DE4403663C1

DE4403663C1 - Kraftstoffgemisch-Ausgabevorrichtung

Info

Publication number: DE4403663C1
Application number: DE19944403663
Authority: DE
Inventors: Gert Dipl Ing Miller
Original assignee: Scheidt and Bachmann GmbH
Current assignee: Scheidt and Bachmann GmbH
Priority date: 1994-02-05
Filing date: 1994-02-05
Publication date: 1995-08-17
Anticipated expiration: 2014-02-06
Also published as: PL174881B1; PL304958A1; SK279431B6; SK133694A3; HU213718B; ATA159694A; CZ280976B6; CZ208294A3; HUT71045A; AT404466B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausgabe eines Gemisches aus Ver gaserkraftstoff und Öl in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis, welche in getrennten Tanks bereitgestellt und jeweils mittels einer Pumpeneinheit über je einen Kolbenmesser einer gemeinsamen Ausgabeleitung zuführbar sind, wobei beide Kolbenmesser mit einem einstellbaren Regelgetriebe verbunden sind und hinter der Pumpeneinheit für das Öl eine Rückführleitung mit einem Über strömventil angeordnet ist.

Derartige Kraftstoffgemisch-Ausgabevorrichtungen sind an sich bekannt und werden beispielsweise in Zapfsäulen für Tankstellen eingesetzt. Sie dienen beispielsweise der Ausgabe eines Kraftstoff-/Ölgemisches für Fahrzeuge mit sogenannten Zweitakt-Verbrennungsmotoren. Da Bedarf an Gemischen mit unterschiedlichen Mischungsverhältnissen besteht und darüber hinaus im Laufe der Zeit eine Entmischung des Gemisches stattfindet, werden der Ver gaserkraftstoff und das Öl üblicherweise in getrennten Tanks bereitgestellt und bei Bedarf durch eine Ausgabevorrichtung gemischt und ausgegeben. Der Vergaserkraftstoff wird durch eine Pumpeneinheit, üblicherweise bestehend aus einer motorbetriebenen Kraftstoffpumpe, einem Rückschlagventil und ei nem Filter, aus dem Kraftstofftank herausgepumpt und einem Kolbenmesser für Kraftstoff zugeführt. Der Kolbenmesser wird durch den Kraftstoffdruck angetrieben und ermöglicht eine genaue Messung des durchgepumpten Kraftstoffes infolge der Kolbenbewegung. Nachdem der Kraftstoff durch den Kolbenmesser hindurchgeströmt ist, wird er über einen Regelschieber in eine Ausgabeleitung geführt. In gleicher Weise wird das Öl mittels einer Pumpeneinheit, ebenfalls bestehend aus einer motorbetriebenen Ölpumpe, einem Rückschlagventil und einem Filter, einem Kolbenmesser für Öl zugeführt und anschließend hinter dem Regelschieber in die Ausgabeleitung geführt, wo die Mischung zwischen Kraftstoff und Öl stattfindet. Die Ausgabeleitung kann beispielsweise zur Zapfsäule, zu einem Erdtank oder zu einer sonstigen Einheit führen. Die beiden Kolbenmesser für Kraftstoff bzw. Öl sind mit einem Regelgetriebe miteinander verbunden, wobei das Regelgetriebe auf die gewünschte Mischung, beispielsweise 1 : 50, 1 : 30 oder dergleichen, einstellbar ist. Aufgrund der Einstellung wird von dem Regelgetriebe die relative Geschwindigkeit der beiden Kolbenmesser zueinander gesteuert, so daß in die Ausgabeleitung jeweils die richtigen Mengen von Kraftstoff bzw. Öl gelangen. Das Regelgetriebe steuert üblicherweise auch den Regelschieber in der Ausgabeleitung für den Kraftstoff. Darüber hinaus können Mengenanzeige- Systeme durch das Regelgetriebe gesteuert werden, beispielsweise rechner gestützte Anzeigesysteme, deren Eingangssignale von vom Regelgetriebe an gesteuerten Impulsgebern erzeugt werden.

