DE930905C

DE930905C - Device for dosing and conveying

Info

Publication number: DE930905C
Application number: DEV3805A
Authority: DE
Inventors: August Dr-Ing Monath; Franco Dr-Ing Vannotti
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-05-30
Filing date: 1951-10-06
Publication date: 1955-07-28

Description

Vorrichtung zum Dosieren und Fördern Die Erfindung bezieht sich auf eine Dosier- und Fördervorrichtung mit zwei auf einen Arbeitsraum wirkenden, im Taktverhältnis beliebig von Gleichtakt bis Gegentakt verstellbaren Kolben.Device for dosing and conveying The invention relates to a dosing and conveying device with two acting on a work space, im Clock ratio arbitrarily from common mode to push-pull adjustable piston.

Bekannt ist eine derartige Pumpe mit gemeinsam angetriebenen Kolben, ohne daß ein Hinweis für die Lösung der Regelung der Gleichmäßigkeit einer nicht vorgesehenen Dosierung mehrerer Zylinder bzw. Zylinderpaare gegeben wird.Such a pump with jointly driven pistons is known, without giving a hint for the solution of the regulation of the evenness of a no provided dosage of several cylinders or cylinder pairs is given.

Einstellbare Förderpumpen dagegen besitzen Nachteile, insbesondere den, daß bei einer zwang" läufig angetriebenen Dosierfördervorrichtung die dosierte und geförderte Menge nicht oder nur mit Schwierigkeiten auf Nullherabgesetzt werden kann und daß die Regelung bei manchen Arten dieser Dosiervorrichtung nicht während des Betriebes der Fördervorrichtung geschehen kann, so daß derartige Dosier- und Fördervorrichtungen zur Änderung der dosierten Menge in Abhängigkeit z. B. von der Leistung einer die Dosiervorrichtung zwangläufig antreibenden Maschine nicht geeignet sind.Adjustable feed pumps, on the other hand, have disadvantages, in particular the fact that with a forcibly driven metering conveyor the metered and the amount delivered cannot be reduced to zero, or only with difficulty can and that the control with some types of this metering device not during the operation of the conveyor can be done so that such metering and Conveyors to change the metered amount depending on z. B. from the Performance of a machine that inevitably drives the metering device is not suitable are.

Es sind Mehrfachförderpumpen mit mehreren Zylindern, die einander paarweise zugeordnet sind, bekannt, jedoch handelt es sich bei diesen Vorschlägen nicht um das Problem, das gemäß der Erfindung gelöst werden soll, nämlich die stetige Regelbarkeit der Dosierung z. B. in Abhängigkeit von der Leistung oder dem Bedarf eines die Dosiervorrichtung antreibenden Verbrennungsmotors. Bei diesem Vorschlag sind zwei gegenüberliegende Wellen, von denen jede die Kolben der einen Seite von Zylinderpaaren antreibt, wobei das Taktverhältnis der gegeneinanderwirkenden Kolben sich nicht beliebig von Gegentakt bis Gleichtakt ändern läßt.There are multiple feed pumps with several cylinders that are connected to each other are assigned in pairs, known, but it is with these proposals not the problem that is to be solved according to the invention, namely the constant Controllability of the dosage z. B. depending on the performance or needs an internal combustion engine driving the metering device. at this Suggestion are two opposite shafts, each of which is the piston of one Side of cylinder pairs drives, whereby the clock ratio of the counteracting Piston cannot be changed arbitrarily from push-pull to common mode.

Nach der Erfindung nun wird eine Dosier- und Fördervorrichtung geschaffen, die einerseits während des Betriebes eine Einstellung der Fördermenge von über Null bis zum maximalen Wert gestattet und andererseits die gleichmäßige Dosierung und Förderung zu einer Mehrzahl von zu speisenden Räumen, insbesondere Zylindern von Verbrennungsmotoren, wobei diese Wirkungen erreicht werden unter Schaffung einer verhältnismäßig einfachen, sicher arbeitenden Einrichtung, und zwar durch Nebeneinanderanordnung der zugeordneten Zylinder eines Paares und Gegeneinanderanordnung eines zweiten Paares, vorzugsweise weiterer Nebeneinanderanordnung und Gegeneinanderanordnung anderer Paare, unter Antrieb der Kolbenpaare durch einen mittelliegenden Antrieb bei starrer Verbindung der Kolbenstangen zweier einander gegenüberliegender Zylinder.According to the invention, a metering and conveying device is created, On the one hand, the flow rate is set above zero during operation allowed up to the maximum value and on the other hand the even dosage and Funding to a plurality of rooms to be fed, in particular cylinders of Internal combustion engines, these effects being achieved while creating a relatively simple, safe working device, namely by side by side the associated cylinder of a pair and opposing arrangement of a second Pair, preferably further side-by-side arrangement and opposing arrangement other pairs, with the piston pairs being driven by a central drive with rigid connection of the piston rods of two opposing cylinders.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Dosier- und Fördervorrichtung, insbesondere verwendet als Einspritzpumpe für einen Mehrzylindermotor, dem Kolben zugeordnete ringförmige Exzenterstücke und diese bewegende, sich mit der gemeinsamen Antriebswelle drehende Nocken.According to a preferred embodiment, the metering and conveying device contains used in particular as an injection pump for a multi-cylinder engine, the piston associated ring-shaped eccentric pieces and these moving, with the common Drive shaft rotating cams.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der mittelliegende Antrieb ausgebildet als zwei ineinanderliegende Wellen, von denen die eine eine Hohlwelle mit die Kolbenstangen einer Serie antreibenden Nocken und die andere als mit der Hohlwelle sich drehende, ihr gegenüber axial verschiebbare, in der Hohlwelle angeordnete Welle ausgebildet ist, deren Nocken die Kolbenstangen der anderen Serie antreiben, wobei die Verdrehbarkeit der Wellen zueinander mit I8o° bemessen wird, um die Einstellung von Gleichtakt bis Gegentakt ändern zu können.According to a further preferred embodiment, the central one Drive designed as two nested shafts, one of which is one Hollow shaft with the piston rods of one series driving cams and the other than rotating with the hollow shaft and axially displaceable in relation to it in the hollow shaft arranged shaft is formed, the cams of which the piston rods of the other series drive, whereby the rotatability of the shafts to each other is measured at 180 °, to be able to change the setting from common mode to differential mode.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dient die Dosier- bzw. Fördervorrichtung gemäß der Erfindung zur Speisung einer Turbine, wobei Dosier- und Fördervorrichtung mit der Turbine als Drehzahlwandler bzw. Drehmomentwandler z. B. für Kraftwagen und andere Fahrzeuge Verwendung finden kann.According to a further preferred embodiment, the dosing or conveying device according to the invention for feeding a turbine, with metering and conveyor device with the turbine as a speed converter or torque converter z. B. can be used for automobiles and other vehicles.

