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Vorrichtung zur Abgabe abgemessener Mengen von. Flüssigkeitsgemischen
veränderlicher Zusammensetzung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur
Abgabe abgemessener Mengen von Flüssigkeitsgemischen veränderlicher Zusammensetzung,
welche beispielsweise aus einer Ausgangsflüssigkeit bestehen, mit der eine andere
Flüssigkeit nach Belieben gemischt werden kann.
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Ein derartiger Apparat kann z. B. zur Abgabe verhältnismäßig kleiner
Mengen von Benzin, gemischt mit irgendeiner erwünschten Sorte Schmieröl, verwendet
werden; solche Mischungen werden unter anderem bei kleinen Maschinen, z. B. bei
Hilfsmotoren für Fahrräder, verwendet. Es sind bereits viele Vorrichtungen zur Abgabe
von Flüssigkeitsgemischen und insbesondere zur Abgabe von Mischungen aus Benzin
und Schmieröl bekannt.
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Der Zweck der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung dieser Art
zu schaffen, welche besser als die bisher bekannten Vorrichtungen alle Erfordernisse
erfüllt, welche die Genauigkeit des Messens und die Möglichkeit des Beigebens verschiedener
Ölsorten mit einer einzigen Vorrichtung betreffen.
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Die Erfindung besteht in einer für die. Abgabe abgemessener Mengen
von Flüssigkeitsgemischen veränderlicher Zusammensetzung bestimmten Vorrichtung,
welche dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Zylinder mit Kolben, Plunger oder Membran
zur
Abgabe eines der Bestandteile angeordnet ist und daß dieser Kolben oder ein entsprechender
Teil unter regulierbarem totem Gang mit einem zweiten Kolben od. dgl. zur Abgabe
eines anderen Bestandteils in der Weise verbunden ist, daß während einer vollen
Bewegungsperiode des ersten Kolbens oder des entsprechenden Teils die Gesamtmenge
der von beiden Kolben oder entsprechenden Teilen verschobenen Flüssigkeit konstant
bleibt.
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Dies führt zu einer beträchtlichen Zeitersparnis bei der Abgabe von
Flüssigkeitsgemischen veränderlicher Zusammensetzung, während die Wahrscheinlichkeit
von Versehen und fehlerhafter Handhabung beträchtlich herabgesetzt ist. Die Vorrichtung
kann eine Anzahl von Zylindern, z. B. drei, mit Kolbenaggregaten umfassen, :bei
denen die Regulierung des toten Gangs in den verschiedenen Zylindern durch eine
Feststellvorrichtung in der Weise begrenzt sein kann, daß nur in einem Kolbenaggregat
ein Kolben durch den anderen bewegt werden kann. Wenn die durch den Hauptkolben
verschobene Flüssigkeit in jedem Zylinder die gleiche, aber die durch die Hilfskolben
verschobene Flüssigkeit in jedem Zylinder eine andere ist, ist es mit Hilfe der
Vorrichtung möglich, zur ersterwähntenFlüssigkeit eine der anderenFlüssigkeiten
nach Belieben hinzuzugeben, und die Menge kann überdies reguliert werden.
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Wie bereits erwähnt, ist die Vorrichtung vorzugsweise für die Abgabe
von Mischungen aus Benzin und Schmieröl bestimmt; indessen ist die Erfindung nicht
auf diese Anwendung beschränkt, und die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann beispielsweise
auch in der chemischen Industrie, in der Pharmazie oder für andere Zwecke verwendet
werden.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, und zwar in Anwendung auf die Abgabe
von Gemischen von Benzin und Schmieröl.
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Fig. i stellt, teilweise im Schnitt, eine Draufsicht der Vorrichtung
nach der Erfindung dar; Fig. 2 stellt teilweise einen Vertikalschnitt nach Linie
II-II in Fig. i dar; Fig. 3 gibt eine schematische Darstellung einer Feststellungsvorrichtung
für den Fall, daß drei Sorten Schmieröl verwendet werden.
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Jeder Zylinder ist derart angeordnet, daß er für die Abgabe eines
Gemisches aus Benzin und einem bestimmten Schmieröl verwendet werden kann, wobei
die Zusammensetzung der . Mischung veränderlich ist. In der Zeichnung ist beispielsweise
eine Vorrichtung dargestellt, welche für die wahlweise erfolgende Abgabe der einen
aus drei Arten der Mischung bestimmt ist, d. h. eine Vorrichtung mit drei Sorten
Schmieröl, welche folglich, wie in Fig. i dargestellt, drei Zylinder enthält.