Da in den üblicherweise herzustellenden Kraftstoff-/Ölgemischen im Verhältnis nur wenig Öl dem Kraftstoff beigemischt wird, aber allein aus Kostengründen herkömmliche Ölpumpen eingesetzt werden, wird an den Kolbenmesser für das Öl regelmäßig zu viel Öl von der Ölpumpe angeliefert, so daß hinter der Ölpumpe eine mit einem Überströmventil versehene Rückführleitung angeord net ist, durch welche geförderte Ölüberschüsse in den Tank zurückgeführt werden.

Ein Problem vorbekannter Kraftstoffgemisch-Ausgabevorrichtungen besteht darin, daß praktisch nicht erkannt werden kann, ob dem geförderten Kraftstoff überhaupt Öl beigemischt ist oder nicht. Sofern der Vergaserkraftstofftank leer ist, wird kein Kraftstoff angesaugt, der für den Kolbenmesser erforderliche Druck nicht aufgebaut und es erfolgt keine Kraftstoffabgabe. Ist aber der Öltank leer, die Ölzuführleitung defekt oder dergleichen, so wird reiner Vergaserkraftstoff gefördert. Dies kann sich sehr nachteilig bis hin zur Zerstörung von Zweitaktverbrennungsmotoren auswirken. Dabei ist es wichtig, daß Ölmangel praktisch sofort erfaßt wird und es gar nicht erst zur Ausgabe reinen Kraftstoffes kommt.

Bei gattungsgemäßen Ausgabevorrichtungen sind die Kolbenmesser mit einem einstellbaren Regelgetriebe verbunden. Die Kolbenmesser sind nicht zwangsangetrieben, sondern werden nur durch das Fördermedium angetrieben. Insbesondere kann nicht ein Kolbenmesser von der Bewegung des anderen Kolbenmessers angetrieben werden. Wird einer der beiden Kolbenmesser mangels des Fördermediumflusses stillgesetzt, so wird auch die Zufuhr des anderen Mediums unterbrochen.

Die DE-Z: Siemens-Zeitschrift, Mai 1955, Heft 5/6, Seiten 238-241, offenbart ein als Meßwerk für eine Flüssigkeitsgemischausgabevorrichtung ausgebilde tes Differentialgetriebe, welches beispielsweise die beschriebene Funktion übernehmen kann. Bei dieser Vorrichtung ist eine der Gemischgrößen als Führungsgröße, eine andere als Folgegröße definiert. Die Durchflußmengen messerrotationen werden auf ein Differential übertragen, wobei Drehzahlab weichungen von Sollvorgaben über ein Ventil auf einen Druckluft-Steuerkreis wirken. Mit diesem System kann nicht ausgeschlossen werden, daß bei einer Störung der Ölförderung reiner Kraftstoff ausgegeben wird, da das System ei ne entsprechende Störung nicht erfaßt.

Die DE-AS 10 64 246 offenbart, zur Entkopplung von Durchflußmengenmes sern ein Getriebe mit einem selbsthemmenden Glied, beispielsweise einer Schnecke, einzusetzen.

Die DE-PS 9 72 391 offenbart, die in den Zuführleitungen von Kraftstoff und Öl herrschenden Drücke auf ein Steuerventil zusammenzuführen, so daß nur dann dieses Ventil geöffnet wird, wenn in beiden Leitungen der voreingestellte Druck herrscht. Die Druckzuführleitung für das Öl kommt von einem sogenannten Luftmeßverhüter, der verhindert, daß in die Ölsteigleitung Luft eindringt. Von der Druckzuführleitung zum Steuerventil ist die Ölförderleitung abgezweigt, die direkt zu einem Kolbenmesser und von dort in die Ausgabeleitung führt. Es verhält sich bei der Vorrichtung nach der DE-PS 9 72 391 so, daß diese Vorrichtung noch lange Kraftstoff fördern kann, selbst wenn über die Ölpumpe nur noch Luft gefördert wird und der Luftmeßverhüter entsprechend geschlossen hat. Denn dann steht in der Öldruckleitung immer noch ein entsprechender Öldruck an, so daß das Steuerventil offengehalten und Kraftstoff ausgegeben wird. Zu diesem Zwecke schlägt das mit der DE-PS 9 72 391 veröffentlichte Patent vor, diesen Druck durch die Anordnung einer Bohrung abzubauen, während gleichzeitig der dahinterliegende Federraum mit einem mit der Ölrückführung verbundenen Auslaß versehen ist.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung zur Ausgabe eines Gemisches aus Vergaserkraftstoff und Öl in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß bei einer Störung der Ölförderung die Ausgabe reinen Kraftstoffs weitestgehend verhindert wird.

