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Brennstofförderung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft
Brennstoffördervorrichtungen für Brennkraftmaschinen, bei welchen der Brennstoff
durch eine Pumpe von einem Vorratsbehälter über einen Hilfsbehälter dem Vergaser
zugeführt wird.
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Wegen der kleinen Menge flüssigen Brennstoffes, die von Zeit zu Zeit
während des Betriebes der durchschnittlichen, auf einem Kraftfahrzeug sitzenden
Brennkraftmaschine verbraucht wird, mußte die Brennstofförderpumpe aus praktischen
Gründen eine kleine Leistungsfähigkeit besitzen. Infolgedessen ist erhebliche Zeit
erforderlich, damit die Pumpe das Svstem füllen und die erforderliche Zufuhr bewirken
kann, nachdem die Anlaßhilfsvorrichtung des Motors in Tätigkeit gebracht worden
ist. Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß hier von denjenigen Druckfördersystemen
die Rede ist, bei welchen die Druckpumpen durch die Hauptmaschine angetrieben werden.
Motoren laufen bei besonders kaltem Wetter, wenn sie gründlich durchgekühlt sind,
beim Anlassen langsam um, und infolge dieses äußerst langsamen Umlaufes können die
Pumpen beim Inbetriebsetzen der Brennstoffördervorrichtung versagen. Bei besonders
heißem Wetter kann der flüssige Brennstoff vor der Pumpe bei denjenigen Systemen,
welche große freiliegende Flächen besitzen, beispielsweise infolge großer Rohrlängen,
Siebkammern, Pumpengehäuse usw., so verdampfen, daß die Verdampfung die Verdrängung
der Pumpe ausgleicht. Infolgedessen kann die Pumpe beim Ingangsetzen des Systems
versagen, wenn die Maschine zwecks Anlassens angedreht wird.
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Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Einrichtung, vermittels
welcher das Druckfördersystem rasch und zwangsweise mit flüssigem Brennstoff selbsttätig
aufgefüllt werden kann, ohne Rücksicht auf die Verhältnisse, welche bisher das Anstellen
solcher Systeme beeinflußten. Zu diesem Zweck wird die Saugwirkung der umlaufenden
Maschine vor dem Anspringen der Maschine benutzt. Gemäß der Erfindung ist eine von
dem Hilfsbehälter nach der Saugleitung der Brennkraftmaschine führende Unterdruckleitung
vorgesehen zwecks Auffüllens des Hilfsbehälters mit Brennstoff zu einer Höhe, bei
der ein schwimmergesteuertes Ventil die Unterdruckleitung absperrt. Hierdurch kann
eine Pumpe kleinerer Leistungsfähigkeit in dem System verbleiben, und es erfolgt
ein rasches und zwangsweises Auffüllen des Druckfördersystems mit Brennstoff, so
daß das Druckför dersystem schnell zur Wirkung kommt.
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Vorzugsweise kann die ganze- Verdrängung der Hauptmaschine bei ihren
Saughüben auf das Brennstoffsystem zur Einwirkung gebracht
werden,
indem der Vergaser durch ein Rückschlagventil von dem Hilfsbehälter abgeschlossen
wird. Hierdurch erreicht man ein rasches Intätigkeittreten des Systems, selbst wenn
dieses leer oder trocken ist.
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In der Zeichnung bedeutet Abb. i ein System der Brennstoffzwangs-oder
Druckförderung gemäß der Erfindung, Abb. 2 einen vergrößerten senkrechten Schnitt
der zugehörigen Vakuumsteuervorrichtung, Abb. 3 einen Schnitt durch das Rückschlagventil,
Abb.4 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Vakuumsteuervorrichtung,
Abb. 5 die Darstellung einer Abänderung des Systems, Abb. 6 einen senkrechten Schnitt
durch die V akuumsteuervorrichtung dieses Systems. Gemäß der Zeichnung ist an dem
Ansaugrohr i einer Verbrennungskraftmaschine ein Vergaser :2 in üblicher Weise befestigt.