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Jeder Zylinder besteht aus zwei Teilen, nämlich einem Hauptzylinder
i, in welchem des Benzin gefördert wird, und einem Hilfszylinder 2, in welchem das
Schmieröl gefördert wird. Kolben 3 im Zylinder i und Kolben ¢ im Zylinder 2 führen
eine hin und her gehende Bewegung aus, wobei, wie später eingehend erklärt werden
wird, die Bewegung des Kolbens 4 von derjenigen des Kolbens 3 abhängig ist.
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Zunächst werde die Bewegung des Kolbens 4 vernachlässigt und angenommen,
daß dieser Kolben stationär :sei; -in diesem Falle -,wird Kolben 3 lediglich Benzin
und kein Schmieröl fördern; das Volumen dieser mit jedem Hub geförderten Benzinmenge
liegt völlig fest, da der Hubraum im Zylinder i konstant ist. Das Benzin wird durch
ein Ventil 6 eingeführt und durch ein Auslaßventil 7 abgegeben.
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Die Betätigung dieser Ventile ist in einfacher Weise von der Stellung
des Kolbens 3 abhängig wie folgt: Die Länge des Kolbenweges wird durch das Vorhandensein
des Kurbel-Pleuelstangen-Mechanismus 8, 9 bestimmt, und an dem Ende der Kurbelwelle
9 ist ein Zahnrad io angebracht. Dieses Zahnrad io arbeitet in Verbindung mit zwei
Zahnrädern ii und i2 der gleichen Größe, welche auf Nockenwellen 13 bz-,v.
14 .aufgebracht sind. Bei Beginn des Saughubes öffnet ein Nocken 15 über einen Hebel
16 das Einlaßventil6 und hält dieses Ventil während. des Saughubs geöffnet. Am Ende
des Hubs gibt der Nooken 15 dien Hebel 16 frei, wobei das Einlaßventil 6 wieder
durch eine Feder 17 geschlossen wird. In diesem Augenblick wird das Auslaßventil
durch einen von der Nockenwelle 13 betätigten Mechanismus geöffnet, der mit dem
für das Einlaßventil beschriebenen Mechanismus übereinstimmt. Am Ende des Druckhubs
wird das Auslaßventil7 ebenfalls durch Druck einer Feder auf den in Verbindung-mit
diesem Ventil arbeitenden Hebel geschlossen.
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So wird mit jedem Hub ein ganz bestimmtes Flüssigkeitsvolumen ausgegeben.
Ist es erwünscht, daß dieses Volumen aus einer Mischung von Benzin und Schmieröl
bestehen soll, so kann dies wie folgt durchgeführt werden: Ist dem Kolben 4 gleichfalls
die Ausführung einer Hinundherbewegung gegestattet, so wird er eine bestimmte Menge
Schmieröl in die Pumpenkammer 18 fördern, wobei diese Menge von dem Hub des Kolbens
4 abhängt. Zu gleicher Zeit muß indessen die in die Kammer 5 verschobene Benzinmenge
um einen dem Volumen des Schmieröls gleichen Betrag vermindert werden, um sicherzustellen,
daß das verschobene Gesamtvolumen das gleiche bleibt. Dies geschieht automatisch
durch den Kolben 4, der sich mit seinem hinteren Teil in die Kammer 5 erstreckt
und wäh-,remdl seines Druckhubs hinten ein dein Volumen des vorn geförderten Schmieröls
gleiches Volumen freigibt. Dieses hinten freigegebene Volumen ist daher aus dem
durch Kolben 3 durch das Druckventil 7 hindurch abgegebene Volumen abgeleitet worden,
so daß das verschobene Gesamtvolumen das gleiche bleibt. Bei dieser Verknüpfung
ist es notwendig, daß die beiden Kolben 3 und 4 miteinander in Phase sind, aber
die Länge des Hubweges von Kolben 4 kann kürzer als diejenige des Kolbens 3 sein.
Mit anderen Worten: Druck- und Saughub
des Kolbens 4 haben gleichzeitig.
mit dem Druck-beziehungsweise Saughub des Kolbens 3 oder innerhalb der Zeitspanne
stattzufinden, während der Kolben 3 Druck- oder Saughub ausführt.
