Luftabscheider an Brennstoff-Förderanlagen an lageveränderlichen Brennkraftmaschinen. Bei Einspritzanlagen an lageveränder lichen Brennkraftmasohinen, wie Flugmoto ren, sind. eine Handpumpeinrichtung, zwei Förderpumpen und die Einspritzpumpe bei der Brennkraftmaschine untergebracht, wäh rend die Vorratsbehälter für den Brennstoff vielfach in grösserer Entfernung vom Motor angeordnet sind. Solange alles in Ordnung ist, liefern die Förderpumpen bedeutend mehr, ziemlich blasenfreien Brennstoff, als die Einspritzpumpen bei Vollast verbrauchen. Der überschüssige Brennstoff wird in der Regel über ein vorgespanntes Rückström- ventil wieder der Saugseite der Förderpumpe zugeleitet.
Bei Anwendung eines zwischen Förderpumpe und Einspritzpumpe angeord neten Luftabscheiders gemäss dem Haupt patent Nr. 196754 kann durch die Luftablei tung auch überschüssiger Brennstoff ab fliessen. Um zu verhüten, dass ausgeschiedene Luft auf die Saugseite der Förderpumpen gelangt, muss man hier die Luftableitung, durch die, wie gesagt, auch Brennstoff ab fliessen kann, in die Vorratsbehälter zurück leiten, wozu bei manchen Anlagen eine lange Rückleitung notwendig ist. Wo mehrere Brennstoffvorratsbehälter vorgesehen sind, ist das Rückleiten der abgeschiedenen und noch Brennstoff enthaltenen Luft zu dem jeweils an die Förderanlage angeschlossenen Behälter recht umständlich.
Gemäss der Erfindung kann die Rück leitung zum Vorratsbehälter für die im Luftabscheider abgeschiedene Luft ganz wegfallen, da in dem Luftabscheider ein Pendel, das bei Lageändezungen des Luftabscheider s seine Stellung zum freien Aussenraum. unter der Wirkung der Schwerkraft beizubehalten sucht, und in einer Kammer des Luftabscheiders ein Schwimmer angeordnet sind,
der durch sei nen Auftrieb beim Eintauchen in den in die Kammer gelangenden Brennstoff gegenüber dem Pendel verstellt wird und den Abschluss einer aus der Kammer abführenden Luft ableitung bewirkt, wenn der Brennstoff spiegel in der Kammer einen bestimmten Stand überschreitet, der immer tiefer liegt als die sich unabhängig von der Stellung des Luftabscheiders einstellende Mündung jener Leitung in der Kammer, so dass durch die offene Leitung nur Luft abströmen kann.
Die Zeichnung betrifft mehrere Ausfüh rungsbeispiele des Gegenstandes der Erfin dung, und zwar zeigt: Fig. 1 das Schema einer mit einem Luft- abscheider versehenen Brennstoff-Förder anlage, Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Luftabscheider, Fig.3 das Schema einer andern Brenn stoff-Förderanlage; Fig. 4 stellt einen Längsschnitt durch ihren Luftabscheider dar; in Fig. 5 ist das Schema einer dritten Brenn stoff-Förderanlage mit zwei Brennstoffbehäl tern dargestellt; Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch ihren Luftabscheider;
Fig. 7 zeigt einen Schnitt nach Linie 11-TI in Fig. 6, wobei angenommen ist, dass sich in der Schwimmerkammer des Abschei- ders nur ganz wenig Brennstoff befindet; Fig. 8 zeigt einen Schnitt nach Linde III-III in Fig. 6; hier ist angenommen, dass die Schwimmerkammer des Abscheiders ganz oder nahezu mit Brennstoff aufgefüllt ist.
