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Pumpensatz zum Einspritzen von Kraftstoff Die Erfindung bezieht sich
auf Betriebsstoffpumpen, bei welchen mehrere durch eine gemeinschaftliche Nockenscheibe
angetriebene Einspritzpumpen, eine axial angeordnete Vorförderumlaufpumpe und ein
den überschüssigen Brennstoff zuführendes überströmventil derart in einem gemeinschaftlichen
Gehäuse vereinigt sind, daß der Druckraum der Vorförderpumpe zugleich den gemeinschaftlichen
Saugraum für die Einspritzpumpen abgibt.
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Die Erfindung besteht darin, däß die Arbeitsräume der Einspritzpumpen
über mit Rückschlagventilen versehene- Überströmkanäle mit einem gemeinsamen Kanal
in Verbindung stehen, der seinerseits über eine die Einspritzmenge regelnde Drosselvorrichtung
mit dem Druckraum der Vorförderpumpe verbunden ist.
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Die Erfindung bringt gegenüber den bekannten Pumpen mit einer gemeinschaftlichen
Vorförderpumpe für mehrere ringförmig angeordnete Einspritzpumpen insofern eine
erhebliche bauliche Vereinfachung, als man beim Erfindungsgegenstand mit einem einzigen
Regelglied für den Zulauf der Kraftstoffmenge zu den einzelnen Einspritzpumpenzylindern
auskommt. Außerdem arbeitet die Pumpe gemäß: der Erfindung gegenüber .den bekannten
Pumpen mit einem gemeinschaftlichen Regelglied und ohne Vorförderpumpe schwingungsfreier,
und es strömt insbesondere beim Erfindungsgegenstand die erwärmte und mit Schaumblasen
durchsetzte Rückströmflüssigkeit nicht unmittelbar in die Saugräume der Einspritzpumpe
zurück. Das gemeinschaftliche Regelglied wird entweder von Hand oder von einer selbsttätigen
Regeleinrichtung beeinflußt, und die Regelwirkung kann von einer beliebigen Funktion
der Brennkraftmaschine, z. B. von deren Belastung, deren Drehzahl, Unterdruck im
Saugrohr o. dgl. abhängig sein.
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In letzterem Fall wird das Regelglied zweckmäßig durch eine Biegehaut
gesteuert, die eine mit dem Saugrohr der Brennkraftmaschine verbundene Unterdruckkammer
abschließt. Die Leitung zwischen Unterdruckkammer und Saugrohr mündet zweckmäßig
in ein im Saugrohr angeordnetes Venturirohr oder hinter einer Drosselklappe ein.
Der. Antrieb der Pumpe erfolgt zweckmäßig durch eine Nockenscheibe.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt,
und zwar zeigen die neue Pumpe die Abb. i im Längsschnitt, die Abb. a im Querschnitt
nach der Linie II-II und die Abb-. 3 im Querschnitt nach der Linie III-III von Abb.
i.
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Das Pumpengehäuse i weist eine Anzahl Zylinderräume 2 auf, die konzentrisch
um die
Hauptachsen x .t-. (Abb. i) der Vorrichtung gruppiert sind
und zu dieser parallel liegen. In den Zylinderräumen 2 gleiten zügig kleine Pumpenstößel
3, welche durch Schraubenfedern 4 mit einer Nockenscheibe 5 in kraftschlüssiger
Berührung gehalten werden. Die Nockenscheibe 5 sitzt auf einer Antriebswelle 6 fest,
und ihre Nocken 5a erheben sich von einer ihrer Seitenwände in Richtung gegen die
Stöß:e13 hin. Das über die Nockenscheibe 5 hinausragende Ende der Welle 6 ragt in
einen exzentrischen Ringraum ; hinein und ist zu einer Flügelpumpe in der Weise
ausgebildet, daß, in der Gabel 6a, 6b zwei Flügel 8 radial verschiebbar gelagert
sind, welche durch Federn 9 (Abb. 3) gegen die Wand des Ringraumes 7 gedrängt. werden
und den Ringraum 7 in einen Saugraum 7a (Abb. 3 ) und einen Druckraum 7b unterteilen.
Über die Flügelpumpe 8 ist eine Kammer io vorgesehen (Abb. i und 2), welche einerseits
durch eine senkrechte Bohrung i i mit dem Druckraum 7U der Flügelpumpe und andererseits
durch eine entsprechende Anzahl radialer Bohrungen 12 mit den Zylinderräumen 2 über
den Stößeln 3 in Verbindung steht. Der Saugraum 7a der Flügelpumpe 8 steht über
eine radiale Bohrung 13 (Abb. 3) mit der Zulaufleitung des Brennstoffbehälters in
Verbindung. Eine weitere radiale Bohrung 14 (Abb. 3) verbindet den Druckraum 7b
der Flügelpumpe 8 mit einem überlaufbehälter, während der Ringraum io mit der Ablaufleitung
des überlaufbehälters durch eine radiale Bohrung 15 (Abb. i und 2) in Verbindung
steht.
