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Brennstoffkolbenpumpe. Zusatz zum Patent 38162q.. Den Gegenstand der
vorliegenden Erfindung bildet eine weitere Ausgestaltung der im Patent 381 624 beschriebenen
Brennstoffpumpe, deren Kolben, unter dem Einflusse des in einer Flüssigkeitspumpe
herrschenden wechselnden Druckes stehend, hin und her bewegt wird und hierbei eine
die Flüssi:gkeitskolbenpumpe antreibende Verbrennungsmaschine mit Brennstoff speist.
Die weitere Ausbildung einer solchen Brennstoffpumpe nach der Erfindung bezweckt
außer- der Brennstofförderung gleichzeitig die Steuerung eines in den Verbrennungsraum
der Verbrennungstnaschine einmündenden Einspritzventils durch den Kolben der Brennstoffpumpe,
welcher mit Hilfe eines im Gehäuse der Brennstoffpumpe angeordneten Flüssigkeitsgestünges
in bekannter Weise auf einen anderen Kolben einwirkt, welcher auf der Ventilnadel
des Einspritzventils sitzt und durch eine Feder belastet ist.
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Bei bekannten Brennstoffpumpen verwandter Art erfolgt der Antrieb
des einen Kolbens, welcher vermittels des Flüssigkeitsgestänges
auf
den andern Kolben wirkt, durch die Kurbel- bzw. Steuerwelle. Im vorliegenden Falle
ist eine solche Welle nicht vorhanden, der Antrieb des Kolbens der Brennstoffpumpe
erfolgt vielmehr im Sinne des Hauptpatentes durch den Druck der Förderflüssigkeit
im Pumpengehäuse.
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Die Erfindung besteht darin, daß bei der im folgenden beschriebenen
Vorrichtung der Brennstoffpumpenkolben während eines Teiles des Druckhubes, vorzugsweise
während eines ersten Teiles, als Brennstofförderkolben, während des Restes des Druckhubes
dagegen als treibender Kolben für ein Flüssigkeitsgestänge dient, welches das Einspritzventil
der Verbrennungsmaschine steuern hilft.
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Falls eine vollkommene Regelbarkeit der Brennstoffzufuhr erforderlich
ist, so kann der Brennstoff, wie im Hauptpatent beschrieben, während eines letzten
Teiles des Druckhubes für den nächstfolgenden Arbeitshub der Verbrennungsmaschine
gefördert werden, wobei der Kolben während des ersten Teiles seines Druckhubes als
treibender Kolben für obiges Flüssigkeitsgestänge dient.
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Auf der Zeichnung ist eine der Erfindung gemäß ausgebildete Brennstoffpumpe
an einer die Flüssigkeitspumpe treibende Zweitaktverbrennungsmaschine in einem Ausführungsbeispiel
veranschaulicht.
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Es zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch die Gesamtanordnung, Abb.
2 eine Oberansicht, Abb. 3 die Brennstoffpumpe im Längsschnitt in größerem Maßsta:be,
Abb. 4 einen Längsschnitt nach der Linie a-a der Abb.3. Abb.5 einen Querschnitt
nach der Linie b-b der Abb. 3 und Abb. 6 einen Querschnitt nach der Linie c-c der
Abb. q..
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Ausbildung und Wirkungsweise der als Explosionspumpe wirkenden Verbrennungsmaschine
sind im wesentlichen dieselben wie bei der in Patent 395 071 des Erfinders beschriebenen
Maschine; sie seien nachstehend kurz wiederholt: Im Arbeitsraum i des Verbrennungszylinders
ist der frei schwingende Arbeitskolben 2 und an der anderen Seite anschließend der
gleichfalls frei schwingende Steuerkolben 3 vorgesehen. Der Arbeitskolben führt
seinen Arbeitshuh gegen eine auf ihn wirkende Feder und den im Pumpengehäuse 4 herrschenden
Wasserdruck aus und wird nach Beendigung des Arbeitsganges durch die Wirkung der
erwähnten sich entspannenden Feder nach innen getrieben, wobei die Verdichtung der
neuen Ladung, stattfindet. Der Steuerkolben 3 ist entgegen der Wirkung der Pufferfeder
5 nach außen getrieben worden und schwingt durch die Wirkung der sich entspannenden
Pufferfeder 5 zurück.
