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Einrichtung zur regelbaren und selbsttätigen Zuteilung des flüssigen
Brennstoffes für Explosionsmotore Die Erfindung betrifft Verbesserungen der Einrichtung
zur regelbaren und selbsttätigen Zuteilung des flüssigen Brennstoffes für Explosionsmotore,
die durch das Hauptpatent 498 461 bekannt geworden ist. Die sechs Verbesserungen,
die Gegenstand dieses Zusatzpatents sind, können entweder einzeln oder in Teilkombinationen
oder insgesamt zur Weiterausbildung des Gegenstandes des Hauptpatents dienen, je
nach dem Grad der Verbesserung, die im Einzelfall wünschenswert erscheint.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung dargestellt. Zum besseren
Verständnis des Zusammenhanges sind in den Abbildungen soweit wie möglich die Teile
mit den gleichen Buchstaben wie in dem Hauptpatent bezeichnet. Im übrigen sind in
den Abb. i bis 9 gleiche Teile mit gleichen Buchstaben bezeichnet.
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Abb. i ist die schematische Darstellung einer Einrichtung zur Regelung
der Brennstofförderung.
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Abb. a ist ebenfalls in schematischer Darstellung eine Weiterentwicklung
des in Abb. i Gezeigten. Abb.3 ist das Schema einer weiteren Verbesserung.
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Abb.4 ist eine Schemaskizze.
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Abb. 5 ist eine Erläuterungsskizze. Abb.6 stellt im Schema eine weitere
Ergänzung der Brennstoffördereinrichtung dar. Abb. 7 ist eine weitere Ergänzung.
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Abb.8 ist eine skizzenhafte Teilzeichnung zu Abb. 7.
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Abb.9 ist die Skizze einer weiteren Ergänzung.
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Im einzelnen geht aus der Abb. i hervor, daß ein Hahn a in der Rohrleitung
i i gemeinschaftlich mit der Drossel 3 durch ein Hebelwerk b oder irgendein ähnliches
Mittel bewegt wird, so daß die Schließbewegung der Drossel und dieses Hahnes einerseits
und die Öffnungsbewegung dieser beiden Teile andererseits gemeinschaftlich erfolgen,
wobei die Öffnung des Hahnes a erfahrungsgemäß nach der jeweils angewandten Gesetzmäßigkeit
für die Brennstoffzufuhr erfolgt. Hahn a kann entweder vor oder hinter dem Hahn
2a angeordnet sein, sofern dieser Hahn 2a vorhanden ist. Diese Ergänzung kann entweder
dazu dienen, bei jeder Stellunz der Drossel -3
die der Fördergeschwindigkeit
entsprechende Brennstoffzuteilung genauer einzustellen oder diese Brennstoffzuteilung
in gewünschter Weise bei jeder Drosselstellung bzw. jeder Geschwindigkeit nachzustellen.
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Nach Abb. 2 wird in die gemäß dem Hauptpatent ausgebildete Rohrleitung
i z außer dem Hahn a noch ein Umführungsrohr c eingeschaltet. Dies zweigt vom Rohr
i i hinter dem Hahn a, aber vor dem Hahn 22 ab. Es endet im Rohr 7, etwa, an der
in der Abb. 2 wiedergegebenen Stelle, d. h. also hinter der Stelle, wo das Rohr
i i vom Rohr 7 abzweigt, jedoch vor der selbsttätigen Schütze, sofern diese an der
gestrichelten Stelle in der Rohrleitung 7 sitzt. Der größte Ausfluß aus der Brennstoffdüse
muß klein sein im Verhältnis zur geringsten Menge der im Rohrzweig e fließenden
Brennstoffmenge. Die größte im Rohrzweig fließende Menge muß andererseits klein
sein im Verhältnis zur im Rohr 7 fließenden Brennstoffmenge.
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Anstatt den Hahn a, wie beschrieben, im Zuge der Rohrleitung i i anzuordnen,
kann er auch, wie in Abb. 2 gestrichelt gezeichnet, im Rohrzweig c sitzen. In diesem
Fall wird der Hahn gleichfalls gemeinsam mit der Drossel 3 betätigt, derart, daß
die Öffnungsbewegung der Drossel und die Schließbewegung des Hahnes gleichzeitig
erfolgen und umgekehrt auch die Schließung der Drossel und die Öffnung des Hahnes.