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Von jedem Zylinderraum 2 verläuft eine axiale Bohrung 16 nach oben,
und diese Bohrungen 16 münden in radiale Bohrungen 17 ein, welche _ beiderseits
durch einseitig wirkende Ventile 18 und i 9 (Abb. i) abgeschlossen sind, derart,
daß wohl Flüssigkeit aus diesen Bohrungen 17 ausströmen, aber nicht hineinströmen
kann. Die Kugelventile 18 sind durch Federn 2o und die Tellerventile i 9 durch Federn
21 belastet. In der Decke des Ringraumes io ist eine Drosselbohrung 22 angeordnet,
welche sich zu einer Bohrung 23 mit einem größeren Durchmesser erweitert. In die
Bohrung 23 ragt der Hals 24a einer Führungsbüchse 24 hinein für die Gewindespinde125
.einer Drosselnade126. Durch am Hals 24a vorgesehene Löcher 27 sind die Kammern
der Ventile 18 mit dem Raum 23 verbunden. Die Ventile 19 sperren den Durchlaß von
den Bohrungen 17 nach den Zuleitungen 28 für die Brennstoffeinspritzdüsen. Die Gewindespindel
25 der Drossel 26 weist eine Einstellverzahnung 29 auf, und diese
steht mit der Verzahnung 3o einer Schiebebüchse 31 in Eingriff, welche sich mittels
eines Längsschlitzes 32 an einem von der Führungsbüchse abragenden Stift 33 führt.
Auf einer unteren Anschlagschulter 3 1a trägt die Schiebe-. büchse 31 zwei Rohrfedern
34, 35, auf denen eIne auf der Schiebebüchse verschiebbare Anschlagscheibe 36 aufliegt.
Auf der Anschlagscheibe 34 ruht weiterhin das Ende eines Hebels 37 auf, der an einem
Deckel 38 des Pumpengehäuses schwenkbar gelagert ist. Am oberen Ende der Schiebebüchse
31 greift eine Biegehaut 39 an, «-elche eine im Deckel 38 vorgesehene Unterdruckkammer
4o abschließt. Die Unterdruckkammer 40 ist durch eine Lei tung 41 an das Saugrohr
der Brennkraft maschine angeschlossen, und zwar münde: die Leitung 41 zweckmäßig
an einem in das Saugrohr eingesetzten Venturirohr hinter einer Drosselklappe ein.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach der Erfindung ist folgende:
Die Welle 6 wird durch die Brennkraftmaschine in Umlauf versetzt, und die Pumpe
8 fördert aus der Leitung 13 (Abb. 3) vom Brennstoffbehälter her Brennstoff im überfluß
durch die Bohrung i i in die Kammer i o (Abb. 1, 2), wobei die überschüssige Brennstoffmenge
durch die Bohrung i4 (Abb. 3) nach dem überlaufbehälter abströmt. Der Brennstoff
in der Kammer io fließt durch die Bohrungen 12 in die Zylinderräume 2 der Stößel
3 und steht auch in den Bohrungen 16 und 17 vor den Ventilen 18 und 19, und zwar
unter dem vom überlaufbehälter über die Bohrung z 5 (Abb. 2) her wirkenden statischen
Druck.
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Im Leerlauf tritt in der Kammer 4o der stärkste Unterdruck und damit
die stärkste Verstellkraft auf. Die Biegehaut schwingt stark nach oben in die Stellung
A aus und nimmt dabei die Schiebebüchse 31 mit, bis der Bewegung der Biegehaut 39
schließlich die gegen den Hebel 37 drückenden Federn 34, 35 über den Anschlag
36 genügend Widerstand entgegensetzen. Dabei wird infolge des Zahneingriffs 29,
3o auch die Gewindespindel 25 verdreht und die Drosselnadel 26 weiter von
der Drosselöffnung 23 abgehoben. Es kann daher in den oberen Räumen 2 durch die
Stößel 3 zusamm.engepreßter und in die Bohrungen 16 und 17 hineinverdrängter Brennstoff
durch die Ventile is ohne größeren Drosselwiderstand entweichen, und es gelangt
nur wenig Brennstoff durch -die Ventile 19 nach den Zuleitungen 28 für die Brennstoffeinspritzdüsen.