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Die Bewegung des Kolbens 4 leitet sich von derjenigen des Kolbens
3 ab wie folgt: Der Kolben 3 ist mit einem Stift i9 versehen, um den herum ein Haken
21 greifen kann, der mit Kolben 4 fest verbunden ist. Während der Vorwärtsbewegung
(Saughub des Kolbens 3) wird auf diese Weise der Kolben 4, mitgeführt und erreicht
seine äußerste Lage gleichzeitig mit dem Kolben 3. Es leuchtet ein, daß, wenn dies
die einzige Verbindung zwischen den beiden Kolben wäre, Kolben 4 dauernd in dieser
äußersten Lage bleiben würde, nachdem Kolben 3 einmal in seiner äußersten Lage gewesen
wäre. Denn der Stift i9 würde den Haken 2i mit sich herunterziehen, und der Haken
würde darauf in der äußersten Lage bleiben, da die beiden Teile keine feste Verbindung
miteinander haben. Soll durch einen Zylinder lediglich Benzin abgegeben werden,
so kann dies erreicht werden, indem der Kolben 4 in der bereits beschriebenen Stellung
belassen wird, da es klar ist, daß in diesem Falle kein Schmieröl abgegeben werden
würde. Aber wenn ein bestimmter Zylinder eine Menge einer besonderen Sorte Schmieröl
abzugeben hat, dann muß der Kolben 4 seinen Preßhub von der obenerwähnten Stellung
aus zumindest während eines Teils des Druckhubs des Kolbens 3 vollenden. Das ist
möglich, weil in Verhirndung mit dem Kolben 4 ein Bolzen 2o vorgesehen ist, der,
wie später im einzelnen erklärt werden wird, in bestimmter Weise eingestellt werden
kann. In Fig. i wird die äußerste Lage dieses Bolzens 2o gezeigt; wie aus der Zeichnung
ersehen werden kann, ist in dieser Lage der Stift i9 zwischen dem Bolzen 2o und
dem Haken 21 eingeschlossen. In diesem Falle wird infolgedessen die Bewegung des
Kolbens 4 derjenigen des Kolbens 3 völlig entsprechen. So wird ein Höchstprozentsatz
von Schmieröl abgegeben. In dem andern Grenzfalle, nämlich wenn lediglich Benzin
in dem in Frage kommenden Zylinder abgegeben wird, nimmt der Bolzen 2o eine Stellung
ein, in der, sobald der Kolben 3 an seinem äußeren Umkehrpunkt angelangt ist, nämlich
am Ende des Saughubs, sich zwischen den Bolzen i9 und 2o ein freier Abstand befindet,
der mindestens die Länge des Kolbenhubs 3 haben muß. Es ist klar, daß in diesem
Falle der Stift i9 in seiner zweiten, ausgezeichneten Stellung den Bolzen 2o nicht
erreicht oder ihn nur gerade erreicht, aber keinerlei Bewegung auf jenen überträgt.
Dieser Kolben 4 bleibt in seiner vollständig zurückgezogenen Stellung.
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Bei jeder gegebenen Zwischeneinstellung des Bolzens 2o legt der Kolben
4 einen Hubweg zurück, der in der Länge gleich ist demjenigen des Kolbens 3, -vermindert
um den Abstand zwischen den Bolzen i9 und 2o.
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Die Einstellung des Hubweges des Kolbens 4 (und somit die Regulierung
des Prozentsatzes des ahzugebenden Schmieröls) wird wie folgt bewirkt: Der Bolzen
2o ist mit einem Teil 22 verbünden, der außen mit einem Gewinde versehen ist, das
in einem Muttergewinde des Kolbens ,4 läuft. Der Kolben 4 ist durch einen Sperrbolzen
23 in einer in ihrer Längsausdehnung die Höchstlänge des Hubs von Kolben 4 übersteigenden
Nut 24 gegen Drehung gesperrt. Die Drehung des Bolzens 2o führt zu einer relativen
Verschiebung dieses Bolzens in Bezug auf den Kolben 4 mit dem Haken 21.