Derselbe besitzt die Absperr- und Drosselventile 3, 4, von denen das Absperiventil
vor dem Drosselventil liegt.
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Das System, welches der Maschine durch den Vergaser 2 flüssigen Brennstoff
zuführt, besitzt einen Brennstoffhauptbehälter 5; welcher gewöhnlich an der Hinterseite
des Fahrzeugesangeordnet ist, und eine Druckpumpe, 6," welche in der Zeichnung als
umlaufende Pumpe dargestellt ist, die von der Hauptmaschine auf irgendeine geeignete
Weise angetrieben wird. Jede andere bei Systemen dieser Art gebräuchliche Pumpe
kann verwendet werden, sofern sie die erforderliche Leistungsfähigkeit besitzt,
um den Vergaser während des regelmäßigen und beabsichtigten Betriebes des Systems
mit Brennstoff zu beliefern.
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Eine Leitung 7 verbindet die Einlaßseite der Pumpe 6 mit dem Vorratsbehälter
5 und eine Leitung 8 die Auslaßseite der Pumpe mit einem Behälter 9, welcher bei
dem System (Abb. i) oberhalb des Vergasers angeordnet ist. Der Behälter 9 kann in
der Nähe des Vergasers an irgendeinem geeigneten Träger befestigt werden. Im Falle
der Abb. i ist er direkt an einem der waagerechten Arme oder Teile des Ansaugstutzens
i befestigt, so daß die Verwendung von Verbindungsrohren zwischen dem Behälter und
dem Ansaugstutzen entbehrlich wird. Die Verbindung erfolgt durch den Deckel io des
Behälters, welcher mit zwei in das Innere des Behälters mündende Kanäle 11, 12 versehen
ist. Der Kanal i i ist mit der Leitung 8, der Kanal 12 durch ein Verbindungsnippe113,
welches auch den Behälter an dem Ansaugstutzen trägt, mit dem Innern des Ansaugstutzens
i verbunden. Innerhalb des Behälters 9 ragt von dem Deckel io ein Käfig 14 nach
unten, welcher ein Gehäuse für einen Schwimmer 15 bildet. Dieser besitzt eine durch
den Käfig senkrecht hindurchragende und am unteren Ende in einer Öffnung des Käfigbodens
geführte Stange 16. Das Kugelventil 17 am oberen Ende der Stange wirkt mit einem
Sitz 18 am inneren Ende des Kanals 12 zusammen, um den Kanal zu öffnen und zu schließen,
wenn das Ventil beim Steigen und Fallen des Schwimmers mit Bezug auf seinen Sitz
bewegt wird. Der Schwimmer kann aus Metall bestehen und hohl sein oder aus einem
festen schwimmfähigen Stoff, z. B. Kork, bestehen. Der Käfig 14 ist vorzugsweise
am Boden und in den senkrechten Wänden mit Öffnungen i 9 versehen, so daß der bei
der Tätigkeit des Systems dem Behälter 9 zugeführte flüssige Brennstoff den Schwimmer
erreicht und betätigt. Die Öffnungen verhindern ferner, daß der Schwimmer bei seinem
Hoch- und Niedergang eine Kolbenwirkung äußern kann.
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Eine Leitung 2o verbindet den Boden des Behälters 9 mit dem Brennstoffeinlaß
des Vergasers 2; an der Anschlußstelle ist ein Rückschlagventil2l vorgesehen, das
indessen auch in der Leitung 2o selbst oder an der Anschlußstelle am Behälter 9
angeordnet sein kann.