Veranschaulicht sei die Erfindung an der bevorzugten Ausführungsform der Zuordnung von zwei mit Kolben versehenen, miteinander verbundenen Zylindern gleicher Größe zueinander. Arbeiten die Kolben der beiden Zylinder im Gleichtakt, so wird das Medium beim Saughub der Kolben aus den Zuführungsleitungen eingesaugt bzw. eingedrückt und bei dem Arbeitshub der Kolben das dem Zylinderraum zwischen unterer Totpunktslage und oberer Totpunktslage entsprechende Volumen jeden Zylinders in die Förderleitung gedrückt. Die Summe der Hubvolumen der Zylinder ist das Maximum der dosierten und geförderten Menge. Die Fördermenge erreicht ihr Minimum, Null, wenn die Kolben im Gegentakt arbeiten, .da dann der Raum in dem einen Kolben sich in dem Maße verringert, wie er in dem anderen Kolben sich vergrößert, so daß durch den Arbeitshub des einen Kolbens die von ihm herausgedrückte Menge des Mediums durch die Verbindungsleitung in den durch den gleichzeitigen Saughub des anderen Zylinders sich entsprechend vergrößernden Raum dieses Zylinders gedrückt wird. Am oberen Totpunkt des Kolbens in dem einen Zylinder ist .die maximale von diesem Zylinder förderbare Menge durch die Verbindungsleitung der Zylinder in den durch Erreichen des unteren Totpunktes des Kolbens in dem anderen Zylinder sein größtes Fassungsvermögen aufweisenden Zylinder gedrückt, und diese Menge wird bei Gegentakt der Kolben wechselnd von dem einen in den anderen Zylinder und zurück gespült. In diesem Taktverhältnis der Kolben fördert die Dosiervorrichtung kein Medium.The invention is illustrated using the preferred embodiment the assignment of two cylinders provided with pistons and connected to one another same size to each other. Do the pistons of the two cylinders work in unison, the medium is sucked in from the supply lines during the suction stroke of the piston or pressed in and on the working stroke of the piston the cylinder space between volume of each cylinder corresponding to the lower dead center position and the upper dead center position pressed into the delivery line. The sum of the stroke volumes of the cylinders is the maximum the dosed and conveyed amount. The delivery rate reaches its minimum, zero, if the pistons work in push-pull, then there is space in one piston decreases as it increases in the other piston, so that by the working stroke of one piston through the amount of medium pressed out by it the connecting line into the through the simultaneous suction stroke of the other cylinder correspondingly increasing space of this cylinder is pressed. At top dead center of the piston in one cylinder is the maximum that can be conveyed by this cylinder Amount by connecting the cylinder to the by reaching the lower Dead center of the piston in the other cylinder having its largest capacity The cylinder is pressed, and this amount is alternated by the piston when push-pull flushed one in the other cylinder and back. In this clock ratio the piston the dosing device does not convey any medium.

Zwischen Null und dem Maximum läßt sich nun jeder beliebige Wert dadurch einstellen, daß der Takt der Kolben gegeneinander geändert wird.Any value between zero and the maximum can now be used set that the stroke of the pistons is changed against each other.

Das gleiche kann bei beliebigen Behältern mit veränderbarem Rauminhalt geschehen, wobei die Bedingung die ist, daß der größte Rauminhalt, bezogen auf die förderbare Menge in jedem Behälter, und ebenso das Minimum des Rauminhalts gleich sind und die Volumina der Förderungsmengen jeden Behälters unabhängig von dem des anderen Behälters zwischen dem besagten Maximum und dem Minimum bzw, ein zwischen Gleichtaft und Gegentakt der Förderung beliebig änderbarer Förderzeitpunkt bzw. Förderzeitraum geregelt werden kann. Bei Verwendung von Bälgen an Stelle der bevorzugten Ausführungsform des Zylinders mit Kolben kann das größte Maß der Zusammenwirkung des einen Balges im Gleichtakt oder im Gegentakt oder in jedem zwischenliegenden Takt erfolgen, so daß bei solchen Behältern mit veränderbarem Rauminhalt die Verhältnisse die gleichen sind.The same can be done with any containers with changeable volume happen, whereby the condition is that the largest volume, based on the conveyable amount in each container, and likewise the minimum volume is the same and the volumes of the delivery rates of each container are independent of that of the other container between the said maximum and the minimum or one between Equal and counter-clocking of funding, funding date or time can be changed as required. Funding period can be regulated. When using bellows instead of the preferred one Embodiment of the cylinder with piston can have the greatest degree of interaction of the one bellows in common mode or in differential mode or in each intermediate Clock take place, so that the ratios in such containers with changeable volume are the same.

