-
Kolbenbrennstoffpumpe Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe zur
Förderung des Brennstoffes bei Brennkraftmaschinen.
-
Bekanntlich macht es bei solchen Kolbenpumpen Schwierigkeiten, diese
dicht zu halten. Daher hat man schon vorgeschlagen, einen Behälter zum Sammeln des
zwischen dem Kolben und Zylinder durchtretenden Leckbrennstoffes anzuordnen, der
gegebenenfalls zur Erhaltung eines bestimmten Brennstoffstandes in diesem mit einem
Schwimmer zur Steuerung eines Ventils für den Brennstoffrücklauf von dem Behälter
nach der Saugleitung versehen ist. Bei diesen Pumpen bewegt sich der Kolben ohne
Ölschmierung hin und her. Nach längerem Stillstand ist der Brennstoffspiegel so
weit abgesunken, daß einerseits der Kolben vollkommen trocken ohne Schmierung anläuft
und andererseits das Ansaugen und Fördern des Brennstoffes sehr verzögert wird.
-
Diese Nachteile werden der Erfindung gemäß durch die Ausbildung einer
Sammelvorkammer innerhalb des Kolbens behoben, welche mit dem Sammelbehälter derart
in Verbindung steht, daß der Kolben ständig in die Förderflüssigkeit eintaucht.
-
Eine zweckdienliche Verbindung der Sammelvorkammer mit dem Sammelbehälter
wird z. B. durch eine schräg angeordnete Steigleitung hergestellt. Die Sammelvorkammer,
welche die erste Kammer zur Sammlung deer Leckverluste ist, kann durch einen von
dem Zylinder und von einem zu ihm konzentrischen innenliegenden Rohr gebildet werden,
wobei sich der glockenförmige Kolben zwischen diesen beiden Wandungen verschiebt.
-
Es ist auch möglich, den Kolben als Hohlkolben auszuführen, der vorzugsweise
an seinem oberen Ende mit Öffnungen versehen ist, die ihn mit dem Zylinderraum verbinden.
Der Hohlraum des Kolbens stellt dann selbst die Sammelvorkammer dar.
-
Der hohle Kolben kann auch mit einer Schwimmerklappe versehen sein,
welche die Verbindung seines Hohlraumes nach einem mit einem Rückschlagventil versehenen
Raum beherrscht. Dieses zweite Ventil öffnet sich im Zylinder unter dem Einfluß
der Saugwirkung. Der Hohlkolben bildet somit selbst die Hauptkammer zur Rückgewinnung
der Verluste.
-
Die Verbindung des Sammelbehälters mit der Saugeleitung kann durch
leine übenfalls mit einem Rückschlagventil versehene Leitung zwischen Sammelbehälter
und Zylinder hergestellt werden.
-
Durch die Einrichtungen gemäß der Erfindung wird der Brennstoffstand
in dem Zylinder stets auf einer solchen Höhe gehalten: daß der Kolben in die Flüssigkeit
eintaucht, also immer auch beim Anlaufen der Pumpe
geschmiert und
sofort Brennstoff angesaugt und gefördert wird. Die zwischen dem Kolben und Zylinder
durchtretenden Leckbrennstoffverluste werden absatzweise unter dem Einflußß des
Saugehubes, jedoch ohne Gefahr des Ansaugens von Luft zum Zylinder zurückgeleitet.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.
Es zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch eine vollständige Pumpe.
-
Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform
einer Pumpe und Fig.3 ein teilweiser Schnitt der Pumpe nach Fig. 2 in Richtung A-B.
-
Fig. q. ist eine weitere abgeänderte Ausführungsform der Pumpe nach
Fig. 2.
-
Wie aus Fig. i ersichtlich, enthält die Pumpe nach der ersten Ausführungsform
ein aus zwei Teilen i und 2 bestehendes Gehäuse. Das Oberteil i umfaßt den Pumpenzylinder
3, der oben mit einem Saugventil q. und einem Druckventil s versehen ist, und zwar
befindet sich das erstere seitlich und das zweite in der Mitte des Zylinders. Die
beiden Ventile werden auf ihrem Sitz durch Federn 6 und 7 gehalten, die ihrerseits
durch Stopfen 8 und g nach unten gedrückt werden. Die Stopfen können herausgenommen
werden, um die Ventile zugänglich zu machen.
-
Der Ansaugkanal io, zoll, Tob Steht mit dem Innern eines Filterelementes
i i in Verbindung, dessen Becken 12 durch ein Rohr 13 gespeist wird. Das Rohr
13 steht senkrecht zur Eintrittsleitung 1q., die ihrerseits eine Verlängerung
der Kanalstrecke zoll ist, von dieser aber durch einen Stopfen i5 getrennt ist.