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Das System arbeitet wie folgt: Wenn man annimmt, daß das System leer
ist, beispielsweise wenn es eben eingebaut worden ist, wird der Behälter 5 zuerst
mit flüssigem Brennstoff, z. B. Gasolin, gefüllt. Das übrige System ist leer, und
der Schwimmer 15 sitzt auf dem Boden des Käfigs 14 auf. Das Ventil 17 ist
dann von seinem Sitz 18 abgehoben und verbindet über den Kanal 12 das Innere des
Behälters 9 mit dem Ansaugstutzen i. Beim Durchdrehen der Maschine durch die Anlaßvorrichtungen,
sei es von Hand oder mittels des üblichen Anlaßmotors, erzeugt die Saugwirkung der
Maschine bei den Saughüben ihrer Kolben einen kräftigen Unterdruck in dem Brennstoffsvstern
durch den Behälter 9, wodurch flüssiger Brennstoff von dem Behälter 5 in das System
eingesaugt und die Pumpe 6 angestellt oder zur Wirkung gebracht wird. Das System
empfängt die vollste Wirkung der Maschinensaugung, wenn entweder das Absperrventil
3 oder das Drosselventil 4 des Vergasers geschlossen ist. Da es üblich ist, das
Absperrventil zu schließen, bevor oder wenn die Anlaßvorrichtungen in Bewegung gesetzt
werden, vergißt der Gebraucher nicht die Absperrklappe zu schließen, um ein schnelles
Anlaufen der Maschine zu bewirken. Die von der Maschine in Drehung versetzte Pumpe
6 unterstützt, sobald sie in
Tätigkeit gesetzt worden ist, die Saugung,
um den Behälter g schnell zu füllen. Die in letzterem herrschende Saugwirkung bewirkt
durch das Rohr 2o, daß das Absperrventil 2t aufgesetzt, der Vergaser 2 gegen das
System abgeschlossen und verhindert wird, daß Luft durch den Vergaser in den Behälter
g eingesaugt wird. Unter der vereinigten Wirkung der umlaufenden Pumpe und der Maschinensäugung
füllt sich der Behälter 9 schnell an, und der Unterdruck des Systems wird automatisch
abgeschaltet, sobaId der Behälter so weit gefüllt ist, daß der Schwimmer 15 gehoben
wird und das Ventil 17 auf seinen Sitz 18 aufsetzt. Sowie dies geschieht, wird der
Behälter g gegen den Zug des Vakuums abgeschlossen, und die Pumpe 6 baut infolge
ihrer weiteren Drehung rasch in dem Behälter g eine Flüssigkeitssäule auf, die unter
einem Überatmosphärendruck steht. Dieser Druck beträgt gewöhnlich 2 oder 3 Pfund
und drückt das Abschlußventil21 von seinem Sitz ab, so daß der Vergaser bei diesem
Druck mit flüssigem Brennstoff versehen werden kann. Die beschriebenen Vorgänge
erfolgen selbst bei trockenen oder leeren Systemen sehr schnell, und die Maschine
wird rasch und unter ihrer Eigenkraft angestellt, so daß sowohl die Anlaßvorrichtungen
wie auch die Batterie geschont werden. Während die Pumpe 6 arbeitet, um dem Vergaser
2 flüssigen Brennstoff zuzuführen, arbeitet das System als ein Druckfördersystem.
Das Ventil 17 wird in diesem Zeitpunkt durch die vereinigte Wirkung dreier Kräfte
auf seinem Sitz 18 gehalten, nämlich der Saugwirkung der Maschine auf das Ventil
durch den Kanal 12, des Druckes der Pumpe und der Hubkraft des Schwimmers 15. Es
besteht so praktisch keine Möglichkeit, daß das Ventil 17 sich zufällig öffnet und
den regelmäßigen Betrieb des Systems nach dem mechanischen Druckprinzip stört.