Zur technischen Lösung dieser Aufgabe wird eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Ausgabe eines Gemisches aus Vergaserkraftstoff und Öl in ei nem vorbestimmten Mischungsverhältnis dadurch verbessert, daß vor dem Kolbenmesser für das Öl eine Gasauslaßdüse angeordnet ist.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung fällt der Druck zwischen der Ölpumpe und dem Kolbenmesser für Öl in dem Augenblick rapide ab, in dem von der Ölpumpe kein Öl mehr gefördert wird. Die Pumpe führt dem Kolben messer praktisch nur noch Luft bzw. mit Ölnebel versetzte Luft zu, welche durch die Gasauslaßdüse entweicht. Damit wird der Kolbenmesser für das Öl nicht mehr angetrieben und bleibt stehen. Dies führt durch die Verbindung über das Regelgetriebe auch zu einem Stillstand des Kolbenmessers für den Kraftstoff, so daß jegliche Kraftstoffausgabe unterbrochen wird. In vorteilhafter Weise wird mit der Erfindung eine Sicherungsschaltung verwendet, die ein Abschalten der Pumpen bewirkt, wenn einer der Kolbenmesser steht. Aufgrund der Viskosität von Öl läßt sich die Gasauslaßdüse derart dimensionieren, daß sie für Öl im wesentlichen undurchlässig wird, so daß sich zwischen der Ölpumpe und dem Kolbenmesser für das Öl so lange ein erforderlicher Öldruck aufbauen läßt, so lange Öl gefördert wird. Dieser Druck fällt ab, wenn die Ölpumpe nur noch Gas fördert, welches durch die Gasauslaßdüse entweicht.

In vorteilhafter Weise wird die Gasauslaßdüse in einer Abzweigleitung ange ordnet. Diese Abzweigleitung kann gemäß einem Vorschlag der Erfindung mit der Rückführleitung für das Öl verbunden werden. In vorteilhafter Weise wird die Gasauslaßdüse in einer Bypassleitung für das Überströmventil angeordnet. Solange Öl gefördert wird, wird der Öldruck vor dem Kolbenmesser aufrecht erhalten und das überschüssige Öl über das Überströmventil rückgeführt. So bald Gas gefördert wird, wird das Überströmventil durch die Bypassleitung und die Gasauslaßdüse umgangen und ein Druckaufbau verhindert.

In vorteilhafter Weise weist das Regelgetriebe eine Differentialsteuerung für beide Kolbenmesser auf. Dadurch wird einerseits eine gute Regelung im Be triebszustand, andererseits eine einfache Stillstandssteuerung bewirkt. Das Regelgetriebe kann mit einer Anzeigeeinheit verbunden sein, welche in vorteil hafter Weise einen Steuerrechner aufweist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ausgabe des vorbestimmten Kraftstoff-/Ölgemisches wird die Ausgabe reinen Kraftstoffs verhindert, so daß die daraus resultierenden Folgeschäden vermieden werden. Durch die Erfin dung wird mit einfachen aber wirkungsvollen Mitteln die wunschgemäße Si cherheit erzielt, so daß die erfinderischen Maßnahmen mit geringem wirt schaftlichem Aufwand durchführbar sind. Ein besonderer Vorteil besteht auch darin, daß bei Abbruch der Ölförderung keine weitere Kraftstoffausgabe er folgt. Durchflußsignalgeber im Bereich der Ölausgabeleitungen hinter dem Kol benmesser würden diesen Erfolg nur mit zeitlicher Verzögerung erzielen kön nen, so daß bereits eine Mindestmenge an reinem Kraftstoff bereitgestellt wä re.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Figur zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Kraftstoff-/Ölausgabevor richtung.

Der zur Ausgabe vorgesehene Kraftstoff ist in einem Kraftstofftank 1 bereit gestellt und das benötigte Öl in einem Öltank 2. Die Tanks 1 und 2 sind über Einfüllstutzen 3, 4 befüllbar. Darüber hinaus ist in dem Öltank eine Minimum sonde 5 angeordnet, um das Erreichen eines Minimalstandes anzuzeigen.