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Vom Pumpengehäuse 4 zweigt ein Kanal 6 zum Brennstoffpuinpengehäuse
7 hin ab; in letzterem ist ein frei schwingender Brennstoffpumpenkolben 8 angeordnet,
auf dessen Stirnfläche, wie im Hauptpatent 38162q. beschrieben, der beim Betriebe
periodisch auftretende För.derflüssigkeitsdruck wirkt. Der hierdurch gegen die Wirkung
einer Pufferfeder 9 auswärts bewegte Kolben wird unter der Wirkung dieser sich entspannenden
Feder 9 beim Aufhören des Flüssigkeitsdruckes wieder einwärts bewegt. Der Zylinder
12 des verbreiterten Teiles 8' des Breauzstoffpumpenkolbens 8 ist durch den kanalförmigen
Innenraum i i des Brennstoffpumpengehäuses 7 mit einem Zylinder 13 verbunden, in
dem ein auf der Ventilnadel io sitzender Kolben 1d., der unter der Wirkung einer
Feder 15 steht, angeordnet ist. Die Ventilnadel trägt an ihrem vorderen Ende in
der Höhe der Auspuffschlitze 17 das eigentliche Einspritzventil, welches den zerstäubten
Brennstoff durch einen Kanal 18 in den Verbrennungsraum führt.
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In den Zylinder 12 mündet der von dem Brennstoffvorratsbehälter kommende
Brennstoffzuflußkanal i9 (Abb. q.). An einer etwa höher liegenden Stelle zweigt
aus dem Zylinder i2 ein Kanal 2o ab, der über ein Druckventil 21 in eine Rohrleitung
22 (Abb.5) übergeht. Diese führt in einen Kanal24 über, welcher zum Luftkompressor
25 führt. Der Luftkompressor 25 wird durch jenen Ringraum gebildet, der bei auswärts
geschwungenem Kolben 3 (Pufferfeder 5 zusammengepreßt) zwischen den stufenförmigen
Absatz des Kolbens 3 und dem stufenförmigen Absatz seines Zylinders periodisch entsteht
und in welchen bei dieser Kolbenlage die Frischluft durch die Bohrungen 29 und 27
frei einströmt (Abb. 3). Der Kanal 2.4 mündet unmittelbar bei dem untersten Teil
der inneren Stirnseite des Kompressorraumes in diesen und setzt sich in einen Kanal
26 fort. In ihm vereinigt sich also der vom Kanal 24 kommende Brennstoff mit der
aus dem Kompressorrraum verdrängten, bei der Einwärtsbewegung des Kolbens 3 komprimierten
Luft, wobei in den Kanal 26 eingebaute Widerstandskörper für die Zerstäubung des
Brennstoffes sorgen. Zwischen den Innenraum i i und den Brennstoffzuflußkanal i9
ist noch ein Umlaufkanal 30 vorgesehen, in welchen ein Saugventil 31 angebaut
ist.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Die
bei einem Arbeitshub des Arbeitskolbens 2 im Pumpengebäuse q. unter Druck gesetzte
Förderflüssigkeit wirkt mit diesem Drucke durch den Verbindungskanal 6 auf den Kolben
8 und treibt ihn aus seiner Innenstellung
in die in Abb. 3 bzw.