Die Verstellung des Täktes von z. B. zwei Kolben zweier gleich großer miteinander verbundener Zylinder ist auf verschiedene Weise möglich.The adjustment of the Täktes of z. B. two pistons of two equal sizes interconnected cylinders is possible in different ways.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform geschieht diese Verstellung durch Zuordnung von einer Kurbelwelle zu jeder Kolbenstange und Antrieb jeder Kurbelwelle .durch eine angetriebene Welle, z. B. mittels Zahnrädern auf jeder Kurbelwelle, die mit je einem von zwei auf der Antriebswelle angebrachten und sich mit ihr drehenden Zahnrädern kämmen, von denen eines gegenüber dem anderen zeitweise voreilen oder nacheilen kann und dieses Voreilen bzw. Nacheilen regelbar, vorzugsweise während des Betriebes regelbar ist, z. B. nach einer bevorzugten Ausführungsform dadurch, daß dieses Zahnrad in einer Schrägnut der Welle verschiebbar, sich mit der Welle drehend, befestigt ist.According to a preferred embodiment, this adjustment takes place by assigning a crankshaft to each piston rod and driving each crankshaft .by a driven shaft, e.g. B. by means of gears on each crankshaft, those attached with one of two on the drive shaft and rotating with it Combing gears, one of which is temporarily ahead of the other or can lag and this lead or lag can be regulated, preferably during the operation is controllable, z. B. according to a preferred embodiment, that this gear is displaceable in an inclined groove in the shaft, with the shaft rotating, is attached.

Es ist auf diese Weise möglich, je nach der Lage der Schrägnut und je nach der Verschiebung der Befestigung des Zähnrades in der Schrägnut die Stellung der Kurbelwellen der beiden Kolben zueinander in jeder Stellung vom Gleichtakt bis zum Gegentakt zu verändern und damit die insgesamt geförderte Menge von einem Maximum auf jeden beliebigen Wert zwischen diesem Maximum und Null zu variieren bzw. zu dosieren.It is possible in this way, depending on the location of the inclined groove and depending on the displacement of the attachment of the gear in the inclined groove the position of the crankshafts of the two pistons to each other in every position to change from common mode to differential mode and thus the total funded Amount from a maximum to any value between that maximum and zero to vary or to dose.

Eine solche Möglichkeit der Dosierung der geförderten Menge von Null über jeden Wert bis zu einem Maximum ist, wie erwähnt, von großem Vorteil bei Kraftstoffdosierungen z. B. für Verbrennungsmotoren.Such a possibility of dosing the pumped amount from zero above any value up to a maximum is, as mentioned, of great advantage in fuel metering z. B. for internal combustion engines.

Hierbei kann die Dosier- und Fördervorrichtung gemäß der Erfindung als Kraftstoffeinspritzpumpe Verwendung finden. Die Dosier- und Fördervorrichtung eignet sich jedoch auch in allen Fällen, in denen ein Gas oder eine Flüssigkeit oder ein wie eine Flüssigkeit sich verhaltender Feststoff regelbar dosiert gefördert werden soll. Die Dosier-und Fördervorrichtung gemäß der Erfindung kann jedoch auch als Pumpe zum Speisen einer Antriebsvorrichtung, z. B. einer Turbine, Verwendung finden, wobei Dosier- und Fördervorrichtung gemäß der Erfindung und Turbine ein stufenlos regelbares Getriebe bzw. ein Drehmomentwandler bzw. Drehzahlwandler darstellt.Here, the metering and conveying device according to the invention find use as a fuel injection pump. The dosing and conveying device however, it is also suitable in all cases in which a gas or a liquid or a solid that behaves like a liquid is conveyed in a controllable and metered manner shall be. However, the metering and conveying device according to the invention can also as a pump for feeding a drive device, e.g. B. a turbine, use find, metering and conveying device according to the invention and a turbine represents continuously variable transmission or a torque converter or speed converter.

