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Einspritzpumpe, insbesondere zur Einspritzung des Brennstoffes in
Verbrennungs- oder Explosionsmotoren Es. sind Membranpumpen zur Einspritzung in
Verbrennungskraftmaschinen bekannt, bei dienen die Membran. durch eine Kolbenpumpe
mittels einer Hilfsflüssigkeit, betrieben wird. Durch die Veränderung der Membran
werden Änderungen, im Volumen einer Kammer hervorgerufen, die mit der Brennstoffzufuhrleitung
durch eine Einlaßklappe und mit, der Rückstrom@kammer durch ein Überlaufventil in
Verbindung steht. Bei den bekannten Pumpen,dieser Art wund ,die Änderung insbesondere
durch Änderung des, Weges, der Membran bewirkt. Entsprechend der Erfindung bleibt
dieser Memibiranweg konstant, und die Veränderung wird dadurch erhalten., daß eine
Verbindung zwischen. der Kammer und einem Raum mit veränderlichem Volumen hergestellt
wird, und zwar in verschiedenen Augenblicken des Taktes der Pumpe für die Hilfsflüssigkeit.
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Es wird nur ein Teil des erzeugten Volumens einges.pTitZt, und: dieser
Teil ist auf den konstanten beschränkten Drehwinkel beschränkt, während welchem
dass Verschlußo@rgan des Einlasses der einzuspritzenden, Flüssigkeit geschlossen
ist.
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Da das durch einen Kolben in einem Zylinder o:d, dgl. erzeugte Volumen
in der Nähe des Totpunktes; eine kleinste Augenblicksfördermenge liefert, welche
sogar im Totpunkt selbst genau Null und in der Mitte des, Hubes am größten ist,
erhält man die Veränderung der eingespritzten- Flüu,;s.igkeitsmenge durch eine Veränderung
der Wi-ndelstellung
des Einspiritzwinkels gegenüber der Bewegung
.dieses Kolbens.
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Zur Trennung der einzuspritzendem: Flüssigkeit von der in der Pumpe
enthaltenen. Treibflüiss.igkeit sieht man in dieser zwei Zonen vor. Die erste Zone
ist ,die, in welcher sieh wenigstens ein Zylinder und ein auf eine schmierfähige
oder wenigstens das Festfressen verhindernde Flüssigkeit. wirkender Koilben befinden,
wobei der Kolben durch einen Nöcken, Exzenter ad. dbl. gemäß einer sinusförmigen
oder ähnlichen Bewegung gesteuert wird.
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Die zweite Zone ist der einz.uspritizenden Flüssigkeit, z. B,. einem
Brennstoff, vorbehalten.
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Die beiden Zonen sind voneinander durch eine Membran o,.. dgl. getrennt,
welche nur zur Übertragung der Erzeugung des Volumens dient, ohne s-elibs,t Kräfte
aufzunehmen, da ,der Druck .auf ihren 1:@; i:de@n Seiten der gleiche Ist. o Die
Steuerung des: Verschlußorgans des Einlasses der einzuspritzenden. Flüssigkeit erfolgt
ebenfalls über eine Membran, sio, da,ß eine Vermischung der SchmierilÜssigkeit mit
der einz.uis:p,ritzeinden Flüssigkeit, unbedingt verhindert wird.
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Die einzuspritzende Flüssigkeit tritt durch das Vorschlußorgan, d!es,
Einlasisies der Pumpe ein, welches außer während des Einspritzwinkels offen bleibt.
Dieses Organ gestattet somit in seiner Öffnungsstellung das, Eintreten und das Zurückströmen
dieser FlÜsisiigken_t.
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Wenn dieses Organ: geschlossen ist, wird die Flüssigkeit unmittelbar
durch dies Druckventil od. idgl., z. B. eine Kugel, ausgetrieben und trifft somit
auf kein Organ mit merklicher Reibung.
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Die, Zeichnungen zeigen beispielsweise eine Ausfüllirurvg&form.
der Erfindung.