In Fig.1 und 2 fördert die Einspritz pumpe 1 den Brennstoff durch die Druck leitungen 2 in die Einspritzdüsen einer nicht gezeichneten Brennkraftmaschine. An einen Brennstoffbehälter 3, der in einiger Entfer nung von der Maschine angeordnet sein kann, sind zwei Förderpumpen 4 angeschlossen, die mittels des Schwenkrohres 3a und Saug leitungen 4a dem Behälter 3 Brennstoff ent nehmen und durch die Förderleitung 5 einem Luftabscheider 6a zuführen. In der Saug- Leitung 4a jeder Förderpumpe 4 ist ein Ab schlusshahn B angeordnet und in der einen Saugleitung ausserdem eine Handpumpein richtung P vorgesehen.
Der Luftabscheider 6a ist mit dem einen Ende des Saugraumes der Einspritzpumpe 1 durch ein Rohr 7 verbun den, durch das dieser Pumpe entlüfteter Brennstoff im Überschuss zugeleitet wird. Das andere Ende dieses Saugraumes ist an eine der Saugleitungen 4a durch eine Leitung 8,9 angeschlossen, durch welche der von der Ein spritzpumpe nicht aufgenommene Brennstoff über ein auf den gewünschten Druck im Saugraum der Einspritzpumpe vorgespanntes Überströmventil 9 wieder auf die Saugseite der Förderpumpen geleitet wird. Die vom Abscheider abzweigende Luftableitung 10a ist mit einer nicht gezeichneten Drossel öffnung versehen und mündet in das An saugrohr S der Brennkraftmasehine.
Das zylindrische Gehäuse 11a des Luft- abscheiders hat einen Boden 12 und einen in nicht gezeigter Weise angeschraubten Deckel 13. In der Mitte des Deckels ist eine Ge windebohrung für das Anschlussstück 14 der Luftableitung 10a und darunter das An schlussstück 18 der Brennstoffzuleitung 5 zum Abscheider angeordnet.
In der Mitte des Bodens des Gehänxses ist die Ableitung 7 für den entlüfteten Brennstoff mittels des Anschlussstückes 15 angeschlossen. Im Deckel und im Boden ist ein Pendel 50 drehbar ge- lagert, in ziem ein durch den Deckel ab geschlossener Ringraum 52 angeordnet ist,
der mit dem Anschlussstück 18 und der Brennstoffzuleitung 5 verbunden ist und aus dem ein am Pendel befestigtes Rohr 53 den Brennstoff in das Gehäuse hla leitet. Die Nabe 51 des Pendels trägt gegenüber dem Rohr 53 ein Gewicht 54, wodurch der Schwerpunkt des Pendels in dieser Richtung aus der Drehachse heraus verlegt ist.
Eine von unten am Pendel ausgehende Bohrung 55 schliesst an eine achsiale Bohrung 56 an, die stets über das Anschlussstück 15 mit der zum Saugraum der Brennstoffpumpe führen den Ableitung 7 für den entlüfteten Brenn- stoff verbunden ist.
Im deckelseitigen Drehzapfen des Pendels ist eine achsiale Bohrung 57 vorgesehen, die am Zapfenende über das Anschlussstück 14 mit der Luftableitung 10a verbunden ist und über eine Bohrung 58 in eine mit Gewinde versehene radiale Bohrung 59 ausmündet. In das Gewinde der Bohrung 59 ist ein Ventil gehäuse 60 eingeschraubt, in dem zwei Längsbohrungen 61 und 62 vorgesehen sind. Die Bohrung 58 mündet in die Bohrung 61. Diese Bohrung ist oben nicht durchgebohrt, sondern durch eine Querbohrung 63 mit der Bohrung 62 verbunden. Die Längsbohrung 62 geht von ihrer engen Mündung 64 oben am Ventilgehäuse aus in einen kegeligen Ventilsitz 65 über und mündet am andern Ende in einiger Entfernung vom Pendel.
In der Bohrung 62 steckt eine Ventilnadel 66, die unten an einem das Ventilgehäuse um gebenden Schwimmer 67 sitzt. Der Schwim mer ist am Ventilgehäuse geführt, so dass er sich mit der Ventilnadel nur radial zum Pendel bewegen kann. Zwischen dem Rohr 53 und dem Schwimmer 67 ist an der Nabe 51 des Pendels eine Scheidewand 68 be festigt, die das Übertreten des durch dieses Rohr eintretenden Brennstoffes nach der Ventilöffnung 64 verhindert.