In anderen Fällen, in denen die Regelung der Dosierung einer Fördervorrichtung nicht bis zu einer Förderleistung von Null herabgesetzt zu werden braucht, kann entweder bei Vorsehung von zwei Räumen, z. B. Zylindern mit gleichen Fördervolumen, die Taktverstellbarkeit nicht bis zur Erreichung des Gegentaktes vorgesehen sein, oder es können zwei Behälter ungleichen Hubvolumens oder Fördervolumens, z. B. zwei mit Kolben versehene Zylinder verschiedenen Hubvolumens, einander durch eine Verbindungsleitung an der Förderseite und Kopplung der Kolbenbewegung zugeordnet werden, wobei das Minimum der Fördermenge der Vorrichtung beim Gegentaktarbeiten der Kolben dem Überschuß des Hubvolumens des größeren Zylinders über das Volumen des kleineren Zylinders entspricht.In other cases where the regulation of the dosage of a conveyor does not need to be reduced to a delivery rate of zero, can either with the provision of two rooms, e.g. B. Cylinders with the same delivery volume, the clock adjustability must not be provided until the push-pull has been reached, or two containers of unequal stroke volume or delivery volume, e.g. B. two cylinders of different stroke volume provided with pistons, each other through a connecting line be assigned to the delivery side and coupling of the piston movement, with the Minimum of the delivery rate of the device in push-pull operation of the piston to the excess the stroke volume of the larger cylinder over the volume of the smaller cylinder is equivalent to.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine mehrfache Dosier- und Fördervorrichtung durch Vereinigen mehrerer Zylinder-und Kolbenpaare mit gleicher Verstellung der Takte der Kolben bei jedem Paar geschaffen, z. B. für die Dosierung der Kraftstoffmengen eines Mehrzylindermotors oder auch als Speisepumpe einer Turbine.According to a preferred embodiment of the invention, a multiple Dosing and conveying device by combining several pairs of cylinders and pistons created with the same adjustment of the strokes of the pistons in each pair, z. B. for metering the amount of fuel in a multi-cylinder engine or as a feed pump a turbine.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind zwei Paare von Zylindern mit Kolben gegeneinander derart angeordnet, daß die Kolben von zwei gegenüberliegenden Zylindern starr miteinander verbunden und ihr Takt gegenüber den zwei ebenfalls miteinander verbundenen Kolben der benachbarten Zylinder .der Paare gemeinsam geändert werden kann. Bei Verwendung der Dosier-und Fördervorrichtung gemäß der Erfindung als Einspritzpumpe für einen Verbrennungsmotor mit mehr als zwei Zylindern wird ein weiteres Aggregat, bestehend aus zwei gegeneinander angeordneten Paaren von Zylindern und Kolben, mit starrer Verbindung der gegenüberliegenden Kolben untereinander oder weiterer Aggregate zugeordnet, wobei der Antrieb aller Kolbenpaare bzw. aller Kolben der Zylinderpaare gemeinsam durch eine Antriebswelle erfolgt, derart, daß die Taktverstellung durch Verschieben des Angriffspunktes der Welle an einer Kolbenstange (die zwei gegenüberliegenden Kolben zugeordnet ist) eines Kolbens des Paares geschieht.According to a further preferred embodiment, there are two pairs of Cylinders with pistons are arranged against one another in such a way that the pistons of two opposite one another Cylinders rigidly connected to each other and so is their tact with respect to the two interconnected pistons of the adjacent cylinder .der pairs changed together can be. When using the metering and conveying device according to the invention as an injection pump for an internal combustion engine with more than two cylinders another unit, consisting of two mutually opposing pairs of Cylinders and pistons, with a rigid connection between the opposing pistons or other units assigned, the drive of all piston pairs or all Pistons of the cylinder pairs are carried out jointly by a drive shaft in such a way that the timing adjustment by moving the point of application of the shaft on a piston rod (which is assigned to two opposite pistons) of one piston of the pair happens.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die Verschiebung des Taktverhältnisses der Kolben eines Paares und damit der Kolben des gegenüberliegenden festgekuppelten Paares und etwaiger anderer von der gleichen Welle angetriebener weiterer Paare und gekuppelter Paare erreicht durch Vorsehen von einer die nicht verstellbaren Kolben antreibenden Hohlwelle und einer in dieser Hohlwelle sich mit der Hohlwelle drehenden, die Kolben der anderen Zylinder antreibenden, gegenüber der Hohlwelle um I8o° verstellbaren Innenwelle. Hohlwelle und Innenwelle werden von dem Motor, dem die Einspritzpumpe gemäß der Erfindung den Kraftstoff zuführt, angetrieben.According to a preferred embodiment, the shift in the clock ratio the piston of a pair and thus the piston of the opposite, tightly coupled Pair and any other other pairs driven by the same shaft and coupled pairs achieved by providing one the non-adjustable Piston driving hollow shaft and one in this hollow shaft with the hollow shaft rotating, driving the pistons of the other cylinders, opposite the hollow shaft Inner shaft adjustable by 180 °. Hollow shaft and inner shaft are driven by the motor, which the injection pump according to the invention supplies the fuel, driven.

Gegenüber bekannten Dosiereinrichtungen besteht nach der Erfindung der Vorteil, daß die Antriebsgeschwindigkeit der Dosiervorrichtung bei Änderung der geförderten Menge nicht geändert zu werden braucht und daß die Antriebsgeschwindigkeit auf die jeweils geförderte Menge ohne Einfluß ist. Weitere Vorteile sind, daß weder Regulierventile noch Rücklaufeinrichtungen erforderlich sind, da einfache Rückschlagventile genügen. Bei Vereinigung mehrerer Dosiereinrichtungen gemäß der Erfindung liegt der Vorteil vor, daß auf einfache Weise eine Einspritzvorrichtung für Mehrzylindermotoren geschaffen werden kann, wobei die jeweils eingespritzte Menge einer einzelnen Dosiervorrichtung gemäß der Erfindung unabhängig von der Antriebsgeschwindigkeit, d. h. bei Kupplung des Antriebs der Dosiervorrichtung mit dem Verbrennungsmotor von der Drehzahl dieses Motors ist und eine gleichsinnige Änderung der geförderten Menge jedes Paares des Aggregates auf einfache Weise möglich ist, so daß nicht die Gefahr besteht, daß ein Zylinder des Verbrennungsmotors bei Änderung der Förderungsmenge jedes Arbeitshubes jeder Dosier- und Fördereinrichtung eine andere Menge Kraftstoff erhält als einer der anderen Zylinder, wobei der weitere Vorteil besteht, daß diese Taktverschiebung gemeinsam auf einfache Weise durch eine in einer Hohlwelle angeordnete Welle und deren axiale Verschiebung zur Hohlwelle geschehen kann. Bei der bevorzugten Gegeneinanderanordnung mit starrer Verbindung der Kolbenstangen ist der weitere Vorteil vorhanden, daß für zwei Dosiereinrichtungen gemäß der Erfindung nur ein gemeinsamer Exzenterantrieb erforderlich ist.Compared to known metering devices, according to the invention the advantage that the drive speed of the metering device when changing the amount conveyed does not need to be changed and that the drive speed has no influence on the amount promoted in each case. Other advantages are that neither Regulating valves nor return devices are required as simple check valves suffice. When several metering devices are combined according to the invention the advantage that an injection device for multi-cylinder engines in a simple manner can be created, the amount injected in each case from a single metering device according to the invention independent of the drive speed, d. H. with clutch the drive of the metering device with the internal combustion engine on the speed of this Motor is and a change in the same direction of the delivered amount of each pair of the Aggregates is possible in a simple manner, so that there is no risk that a cylinder of the internal combustion engine when the delivery rate of each working stroke changes each metering and delivery device receives a different amount of fuel than one the other cylinder, with the further advantage that this clock shift together in a simple manner by a shaft arranged in a hollow shaft and whose axial displacement to the hollow shaft can take place. In the preferred back-to-back arrangement with a rigid connection of the piston rods there is the further advantage that only one common eccentric drive for two metering devices according to the invention is required.

