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Einrichtung an Pumpen zur Begrenzung der Liefermenge bei Überschreiten
einer bestimmten Drehzahl Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Einrichtung zur
Begrenzung der Liefermenge einer Pumpe mit hin und her gehender Arbeitsbewegung,
=insbesondere zur Regelung der Liefermenge der Einspritzpumpe einer Brennkraftmaschine
zwecks Verhinderung der Überschreitung einer bestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine.
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Gemäß der Erfindung werden die Pumpen mit einem Körper versehen, der
eine gewisse Masse besitzt und bestrebt ist, sich während des Förderhubes der Pumpe
unter der Wirkung der ihm innewohnenden Trägheitskräfte zu verschieben, gewöhnlich
aber durch eine Feder daran gehindert wird. Wenn die Beschleunigung nun einen gewissen
Wert überschreitet, so genügt die Spannung der Feder nicht, um den Körper in seiner
Normallage auf dem ihn tragenden, hin und her gehend bewegten Maschinenteil zu halten,
er bleibt infolge seiner Trägheit gegenüber diesem Maschinenteil in seiner Bewegung
zurück und bewirkt dadurch die Betätigung eines Schiebers, der ezne von dem Pumpenarbeitsraum
nach außen führende Öffnung freigibt, so daß die Förderung der Pumpe unterbrochen
wird, und zwar geschieht dies während des Pumpenhubes um so früher, je größer die
Beschleunigung ist.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Reihe weiterer Einrichtungen,
die vorzugsweise zugleich mit dem Haupterfindungsgedanken angewendet werden und
die weiter unten näher erläutert sind.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht,
und zwar zeigt die einzige Figur der Zeichnung im vertikalen Axialschnitt eine erfindungsgemäß
ausgebildete Einspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine.
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Mit .d ist ein Gestell bezeichnet, welches beispielsweise eine abgedichtete
Kammer bildet, die mit der Brennstoffzuleitung in Verbindung steht. In das Gestell
a ist ein Pumpenkörper b eingesetzt, der vertikal derart angeordnet ist, daß die
Förderung des Brennstoffes bei einer Bewegung des Kolbens von unten nach oben stattfindet.
Der Pumpenkörper b kann in üblicher Weise ausgebildet sein. In einer geeigneten
Höhe ist er mit wenigstens einer Speiseöffnung c versehen, welche in die von dem
Gestell a gebildete Kammer mündet. Die Öffnung e wird zu Beginn des Hochsteigens
des Kolbens durch letzteren abgeschlossen, so daß die Förderung des Brennstoffes
anfangen kann.
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Mit dem Pumpenkörper b arbeitet ein Kolben d zusammen. Die wirksame
Stirnfläche des Kolbens kann jede beliebige Form besitzen, beispielsweise kann die
Fläche eben sein. Der Kolben ist an der seinem Kopf entgegengesetzt liegenden Seite
mit einer Verlängerung e versehen, die beispielsweise zylindrisch ist und konaxial
zum Kolbenkörper
verläuft. Die Verlängerung ist derart ausgebildet,
daß sie sich, während sich der Kolben im Zylinder im Betriebe der Pumpe verschiebt,
stets außerhalb des Pumpenkörpers b befindet.
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Auf die Verlängerung e ist eine Hülse aufgeschoben, die beispielsweise
mit einem Körper f, der ein Gußkörper sein kann und eine gewisse träge Masse besitzt,
aus einem Stück besteht. Zu dem genannten Zweck-besitzt der Körper f zweckmäßigerweise
eine Bohrung, die die genannte Hülse darstellt und die ganz genau gebohrt ist, derart,
daß eine sanfte dichte Reibung zwischen der Verlängerung e und dem Körper f stattfindet.
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Um den Kolben d mit seinem Betätigungsorgan, beispielsweise einer
Nockenscheibe g, in Berührung zu halten, sind geeignete Mittel, beispielsweise eine
Schraubenfeder h, vorgesehen. Die Schraubenfeder h legt sich mit ihrem oberen Teil
gegen das Gestell a und mit ihrem Unterteil gegen einen Teller hl, der über den
Kolben d geschoben ist. Der Teller legt sich seinerseits gegen einen Bund i, welcher
am unteren Ende des Kolbens d, dort wo die Verlängerung e beginnt, angebracht ist.