Der Kraftstoff wird dem Kraftstofftank 1 über die Kraftstoffleitung 6 entnom men und über einen Filter 7 und ein Rückschlagventil 8 von einer Kraftstoff pumpe 9 einem Kolbenmesser für Kraftstoff 11 zugeführt. Die Kraftstoffpumpe 9 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel von einem Motor 10 angetrieben. Der Kolbenmesser 11 ist ein an sich bekanntes Bauelement, in welchem in Zy linderräumen mit definiertem Volumen Kolben vom Druck des Mediums ange trieben werden und die Antriebskraft auf eine gemeinsame Welle übertragen. Aus den Umdrehungen dieser Welle lassen sich dann Rückschlüsse auf die geförderte Menge ziehen. Vom Kolbenmesser 11 wird der Kraftstoff über eine Kraftstoffleitung 12 einem Regelschieber 13 zugeführt, welcher die mengen mäßige Einleitung in die Ausgangsleitung 14 steuert.

Das zur Herstellung des Kraftstoff-/Ölgemisches erforderliche Öl wird dem Öltank 2 über die Ölleitung 15 entnommen und über einen Ölfilter 16 und ein Rückschlagventil 17 von einer Ölpumpe 18 über eine Ölleitung 20 einem Kol benmesser 21 für Öl zugeführt. Die Ölpumpe 18 wird im gezeigten Ausfüh rungsbeispiel ebenfalls von einem Motor 19 angetrieben. Die Arbeitsweise des Kolbenmessers 21 für Öl entspricht der oben beschriebenen Arbeitsweise. Vom Kolbenmesser 21 wird das Öl über eine Ölleitung 22 der Ausgabeleitung 14 zugeführt, wobei an der Verbindungsstelle die Mischung zwischen dem in der Ausgabeleitung 14 geförderten Kraftstoff und dem zugeführten Öl erfolgt.

Die beiden Kolbenmesser 11 für Kraftstoff bzw. 21 für Öl sind mit einem Re gelgetriebe 25 antriebsmäßig verbunden. Dieses Regelgetriebe 25 ist auf das gewünschte Mischungsverhältnis einstellbar und regelt die Relativgeschwin digkeiten der beiden Kolbenmesser zueinander. Im gezeigten Ausführungsbei spiel steuert das Regelgetriebe auch den Regelschieber für die Kraftstoffeinlei tung in die Ausgabeleitung 14 sowie einen Impulsgeber 26, in welchem die Impulse für einen Rechner 27 erzeugt werden. Der Rechner 27 steuert dann eine Anzeige bezüglich des entnommenen Kraftstoffs, des entnommenen Öls und des resultierenden Preises.

In der Ölleitung 20 zwischen der Ölpumpe 18 und dem Kolbenmesser 21 für Öl ist eine Ölrückführleitung 28 abgezweigt, welche das Öl zu einem Über strömventil 29 führt. Wird von der Ölpumpe 18 mehr Öl gefördert, als vom Kolbenmesser 21 für Öl infolge der Regelung durch das Regelgetriebe 25 weitertransportiert werden kann, erhöht sich der Druck in den Leitungen 20 bzw. 28, so daß das Überströmventil 29 öffnet. Das überschüssige Öl wird dann über die Ölrückführleitung 30 in den Öltank 2 zurückgeführt. Im gezeig ten Ausführungsbeispiel ist das Überströmventil 29 einstellbar.

Die in der Ausgabeleitung 14 gemischten Kraftstoff-/Ölmengen passieren ein Rückschlagventil 23 und werden zu einer Ausgabestelle 24 transportiert, von wo aus die Entnahme in der Zapfsäule, die Einleitung in einen Erdtank oder dergleichen erfolgt.