Bei Verwendung der Dosier- und Fördervorrichtung gemäß der Erfindung als Einspritzpumpe für Verbrennungsmotoren besteht der weitere Vorteil, daß ein Typ sich für Motoren verschiedenen Hubvolumens verwenden läßt.When using the metering and conveying device according to the invention As an injection pump for internal combustion engines, there is the further advantage that a Type can be used for engines of different displacement.

Ein weiterer Vorteil der Dosier- und Fördervorrichtung gemäß der Erfindung ist die verhältnismäßige Wohlfeilheit, da außer der Einpassung der Kolben in die Zylinder eine weitere Präzisionsarbeit nicht erforderlich ist.Another advantage of the metering and conveying device according to the invention is the proportional one Cheap because apart from fitting the piston into the cylinder no further precision work is required.

In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen von Dosier- und Fördervorrichtungen gemäß der Erfindung dargestellt.In the drawing are preferred embodiments of metering and Shown conveying devices according to the invention.

Fig. i zeigt schematisch, teilweise im Schnitt, das Prinzip des Arbeitens der Dosiervorrichtung gemäß der Erfindung an einer einfachen, aus zwei Zylindern mit Kolben bestehenden Pumpe; Fig. 2 zeigt im Schnitt ein aus vier Dosiervorrichtungen bestehendes, als Einspritzpumpe für einen Vierzylindermotor dienendes Aggregat; Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Pumpe gemäß Fig. 2; Fig. 4 zeigt einen Querschnitt in vergrößertem Maßstabe durch die Antriebswellen der Kolben des Aggregates; Fig. 5 zeigt im vergrößerten Maßstabe Ansichten der Antriebswellen, teilweise im Schnitt; Fig. 6 zeigt Einzelheiten der Antriebsnocken.Fig. I shows schematically, partially in section, the principle of operation the dosing device according to the invention on a simple one, consisting of two cylinders existing piston pump; Fig. 2 shows in section one of four metering devices existing unit serving as an injection pump for a four-cylinder engine; FIG. 3 shows a cross section through the pump according to FIG. 2; Fig. 4 shows one Cross-section on an enlarged scale through the drive shafts of the pistons of the unit; Fig. 5 shows on an enlarged scale views of the drive shafts, partly in Cut; Fig. 6 shows details of the drive cams.

In einem Block i (Fig. i) sind zwei Zylinderbohrungen 2 vorgesehen mit Kolben 3, die mit Kolbenstangen 4 verbunden sind. Oberhalb des oberen Totpunktes sind die beiden Zylinder durch eine Leitung 5 verbunden, die in eine Förderleitung 6 mündet, die mit einem Rückschlagventil 7 ausgerüstet ist. Ebenfalls oberhalb des oberen Totpunktes münden die Zuführungsleitungen 8, die mit Rückschlagventilen g versehen sind.Two cylinder bores 2 are provided in a block i (FIG. I) with pistons 3 which are connected to piston rods 4. Above top dead center the two cylinders are connected by a line 5 which leads into a delivery line 6 opens, which is equipped with a check valve 7. Also above the The supply lines 8, which are equipped with check valves g are provided.

Jede Kolbenstange 4 greift an einer Kurbelwelle Io an, auf denen Zahnräder II sitzen. Die Zahnräder II kämmen mit Zahnrädern 12 und 13, die sich mit einer Achse 14 drehen, die z. B. von einer Vorrichtung angetrieben wird, der das dosierte Medium durch die Förderleitung 6 zugeführt wird.Each piston rod 4 engages a crankshaft Io on which gears II sit. The gears II mesh with gears 12 and 13, which are with a Rotate axis 14, the z. B. is driven by a device that the metered Medium is fed through the delivery line 6.

Das als Zahnwalze ausgebildete Zahnrad 13 sitzt fest auf der Welle 14, während das Zahnrad 12 gegenüber der Welle 14 entlang einer Schrägnut 15 verschoben werden kann.The gear 13, designed as a toothed roller, is firmly seated on the shaft 14, while the gear 12 is displaced with respect to the shaft 14 along an inclined groove 15 can be.