Eine Bohrung 69 im Deckel das Ge häuses 11a ist an eine Sperrölleitung 70 an geschlossen und mündet in eine Ölnut 71 in dem Lager des Pendels. Das durch die Lei tung 70 unter Druck zugeführte Sperröl ver hindert ein Übertreten von Brennstoff aus dem Ringraum 52 entlang dem Lagerzapfen des Pendels in die Luftableitung 10a.
Der gezeichnete Luftabscheider wird im Flugzeug mit Vorteil derart angeordnet, dass in der Normallage die Drehachse des Pendels in der Horizontalebene senkrecht zur Flug richtung liegt. Dann dreht sich bei Auf- und Abwärtsbewegungen des Flugzeuges das Luftabscheidergehäuse um seine dabei waag recht bleibende Achse, und das Pendel hält die Mündung der Abflussbohrung 55 immer im untern, mit luftbefreitem Brennstoff an gefüllten Raum des Abscheiders, so dass dieser Brennstoff ungehindert zur Einspritz- pumpe gelangen kann.
Überschreitet der Brennstoff im Luftabscheider eine bestimmte Höhe, so wird der Schwimmer 67 durch sei nen Auftrieb so weit angehoben, dass die Ventilnadel auf dem Kegelsitz im Ventil körper aufsitzt und die Verbindung zwischen dem Innenraum des Luftabscheidergehäuses und der Luftableitung 10a unterbrioht. Wird Luft oder Gasblasen enthaltender Brennstoff dem Abscheider zugeführt, so drücken die sich jeweils im obern Teil des Gehäuses 11a ansammelnden Blasen den Brennstoffspiegel tiefer, so dass der Schwim mer ebenfalls sinkt und die Ventilnadel das Kegelventil öffnet und die Luft durch Ab leitung 10a zum Saugrohr S entweichen kann.
Da die enge Mündung 64 hierbei als Drossel in der Luftableitung wirkt, wird ein rasches Absinkendes Druckes verhindert, so dass der durch die Leitung 5 nachströmende Brennstoff den Schwimmer 67 anheben und das Ventil 66 schliessen kann, bevor der Druck im Luftabscheider unter den im Saug raum der Einspritzpumpe erforderlichen Druck gefallen ist.
Bei der Einrichtung gemäss Fig. 3 und 4 ist auf eine Durchspülung des Saugraumes der Einspritzpumpe durch den von den Förderpumpen 4 im Überschuss gelieferten Brennstoff verzichtet, und dieser kann über eine Leitung 5a mit einem auf den Förder- druck der Pumpen 4 eingestelltes Druck reduzierventil von der Druckseite auf die Saugseite dieser Pumpen abfliessen.
Dem Luftabscheider 6b fliesst hier nur .so viel Brennstoff zu, wie die Einspritzpumpe ver arbeitet.
In der Mitte des Bodens 12 und des Deckels 13 des zylindrischen Gehäuses 11b des Luftabscheiders 6b ist ein Pendel 72 .ge lagert. Auf der dem Gehäuseboden zu gewandten 'Seite des Pendels ist in dessen Nabe 73 ein nach dem Gehäuseboden offener Ringraum 74 angeordnet, der durch diesen Boden abgeschlossen ist.
Der Ringraum ist einerseits mit der am Gehäuseboden an geschlossenen Zuleitung 5 verbunden, ander seits führen zwei oben in der Nabe .des Peu- dels befestigte Rohre 75, von denen die Zeichnung nur eines zeigt, in den Innenraum des Gehäuses. Der aus diesen Rohren aus tretende Brennstoff trifft auf eine am Pen del befestigte Prallplatte 76 auf, die einen Raum für die Zuleitung des Brennstoffes von dem übrigen Innenraum des Gehäuses ab schirmt und nur gegen den Gehäuseboden hin offen ist.
