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Einrichtung zur Begrenzung der Liefermenge einer Pumpe bei Überschreiten
einer bestimmten Drehzahl Den Gegenstand der Erfindung bildet eine weitere Ausbildung
der den Gegenstand des Patents 577811 bildenden 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 Brennkraft, maschine. Das Wesen
dies Hauptpatents besteht darin, daß auf einem in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl
periodisch angetriebenen Teil eine unter Federwirkung stehende Masse verschiebbar
angeordnet ist, welche bei Überschreitung einer bestimmten Mascbinendrebzahl infolge
ihrer Trägheit, die Gegenkraft der Feder überwindend, gegenüber dem sie tragenden
Teil zurückbleibt und dabei eine von dem Pumpenarbeitsraum nach außen führende Öffnung
freilegt, wodurch die Förderung der Pumpe unterbrochen wird, und zwar um so eher,
je größer die Beschleunigung ist.
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Die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende weitere Ausbildung
des Hauptpatentes besteht darin, daß die Verschiebung der trägen Masse, die bei
der Über schreitung einer bestimmten Drehzahl auftritt und die Wirkung hat, daß
die Auslaß,-leitung der Pumpe während des Druckhubes vorzeitig geöffnet wird, nicht
während des Förderhubes, sondern während des Saughubes der Pumpe vor sich geht.
Die Anwendung des genannten Erfindungsgedankens ist in allen Fällen vorteilhaft,
in denen die Pumpenbewegung während des Saughubes für .die Betätigung der trägen
Masse geeigneter ist -als die Pumpenbewegung während des Druckhubes.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht,
rund zwar zeigt die Zeichnung eine @erfindungsgemäß ausgebildete Einspritzpumpe
für Brennkraftmotoren im Längsschnitt.
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In einem Gehäusen, das. die Formeiner abgedichteten, mit der Brennstoffzuleitung
in Verbindung stehenden Kammer hat, befindet sich ein Pumpenkörper b, der vertikal
derart. angeordnet ist, daß die Förderung der Flüssigkeit bei einer Bewegung des.
Kolbens von unten nach oben stattfindet. Der Pumpienkörper b kann übereinstimmen
mit den üblichen Pumpenkörpern. In einer geeigneten Höhe ist der Körper mit wenigstens
einer
Zutrittsöffnung c versehen, die in der Kammer mündet. Zu Anfang
des Hochsteigens des Kolbens wird diese Öffnung c durch den Kolben abgeschlossen,
damit die Förderung beginnen kann.
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Mit dem Pumpenkörper arbeitet ein Kolben !d zusammen, dessen wirksame
Fläche eine beliebige Form, 'beispielsweise eine ebene Form, haben kann. Der Kolben
ist auf derjenigen Seite, die seiner Arbeitsfläche .entgegengesetzt liegt, mit einer
Verlängerunge versehen, die beispielsweise zylindrisch und mit dem Kolbenkörper
konaxial sein kann. Die Verlängerung befindet sich während der Verschiebung des
Kolbens in dem Zylinder und infolgedessen während des Arbeitens der Pumpe stets
außerhalb des Pumpenkörpers b.
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Über die Verlängerunge ist eine Hülse f geschoben. Die Hülse ist innen
ganz genau ausgebohrt, derart, daß sie auf der Vertlängerung mit sanfter Reibung
dicht aufsitzt.
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Durch geeignete Mittel wird der Kolben d ständig in Berührung mit
seinem Betätigungsorgan, beispielsweise einer Nockenscheibe g, gehalten. Diese Mittel
können aus einer Spiralfeder h bestehen, die sich einerseits oben gegen das Gehäuse
a stützt und sich anderseits unten gegen einen Teller hl bzw. gegen Arme h10, die
mit dem Teller hl in Verbindung stehen, legt. Der Teller ftl stützt sich seinerseits
gegen eine Schulter i, die am unteren Ende des Kolbiensid, -und zwar dort, wo die
Verlängerunge ansetzt, vorgesehen ist.
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In dem Kolbenkörpend ist eine Leitung i vorgesehen, die mit ihrem
.einen Ende auf der Arbeitsfläche des Kolbens und mit ihrem anderen Ende in einer
öffnung k mündet, welch letztere auf der Wandung der Verlängerung e, die mit der
Hülse f zusammenarbeitet, liegt. Die Lage der Öffnung k ist weiter unten erläutert.
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Erfindungsgemäß ist ein Körper vorgesehen, der das Bestreben hat,
sich zusammen mit dem Kolben der Pumpe zu bewegten, und der, sobald die Beschleunigung
während der S S augperiode ein gewisses Maß überschreitet, eine Verschiebung der
Hülse gegenüber der Verlängerung e des Kolbens herbeiführt. Durch diese Verschiebung
wird die öffnung k freigegeben, so daß auf diese Weise die Austrittsleitung jgeöffnet
und die Förderung des Brennstoffes unterbrochen wird, und zwar geschieht dies im
Laufe des Arbeitsspieles um so eher, je größer die Beschleunigung ist.