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Fig. i zeigt- ein Schaubild, welches die Veränderung -der Fördermenge
angibt, welche durch die Veränderung der Winkelstellung der das Volumen erzeugenden
Welle gegenüber der Nockenwelle erhalten wird; Fig. 2' zeigt im Querschnitt eine
erfindungsgemäße Pumpe; Fig. 3 zeigt die Pumpe nach der Linie III-III der Fig.4;
Fig. 4 stellt die Pumpe im Grundriß dar; Fig. 5 zeigt im Schnitt einen Einzelteil
zur vollständigen Füllung der Pumpe mit Schmiermitteln, insbesondere für einen Flugzeugmotor.
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Auf dem Schaubild der Fig. i sind auf der Abszissenachse die Drehwinkel
der Steuerwelle zur Erzeugung des Volumens aufgetragen, während als Ordinaten die
durch den Erzeugungskolben erzeug ten Volumen aufgetragen sind.
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Der mit abezeichnete Winkel ist konstant. Wenn a in gleicher Entfernung
von :dem oberen und dem unteren Totpunkt liegt, ist die Einspritzung am größten,
was auf dem Schaubild durch V dargestellt ist. Wenn sich a an dem unteren Totpunkt
befindet, ist die Einspritzung gleich Null, was auf Fig. i durch o dargestellt ist.
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Für alle Zwischenstellungen liegt das durch v dargestellte Volumen
der Einspritzung zwischen o und V und verändert sich stetig zwischen diesen beiden
Werten.
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Fig.2 bis 4 zeigen beispielshalber eine Brennstoffeinspritzpumpe für
einen Verbrennungsmotor, auf welche das mit Hilfe des Schaubilds der Fig. i erläuterte
Prinzip angewandt ist.
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In einem Pumpenkörper ia, ib, il sind zwei getrennte Vorrichtungen
untergebracht, von denen. die eine für den Vortrieb der einzuspritzenden Flüssigkeit
und die andere für die Verteilung dieser Flüssigkeit dient.
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Die Vorrichtung für den Vortrieh der einzuspritzenden Flüssigkeit
wird durch einen. Tauchkolben 3 gebildet, der in einem Zylinder 4 arbeitet, der
z. B. durch ein Gewinde 5 an dem Boden 6 des Teils ib befestigt ist, welcher einen
in dem Pumpenkörper vorgesehenen, , mit einer schmierfähigen Flüssigkeit gefüllten
Raum 7 verschließt.
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An einer durch das herzustellende Höchstvolumen bestimmten Höhe sind
in der Zylinderwand Öffnungen 8 angebracht, welche den Raum 7 mit dem Innern des
Zylinders io verbinden.
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Diese Öffnungen werden durch den Tauchkolben 3 verschlossen, wenn
sein freies Ende g in den unteren Teil io des Zylinders 4 eintritt. Dieser Teil
io steht mit einem Kanal ii in Verbindung, der an einer Abteilung i2a endigt, welche
durch die Membran 2 von einer anderen Abteilung 12b getrennt ist.
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Die bin und her gehende Bewegung des Tauchkolbens 3 in, dem Zylinder
4 wird durch die Steuerung mittels eines Noclc-ens 13 erhalten, z. B. eines Exzenters,
der auf einer Welle 14 befestigt ist, welche an einem ihrer Enden ein schräg verzahntes
Stirnrad 15 trägt.
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Der Nocken 13, von dem einer für jeden Motorzylinder vorhanden ist,
drückt den Tauchkolben ,3 entgegen der Einwirkung einer Rückführungsfeder 16 in
den Zylinder 4.
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Wenn der Tauchkolben 3 die in Fig. I gezeigte obere Stellung einnimmt,
steht der Raum 7 über die Öffnung 8 frei mit dem Innern. des Zylinders sowie mit
dem Kanal ii und der Abteilung 12" in Verbindung.