-
Der Bodendes Pumpenzylinders 3 wird durch die Oberseite des Unterteils
:2 gebildet, das mit dem Gehäuseteil i durch Flanschen und Bolzen verbunden ist;
zwischen den Stirnflächen der Flanschen und rings um den Zylinderboden ist eine
Dichtung 16 eingefügt.
-
In den Zylinder 3 greift ein Kolben 17 frei ein; der Kolben ist glockenförmig
und hat einen abwärts gerichteten Hohlraum, dergestalt; daß beim Druckhub, der sich
nach oben vollzieht, die Verluste bis zu einem gewissen Grade begünstigt werden.
Dies geschieht zu dem Zweck, daß stets ein Vorrat an Flüssigkeitsverlusten in einer
ringförmigen Kammer 18 verbleibt, welche vom Zylinder 3 und einem auf dem Unterteil
2 befestigten Innenrohr i9 begrenzt wird. Das Rohr ig kann beispielsweise durch
Verschraubung auf einer großen Länge festgemacht werden, so daß es gut abgedichtet
wird.
-
Der Kolben 17 ist durch ein Kugelgelenk mit seiner -Stange 2o verbunden,
die mitten durch das Rohr ig durchgeht, sowie .durch eine Öffnung 2 1 am Unterteil
2, welche jedoch nicht abgedichtet zu werden braucht. Eine zwischen zwei Scheiben
23 und 24 eingefügte Feder 22 drängt den Kolben nach oben und dient somit als Antrieb
für den Druckhub, während ,der . Saughub von dem Motor hervorgerufen wird, der die
Pumpe speist.
-
Eine Öffnung 25 bringt das Innere des Rohres ig mit der Außenluft
in Verbindung, so daß keine Reaktionen unterhalb des Kolbens auftreten können und
gelegentliche Spritzer von Flüssigkeit oder Öl entfernt werden können.
-
Andererseits steht die ringförmige Kammer 18 durch eine schräge Steigleitung
26 (die sich vor der Zeichenebene der Fig. i befindet) mit einem Sammelbehälter
27 in Verbindung, der die Hauptkamrner zur Rückgewinnung der Verluste darstellt.
Diese Kammer ist mit dem Teil i aus einem Stück gegossen und steht über eine Öffnung
28 mit dem Kanal 13 in Verbindung, welcher das Becken i2 des Filters versorgt, derart,
daß die Verluste zur Saugeleitung zurückkehren.
-
Ein Schwimmer 2g mit Nadel 30 sichert durch Schluß der Öffnung
28, daß sich in dem Behälter 27 ein Mindeststand von Flüssigkeit erhält.
-
Die Vorrichtung wirkt wie folgt: Angenommen, -die Pumpe sei vorher
vollkommen entleert. Sobald nun der Kolben in Gang gesetzt wird, bewirkt er eine
Druckverminderung, welche die Flüssigkeit ansaugt. Bei jedem unter der Wirkung der-Schraubenfeder
22 stattfindenden Druckhub sucht eine geringe Menge von Flüssigkeit statt durch
das obere Ventil 5 im Spielraum des Kolbens an diesem vorbeizufließen, besonders
dann, wenn der Druckhub verzögert ist. Diese Flüssigkeitsmenge erfüllt die Ringkammer
z8 und tritt alsdann über die Steigleitung 26 in die Schwimmerkammer 27 ein. Wenn
die Flüssigkeit in dieser Kammer steigt, so hebt sich die Schwimmernadel und öffnet
den Durchfluß 28. Die Pumpe wird alsbald von dieser unmittelbar zur Verfügung stehenden
Flüssigkeitsmenge gespeist, bis zu dem Augenblick, in dem der Schwimmer die Öffnung
28 wieder schließt. Da die Flüssigkeit stets vom Boden des Behälters entnommen wird,
so kann keine Luft eintreten.
-
Dieser Arbeitsgang wiederholt sich, solange die Pumpe läuft.
-
Wenn die Pumpe sich von neuem ganz entleert, z. B. nach einem sehr
langen Stillstand des Kraftwagens, so enthält die Ringkammer 18 immer noch -etwas
Flüssigkeit, die nicht ausfließen kann. Der Kolben- ist also schon beim Beginn seines
Ganges feucht und kann daher leicht in Bewegung gesetzt werden.
Da
der Kolben nicht in den Pumpenzylinder eingezwängt ist, sondern vielmehr die gepumpte
Flüssigkeit zwischen ihm und der Seitenwand vorbeifließt, sö ist die Schmierung
des Kolbens praktisch vorzüglich.