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Um dies zu erreichen, wird die Hülse f gegen ihren oberen Anschlag,
der beispielsweise durch den Teller ltl gebildet ist, durch eine Feder
10 gedrückt. Diese Feder legt sich auf ihrer Unterseite gegen einen mit dein
Gehäusea festen Teil. und auf ihrer Oberseite gegen den Rand einer Schale 1t0, die
mit der Hülse i verbunden ist. Auf der Außenwand der Hülse/ ist ein Körper f °,
der eine träge Masse darstellt, mit sanfter Reibung angeordnet. Um diese träge Masse
nach unten zu drücken, ist eine Feder 100
vorgesehen, deren Druck zweckmäßigerweise
regelbar ist. _ Zwischen der Hülse i und der Masse/0 ist ein Raum vorgesehen, der
eine Art Dämpfer darstellt. Dieser Raum befindet sich zwischen einem Flansch f10
der Hülse f und einer .entsprechenden Ausnehmung in der Unterseite der Masse /0.
Der Dämpfungsraum ist mit einer Einrichtung versehen, die dafür sorgt, daß sein
Inneres 110o durch die umgebende Flüssigkeit ausgefüllt wird, wobei darauf hingewiesen
sei, daß der ganze Mechanismus von Flüssigkeit 'umgeben ist. Die genannte -Einrichtung
ist ferner derart ausgebildet, daß sie eine Leerung dieses Raumes verhindert oder
zum mindesten dieser Leerung einen Widerstand entgegensetzt. Die genannte Einrichtung
besteht aus einem Kugelventil f -'o, das von dem Flansch f10 getragen wird. Es schadet
nichts, wenn dieses Ventil eine leichte Undichtigkeit besitzt.
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Schließlich ist im Innern des Gehäuses a ein Anschlag r0 vorgesehen,
der die Aufwärtsbewegung des Körpers 10 nach oben begrenzt. Dieser - Anschlag ist
zweckmäßigerweise in seiner Höhe regelbar. Er besteht beispielsweise aus einer durchbrochenen
Hülse, die auf den Teil, der den Zylinder b trägt, aufgeschraubt ist. Die Durchbrechungen
lassen die Arme 1i10 durchtreten, welche an dem Teller hl angeordnet sind, damit
sich die Feder lt gegen den Teller hl legen kann.
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Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Einrichtung ist die
folgende: Wenn der Motor, zu dem die Pumpe gehört, mit einer Geschwindigkeit läuft,
die im Vergleich zu der Höchstgeschwindigkeit gering ist, dann verändert die Hülse
f, die unter der Wirkung der Druckfederlo steht, ihre Lage mit Bezug auf die Verlängerunge
nicht. Ebenso ändert auch die Masse/0 nicht ihre Lage mit Bezug auf die Hülse/.
Die öffnung k wird daher erst freigegeben, wenn die Masse am Ende des Hubes in Berührung
mit dem Anschlag r0 kommt. Dieser Augenblick tritt noch früh genug ein, damit die
Öffnung k bei der Fortsetzung der Kolbenbewegung, nachdem die Masse/0 -und die Hülse/
ihre Bewegung ,eingestellt haben, über den Rand der Hülse/ hinweg gelangt.
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Wenn die Geschwindigkeit des Motors steigt, so wächst ,auch die Bewegungsgeschwindigkeit,
welche der Kolbend in den verschiedenen Momenten der Ansaugperiode besitzt. Bei
ständig steigenden Geschwindigkeiten
tritt nun ein Augenblick ein,
von dem ab sich die Masse/0 trotz des Druckes der Feder l00 während der Abwärtsbewegung
des Kolbens von dem Flansch f10 entfernt. Die Folge hiervon ist, daß durch das Ventil
f20 Flüssigkeit in den Hohlraum/100 eindringt.
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Wenn sich der Kolben wiederum aufwärts bewegt, so kann die in dem
Hohlraum f100 enthaltene Flüssigkeit nicht abströmen. Die Hülse/ nimmt also die
Masse/0 in einer solchen Lage mit, daß diese Masse mit Bezug auf die Hülse/ etwas
verschoben bleibt, und zwar um denjenigen Abstand, -um welchen sich die Masse/ von
der Hülse infolge ihrer Trägheit während des vorangegangenen Abwärtshubes des Kolbens
entfernt hat.
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Die Masse/0 trifft also auf den Anschlag r0 früher, Tals wenn der
Hohlraum f100 leer ist. Die Unterbrechung der Einspritzung findet somit entsprechend
früher statt, und die Geschwindigkeit des Motors verlangsamt sich.
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Mit dem Sinken der Motordrehzahl verringert sich auch ,automatisch
die in dem Raum/100 eingeschlossene Ölmenge, -und zwar infolge der normalen Ölverluste,
die zwischen den einander berührenden Gleitflächen der Ausnehmung der Trägheitsinasse
/o seinerseits und des Flansches f l0 der Gleithülse i anderseits auftreten. Das
Spiel zwischen diesen Gleitflächen ist derart bemessen, daß sich die Ausnehmung
/IN allmählich, jedoch schnell genug entleert, um unerwünschte Drehzahländerungen
zu vermeiden. In der Regel genügen die normalen Konstruktionstoleranzen zwischen
den genannten- . Gleitflächen, um etwa bei 5 bis i o Umdrehungen des Motors eine
Entleerung der Ausnehmung f100 herbeizuführen.