Die Verschiebung wird bewerkstelligt durch eine Längsverschiebung der Welle 14 mittels einer Stellschraube 16, die eine Hülse 17, auf der drehbar ein Rad 18 sitzt, verschiebt. Auf der Welle 14 sitzt eine sich mit der Welle drehende Hülse i9, die z. B. einstückig mit der Zahnwalze 13 sein kann, mit einer Ringnut 2o, in die das Rad 18 eingreift. Wird nun die Welle 14 durch Betätigung der Schraube 16 verschoben, so wird dem Zahnrad 12 dadurch eine Voreilung oder Nacheilung erteilt, daß es zu .der Welle 14 und dem Zahnrad 13 entlang der Schrägnut 15 verschoben wird.The shift is brought about by a longitudinal shift of the shaft 14 by means of an adjusting screw 16, which has a sleeve 17 on the rotatable a wheel 18 is seated, moves. On the shaft 14 sits a rotating with the shaft Sleeve i9, the z. B. can be integral with the toothed roller 13, with an annular groove 2o, in which the wheel 18 engages. Now the shaft 14 by actuating the screw 16 shifted, the gear 12 is thereby given a lead or lag, that it is moved to the shaft 14 and the gear 13 along the inclined groove 15.

Dadurch ändert sich das Taktverhältnis der Kolben 3 zueinander. Art und Grad .der Taktverschiebung können bestimmt werden durch entsprechende Ausbildung der Steigung und der Länge der Schrägnut 15. Die Schrägnut ist bevorzugt so geformt, daß eine stetige Änderung des Taktes vom Gleichtakt bis zum Gegentakt ermöglicht ist, d. h. die Zahnräder 12 und 13 gegeneinander um I8o° verstellt werden können.This changes the cycle ratio of the pistons 3 to one another. Art and degree of the clock shift can be determined by appropriate training the slope and the length of the inclined groove 15. The inclined groove is preferably shaped so that enables a constant change of the clock from common mode to differential mode is, d. H. the gears 12 and 13 can be adjusted relative to one another by 180 °.

In der Fig. i sind die Kolben im Gleichtakt gezeichnet. Das Hubvolumen der Zylinder?, mit den Kolben 3 ist gleich, so daß durch die Förderleitung 6 das Doppelte des Hubvolumens jedes Zylinders bei jedem Arbeitshub der Kolben 3 gefördert wird. Bei dem Saughub der Kolben 3, der in dieser Taktstellung in beiden Zylindern gleichzeitig erfolgt, werden die Zylinder 2 durch die Zuführleitungen 8 gespeist.In Fig. I, the pistons are drawn in unison. The stroke volume the cylinder ?, with the piston 3 is the same, so that through the delivery line 6 the Double the stroke volume of each cylinder with each working stroke of the piston 3 promoted will. During the suction stroke of the piston 3, in this clock position in both cylinders takes place at the same time, the cylinders 2 are fed through the feed lines 8.

Wird nun durch Drehen der Schraube 16 und Verschieben der mit dem Rad 18 versehenen Mutter 17 die Hülse i9 mit der Zahnwalze 13 auf der Welle verschoben, wodurch sich die Stellung des Zahnrades i2 zu dem Zahnrad 13 ändert, und zwar bis zu dem Endpunkt der Schrägnut 15, so arbeiten die Kolben im Gegentakt, da die Zahnräder 12 und 13 gegeneinander um I8o° verdreht wurden.Is now by turning the screw 16 and moving the with the Wheel 18 provided nut 17 moved the sleeve i9 with the toothed roller 13 on the shaft, whereby the position of the gear i2 changes to the gear 13, namely to to the end point of the inclined groove 15, the pistons work in push-pull because the gears 12 and 13 have been rotated against each other by 180 °.

Es ist also dann der eine der Kolben 3 in der oberen Totpunktstellung, wenn der andere Kolben in der unteren Totpunktstellung ist. Der Zylinder mit dem Kolben in der unteren Totpunktstellung ist dann mit dem zu dosierenden und fördernden Medium gefüllt. Bei dem nächsten Takt, bei dem der Kolben des gefüllten Zylinders nach dem oberen Totpunkt zu geht und der Kolben des anderen Zylinders nach dem unteren Totpunkt, drückt der gefüllte Zylinder seinen Inhalt in den Zylinder mit dem nach unten gehenden Kolben, ohne daß eine Förderung durch die Förderleitung 6 oder ein Zufluß von neuem Medium durch eine Leitung 8 vor sich geht. Die Umspülung eines dem Hubvolumen eines Zylinders entsprechenden Volumens des Mediums geht dann so lange vor sich, bis das Taktverhältnis der Kolben .durch Rückverschiebung des Zahnrades 12 bezüglich der Welle 14 und der Zahnwalze 13 durch entgegengesetzte Betätigung der Stellschraube 16 erfolgt.It is then one of the pistons 3 in the top dead center position, when the other piston is in the bottom dead center position. The cylinder with the The piston in the bottom dead center position is then with the one to be metered and conveyed Medium filled. At the next stroke when the piston of the filled cylinder goes to top dead center and the piston of the other cylinder goes to the bottom Dead center, the filled cylinder pushes its contents into the cylinder with the after piston going down without a promotion through the delivery line 6 or a Inflow of new medium through a line 8 is going on. The wash around a the volume of the medium corresponding to the stroke volume of a cylinder then goes like this a long time to come, until the cycle ratio of the pistons. by moving the gear back 12 with respect to the shaft 14 and the toothed roller 13 by opposite actuation the adjusting screw 16 takes place.