-
Andererseits ist zu beachten, daß das Rohr i9 das Eindringen des Motoröles
in die Pumpe verhindert sowie umgekehrt den Übergang der gepumpten Flüssigkeit auf
die Motorteile unmöglich macht.
-
Die Pumpe kann aus zwei Teilen bestehen; der Zylinder befindet sich
im Block i, der Kolben im Block 2.
-
Der mechanische Pumpenantrieb befindet sich im unteren Block 2.
-
Dieser Antrieb kann von bekannter Art sein; wobei ein Hebel 32 um
Eine Achse 33 schwenkt (Fig. i) und von einem Nöcken bewegt wird, der mit einer
Geschwindigkeit umläuft, die der des Motors entspricht.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform enthält die Pumpe ein aus zwei
Teilen 41" und 4ib bestehendes Gehäuse (Fig.2 und 3). Im Teile 4i11 befindet sich
der Zylinder q.2, der oben durch den Teil 4iv geschlossen ist. Dieser bildet somit
den Deckel des Zylinders. Er hat ein Mittelteil 43 zur Führung der Kolbenstange
44. Diese Stange durchsetzt die Kappe 45 und ist an ihrem äußeren Ende mit einem
Bedienungsknopf 46 versehen, welcher die Ingangsetzung des Kolbens von Hand ermöglicht.
Außerdem trägt die Kolbenstange noch eine Anschlagscheibe 47 mit einer schalldämpfenden
Dichtung 48, welche auf dem unteren Ende des bei 5o drehbaren Antriebsliebels 49
aufruht. Der Antriebshebel 49 wird in üblicher Weise von einem hier nicht dargestellten
Nocken bewegt und ist mit einer Rückzugsfeder 5o11 versehen; eine Ausnehmung
5 1 im Oberteil 411' des Gehäuses dient dazu, dem Antriebshebel 49 die erforderliche
Bewegungsfreiheit zu geben.
-
Die Kolbenstange 44 trägt an ihrem unteren Ende den Kolben, der von
einem Hohlkörper 52 mit Boden 52a gebildet ist. Dieser Hohlkörper ist mit leichtem
Spiel in dem Zylinder 42 eingebaut. Er wird von einem Deckel 53 abgeschlossen,
auf dem das untere Koibenstangenende aufgesetzt ist. Eine Feder 54, -die :sich auf
diesen Deckel 53 stützt, dient zumAntrieb des Kolbens beim Druckhub.
-
Der untere Boden des Zylinders 42 wird durch einen Teil 55 gebildet,
der in das Innere einer unterhalb des Zylinders im Gehäuseteil 4i11 vorgesehenen
Kammer 56 eingeschraubt ist. Der Teil 55 hat eine Ausnehinung 57, in der das Hauptansaugeventil
58 mit seiner Feder 59 untergebracht ist. Die von der Pumpe geförderte Flüssigkeit
wird der Kammer 56 durch ein Rohr 6o zugeleitet, durchströmt alsdann einen Filter
61, der das Stück 55 umgibt, und gelangt dann durch die Kanäle 62 und 63 zum Ventil
58. Die Kammer 56 ist unten durch einen Boden 64 abgeschlossen, welcher von einer
Schraube 65 gehalten wird; diese Schraube dient gleichzeitig als Widerlager für
eine Feder 66, welche auf das Filter 61 drückt. Dichtungen sind an den Stellen vorgesehen,
an denen es notwendig ist.
-
Durch Lösen der Schraube 65 kann der Boden 6.1 mit dem Filter 61 entfernt
und alsdann das Stück 55 und das Ventil 58 als Ganzes herausgenommen werden.
-
Seitlich an den Zylinder 42 schließt sich der Druckkanal
69 an, dem eine in einen Vorsprung 71 des Gehäuses eingelassene Kammer
70 folgt. Diese Kammer enthält das Druckventil 72 nebst der Feder 73 und
wird durch eine Kappe 74 abgeschlossen, in welcher die Spindel des Ventils 72 geführt
ist und die als Widerlager für die Feder 73 dient. Die.Kammer steht über die Öffnung
75 mit der Ausgangsöffnung 76 der Druckleitung in Verbindung, welche in Fig. 7 mit
gestrichelten Linien dargestellt ist.
-
Aus Fig. 2 ist zu sehen, daß der hohle Kolben 52, 53 in seinem oberen
Teil seitliche Öffnungen 77 hat, die ein Austreten der Förderflüssigkeit aus dem
Zylinder in den hohlen Kolben ermöglichen. Ferner führt eine schräge Leitung 7.8
längs einer breiten Öffnung im Zylinder 42 abwärts, und zwar mündet diese Leitung
in den Zylinder oberhalb der unteren Totpunktlage des, Kolbens.