Auch in diesem Falle wird die Durchflußöffnung des Hahnes a erfahrungsgemäß nach
der zur Anwendung gelangenden Gesetzmäßigkeit für die Brennstoffzuteilung bestimmt.
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Die Verbesserung nach Abb. 2 hat ersichtlich nur Zweck, sofern der
Hahn 22 vorhanden ist. Sie hat den Vorzug, die Bewegung des Hahnes a so unabhängig
wie möglich von den Stellungsveränderungen des Hahnes 22 zu machen.
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Abb.3 stellt eine Möglichkeit dar, die Gesetzmäßigkeit für die Brennstoffzuführung
zu ändern, ohne die mittels des Hahnes 22 vorgenommene Änderung zu beeinflussen.
Diese Verbesserung ist besonders bedeutsam, wenn der Hahn 22 durch barometrische
oder andere Änderungen beeinflußt wird, wie es das Hauptpatent vorsieht. Aus Abb.
3 ist ersichtlich, daß ein Hahn d mit selbständiger Steuerung d' zwischen dem Korrekturhahn
22 und der Düse eingeschaltet ist. Eine vom Rohr i i zwischen dem Hahn 22 und dem
Hahn d abgezweigte Leitung e endet im Rohr 7 etwa an der in der Abbildung gekennzeichneten
Stelle, d. h. also hinter der Abzweigung des Rohres i i und vor der selbsttätigen
Schütze, sofern diese an der in der Abbildung strichpunktierten Stelle vorgesehen
ist. Im allgemeinen soll die größte Ausflußmenge der Brennstoffdüse klein im Verhältnis
zur Geringstmenge des im Rohrzweige fließenden Brennstoffes sein. Die Größtmenge
Brennstoff im Rohrzweige muß klein im Verhältnis zur Geringstmenge im Rohrzweig
c sein. Andererseits muß die Größtmenge im Rohrzweig c strömenden Brennstoffes klein
sein im Verhältnis. zur Mindestmenge Brennstoff im Rohr 7.
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Es gehört zum Wesen der Erfindung, daß auch eine weitere Flüssigkeitsabzweigung
möglich ist, die am Rohr i i zwischen dem Hahnd oder der am meisten abwärts gelegenen
Zweigleitung dieses Rohres einerseits und der Brennstoffdüse andererseits ihren
Anfang nimmt und im Rohr 7 in der gleichen Art endet wie die Rohrzweige e und c.
Der Hahn d kann gegebenenfalls in dieser letzten Abzweigung und der Hahn 22 in der
Abzweigung e liegen.
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Ehe in der Beschreibung der Verbesserungen fortgefahren wird, ist
es notwendig, einige besondere Eigenschaften der Einrichtung nach dem Hauptpatent
zu beleuchten. Wenn bei umlaufender Zentrifugalpumpe ¢ gleichzeitig i. die Druckhöhe
H und 2. die Förderleistung Q der Zentrifugalpumpe ¢ gemessen würde, wenn diese
mit einer Umfangsgeschwindigkeit u des Laufrades umläuft und wenn man auf ein Achsenkreuz
gemeinsam als Ordinate die Bezeichnung
als Funktion der Abszissen
einträgt, so erhält man die in Abb. 4 wiedergegebene Kurve. Durch bekannte Mittel,
d. h. durch eine geeignete Wahl der Schaufelform, und gegebenenfalls durch Vermeidung
des Diffusors am Auslaß der Zentrifugalpumpe kann man eine Kurve der gezeichneten
Art erhalten, die einen sehr flachen Teil M N ienthält, der fast parallel
mit der Abszisse verläuft und verhältnismäßig lang ist. Diese Kurvenform besagt
praktisch, daß für die verschiedene Fördermenge Q, bis Q5 die von der Zentrifugalpumpe
4 geleisteten Druckhöhen sich praktisch nicht ändern.
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Wenn also die Einrichtung ursprünglich für eine Fördermenge Q1 eingestellt
ist, so stört eine Brennstoffabgabe am Auslaßstutzen der Zentrifugalpumpe 4, beispielsweise
an der Stelle x der Abb. 5, die von der Pumpe eine Förderleistung Q2 benötigt, die
Einrichtung nicht; auch durch einen zweiten Auslaß y, demzufolge die Pumpe 4 eine
Fördermenge Q3 leisten muß, wird die Einrichtung nicht gestört. Dementsprechend
steigt bei einem weiteren Auslaß z ohne sonstige Veränderungen die Pumpenleitung,
bis die Fördermenge Q5 erreicht ist. Diese sehr bemerkenswerte Besonderheit der
ursprünglichen
Einrichtung wird nun für die weiteren, im folgenden
beschriebenen Verbesserungen verwertet.