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Wenn der Tauchkolben infolge der Einwirkung des Nockens 13 sich nach
abwärts bewegt, verschließt er zunächst die Öffnung 8 und drückt hierauf die in
dem Kanal ii und der Abteilung i2a enthaltene Flüssigkeit zurück, damit diese auf
die Membran :2 einwirken kann, um den in der anderen Abteilung der Pumpe befindlichen
Brennstoff zu fördern.
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Der Brennstoff wird dem Pumpenkörper ic von einem hochliegenden Behälter
oder mittels einer Pumpe geliefert und wird in einem Durchilaß 17a (Fig. 3) aufgefangen,
welcher in eine der Speisevorrichtung aller Zylinder gemeinsame Kammer
17
mündet.
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Diese Kammer ist in .dem Teil ic ausgebildet und mit einer der Membran
!2 ähnlichen Membran i8 verschlossen, welche zwischen den Rändern. des Teils ia
und einem Führungsdeckel ig eingespannt ist.
Die- Ausgabe des Brennstoffs
(Fig. 2) wird durch ein. Ventil 20 od. dgl. bewirkt, wobei je Motorzylinder ein
Ventil vorhanden ist, welches eine in dem Boden der Kammer 17 angebrachte üffnun@g
21 steuert.
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Dae Ventil2o wird durch eine mit einer Rückfü:hrungsfede-r 2.I versehene
Stange 22 gesteuert, welche die Membran 18 abgedichtet durchdringt und durch den
Deckel ig geführt wird.
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Das obere, in dem Raum 7 befindliche Ende dieser Stange trägt eine
regelbare, durch eine Genmutter gesicherte Nase 23, auf welche ein auf einer zu
der Welle 14 parallelen -Welle 26 angebrachter Nocken 25 wirkt.
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Diese Welle trägt ein schräg verzahntes Stirnrad 27, welches mit dem
Stirnrad 15 im Eingriff steht. und durch das aus dem Körper ia der Pumpe austretende
Ende 28 der Welle 26 angetrieben wird.
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Das, Stirnrad 27 kann auf ,der Welle 26 längs Riefen oder eines, Keils
35 gleiten. Diese Verstellung wird durch eine: Gabeil 36 gesteuert, welche mitteil:s
einer Achse 37 betätigt wird, auf welche ein durch das. Gaspedal oder eine beliebige
andere geeignete Vorrichtung gesteuerter Hebel 37a einwirkt.
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Da die Zahnräder 15 und 27 schräg verzabn:t sind., verändert die durch
die Gab-ei 36 gesteuerte Verscliiebung des Zahnra,des, 27 erfindungsgemäß die gtegme:nseitige
Winke:listelilung der beiden. Wellen.
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Bei dem dargestellten Beispiel ist der Nocken 25 bei, 3o auf dem größten
Teil seines Umfangs km isfö.rmig. Er weist einen ausgehöhlten Teil auf, de,r bei
dem dargestellten Beispiel durch eine: Fläche 31
gebildet wird, welche dazu
dient, das Ventill2o unter Einwirkung seiner Feder 24 zu schließen, wenn der Nocken
die Nase 23 verläBt@ Für alle anderen Stellungen bleibt das Ventil von seinem Sitz
abgehoben, so daß der Kanal 32 frei mit der Kammer 17 ,in Verbindung steht.
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Dieser Kanal 32 verbindet die: durch die-Membran 2 begrenzte Abteilung
12b mit einem Druckventil 33 od. dgl.
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Wenn: dass Ventil geschlossen ist, drückt die Membran 2 den Brennstoff
durch das: Druckventil 33. Der Brennstoff trifft somit auf kein Organ mit merklicher
Reibung und ist durch die Membranen 2 und 18 in absoluter Weise von der durch. das
Schmiermittel gebildeten Hilfsflüssigkeit getrennt.
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Da. sich ferner die Winkelstellung der Welle 26 gegeniüib-,r diesem
Antriebsorgan 28 und infolge,-dessen gegenüber dem Motor nicht geändert hat, erfolgen
die Einspritzungen immer zur gleichen Zeit mit Bezug auf den Takt dein, Motors ohne
Rücksicht auf die Änderung des Volumens L' des j2@veil.s eingespritzten Brennstoffs.