Das Pendel trägt auf der untern Seite ein Gewicht 77, durch das der Schwer punkt des Pendels in dieser Richtung aus seiner Drehachse heraus verlegt ist. Eine unten vom Pendel ausgehende Bohrung 78 verbindet über eine Längsbohrung 79 den jeweils untern Teil des Gehäuseinnenraumes mit der an dem Gebäuseboden angeschlos senen Ableitung 7 für den luftblasenfreien Brennstoff. In der Mitte des Gehäusedeckels 13 ist die Luftableitung 10a angeschlossen.
Auf der in der Fig. 4 rechten Seite des Pendels 72 ist eine Büchse 80 drehbar ge lagert, die oben einen Schwimmer 81 und unten ein pendelartig wirkendes Gewicht 82 trägt. Im Schwimmer 81 ist parallel zur Längsachse des Pendels ein Querrohr 87 an- geordnet, an welches das radiale Rohr 83 an geschlossen ist. In den beiden durch die Schwimmerwandung geführten Mündungen des Querrohres 8 7 sind Verengungen 88 vor- gesehein. und im Innern des Längsrohres ist eine Kugel 89 angeordnet, die sich frei in diesem Rohr bewegen kann. Das Rohr 83 ist in der Büchse befestigt.
Eine Radialboh- rung 84 verbindet das Rohrende mit der Lagerfläche der Büchse. In der Radialebene dieser Bohrung 84 ist auch in der Achse des Pendels 72 eine radiale Bohrung 85 vor gesehen, die in eine im abgesetzten Teil der Pendelachse 73 angeordnete und am deckelseitigen Ende mit einer Drossel 90 versehene Längsbohrung 86 einmündet.
Im abgesetzten Teil der Pendelachse 73 ist eine zweite Längsbohrung 91 vorgesehen, die durch eine radiale Bohrung 92 an eine im Deckellager eingestochene Ringnut 93 an geschlossen ist. Die Ringnut 93 ist über eine Bohrung mit einer Sperrölleitung 70 verbun den. Durch mehrere von der Längsbohrung 91 ausgehende Bohrungen gelangt das Sperr- öl auch in Ringnuten 95, die auf der Pendel achse 73 zu beiden Seiten der Bohrung 85 eingedreht sind. Durch das Sperröl in den Ringnuten wird ein Übertreten von Brenn stoff in das Anschlussstück 14 verhindert und zugleich die Lauffläche der Büchse 80 ge schmiert.
Ist der Innenraum des Luftabscheiders genügend mit Brennstoff gefüllt, so steht der Schwimmer 81 infolge seines Auftriebes mit der Büchse 80 in der gezeichneten Lage, in der ihre Bohrung 84 mit der Bohrung 85 der Pendelachse nicht in Verbindung steht, so dass die Rohre 87 und 83 nicht mit der Längsbohrung 86 im Pendel und dadurch auch nicht mit der Luftableitung verbunden sind.
Sammelt sich im obern Teil des Innenraumes so viel Luft an, dass diese den Brennstoffspiegel mehr und mehr nasch unten drückt, so sinkt der Schwimmer mit dem Brennstoffspiegel unter gleichzeitiger Dre hung der Büchse ebenfalls nach unten, bis die Bohrungen 84 und 85 miteinander in Verbindung kommen. Hierbei stehen die Öff nungen 88 des Querrohres 87 immer höher als der Brennstoffspiegel, da der $chwimmer nicht bis zu diesen Öffnungen in den Brenn- stoff eintaucht.
Infolgedessen ist der Luft raum im Luftabscheider an die Luftabführ leitung 10a angeschlossen, und die Luft strömt in das Saugrohr 5 der Maschine ab. Durch den Zufluss von neuem Brennstoff wird der Schwimmer wieder angehoben und die Büchse 80 gedreht, so daB die Verbin dung finit dem Luftabführrohr wieder unter- brachen wird.