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Wie im Schema aus Abb.6 hervorgeht, besteht dieser Teil der Verbesserung
darin, die zusätzliche Förderleistung, die einen Verlust durch einen Auslaß
x, y oder z entspricht, z. B. zu benutzen, um den durch die Düsenmündung
oder Düsenmündungen gehenden gleichbleibenden Spiegel 8 herzustellen, wobei die
im Hauptpatent angegebene Tatsache benutzt werden kann, daß dieser Spiegel nur angenähert
vorhanden zu sein braucht, und wo weiter beachtet wird, daß die Lösung der Aufgabe
darin besteht, den Brennstoff zu entnehmen, wo er sich befindet, beispielsweise
,aus .einem sehr tiefliegenden Behälter der Einrichtung, von wo aus er in wirksamer
Weise dem Explosionsmotor zugeführt werden kann. Der in einem Kanal/ mündende Auslaß
x speist einen oder mehrere Saugpumpen g in der Gestalt von Ejektoren, Strahlpumpen
usw, in der folgenden Weise. Ein hinter dem gleichbleibenden Spiegel am Boden des
Hauptspeisebehälters i abgezweigtes Rohr lt hebt den Brennstoff mittels einer oder
mehrerer der genannten Ejektoren oder Strahlapparate in den Behälter 9. Eine Überlaufleitung
j, die zum Hauptspeisebehälter i führt, stellt annähernd den gleichbleibenden Spiegel
8 her. Die Flüssigkeitsspiegel im Hauptbehälter i und im Behälter 9 werden durch
bekannte Mittel unter den gleichen Druck gesetzt. Im Fall der Abb. 6 herrscht der
Atmosphärendruck gleichzeitig auf beiden. Spiegeln. Der Ausguß des Brennstoffes
zufolge der Brennstoffheber findet vor dem gleichförmigen Spiegel 8 statt, damit
bei Stillstand des Motors im Behälter g ständig ein Brennstoffvorrat verbleibt.
Zur Ausführung dieses Erfindungsteiles können beliebige, mehr oder weniger vollkommene
Formen von Hebern, Ejektoren, Strahlapparaten usw. benutzt werden.
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Eine weitere Verbesserung geht im Schema aus der Abb. 7 hervor. Sie
besteht darin, den zusätzlichen Ausfluß, der einem Auslaß x, y
oder z entspricht,
zu benutzen, um den Korrekturhahn 22 vermittels eines Servomotors k kräftig zu betätigen.
Nach dem Hauptpatent ist von diesem Hahn gesagt worden, daß er durch barometrische
oder andere Veränderungen gesteuert werden könnte und daß bei der Verwendung der
Erfindung für ein Flugzeug usw. dieser Hahn durch die Änderung des Luftdruckes gesteuert
werden soll. Es ist bekannt, daß ein Barometer oder ein Thermometer oder ein Meßgerät
im allgemeinen unempfindlicher und ungenauer wird, wenn es bewegliche Massen enthält,
deren Widerstände sich ändern können, während eine einfache Nadel einen gleichbleibenden
und praktisch zu vernachlässigenden Widerstand besitzt. Außerdem ist es möglich,
daß der Antrieb und die Logenänderung des Meßgerätes nicht dieselbe Kraft haben
können, die beabsichtigte Steuerung auszuführen. Daher wird in solchen Fällen zweckmäßig
ein Servomotor benutzt, der in Abb.8 in einer Ausführungsform mit Einzelheiten,
jedoch nur beispielsweise, abgebildet ist.
