auslaß (46) der Ölpumpe (44; 344) in Verbindung mit der Überleitungskammer (12; 312) steht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölpumpe (44; 344) in Form einer doppelt wirkenden Kolbenpumpe ausgebildet ist, deren Kam­ mern mittels Rückschlagventilen (116, 118, 124, 126; 516, 518, 524, 526) an Öleinlaß und Ölauslaß anschließbar sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der Auslaß-Ölkanal (46) der Öl­ pumpe (44; 344) mittels eines Verschlußventils (128; 528) zur Unterbindung der Ölförderung und der Kraftstoffzufuhr verschließbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansrüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der Gemischauslaß (10; 310) mit der Ansaug- oder Unterdruckseite einer Kraftstoffpumpe (11; 311) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (48; 348) koaxial zur Überleitungskammer (12; 312) durch diese geführt ist und innerhalb der Überleitungskammer einen zentralen Bereich (56; 356) mit reduziertem Durchmesser aufweist, welcher zusammen mit den Bereichen mit größerem Durchmesser (62, 64; 362, 364) eine erste und eine zweite axial zueinander beab­ standete Schulter (58, 60; 358, 360) bildet, daß ein Ventilkörper (50; 350) des Schiebers (42; 342) im wesent­ lichen hohlzylindrisch ausgebildet ist und in der Überlei­ tungskammer (12; 312) in axialer Richtung hin- und herbe­ wegbar ist und einen zentralen Bereich (66; 366) mit re­ duziertem Außendurchmesser aufweist, welcher zu der inne­ ren Wandung (70; 370) der Überleitungskammer (12; 312) einen radialen Spalt (6; 386) bildet, daß die axial äußeren Enden (72, 74; 372, 374) des Ventilkörpers (50; 350) eine Abdichtung gegenüber der Wandung (70; 370) der Überleitungskammer (12; 312) bilden, daß der Ventilkör­ per (50; 350) einen inneren axialen Kanal (76; 376) auf­ weist, dessen axial äußere Enden (78, 80; 378, 380) in ihrem Durchmesser so bemessen sind, daß die Bereiche (62, 64; 362, 364) größeren Durchmessers der Kolbenstange (48; 348) in axialer Richtung durchführbar sind, daß der in­ nere axiale Kanal (76; 376) des Ventilkörpers (50; 350) einen zentralen Bereich (82; 382) mit vergrößertem Durch­ messer aufweist und durch eine erste und eine zweite Scheibe (84, 86; 384, 386), welche in dem zentralen Bereich (82; 382) des inneren Kanals (76; 376) des Ventilkörpers (50; 350) und auf dem zentralen Bereich (56; 356) reduzierten Durchmessers der Kolbenstange (48; 348) frei axial ver­ schiebbar angeordnet sind, daß jede der Scheiben (84, 84; 384, 386) einen inneren Durchmesser aufweist, welche geringer ist als der Durchmesser der Bereiche (62, 64; 362, 364) größeren Durchmessers der Kolbenstange (48; 348), so daß die Anschlagschultern (58, 68; 358, 368) An­ schläge für die Scheiben (84, 86; 384, 386) bilden, daß jede der Scheiben (84, 86; 384, 386) einen Außendurchmes­ ser aufweist, welcher größer ist als der innere Durchmes­ ser der axial äußeren Enden (87, 80; 378, 380) des inne­ ren axialen Kanals (87; 376) des Ventilkörpers (50; 350), so daß diese Enden innere Anschläge für die Scheiben (84, 86; 384, 386) in dem Ventilkörper (50; 350) ausbilden und daß die Schraubenfeder (54; 354), welche sich axial zwischen der ersten und der zweiten Scheibe (84, 86; 384, 386) erstreckt, den zentralen Bereich (56; 356) mit reduziertem Durchmesser der Kolbenstange (84; 348) umgibt und in dem inneren axialen Kanal (76; 376) des Ventilkör­ pers (50; 350) angeordnet ist und die Scheiben (84, 86; 384, 386) axial auseinander vor­ spannt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite sich in axialer Richtung erstreckende Kolbenstange (388) vorgesehen ist, welche in einem Ab­ stand im wesentlichen parallel zu der ersten Kolbenstange (348) angeordnet ist und mit der Membran (324) verbunden ist und durch diese in axialer Richtung hin- und herbe­ wegbar ist, wobei die zweite Kolbenstange (388) eine Feststelleinrichtung (392) aufweist, welche in Zusammen­ wirkung mit dem Ventilkörper (350) bringbar ist, um diesen zu halten, wenn sich die zweite Kolbenstange (388) in einer mittleren Position befindet, und um eine axiale Bewegung des Ventilkörpers (350) zu ermöglichen, wenn sich die Kolbenstange (388) nahe einer axialen Endposi­ tion befindet.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feststellkugel (396) in einer radialen Aus­ nehmung (404) in einer Seitenwandung (406) der Überleitungskammer (312) zwischen der zweiten Kolbenstange (388) und dem Ventilkörper (350) vorgesehen ist, daß die zweite Kolbenstange (388) einen nockenartigen Oberflächenbereich aufweist, mittels dessen die Kugel (396) in die Überleitungskammer (312) in Rich­ tung auf den zentralen Bereich (366) mit reduziertem Außendurchmesser des Ventilkörpers (350) bewegbar ist, um diesen in seiner Stellung zu halten, und daß die zweite Kolbenstange (388) an ihrer Oberfläche Ausnehmungsbe­ reiche (400, 402) aufweist, welche eine radial nach außen gerichtete Bewegung der Kugel (396) aus dem Bewegungsweg des Ventilkörpers (350) zu dessen Freigabe ermöglichen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Feststelleinrichtung (90), welche in der Überlei­ tungskammer (12) vorgesehen ist und mit dem Ventilkörper (50) in Zusammenwirkung bringbar ist, um diesen in seiner Position zu halten, bis die Feststelleinrichtung (90) auf mechanische Weise überwunden wird, und durch eine ring­ förmige Hülse (88), welche sich zwischen den Scheiben (84, 86) um den zentralen Bereich (56) reduzierten Durch­ messers der Kolbenstange (48) erstreckt und in dem inne­ ren axialen Kanal (76) des Ventilkörpers (50) angeordnet ist, wobei die Hülse (88) eine geringere axiale Länge aufweist als der Ventilkörper (50), wobei die Länge so bemessen ist, daß die Hülse nahe den axialen Endlagen der Kolbenstange (48) in Anlage an beide Scheiben (84, 86) kommt.