In dem Male, in dem man allmählich von der Leerlaufdrehzahl abweicht, z. B. durch
eine entsprechende Einstellung der Drosselklappe im Ansaugrohr, schwindet auch der
Unterdruck in der Kammer 40, und die Federn 34, 35 verschieben die Büchse 31 unter
Überwindung des schwindenden Widerstandes der Biegehaut 39 nach
unten
in die Stellung B, wobei auch die Drosselwirkung der Nadel 26 steigt und
dementsprechend mehr Brennstoff durch die Ventile i9 nach den Brennstoffeinspritzdüsen
gelangt.
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Der im Saugrohr der Maschine z. B. @ durch mehr oder weniger schräges
Einstellen einer Drosselklappe künstlich erzeugte abgestimmte Unterdruck ist bei
jeder Stellung der Drosselklappe allein abhängig von der Drehzahl des Motors. Dabei
entspricht jeder Drosselklappenstellung eine bestimmte Drehzahl. Es muß daher die
Spannung der Federn34, 35 derart gewählt werden, daß der zur Regelung als Gegenkraft
erforderliche Unterdruck iin Saugrohr für jede Drehzahl und Belastung niedrig genug
gehalten werden kann, um keinen Leistungsabfall und keine schlechte Verbrennung
zu erhalten. Andererseits kann man gerade mit der pneumatischen Regelung sehr niedrige
Leerlaufdrehzahlen einstellen, ohne befürchten zu müssen, daß der Motor abstirbt.
Die Drosselklappe wirkt aber nur in einer Stellung, in welcher sie ihrer Lage nach
überhaupt nur eine Drosselwirkung erzeugen kann, also bei Leerlauf und bei Teillast.
Die Endregelung des Unterdruckes bei ganz offener Drosselklappe bewirkt ein. in
die Ansaugleitung eingesetztes, an sich bekanntes Venturirohr, das infolge seiner
Düsengestalt einen sehr geringen Strömungswiderstand besitzt. Das Venturirohr wird
zweckmäßig derart bemessen, daß 'der von ihm erzeugte Unterdruck bei Überschreiten
der zugelassenen Höchstdrehzahl so groß: wird, daß die Schiebebüchse 3 i ganz in
die Aus-Stellung gehoben und' damit die Drosselwirkung ganz aufgehoben wird.
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Durch den Hebel 37 kann der Federanschlag 36 verschieden belastet
und dadurch die Leerlaufdrehzahl eingestellt bzw. die Vorrichtung ganz abgestellt
werden, indem die Federn 34 und 35 eine gewisse Vorspannung erhalten.
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Wie bereits eingangs -erwähnt, zeigt die beschriebene und auf der
Zeichnung -dargestellte Pumpe nur ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens.
Es ist das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Prinzip der gemeinschaftlichen
Regelung für in Kreisform angeordnete Fördergruppen auf alle bisher bekannten Ausführungsformen
solcher Fördereinrichtungen möglich. Gegebenenfalls können dabei auch weitere Nockenringe
Verwendung finden, die z. B. auf der Nockenscheibe 5 konzentrisch zu den Nocken
5a angeordnet sind. Die Fördervorrichtungen können gegebenenfalls auch mit Lenkern
oder Hebeln zusammenwirken, die zum Zweck der Steuerung des Brennstoffdurchlasses
nach den Brennstoffeinspritzdüsen . an der Außenwand der Pumpe angeordnet sind.
Gegebenenfalls kann eine der nach dem überlaufbehälter führenden Leitungen 14 oder
15 auch wegfallen.
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Durch das gezeigte Ausführungsbeispiel wird vorwiegend die Einspritzmenge
geregelt. Eine Regelung der Drehzahl der Brennkraftmaschine wird dadurch erzielt,
daß man in an sich bekannter Weise ein mit der Durchfluß,geschwindigkeit des Brennstoffs
durch die druckführenden Leitungen oder Räume sich änderndes Druckgefälle zum Verstellen
eines beweglichen Gliedes heranzieht, das die in den Brennraum der Maschine gelangende
Brennstoffmenge so regelt, daß die Maschine eine gewünschte Drehzahl hält.
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Eine Regelung des Einspritzzeitpunktes kann erzielt werden, indem
man die Nocken 5 verstellbar macht oder zwischen der Antriebswelle 6 und der Nockenscheibe
5 eine Verstelleinrichtung anordnet.
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Der neue Regler ist für Fahrzeugdieselmaschinen besonders geeignet.