4 dargestellte Stellung und darüber hinaus. Vorerst folgt der im Innenraum i i befindliche
Brennstoff dem Kolbenteile 8' nach, wobei sich die Feder 15 entspannt und der Kolben
14 nachrückt und das Einspritzventil 16 durch die Ventilnadel io schließt. Bis die
Mündung des Brennstoffzuflußkanals i 9 erreicht ist, saugt der Kolbenteil
8' durch den Umlaufkanal 30
und das Saugventil 3 ieine gewisse Brennstoffmenge
an, die zu dem im Innenraum i i befindlichen Brennstoff zustößt. Sobald der Kolbenteil
8' die Mündung des Kanals i9 freilegt, hört dieses Ansaugen auf und der Brennstoff
tritt aus dem Kanal i9 unmittelbar hinter die Stufe 8' in den Zylinder 12 ein. Sobald
die Energie des Kolbens 8, 8' durch die Feder 9 aufgezehrt ist, tritt der Kolben
$, 8' seine :durch die Entspannung der Feder 9 bewirkte Rückbewegung wieder an,
wobei er einerseits einen Teil des durch 30, 31 angesaugten bzw. durch i9 unmittelbar
zugeflossenen Brennstoffes durch die Mündung von i9 wieder als überschüssig zurückdrückt
und den durch die gegenseitige Längsverschiebung der Mündungen der Kanäle i 9 und
20 im Zylinder ia bestimmten Brennstoffteil als Brennstoffladung durch den Kanal
2o, das Ventil 2i, die Kanäle 22 und 24 dem Zerstäubungskanal 26 zudrückt.
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Inzwischen hat auch der Steuerkolben 3 seine Auswärtsbewegung vollendet,
den Kompressionsraum gebildet und die Rückbewegung angetreten, bei der die eingeflossene
Luft verdichtet und dem Zerstäubungskanal 26 zugebracht wird. Auch der Kolben 14
hat sich beim Rückgange des Kolbens 8, 8' wieder gegen die Feder 15 zurückbewegt
und das Einspritzventil 16 geöffnet, und zwar in einem Zeitpunkt, in welchem das
in 26 erzeugte neue Zerstäubungsprodukt durch den Kanal 18 in den Verbrennungsraum
zwecks neuer Zündung für den neuen Arbeitshub gelangen soll. An die erfolgende neue
Zündung schließt sich das geschilderte Spiel von neuem an.
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Die Schwingungsdauer des Kolbens 8, 8' muß natürlich mit jener des
Steuerkolbens 3 bzw. des Arbeitskolbens-- abgestimmt sein. Zu diesem Zwecke kann
die Spannung der Feder 9 durch Verschiebung einer Regehnuffe 34, sei es von Hand
aus, sei es durch irgendeinen Regler, eingestellt werden, ebenso die der Feder 15
durch Verstellen der Schraube 32. Bei der Verstellung der Regelmuffe wird auch der
Zeitpunkt der Zündung im erforderlichen Maße beeinflußt. Letztere wird bei jeder
Kontaktunterbrechung vermittels einer in den Steuerkolben 3 eingebauten Zündkerze
bewirkt, indem ein durch die Bewegung des Kolbens 8, 8' unmittelbar 'betätigter
Kontaktstift 36 mit einem Bund und Isolationsring an einem Zündspulenkontakt 35
schleift.
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Um die Angaben über die Bewegung des Kolbens 8, 8' zu ergänzen, sei
noch erwähnt, daß noch vor Einwirkung des Druckes der Förderflüssigkeit auf den
Kolben 8 dieser seine Bewegung in die aus Abb. 3 oder 4 hervorgehende Stellung dadurch
angetreten hat, däß die Feder 15 den Glas Einspritzventil 16 steuernden Kolben
14 vorbewegt hat; diese Bewegung wird durch das Flüssigkeitsgestänge im Raum i i
auf die Stufe 8' übertrajen, so daß der nun erst einsetzende Druck der Förderflüssigkeit
einen neuerlichen Bewegungsimpuls für den Kolben 8, 8' darstellt, der sich um so
stärker auswirkt, je niedriger die Spannung der Feder 9 eingestellt ist. Auf diese
Weise wird die Schwingungslänge und die Schwingungsdauer des Kolbens 8, 8' geregelt.
Im Zusammenhange mit der Einstellbarkeit der Muffe 34 'und der Kontaktstellen 35,
36 ist es möglich, die Bewegung des Kolbens 8, 8" mit jener des Steuerkolbens 3
in die erforderliche zeitliche Übereinstimmung zu bringen. Es wird demnach die bei
Verbrennungsmotoren übliche Steuerwelle entbehrlich.