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Es sind weiterhin Mittel vorgesehen, welche bestrebt sind, den Körper
f gegen einen Anschlag, beispielsweise den genannten Bund i, zu legen, wenn sich
der Kolben d im Pumpenkörper an seinem Platz befindet und auch der Körper f seinen
üblichen Platz auf der Verlängerung e einnimmt. Der Bund i befindet sich mit Bezug
auf den Körper f auf der gleichen Seite wie der Kolben d. Die Mittel, welche den
Körper f gegen den Bund i legen, können beispielsweise in einer üblichen
Schraubenfeder j bestehen, die sich mit ihrem unteren Ende gegen das Gestell a und
mit ihrem oberen Ende gegen einen Vorsprung f1 des Körpers f stützt.
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Statt das untere Ende der Schraubenfeder j sich unmittelbar gegen
das Gestell a stützen zu lassen, kann man auch eine von unten nach oben oder von
oben nach unten verstellbare Anlage k; welche den Federdruck aufnimmt, vorsehen.
Durch die Verstellung der Anlage k wird die Zusammendrückung und damit die Spannung
der Feder j geregelt. Um die Anlage k verstellen zu können, verbindet man die Anlage,
welche die Form eines Ringes erhalten kann, mit einer Stange Z, die im Innern der
vom Gestell a gebildeten Kammer in Führungen, die von dem genannten Gestell a getragen
werden, gleitbar ist. Ferner ist ein Ritzel m vorgesehen, dessen Achse durch die
Wand des Gestelles a mit Hilfe einer Dichtungseinrichtung, beispielsweise, einer
Stopfbuchse n, hindurchgeführt ist, und welches mit einer Zahnstange o, die in die
Stange Z eingeschnitten ist, im Eingriff steht: Durch Drehung des Ritzels m kann
die Stange Z gehoben und gesenkt werden. Die Achse des genannten Ritzels trägt einen
Betätigungshebel ml, der in beliebigen Stellungen festgestellt werden kann.
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In dem Kolbenkörper d wird ein Kanal p vorgesehen, dessen eines
Ende auf der Stirnseite des Kolbens mündet, während sein anderes Ende in einer Öffnung
q mündet, die auf der Wandung der Verlängerung e, welche mit der Bohrung des Körpers
f zusammenarbeitet, vorgesehen ist. Die Lage der Öffnung q ergibt sich aus der folgenden
Erörterung.
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Die Spannung der Feder j und die Masse des Körpers f werden derart
gewählt, daß beispielsweise der Körper f ständig an dem Bund i anliegt, solange
der die Pumpe antreibende Motor nur mit einer Geschwindigkeit arbeitet, die mit
Bezug auf die Höchstgeschwindigkeit verhältnismäßig gering ist, beispielsweise die
Hälfte der Höchstgeschwindigkeit beträgt. Wenn die Geschwindigkeit des Motors wächst,
so wachsen auch die jeweiligen Geschwindigkeiten des Kolbens d, die dieser in den
einzelnen Augenblicken des Förderhubes besitzt. Es kommt also ein Zeitpunkt, in
dem sich der Körper f während des Aufwärtsgehens des Kolbens von dem Bund i löst
und sich erst am Ende des Förderhubes wieder an ihn anlegt. Die Strecke, um die
sich der Körper f von dem Bund i löst, wächst mit der Drehgeschwindigkeit
des Motors: Es ist also leicht, beispielsweise auf experimentellem Wege, den Ort
zu bestimmen, an welchem sich die Öffnung q befinden muß, damit diese Öffnung, sobald
der Motor durchgehen will, rechtzeitig von der Wandung der Bohrung des Körpers f
freigegeben wird. Sobald das geschieht, kann der vor dem Kolben befindliche Brennstoff
durch diese Öffnung entweichen. Die Lieferung der Pumpe wird also unterbrochen,
und die Drehzahl der Brennkraftmaschine nimmt infolge der Verringerung der eingespritzten
Brennstoffmenge ab. Die Unterbrechung der Einspritzung, welche durch die Freigebung
der Öffnung q herbeigeführt wird, findet um so später statt, je stärker die Feder
j vorgespannt ist. Man kann also durch Anheben oder Herabsenken der Anlage k die
Maximalgeschwindigkeit des Motors regeln.
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Zweckmäßigerweise ist auch noch ein Anschlag vorgesehen, der in der
Lage ist, den Körper f bei jeder Drehzahl in einer bestimmten Höhe anzuhalten, so
daß infolge der noch weiter fortdauernden Bewegung der Verlängerung e die Öffnung
q freigegeben wird, und so bei jeder Drehzahl der Höchstbetrag der Einspritzmenge
festgelegt wird. Dieser Anschlag kann beispielsweise aus einer Stange r bestehen,
die im Innern des Gestelles a vertikal
angeordnet ist -und senkrecht
über einen bestimmten Punkt des Körpers f so weit herabreicht, daß sie in einem
gewünschten Augenblick einen Anschlag für den -Körper f bildet. In dem Teller hl
ist zweckmäßigerweise eine Durchbrechung angebracht, um die Stange r hindurchzulassen.