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Es ist wünschenswert, daß die Drehung des Bolzens mittels eines Teils
stattfindet, der in seiner axialen Richtung am Ort bleibt. Diese Aufgabe ist mit
einer an sich bekannten Methode gelöst worden, nämlich, indem der Bolzen 2o mit
einem losen Stück 25 versehen ist, dessen äußerstes, an zwei Seiten abgeflachtes
Ende 26a teleskopisch in einen im Bolzen 2o eingelassenen Spalt paßt. Dieser Spalt
hat eine größere Länge als der größte Hubweg des Kolbens 4. Die Drehbewegung kann
auf die Teile 2o und 25 mit Hilfe eines von Hand geregelten Knopfes 26 außerhalb
des Apparates und mit Hilfe eines Satzes dazwischenliegender Getrieberäder 27, 28
übertragen werden, deren Übersetzungsverhältnis derart ist, daß der ganze Regel-Bereich
des Bolzens 2o in weniger als einer Volldrehung des Einstellknopfes 26 überstrichen
wird, so daß eine Maßeinteilung vorgesehen werden kann, die die verschiedenen Stellungen
des Bolzens 2o anzeigt und auf diese Weise gestattet, den Prozentsatz des abzugebenden
Schmieröls unmittelbar abzulesen.
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Alle Zylinder in der Vorrichtung besitzen die gleiche Konstruktion
wie der eine oben beschriebene Zylinder, und derart besitzt jeder Zylinder außerhalb
des Gerätes einen Einstellknopf, um das erwünschte Abgabeverhältnis zwischen Benzin
und einer gegebenen Sorte Schmieröl einzustellen.
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So entspricht jeder Einstellknopf einer besonderen Sorte Schmieröl.
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Es wird einleuchten, daß für die Abgabe einer Mischung von Benzin
und Schmieröl einer gegebenen Zusammensetzung nur ein Zylinder auf die Abgabe einer
Mischung eingestellt werden muß und daß die übrigen Zylinder derart eingestellt
sein müssen, daß sie lediglich Benzin liefern.
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Um sicherzustellen, daß dieses der Fall ist, ist es wünschenswert,
daß die verschiedenen Einstellknöpfe in Bezug aufeinander in der Weise gesperrt
werden, daß es unmöglich ist, mehr als einen Einstellknopf auf Abgabe einer Mischung
einzustellen. Dies kann in einfacher Weise durch eine Konstruktion erreicht werden,
die schematisch in Fig. 3 dargestellt ist und eine Lösung für den Fall zeigt, daß
die Wahl zwischen drei Sorten Schmieröl getroffen werden kann, was also bedeutet,
daß drei Einstellknöpfe 26, 29 und 30 vorhanden sind. Eine um ihre Welle
32 drehbare Nockenscheibe 3 i ist in Bezug auf die drei Scheiben 26, 29 und
30 so angebracht, daß sie in jeder Lage mindestens zwei der drei Einstellknöpfe
sperrt, indem sie in eine in jedem Einstellknopf vorgesehene Aussparung eingreift.
In der in Fig. 3 gezeigten Lage sind die Einstellknöpfe 26 und 29 gesperrt, während
der Einstellknopf 30 frei gedreht werden kann. Die Einstellknöpfe 26 und
29
sind dann in einer Lage, in welcher lediglich Benzin abgegeben
wird.
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Aus dem Vorstehenden folgt, daß mittels der Vorrichtung gemäß der
Erfindung eine Mischung von Benzin und Schmieröl jeder beliebigen vorgegebenen prozentualen
Zusammensetzung erhalten werden kann, da bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle von
zwei Zylindern eine bestimmte Menge Benzin abgegeben wird, während der dritte Zylinder
Benzin und Öl einer bekannten prozentualen Zusammensetzung liefert, welche zu gleicher
Zeit die Zusammensetzung der Gesamtmenge der Mischung bestimmt. Es ist auf diese
Weise möglich, die Einstellvorrichtung mit einer Meßeinteilung zu versehen, welche
gestattet, den Prozentsatz an Schmieröl in der Gesamtmenge der Mischung direkt abzulesen.
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Neben dem Zählermechanismus 33 für die Mischung kann dann in einfacher
Weise ein besonderer Zählermechanismus für das-Schmieröl vorgesehen werden, z. B.
durch das Anbringen einer Zahnstange seitlich von Zylinder 4, welche einen weiteren
Zählermechanismus über ein Zahnradgeltriebe bewegen kann. So besitzt jede Sorte
Schmieröl ihren besonderen Zählermechanismus. Außerdem ist es möglich, den Zählermechanismus
33 für die Mischung z. B. über ein Einstellrad 34 und eine Welle 35 so einzurichten,
daß er vor Beginn der Abgabe auf 0 eingestellt ist, wobei dieser Zählermechanismus
durch ein Kegelrädergetriebe 36 von der Kurbelwelle 9 getrieben wird.