Wird diese Verstellung so -ausgeführt, daß das Rad 12 im Verhältnis zu dem Rad 13 um 90° verschoben wird, so daß also der eine Kolben sich auf der Mitte seines Weges befindet, während der andere Kolben den Totpunkt erreicht .'hat, so wird die Hälfte des Hubvolumens eines Zylinders umgespült und ein Volumen Medium gefördert, das dem Hubvolumen eines Zylinders entspricht.If this adjustment is carried out so that the wheel 12 in the ratio is shifted to the wheel 13 by 90 °, so that the one piston is in the middle is on its way while the other piston has reached dead center, see above half of the stroke volume of a cylinder is flushed around and one volume of medium promoted, which corresponds to the displacement of a cylinder.

Auf diese Weise kann jedes Volumen geförderten Mediums zwischen Null und dem doppelten Hubvolumen eines Zylinders eingestellt werden.In this way each volume of the conveyed medium can be between zero and twice the stroke volume of a cylinder can be set.

In einem aus zwei Blöcken 2o, 21 (Fig. 2 und 3) bestehenden Gehäuse sind Bohrungen 22, 23 bzw. 24, 25 paarweise einander gegenüberliegend vorgesehen. In .diesen Bohrungen arbeiten Kolben 26 bzw. 27 und 28 bzw. 29. Je ein Kolben 26 ist mit je einem Kolben. 27 und je ein Kolben 28 mit je einem Kolben 29 starr verbunden durch Kolbenstangen 30, 3i, 32, 33.In a housing consisting of two blocks 2o, 21 (FIGS. 2 and 3) bores 22, 23 and 24, 25 are provided in pairs opposite one another. Pistons 26 or 27 and 28 or 29 work in these bores. One piston 26 each is with one piston each. 27 and one piston 28 each with one piston 29 each rigidly connected by piston rods 30, 3i, 32, 33.

Durch das Gehäuse durchgeführt ist eine Welle 34, die als Hohlwelle ausgebildet ist und von dem Motor angetrieben wird, dem Kraftstoff durch die als Einspritzpumpe ausgebildete Dosier- und Fördervorrichtung zugeführt wird. Die Kolbenstangen 30, 34 32 und 33 sind mit ringförmigen Exzenterstücken 35, 36, 37 und 38 verbunden.A shaft 34, which is a hollow shaft, is passed through the housing is formed and is driven by the engine, the fuel through the as Injection pump trained metering and delivery device is supplied. The piston rods 30, 34, 32 and 33 are connected to annular eccentric pieces 35, 36, 37 and 38.

Die Exzenterstücke 35, 36, 37 und 38 sind als Ringe ausgebildet, deren Bewegung durch Nocken 39 bzw. 4o bzw. von Nocken 42 und 43 bewirkt wird.The eccentric pieces 35, 36, 37 and 38 are designed as rings, whose Movement through Cams 39 and 4o or from cams 42 and 43 caused will.

In die Hohlwelle 34 eingeschoben ist die Welle 4I, die sich mit der Hohlwelle 34 zusammen dreht und ihr gegenüber - wie weiter unten dargelegt -verdrehbar und axial verschiebbar ist. Während die die Exzenterstücke 35 und 37 antreibenden Nocken 39 und 40 auf der Welle 34 sitzen, trägt die Welle 41 Nocken 42 und 43, die mit den Exzenterstücken 36 und 38 der Kolbenstangen 31 und 33 durch Ausnehmungen 44 und 45 der Welle 34 hindurch zusammenwirken.In the hollow shaft 34 is inserted the shaft 4I, which is with the Hollow shaft 34 rotates together and relative to it - as explained below - rotatable and is axially displaceable. While the eccentric pieces 35 and 37 driving Cams 39 and 40 sit on the shaft 34, the shaft 41 carries cams 42 and 43, the with the eccentric pieces 36 and 38 of the piston rods 31 and 33 through recesses 44 and 45 of the shaft 34 cooperate therethrough.

Die Nocken 39 und 40 und die Nocken 42 und 43 sind gegeneinander je um 9o° versetzt. Die Aussparungen 44 und 45 der Hohlwelle 34 sind so ausgebildet, daß sie Verdrehungsbewegungen der Nocken 42 und 43 um je I8o° zulassen.The cams 39 and 40 and the cams 42 and 43 are against each other offset by 90 °. The recesses 44 and 45 of the hollow shaft 34 are designed so that that they allow twisting movements of the cams 42 and 43 by I8o ° each.

Die Welle 41 ist bezüglich der sie umgebenden Hohlwelle 34 verdrehbar, und zwar axial verschiebbar mittels einer Schrägverzahnung 46, derart, daß eine Verschiebung der Welle 41 gegenüber der Welle 34 um jeden Winkel zwischen o und I8o° erfolgen kann.The shaft 41 is rotatable with respect to the hollow shaft 34 surrounding it, namely axially displaceable by means of a helical toothing 46, such that a Displacement of the shaft 41 with respect to the shaft 34 by every angle between o and I8o ° can be done.

Mit dieser Verschiebung erfolgt naturgemäß eine Verstellung der Winkel der Nocken 39 und 40 gegenüber den Nocken 42 und 43, die untereinander in dem festen Winkelverhältnis von 9o° stehen. Die Rückstellung erfolgt durch eine Feder 52.This shift naturally results in an adjustment of the angle the cams 39 and 40 opposite the cams 42 and 43, which are mutually fixed in the Angular ratio of 9o °. It is reset by a spring 52.