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Wenn die Maschine aus irgendeinem Grund anhält, z. B. weil der Fahrer
die Zündung abstellt, so kann der Behälter g, welcher durch seine Haube io lediglich
mit der Pumpe 6 verbunden ist, nicht in die Pumpe oder den Vorratsbehälter 5 entleeren,
wenn sich das Ventil 17 infolge Senkens des Flüssigkeitsspiegels in dem Behälter
öffnen sollte, beispielsweise infolge von Undichtigkeit des Vergasers oder aus irgendeinem
anderen Grunde. Da der Behälter g oberhalb des Vergasers dicht und relativ groß
ist, hält er eine genügend große Menge flüssigen Brennstoffs in Reserve für den
Vergaser, um diesen durch Schwerwirkung gefüllt zu halten, während das Ventil 17
offen ist, so daß der Vergaser zum raschen Anspringen der Maschine bereitsteht,
wenn die Anlaßvorrichtungen in Tätigkeit gesetzt werden. Wenn das Ventil 17 offen
und die Maschine tot ist, besitzt das System einschließlich seines Behälters g über
dem Ansaugstutzen i Verbindung mit der Atmosphäre und die Leitungen 7, 8 und die
Pumpe 6, welche gewöhnlich oberhalb des Behälters 5 ist, können sich in den Behälter
entleeren, so daß die Saugwirkung der Maschine bei ihrer Drehung durch die Anlaßvorrichtungen
erforderlich ist, um das System wieder mit Brennstoff aufzufüllen und die Pumpe
für die Druckförderung verfügbar zu machen.
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Da der Behälter g einen Reservevorrat an flüssigem Brennstoff für
den Vergaser schafft, muß er wesentlich größer sein, als -es !erforderlich ist,
um nur den Schwimmer i5, das Ventil 17 und den Käfig 14 unterzubringen. Dies steigert
natürlich die Kosten der Befestigung und die Kosten des ganzen Systems. Um in dieser
Beziehung Kosten zu sparen, kann man das System gemäß Abb. 5 verwenden. Dieses arbeitet
nach dem gleichen Grundsatz, und der einzige wesentliche Unterschied besteht in
der Größe und Lagerung des den Schwimmer enthaltenden Behälters. Gemäß Abb. 5 sitzt
der Behälter 22 unter dem Vergaser 23, aber über der Pumpe 24, welche der Pumpe
6 entspricht und durch Rohre 25 und 26 mit dem Vorratsbehälter 27 und dem Behälter
22 verbunden ist. Wenn der Behälter 22 unter dem Vergaser 23 sitzt, muß man eine
ziemlich große Rohrlänge 28 vorsehen, um die Oberseite des Behälters mit dem Ansaugstutzen
29 zu verbinden. Das Rohr 26, welches von der Auslaßseite der Pumpe 24 abgeht, ist
mit dem Boden des Behälters 22 und nicht, wie bei der Abb. r, mit der Oberseite
des Behälters durch den Deckel 30 verbunden.
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Der Körper des Behälters 22 kann von einem Gußstück gebildet werden,
welches zwei senkrecht angeordnete Kammern 31, 32 besitzt, die nebeneinanderliegen
und gemäß Abb. 6 durch eine Zwischenwand 33 getrennt sind. Die Kammer 31 enthält
den Schwimmer 34 und ist gerade so groß, daß sie den Schwimmer aufnehmen und ihm
die erforderliche Freiheit der Auf- und Abwärtsbewegung gewähren kann, ohne daß
andere Führungen für den Schwimmer als die senkrechten Kammerwände vorgesehen werden
müssen. Das Rohr 28 ist mit dem Deckel 3o der Kammer 31 verbunden und mündet durch
einen Kanal 35 in die Mitte der Kammer. Das innere Ende dieses Kanals ist mit einem
kegeligen Sitz 36 für ein Kugelventil 37 ver-Das übrige System ist leer, und der
Schwimmers 34 sitzt, um den Kanal 35 beim Heben und Senken des Schwimmers zu öffnen
und zu schließen.
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Die Kammer 32 enthält ein Rückschlagkugelventil 38, welches einen
Kanal im Boden
der Kammer abschließt. Durch diesen Kanal und durch
einen in dem Böden des Behälters 22 ausgesparten Kanal 40 ist die Kammer 32 mit
der Kammer 3i verbünden. Die Kammer 32 enthält einen Anschlag 41, welcher in Gestalt
einer Stange von einem Verschlußstopfen 42 nach unten ragt und eine übergroße Verlagerung
des Ventils 38 bei seiner Öffnungsbewegung verhindert.