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Es ist klar, daß die Stellung der Welle 26 gegenüber der Antriebs:«rel@le
verändert werden kann, falls die Voreilung der Einspritzung verändert werden soll.
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Man kann natürlich ein beliebiges anderes Mittel, außer einer Verbindung
durch Schraubenzahnräder, wählen, um die Veränderung der Winkelstellung der Welle
14 gegenüber der der Welle 26 zu erhalten, wobei diese Verbindung nur beispielshalber
angegeben wurde.
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Der jeden Tauchkolben. betätigende Nocken 13 wird in dem obigen Beispiel
durch einen Exzenter mit kreisförmigem Querschnitt gebildet, so da,ß sich der Tauchkolben,
nach einem Sinusgleisetz verstellt, doch kann dieser Nocken auch eine andere, Form
haben" um je nach Bedarf eine schnellere oder langsamere, Volumenänderung zu erhalten.
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Die Membran 2 trifft an der Stelle der Einspannung ihrer Ränder zwischen.
den. Teilen ib und i c der Pumpe nur auf Ränder mit starken Ab-
rundungen'
38. Ein in jeder dieser Abrundungen angebrachter Querschnitt 39 gestattet
die! Abfuhr aller Gase, wodurch die Bildung von Taschen vermieden wird.
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Die Membranen 2: und. i8 können aus natürlichem oder l:ü:ns.tlichem
Gummi od. dgl. lsestehen und können durch andere elastische Vorrichtungen ersetzt
werden, z.. B. durch, Metallbalge.
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In@ gewissen Fällen muß. die, Einspri.tZpumpe in 1:,; lie,b,i:gen
Stellungen, arbeiten können., sogar wenn sie auf dem Kopf steht. Es ist dann wichtig,
daß der für- die Triebflüssigkeit vorgesehene Raum 7 leine Gasispuren enthält und
vollständig mit der schmierfähigen Hilfsflüssigkeit gelfüllt ist.
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Hi-eirzu, dient die in Fig. 5 gezeigte Vorrichtung: In einer Seitenwand
4o des Hohlraums 7 ist e411,2 Öffnung -.i angebracht, in welcher ein elastisch verformbares
Organ angeordnet ist, z. B. ein Met.a,Ilbalg d.2.
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Dieser Balg ist an der Wand .4o durch eine Platte 43 und Schrauben
.-. befestigt. An, dem Bodendes, Balgs isit das innere Ende einer Stange45 befestigt,
welche die Versch:lußplatte: ,13 durchdringt und deren äußeres Ende den Betätigungsknopf
46 trägt. Eine Feder 47 ist zwischen der Platte 43 und dem Boden des Balgs: 42 angeordnet.
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Zur vollständigen Füllung das Hohlraums 7 mit einer Hilfsflüssigkeit
entfernet man den Stöpsei 48 und füllt die Flüssigkeit durch die so frei gemachte
Füllöffnung .a.9 ein.. Wenn. der Hohlraum voll ist, zieht man an der Stange 45,
wodurch der Balg ztisammengedrückt wird und die weitere Einfüllung einer gewissen
Flüssigkeitsmenge. in den Hohlraum "s:tatte:t. Man setzt dann den Stöpsel q:8 wieder
ein und läßt den: Knopf 46 los. Der Balg 4:2@ übt dann einen Druck auf die in dem
Hohlraum 7 enthaltene Flüssigkeit aus. Sobald unvermeidlich Undicht.igkeite@n auftreten,
gleicht die Drehung des Balgs diese atts, und der Hohlraum 7 bleibt v011..
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Man erhält so eine Einspritzpumpe, welche dem '('wünschten Zweck gut
entspricht und für zahlreiche Anwendungen geeignet ist, insbesondere zur Speisung
von Verbrennungsmotoren mit Brenn-Stoff, und. zwar unabhängig von, ihrer Zylinderz.abl
und ihrer Arbeitsweise.