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Es kann experimentell leicht der Ort festgestellt werden, an dem sich
die Öffnung h befinden muß, damit diese Öffnung, sobald der Motor durchgehen will,
rechtzeitig von der Wand der Ausnehmung der Hülse/ -freigegeben wird. Die Folge
davon ist, daß der durch den Kolben unter Druck versetzte Brennstoff durch diese
Öffnung h entweichen kann. Die Förderung der Pumpe wird also in einem solchen Augenblick
unterbrochen, daß der Motor seine Geschwindigkeit infolge der Verringerung der eingespritzten
Brennstoffmenge verkleinert.
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Die Unterbrechung der Einspritzung findet um so später statt, je stärker
die Federloo komprimiert ist. Es ist also zweckmäßig, eine Einrichtung anzuwenden,
mit deren Hilfe die Kompression der Feder 100 regelbar ist. Ebenso ist es
zweckmäßig, auch die Kompression der Feder 1o regelbar zu machen. Durch die Einstellung
der Kompression der Federn 11) und 100 bzw. durch den von diesen ausgeübten
Druck läßt sich gleichzeitig auch der Zeitraum verändern, in welchem die E,ntleerung
der Ausnehmung f loo von der Dämpfungsflüssigkeit erfolgt. Auch die Stellung des
Anschlages r0 wird vorteilhafterweise regelbar gemacht. Durch die Regelung der Stellung
des Anschlages t'0 kann man das absolute Maximum der Einspritzung sowie die eingespritzte
Brennstoffmenge für eine bestimmte Motorgeschwindigkeit verändern.
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Zweckmäßigerweise wird die untere Kammer des Gehäuses durch einen
Stößel i abgeschlossen, der eine Stangeio trägt. Diese gleitet dicht in einer Führunga.
Der Stößel kann unmittelbar unter der Wirkung des Nockens g stehen. Zur Erleichterung
der Montage sowie der Regelung der Einrichtung ist zweckmäßigerweise das Gehäuse,a
mit einer Öffnung z versehen, durch die man in das Innere des Gehäuses a hineingehangen
kann.
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung besitzt gegenüber den schon bekannten
Einrichtungen den Vorteil, daß sie " ,einfach und betriebssicher ist. Zweckmäßigerweis@e
wird die Nockenscheibe g als Schwingnocken ausgebildet, dessen Bewegung den Druckhub
weniger plötzlich vor sich gehen läßt als den Saughub.
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Wie sich von selbst versteht und wie auch aus den obigen Darlegungen
hervorgeht, beschränkt sich die Erfindung keineswegs auf die beschriebenen Ausführungsformen
und Anwendungsarten. Vielmehr sind zahlreiche Abänderungen möglich. So kann beispielsweise
die Erfindung auch bei Pumpen mit blasehalgähnlichem deformierbarem Gehäuse und
bei Pumpen mit deformierbarer Membran Anwendung finden. Ferner brauchen die zur
Brennstoffregelung dienenden Teile nicht auf einer Verlängerung des Kolbens angeordnet
zu sein, sondern können statt dessen auf irgendeinem Organ, dessen Bfewegungen von
denen des Kolbens abhängig sind, vorgesehen sein. Beispielsweise können diese Teile
von einer Stange getragen- werden, die um eine feste Achse hin und her schwingt
und an einem ihrer Punkte mit der Kolbenstange d in Verbindung steht. Die Regelung
der Liefermenge der Pumpe kann auch mittels solcher Teile geschehen, die nicht unmittelbar
mit dem Kolben bzw. der Kolbenstange verbunden sind, sondern die getrennt von dem
Kolben bzw. der Kolbenstange, jedoch mit der gleichen Periodenzahl oder mit einer
Periodenzahl, die ein ;echter Bruch oder ein ganzes Vielfaches der Periodenzahl
des Kolbens bzw. der Kolbenstange ist, angetrieben werden. Schließlich ist es auch
nicht notwendig, daß die Pumpe durch einen Nocken betätigt wird. Es kann hierzu
auch ein anderer geeigneter Mechanismus dienen.
Saughub der Pumpe
gegenüber der Hülse (f) zurückbleiben kann, während dagegen beim Druckhub die relative
Lage zwischen der trägen Masse (f o) .und der Hülse (f)
zueinander
durch ein zwischen die träge Masse (/0) und die Hülse (f) tretendes Medium,
beispielsweise Öl, aufrechterhalten bleibt.
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3. Einrichtung nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, da.B
ein an der gleitbaren Hülse (f) ,angeordneter Flansch (f10) kolbenartig in einer
in der trägen Masse (/0) vorgesehenen Ausnehmung (f100) gelagert ist, die
als Zylinder für das zwischen die Hülse -und die träge Masse tretende Medium. dient,
wobei. der Eintritt des Mediums in die Ausnehmung (f100) durch ein mit dem Flansch
(f10) der Hülse (f) verbundenes Ventil (f20) erfolgt.