-
Diese Leitung 78 endigt in einer Kammer 79 im Gehäusetei14ia, welche
einen Schwimmer 8o enthält. Dieser trägt eine Nadel 8i, die normalerweise eine kleine
Ausflußleitung 82 abschließt. Diese Ausflußleitung befindet sich in einer Kappe
83, unterhalb welcher eine weitere Kappe 85 zur Begrenzung einer Kammer 84 vorgesehen
ist. In der Kappe 85 ist ferner noch -ein Ventil 86 nebst Feder 87 untergebracht,
das das Ansaugeventil für die Flüssigkeitsverluste darstellt. Eine Leitung 88 -verbindet
die Kammer 84 mit dem unteren Ende des Zylinders 423.
-
Die Flüssigkeitsverluste gelangen zwischen Zylinder und Kolben, treten
über die öffnungen 7 7 in das Innere des Kolbens und sammeln sich dort an. Wenn
sie dort über diese Öffnungen gestiegen sind, so werden sie beim Hochgang des Kolbene
in die Leitung 78 entleert, der sie in die Kammer 79 führt.
-
Wenn dort der Flüssigkeitsstand so hoch ist, daß er. den Schwimmer
8o anhebt, so öffnet dieser die Nadel bi, so daß die Flüssigkeit über das Ventil
86 und den Kanal 88 wieder angesaugt werden kann.
-
Sobald sich der Flüssigkeitsspiegel in der Kammer 79 senkt, kehrt
die Nadel 81 auf ihren Sitz zurück, und es wird keine Flüssigkeif
mehr
angesaugt. Daher bleibt immer eine Flüssigkeitssperre in der Schwimmerkammer bestehen,
ebenso auch in der Kammer 84, im Kanal 88 und rings um den Kolben, wodurch nach
einem Stillstand das Wiederangehen des Kolbens erleichtert wird.
-
Falls notwendig, kann der Kolben dadurch wieder in Gang gesetzt werden,
daß man mit der Hand den- Knopf 46 bewegt.
-
Bei der in Fig.4 dargestellten Ausführungsform werden die Flüssigkeitsverluste
im Innern des hohlen Kolbens 52 wiedergewonnen und unmittelbar von da aus an die
Saugeleitung zurückgegeben.
-
Zu diesem Zweck hat der Kolbenboden einen Einsatz go in seiner Mitte
und darin eine Öffnung gi mit einem Ventil g?, das sich gegen das Innere des Kolbens
öffnet; das Ventil wird von einer Feder 93 auf seinem Sitz gehalten. Im Innern
des Kolbens befindet sich ein Schwimmer 94, der von einem zentralen Xana195 durchsetzt
ist. In diesem kann die Stange der Nadel 96 frei hin und her gleiten, welche
die Öffnung 9 i abschließen kann. In der Ruhelage stützt sich der Schwimmer unter
Zwischenfügung einer Feder 97 gegen die Nadel ab.
-
Diese Einrichtung wirkt wie folgt: ' Bei normalem Gang ruht der Schwimmer
94 nachgiebig auf der Nadel, die Öffnung gi ist geschlossen, und das Ventil 92 wird
'durch die Feder 93 auf seinem Sitz gehalten. Der Kolben verhält sich also
so, als ob er an seinem unteren Ende geschlossen wäre. Die Verluste, die sich bei
jedem Pumpenhub zwischen Zylinder und Kolben ansammeln, gelangen an die Öffnungen
77 und schlagen sich allmählich im Innern des Kolbens nieder. Sobald sich genügend
Flüssigkeit angesammelt hat, um den Schwimmer 94 anzuheben, nimmt dieser die Anschlagplatte
961 mit, so daß die Öffnung 9 i freigegeben ist. Bei jedem Saugehub wird
nun ein Teil der Flüssigkeit von dem Ventil g2 angesaugt.
-
Die Rückbewegung der Verluste geschieht somit unmittelbar bei ihrem
Übergang vom Kolbeninnern nach außen, ohne daß Druckänderungen in der Ansaugeleitung
6o dabei störend wirken können.
-
Bei dieser Ausführungsform können die Bewegungen des Schwimmers gegenüber
dein Kolben, wie sie infolge der Trägheit des Schwimmers sich ergeben, das Arbeiten
der Vorrichtung nicht stören; denn beim Hochgehen des Kolbens hat der Schwimmer
die Neigung, wenn er nicht von der Flüssigkeit angehoben wird, die Nadel auf ihrem
Sitz festzuhalten, während er beim Niedergang des Kolbens bestrebt ist, die Nadel
zu lösen. Nun ist bei diesem letzteren Hub, der der Druckhub ist, das Ventil g2
durch den Druck immer geschlossen und hindert jeden Rückstrom von Flüssigkeit in
den Kolben.