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Wenn die Maschine bei dem System gemäß Abb. 5 nicht arbeitet, geht
der Schwimmer 34 nach unten sowie die Maschine anhält, und das System ist, weil
das Ventil 37 offen ist, über dem Ansaugstutzen 29 an die Atmosphäre angeschlossen.
Infolgedessen kann das System von der Kammer 31 sich in den Vorratsbehälter 27 entleeren.
Der Vergaser 23 kann sich indessen nicht in den Behälter oder die Kammer 31 entleeren,
weil seine Kammer 32 am Boden durch das Kugelventil 38 abgeschlossen ist. Wenn die
Maschine vor dem Anlaufen durch die Tätigkeit der Anlaßvorrichtungen gedreht wird,
wirkt die Saugwirkung der Maschine über die Kammer 31 auf das System, um die Pumpenräume
und Leitungen mit Brennstoff aufzufüllen und die Kammer 3 z aus dem Behälter 27
mit flüssigem Brennstoff zu füllen. Die umlaufende Pumpe 24 unterstützt die Saugwirkung,
und sobald die Kammer 3 i mit flüssigem Brennstoff gefüllt ist, geht der Schwimmer
hoch, um das Ventil 37 zu schließen. Hierdurch wird Saugwirkung auf das System abgeschaltet,
und die Pumpe 27 wirkt wie zuvor, um den Vergaser 24 durch Druckförderung über die
Kammer 31 und 32 mit flüssigem Brennstoff zu versorgen, wobei das Kugelventil
38 durch den von der umlaufender. Pumpe geschaffenen Druck von seinem Sitz
abgehoben wird.
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In beiden Systemen wird die Saugwirkung der Maschine während der Anlaßperiode
benutzt, um das System und seine Pumpe zur anfänglichen Wirkung zu bringen. Danach
wirken beide Systeme automatisch, um den Vergaser nach dem Druckförderprinzip mit
allen Vorteilen einer Druckförderung mit flüssigem Brennstoff zu versehen. Bei beiden
Systemen ist die An- und Abstellung der Saugwirkung der Maschine außerhalb der Überwachung
des Gebrauchers, so daß die Saugwirkung automatisch in Tätigkeit gesetzt wird, sowie
das System in den zur regelmäßigen und beabsichtigten Druckförderung erforderlichen
Zustand gebracht werden soll; während jedes System als Ganzes ein vollständiges
und in sich geschlossenes System ist, besteht jedes System aus zwei miteinander
verbundenen Systemen, von denen das eine nach dem Vakuum- oder Saugprinzip arbeitet,
so daß das andere System und die Druckförderpumpe zur Wirkung gebracht wird, während
das andere System nachher nach dem Druckförderprinzip arbeitet.
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In Abb. 4 ist eine billigere und einfachere Art der Verbindung der
Schwimmkammer mit dem Ansaugstutzen der Maschine für das System gemäß Abb. i dargestellt.
Demzufolge ist der Deckel des dem Behälter 9 entsprechenden Behälters 44 mit einer
einheitlichen Platte ¢5 versehen, welche von dem Deckel nach oben vorsteht und in
seiner Querrichtung verläuft. Diese Platte besitzt einen Kanal 46, welcher am inneren
Ende durch eine Abwärtsbiegung in den Behälter 44 mündet und am äußeren Ende durch
die Außenseite des Auges hindurchgeht. Die Platte besitzt hier Flansche 47, mittels
welcher der Deckel an der Vorderseite des Ansaugstutzens 48 befestigt werden kann.
Dieser ist vorn mit einer flachen Sitzfläche für die Flansche 47 versehen und besitzt
einen Kanal 49, welcher den Anschluß des Kanals 46 an das Innere des Ansaugstutzens
vermittelt. Zwischen dem Ansaugstutzen und den Befestigungsteilen des Deckels kann
man zwecks Herstellung einer gasdichten Verbindung Dichtungsscheiben anbringen.
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Es versteht sich im übrigen, daß die Erfindung der mannigfachsten
Abwandlung fähig ist.