Auch ist an dem Teller eine rohrförmige Führung s für die Stange r vorgesehen. Man
kann den in Rede stehenden Anschlag in seiner Höhe regelbar machen, um auf diese
Weise den Gang des Motors zu regeln. Die Regelung des Anschlages r kann in der gleichen
Weise vorgenommen werden wie die der Anlage k.
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Um ein Schlagen des Körpers f gegen den Bund i zu vermeiden, wird
zweckmäßigerweise zwischen den genannten Teilen eine kleine Ausnehmung vorgesehen,
welche die Rolle eines Stoßdämpfers spielt und Schläge verhindert, da j a die Ausnehmung
-in den Brennstoff eintaucht, welcher das Innere des Gestelles a füllt. Die Ausnehmung
wird beispielsweise dadurch geschaffen, daß man sie an der Oberseite des Körpers
f vorsieht, derart, daß der Bund i in diese Ausnehmung eindringen kann. Die Ausnehniung
besitzt nur sehr geringes .Spiel gegenüber dem Bund i.
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Am unteren Ende wird die Innenkammer des Gestelles a durch
einen Stößel t abgeschlossen, der dicht in einer Führung zt gleitet. Der
Stößel t wird direkt durch eine Nockenscheibe g betätigt.
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Wenn auch die vorstehend beschriebene Einrichtung auf die verschiedensteWeise
ausgebildet werden kann, so kann dennoch die in der Zeichnung dargestellte beispielsweise
Ausführungsform als besonders einfach bezeichnet werden. Gemäß dieser Ausführungsform
hat das Gestell a die Form eines Blocks, der von oben nach unten durchgebohrt ist,
so daß er eine Höhlung aufweist, in der sich der ganze Mechanismus befindet. In
der Seitenwand des genannten Blocks ist eine Öffnung für die Achse des Ritzels m
vorgesehen. Ferner ist in der Unterseite des Blocks eine Führung v für das untere
Ende der Gleitstange Z vorgesehen. Die Führung v besteht aus einer Bohrung, die
durch die Unterseite des Blocks a vollkommen hindurchgeht. Um sowohl die untere
Öffnung des Gestelles a als auch die Führung v abzuschließen, ist ein Deckel w angeordnet,
der die obengenannte Führung z4 trägt. Die obere Öffnung des Gestelles a ist durch
einen Deckel x abgeschlossen, der gleichzeitig den Trägerfür den Pumpenkörper
b darstellt und der ferner auch eine Führung y für das obere Ende der Gleitstange
l aufweist.
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Man erhält in der beschriebenen Weise eine Einrichtung, deren Wirkungsweise
aus den obigen Darlegungen ohne weiteres klar hervorgehen -dürfte, -und welche gegenüber
den schon vorhändenen Einrichtungen -zählreiche Vorteile, insbesondere große Einfachheit
und Robustheit, aufweist.
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Wie sich von selbst versteht, und wie auch aus den vorstehenden Darlegungen
hervorgeht, beschränkt sich die Erfindung keineswegs auf die beschriebene Ausführungsform.
Vielmehr sind zahlreiche Abänderungen, möglich, ohne daß hierdurch der Charakter
der Erfindung berührt wird. Insbesondere lcann die Erfindung auch bei anderen periodisch
fördernden Pumpen angewendet werden, die keinen in einem Zylinder verschiebbaren
Kolben aufweisen, sondern bei denen z. B. ein blasebalgähnliches Gehäuse mit deformierbarer
Wandung oder eine Membran, die mit einem Kanal p in Verbindung steht, in die Förderbewegung
versetzt wird. Die Regelung geschieht bei den Pumpen der letztgenannten Art in der
gleichen Weise wie bei der in der Zeichnung dargestellten Kolbenpumpe: Auch braucht
der Körper f nicht auf einer Verlängerung des Kolbens zu sitzen, sondern kann von
irgendeinem anderen Teile, dessen Bem7egungen in Abhängigkeit von der Kolbenbewegung
stehen, getragen werden. Auch kann die Pumpe statt durch eine Nockenscheibe durch
jeden anderen Betätigungsmechanismus angetrieben werden. Schließlich kann auch die
Regelung des Pumpenlieferungsgrades in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit eines
anderen Organs als des Kolbens selbst oder irgendwelcher von der Kolbenbewegung
abhängiger Teile geschehen.