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Der Auslaß y mündet in das Rohr i. Dieses endet auf den beiden Seiten
eines Druckverstärkungskolbens p, der mittels des Doppelhebels g und der Stange
g1 den Hahn 22 betätigt. Eine Membran r, die infolge der im Behälters eingeschlossenen
Luft den Luftdruckbewegungen folgt, trägt eine hohle Stange t, die sich in der beweglichen
Stange des Kolbens p als Schieber bewegt. Zwei Öffnungen v, v1 dienen dazu, Brennstoff
aus der Rohrleitung w austreten zu lassen. Das Röhr w endet an einem beliebigen
Behälter, wo die ausgetretene Flüssigkeit zwecks Weiterverwendung wieder gesammelt
wird. Aus der Zeichnung ist zu sehen, daß bei einer Bewegung der Membran in einem
oder dem anderen Sinn der eine Auslaß v1 bzw. v2 geöffnet und der andere geschlossen
wird, so daß zufolge des Flüssigkeitsdruckes des Brennstoffes der Druckverstärkungskolbenp
stets in die gleiche Stellung im Verhältnis zur Stange t geführt wird. Die Beschreibung
der inneren Einrichtung des Servomotors nach Abb.8 wird übrigens lediglich gegeben,
um einen Anhalt zu bieten und um den Nachweis zu führen, daß der Brennstoff als
Druckverstärker dient. Die Verbesserung nach diesem Teil der Erfindung bezieht sich
also darauf, mit der ursprünglichen Einrichtung irgendeinen Servomotor von mehr
oder weniger guter Bauart zu verbinden, der mittels einer zusätzlichen, von der
Zentrifugalpumpe abgezweigten Brennstoffleitung eine Druckverstärkung der Barometer-,
Thermometer-oder anderen Bewegungen erreicht, die im Hauptpatent als wirkend angegeben
werden, wobei entweder die eine oder die andere oder mehrere oder alle dieser Bewegungen
dazu dienen, den Hahn 22 zu steuern oder ganz allgemein irgendeine andere Regeleinrichtung,
die zur Feinregelung der Brennstofförderung dient.
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Eine weitere Verbesserung ist schließlich in ebenfalls schematischer
Weise in Abb.9 dargestellt, wo einerseits berücksichtigt wird, daß bei einer bestimmten
Stellung des Hauptzuteilhahnes d oder bei einer bestimmten Stellung des Korrekturhahnes
22 oder schließlich bei bestimmten Stellungen jedes dieser beiden Hähne und auch
bei einer bestimmten Umdrehungszahl des Explosionsmotors im Zylinder
des
betreffenden Motors eine Gasmischung von genau definiertem Druck und von bekannter
Zusammensetzung enthalten ist, die zur Erzielung der vollständigen Verbrennung eine
in jedem Fall verschieden starke, aber ebenfalls genau bestimmbare Vorzündung notwendig
macht, und wo andererseits erwogen wird, daß diese notwendige Vorzündung genau zu
ermittelnden Stellungen des Kniehebels dl zur Steuerung des Hahnes d und der Stange
g1 des Servomotors entspricht sowie einer ebenso genau bestimmten Pressung der Zentrifugalpumpe,
so besteht die letzte Verbesserung des Erfindungsgegenstandes darin, die Steuerung
der Vorzündung vorzunehmen entweder durch den Winkelhebel dl, sofern der Hahn d
vorhanden ist, oder mittels der Stange g1, die entweder von einem Servomotor betätigt
wird oder nicht, oder schließlich mittels der Zentrifugalpumpe 4 durch Ausnutzung
einer der oben beschriebenen Auslässe x, y oder z. Diese drei Steuermittel können
entweder einzeln oder gemeinsam benutzt werden.
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Beispielsweise kann die folgende Anordnung getroffen werden: Der Winkelhebel
dl und die Stange g1 ergeben entweder einzeln oder gemeinsam eine erste Auslösung
der Zündung durch Vorschieben der Achse a1 des Winkelhebels b1, e1. Ein unter dem
Gegendruck der Feder e1 stehender Kolben hl bewegt sich unter den Druckschwankungen
der Kreiselpumpe 4 dadurch, daß zwei Rohre /l und g1, von denen das eine am Druckstutzen,
das andere am Saugstutzen der Zentrifugalpumpe abgezweigt ist, in den Zylinder il
des Kolbens hl führen. Ferner verbindet eine Schubstange il die Kolbenstange hl
mit dem Hebelarm b1, um die infolge der Geschwindigkeitsänderung des Explosionsmotors
notwendige Änderung der Vorzündung zu bewirken. Ein Hahn 1a1, der je nachdem am
Rohr f1 oder ä1 sitzen kann, gestattet, den Gang des Kolbens k1 zu regeln. Wie früher
näher ausgeführt worden ist, beeinHußt die Verwendung einer Flüssigkeitsentnahme
aus einem der Auslässe x, y oder z in keiner Weise rückwirkend die Regelung
der Einrichtung, wie oben erläutert worden ist.