Soweit die bisher beschriebene Funktionsweise einschließlich der benannten Baugruppen und Leitungen aus dem Stand der Technik im wesentlichen be kannt ist, kann es passieren, daß die Ölpumpe 18 kein Öl mehr fördert, sei es, weil die Ölleitung 15 defekt ist oder dergleichen. Es baut sich dann in der Öl leitung 20 bzw. der Ölrückführleitung 28 ein entsprechender Luftdruck auf, der durchaus geeignet ist, den Kolbenmesser 21 in der erforderlichen Weise anzutreiben. Es wird jedoch in der Ausgabeleitung 14 nur reiner Kraftstoff transportiert und an der Ausgabestelle 24 ausgegeben. Um dies zu vermeiden wird vor dem Kolbenmesser 21 für Öl eine Bypassleitung 31 abgezweigt, wel che hinter dem Überströmventil 29 in die Ölrückführleitung 30 führt. In dieser Bypassleitung 31 ist eine Gasauslaßdüse 32 angeordnet. Die Gasauslaßdüse hat einen Durchmesser, der geeignet ist, einen kontinuierlichen Ölfluß infolge der Viskosität zurückzuhalten, jedoch eine Luftströmung hindurchzulassen. Durch diese Gasauslaßdüse wird in dem Fall, in dem die Ölpumpe 18 kein Öl mehr fördert, der Druck in der Ölleitung 20 sofort abgebaut, so daß der Kol benmesser 21 nicht mehr angetrieben wird. Somit bleibt der Kolbenmesser 21 stehen, was über die Rückwirkung auf das Regelgetriebe 25 auch einen Still stand des Kolbenmessers 11 für Kraftstoff zur Folge hat. Damit wird schlagartig die Gemischausgabe beendet.

Die Gasauslaßdüse funktioniert selbstverständlich auch dann, wenn innerhalb des Ölstromes Luft mittransportiert wird, so daß auch die Ausgabe falscher Kraftstoff-/Ölgemische verhindert wird. Durch den Austritt von Gas durch die Gasauslaßdüse 32 fällt der üblicherweise bei ca. 2 bar gehaltene Druck auf ca. 0,3 bar ab, was in beschriebener Weise zu einem Stillstand der Kolben messer 21 und, in Rückwirkung über das Regelgetriebe 25, des Kolbenmes sers 11 führt. Eine nicht gezeigte Pumpensicherung, die selbstverständlich über den entsprechend programmierten Rechner 27 realisiert werden kann, kann die Pumpenmotoren 9 und 18 abschalten, so daß auch ein Heißlaufen einer Pumpe verhindert wird.

Bezugszeichenliste

1 Kraftstofftank
2 Öltank
3 Einfüllstutzen
4 Einfüllstutzen
5 Minimum-Sonde
6 Kraftstoffleitung
7 Filter
8 Rückschlagventil
9 Kraftstoffpumpe
10 Motor
11 Kolbenmesser
12 Kraftstoffleitung
13 Regelschieber
14 Ausgabeleitung
15 Ölleitung
16 Filter
17 Rückschlagventil
18 Ölpumpe
19 Motor
20 Ölleitung
21 Kolbenmesser Öl
22 Ölleitung
23 Rückschlagventil
24 Ausgabestelle
25 Regelgetriebe
26 Impulsgeber
27 Rechner
28 Ölrückführleitung
29 Überströmventil
30 Ölrückführleitung
31 Bypassleitung
32 Gasauslaßdüse

Claims

1. Vorrichtung zur Ausgabe eines Gemisches aus Vergaserkraftstoff und Öl in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis, welche in getrennten Tanks (1, 2) bereitgestellt und jeweils mittels einer Pumpeneinheit (9, 18) über je einen Kolbenmesser (11, 21) einer gemeinsamen Ausgabeleitung (14) zuführbar sind, wobei beide Kolbenmesser (11, 21) mit einem ein stellbaren Regelgetriebe (25) verbunden sind und hinter der Pumpenein heit (18) für das Öl eine Rückführleitung (28) mit einem Überströmventil (29) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Kolbenmesser (21) für das Öl eine Gasauslaßdüse (32) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasauslaßdüse (32) in einer Abzweigleitung (31) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab zweigleitung (31) hinter dem Überströmventil (29) mit der Ölrückführlei tung (30) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Gasauslaßdüse (32) in einer das Überströmventil (29) umgehenden Bypassleitung (31) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Gasauslaßdüse (32) einen Durchmesser kleiner oder gleich 3 mm hat.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Sicherheitsschaltung zum Abschalten der Pumpen (9, 18) bei Stillstand eines Kolbenmessers (11, 21) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das Regelgetriebe (25) eine Differentialsteuerung für beide Kolbenmesser (11, 21) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß das Regelgetriebe (25) einen Impulsgeber (26) steuert.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine von einem Rechner (27) gesteuerte Anzeigeeinheit dem Impulsgeber (26) nachgeschaltet ist.