Infolge der Drossel 90 kann der Druck im Luftabscheider beim Öffnen der Iniftableitung nicht unter den im Saug raum der Einspritzpumpe erwInschten Druck .sinken.
Neigt sich die Maschine, z. B. bei einem Kurvenflug auf Seite, so stellt sich die Dreh achse des Pendels schräg oder gar senkrecht zum Brennstoffspiegel im Gehäuse ein.
Dann ist die jeweils untere Öffnung 88 im Quer rohr 87 durch, die Kugel 89 geschlossen, so dass kein Brennstoff durch diese Öffnung in das Rohr 83 gelangen kann. Da diese Stel lungen nur vorübergehend eingenommen wer den, wird die Steuerwirkung des Pendels und der durch Schwimmerauftrieb betätigten Büchse 80 nur vorübergehend unterbrochen. Aber auch während dieser Zeit ist ein Aus treten von Brennstoff durch das Querrohr 87 in die Luftableitung verhindert, so dass in jeder Betriebslage der Maschine nur brenn stofffreie Luft in das Rohr 10a gelangt.
Bei der Förderanlage nach Fig. 5 bis 8 sind zwei Brennstoffvorratsbehälter 3 vor gesehen, von denen jeweils einer ausser Be trieb ist. Jede Förderpumpe 4 ist durch eine sich verzweigende Leitung 4a an beide Vor ratsbehälter 3 angeschlossen. Durch fern gesteuerte Hähne H kann jeder Vorrats behälter vom einen Zweig der Saugleitung mit einer Förderpumpe verbunden werden. Ein Luftabscheider 6c ist über das Anschluss stück 18 an die gemeinsame Druckleitung 5 der beiden Förderpumpen angeschlossen.
Das Gehäuse llc des Luftabscheiders 6e ist durch eine Trennwand 96 in zwei Kammern 97 und 98 geteilt, von denen die Kammer 97 zur Abscheidung der etwa vom Brennstoff mitgeführten Luft dient, welche in die Kam mer 98 geleitet wird, wo etwa noch mitgeris sene Brennstoffteilchen abgeschieden werden. Der von Luft befreite Brennstoff wird aus der Vorkammer 97 durch das Anschlussstück 15 und die Leitung 7 zur Einspritzpumpe gefördert.
Die in der Kammer 98 vom Brennstoff befreite Luft geht durch das in der Mitte des Luftabscheiders angeordnete Anschlussstück 14 und die Leitung 10a in das Ansaugrohr S der Maschine, während der in der Kammer 98 von der Luft ab geschiedene Brennstoff durch ein Anschluss stück 99 und das Rohr 7a in die Überström leitung abgeleitet wird, die ihn wieder der Saugleitung 4a einer Förderpumpe zuführt.
Das in der Vorkammer 97 angeordnete Pendel 100 ist einerseits in der Trennwand 96, anderseits im Deckel 101 dieser Kammer g o elagert. In der Trennwand zwischen bei den Kammern ist eine radiale Bohrung 102 angeordnet, die einerseits mit der Zuleitung 5 verbunden ist und anderseits in einen am Pendel vorgesehenen, von der Trennwand 96 abgeschlossenen Ringraum 103 mündet. Der Brennstoff wird aus diesem Ringraum ab geleitet über ein Rohr 104, das am Pendel 105 befestigt ist, das stets in annähernd der gleichen Lage zum Aussenraum eingestellt bleibt, so dass der von Luft befreite Brenn stoff aus dem jeweils untern Teil der Kam mer 97 durch Bohrungen im Pendel ab fliessen kann.
Liefern die Förderpumpen Luft oder blasenhaltigen Brennstoff, so sam meln sich die Gase im obern Teil der Kam mer 97 und strömen über das Querrohr 106 in das Rohr 107 zur Längsbohrung 108 in der Pendelachse und gelangen dann über eine die Trennwand<B>96</B> durchsetzende Bohrung 109 in die Kammer 98.