Die Längsverschiebung der Achse 41 wird ermöglicht durch Vorsehung von achsparallelen Längsnuten 53 und entsprechenden Federn oder Nasen 54 (Fig. 6) der Nocken 42 und 43, die sich, gehalten durch die Ausnehmungen 44 und 45 der Welle 34, durch die sie hindurchgehen, axial gegenüber der Achse 41 bei deren Drehung und Axialverschiebung gegenüber der Welle 34 verschieben.The longitudinal displacement of the axis 41 is made possible by provision of axially parallel longitudinal grooves 53 and corresponding tongues or lugs 54 (Fig. 6) the cams 42 and 43, which are held by the recesses 44 and 45 of the shaft 34 through which they pass, axially with respect to the axis 41 as it rotates and move the axial displacement with respect to the shaft 34.

Die Zylinder eines Paares sind untereinander verbunden durch Leitungen 47, die als Nuten in dem Gehäuseblock vorgesehen sind und in Leitungen 48 münden, die mit Rückschlagventilen 49 versehen sind. Diese Leitungen 48 stehen mit Zuführungsleitungen 5o in Verbindung, die mit Rückschlagventilen 51 versehen sind und z. B. zu einem Treibstofftank führen.The cylinders of a pair are interconnected by pipes 47, which are provided as grooves in the housing block and open into lines 48, which are provided with check valves 49. These lines 48 are connected to supply lines 5o in connection, which are provided with check valves 51 and z. B. to one Lead fuel tank.

Die Wirkungsweise der für einen Vierzylindermotor gezeigten Vorrichtung ist prinzipiell die gleiche wie die in Fig. I gezeigte Einrichtung.The mode of operation of the device shown for a four-cylinder engine is basically the same as the device shown in FIG.

Jedes Paar Zylinder und Kolben 22 bzw. 26, 23 bzw. 27, 24 bzw. 28 und 25 bzw. 29 arbeitet wie das. Zylinderpaar 2 mit den Kolben 3 der Fig. I. Bei Gleichtaktstellung der Kolben 22 bzw. 23 bzw. 24 bzw. 25 zueinander fördert jedes Paar das Maximum an Kraftstoff, das dem Doppelten des Hubvolumens eines Zylinders entspricht. Jedes Paar fördert nacheinander im Takt des Verbrennungsmotors jeweils die gleiche Fördermenge in den zugeordneten Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors. Durch Verschieben der Achse 41 im Verhältnis zu der Achse 34 mittels der Schrägverzahnung 46 kann nun als äußerste Verstellung das Taktverhältnis der Kolben jedes Paares zum Gegentakt geändert werden. Die Einspritzpumpe liefert dann zu keinem Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors Kraftstoff, da das Volumen Kraftstoff, das dem Hubvolumen eines Dosierzylinders eines Paares entspricht, in dem Zylinderpaar umgespült wird.Each pair of cylinders and pistons 22 and 26, 23 and 27, 24 and 28, respectively and 25 and 29 work like the pair of cylinders 2 with the pistons 3 of FIG Common-mode position of the pistons 22 or 23 or 24 or 25 to each other promotes each Pair the maximum amount of fuel that is twice the displacement of a cylinder is equivalent to. Each pair delivers successively in time with the internal combustion engine the same delivery rate in the assigned combustion chamber of the internal combustion engine. By moving the axis 41 in relation to the axis 34 by means of the helical teeth 46 the clock ratio of the pistons of each pair can now be used as an extreme adjustment can be changed to push-pull. The injection pump then does not deliver to any combustion chamber of the internal combustion engine fuel, since the volume of fuel corresponds to the displacement of a metering cylinder corresponds to a pair in which the cylinder pair is flushed around.

Alle einzelnen Dosiervorrichtungen des Aggregates werden durch entsprechende Einstellung der Welle 41 .zu der Welle 34 in ihrem Taktverhältnis im gleichen Maße eingestellt, so daß zwischen Null und Volleistung jeder Wert, und zwar gleichmäßig für jedes Paar, eingestellt werden kann.All individual dosing devices of the unit are controlled by appropriate Adjustment of the shaft 41 .to the shaft 34 in their pulse ratio to the same extent set so that between zero and full power every value, and evenly for each pair, can be set.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Dosing and conveying device with two on one Working area that can be adjusted as required in the cycle ratio from common mode to differential mode Piston characterized by juxtaposing the associated cylinders of a Pair and opposing arrangement of a second pair, preferably further side-by-side arrangement and opposing arrangement of other pairs, and central drive of the piston pairs when the piston rods are rigidly connected, the pistons of two opposing pistons Cylinder.

2. Dosing and delivery device, especially as an injection pump for a multi-cylinder engine according to claim i, characterized by driving the pistons Via ring-shaped eccentric pieces and these moving, with the common drive shaft rotating cams.

3. Dosing and delivery device, especially as an injection pump for a multi-cylinder engine according to claim 1 or 2, characterized by a drive the piston via a hollow shaft that drives one of a pair of piston rods Cam and one with the hollow shaft: rotating, axially displaceable with respect to it, the other piston rod of a pair driving inner shaft with cams, with a Rotatability of the shafts to one another of preferably 180 °.

4. Dosing and conveying device according to claims i to 3 for a turbine as a speed converter or torque converter z. B. for automobiles and other vehicles. Cited publications: German patent specifications No. 223 083, 473 373, 517 8 68, 8 0 2 028 Austrian patent specification No. 125 970; French patent specification No. 778 626.