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Was das Antreiben des Mechanismus betrifft, so mag aufgezeigt werden,
daß die hier beispielsweise beschriebene Konstruktion durch hydraulischen Druck,
nämlich den Druck des Benzins, getrieben werden soll. Dabei besteht in diesem Falle
die Absicht, das Benzin unter Druck zuzuführen. Ein Überdruck von einer Atmosphäre
genügt reichlich, um eine wirksame Leistung des Gerätes sicherzustellen, welches
so in Form einer Zählerpumpe konstruiert ist. Denn der zu überwindende Widerstand
ist nicht groß, da die verschiedenen Dichtungen in sehr einfacher Weise ausgeführt
werden können; die Dichtung des Kolbens 3 z. B. wird mit Hilfe einfacher flacher
Gummiringe erhalten, ohne daß irgendwie Gefahr besteht, daß Benzin ausläuft.
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Es ist nicht absolut notwendig, diese Art Triebwerk zu übernehmen.
Es ist z. B. auch möglich, den Trieb über die Kurbelwelle 9 gehen zu lassen und
das Benzin durch die Pumpe selbst einzusaugen. Aber dann muß Sorge getragen werden,
sicherzustellen, daß lediglich Flüssigkeit angesaugt und gefördert wird und daß
in den Rohrleitungen oder im Innern der Pumpe keine Gasblasen auftreten.
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Um jederzeit garantieren zu können, daß eine Mischung der gewünschten
Zusammensetzung abgegeben wird, muß die Leitung zur Abgabe der fertigen Mischung
außerhalb der Zeiten, in denen die Abgabe der Mischung stattfindet, leer stehen.
Dies kann z. B. erreicht werden, indem die verschiedenen Leitungen für Benzin und
Öl in einen Sammeltank münden, aus dem die Mischung in den Behälter abgelassen werden
kann, der gefüllt werden soll, nachdem die erwünschte Menge der Mischung in dem
Zwischenbehälter gesammelt worden ist.
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Im vorstehenden ist beispielsweise ein Gerät beschrieben, das drei
zur Abgabe von Mischungen aus Benzin und Schmieröl bestimmte Zylinder enthält und
somit für die Verwendung von drei Arten Schmieröl geeignet ist. Wenn es indessen
erwünscht ist, aus einer größeren Anzahl Schmierölsorten zu wählen, kann dies erreicht
werden, indem dem Gerät ein oder mehrere Zylinder der gleichen Konsüruktiidm, wie
oben beschriehen, zugefügt werden. ; Doch muß in diesem Falle das Sperrsystem natürlich
von etwas abweichender Konstruktion sein. Zum Beispiel könnte eine zylindrische,
mit Aussparungen versehene Walze angewendet werden, wobei jede Aussparung einem
besonderen Einstellknopf in der Weise entspricht, daß die Aussparungen in der Walze
so angeordnet sind, daß in jeder beliebigen Lage der Walze höchstens eine Einstellvorrichtung
frei beweglich ist, während alle anderen Knöpfe dann notwendigerweise in der Nullstellung
gesperrt sind, nämlich in derjenigen Stellung, die der Abgabe von Benzin allein
entspricht. Ist die Anzahl der Zylinder so groß, daß bei einer wie oben beschriebenen
Betätigung der höchste einstellbare Prozentsatz an Schmieröl als zu, gering betrachtet
wird, so können ein oder mehrere Zylinder von der Benzinabgabe ausgeschlossen werden,
indem Rückleitungen in .der Abgabeleitung für Benzin vorgesehen werden, welche z.
B. mit einem Dreiwegeha'hn versehen sind.
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Obwohl die Vorrichtung nach der Erfindung vorzugsweise für die Abgabe
von Mischungen aus Benzin und Schmieröl bestimmt ist, ist die Erfindung keineswegs
auf diese beschränkt, und die Vorrich-
| tung kann .auch für !die Abgabe andererhüssi@ |
| keitsmenaen, verwendet werden. Weichen die Ver- |
hältnisse zwischen den zur Erzielung der erwünschten Mischungsstärke erforderlichen
Mengen wesentlich von den eben beispielsweise beschriebenen zwischen Benzin und
Schmieröl ab, so kann auch das Verhältnis der Durchmesser der Zylinderteile i
| und 2 nach Wunsch abgeändert werden. |
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