In dieser Kammer ist ebenfalls ein Pen del 110 mit dem Pendelgewicht 112 angeord net, dessen Zapfen einerseits in der Trenn wand 96 und anderseits im Deckel 111 der Kammer 98 gelagert sind. Auf der Achse des Pendels ist eine Hülse 113 drehbar, die in der Längsrichtung versetzt zwei entgegen gesetzt zueinander gerichtete radiale Boh rungen enthält. An die eine Bohrung ist ein Rohr 114 mit einem -Schwimmer 115 an geschlossen, der die Mündung des Rohres 119 stets über dem Brennstoffspiegel hält.
In der gleichen Radialebene, in der jene obere Bohrung in die Lauffläche der Hülse 113 ausmündet, ist in der Achse des Pendels 110 eine Querbohrung 116 vorgesehen, die in .eine Längsbohrung <B>117</B> der Pendelachse mündet. Die Längsbohrung 117 führt am Ende des in der Zwischenwand 96 gelagerten Pendelzapfens in einen Raum, der durch einen mit einer Drossel 120 versehenen Kanal 1,18 in der Zwischenwand mit der Luftablei tung 10a verbunden ist.
In der andern Bohrung der Hülse ist ein Rohr 121 befestigt, das somit entgegen gesetzt zum Rohr 114 gerichtet in die Kam mer 98 hineinragt. Inder Radialebene dieses Rohres ist in der Pendelachse eine radiale Bohrung 122 angeordnet, die durch eine mit einer Drossel 124 versehene Längsbohrung 123 mit dem Anschlussstück 99 der Leitung 7a im Deckel 111 verbunden ist.
Das Rohr 7a führt in die Überlaufleitung 5a der Förder- pumpe. Mehrere in die Pendelachse ein gedrehte Rillen 125 sind über eine Längs bohrung in der Pendelachse mit einer an den Deckel angeschlossenen Sperrölleitung 126 verbunden.
Luft, mit Brennstoff verunreinigt, tritt aus der Kammer 97 über das Querrohr 106, das Rohr 107 und die Bohrungen 108 und 109 in die Kammer 98 über. Die Luft trennt sich darin vom Brennstoff. Bei tiefem Brennstoffspiegel ist der Schwimmer, wie Fig. 7 zeigt, nach unten gekippt, wobei die Mündung des Luftabführrohres 114 stets über dem Brennstoffspiegel liegt. Beim Er reichen eines bestimmten Brennstoffspiegels wird das Luftabführrohr 114 mit der Boh rung 116 und der Längsbohrung 117 des Pendels verbunden, so dass die Luft durch die Bohrung 118, die Drossel 120 und über das Anschlussstück 14 durch das Rohr 10a in das Ansaugrohr S der Maschine entwei chen kann.
Das Rohr 121 taucht bei dieser Lage des Schwimmers nicht in den Brenn stoff ein, und die Hülse 118 verschliesst die Bohrung 122 für den Brennstoffabfluss durch das Rohr 7a.
Steigt der Brennstoff in der Kammer 98, so verschliesst die Hülse 113 die Bohrung 116 und hält sie auch bei weiterem Ansteigen des Spiegels geschlossen. Dafür taucht das Rohr 121 bei weiterem Drehen der Hülse 113 in den Brennstoffspiegel, und wenn es mit der Bohrung 122 in Überdeckung kommt (Fig. 8), so fliesst der Brennstoff durch die Längs bohrung 123, die Drossel 124 und das An schlussstück 99 der Rohrleitung 7a nach der Saugseite der Förderpumpe.
Der Abfluss brennstofffreier Luft und luftfreien Brenn stoffes nach den Ableitungen 10a und 7a ist durch Drosseln 120 bezw. 124 so gedrosselt, dass das Öffnen dieser Abführleitungen nicht zu einem Sinken des Druckes in der Kam mer 97 des Luftabscheiders und damit im Saugraum der Einspritzpumpe unter einen bestimmten Druck führt.